水與酒精混合實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

鄭士禮

一、改進(jìn)的原因

滬教版九年級(jí)化學(xué)教材上冊(cè)63頁(yè)“活動(dòng)與探究”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是用水與酒精混合來(lái)證明微粒間有空隙，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是取一端封閉的細(xì)玻璃管，用膠頭滴管往玻璃管內(nèi)分別滴加水和酒精并注滿，然后用拇指堵住管口來(lái)回顛倒數(shù)次，觀察液面的變化。實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)存在如下不足：

(1)膠頭滴管滴加液體速度太慢，耗時(shí)太長(zhǎng)。

(2)由于玻璃管較細(xì)，兩種液體混合速度較慢，且不易混合均勻。

(3)直接用拇指堵住管口，若用力過(guò)大，玻璃可能會(huì)劃破手指，造成不必要的傷害；若用力過(guò)小，可能會(huì)造成少量液體漏出，影響實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。

為此利用連通器原理自行設(shè)計(jì)制作一套可調(diào)式混液器，對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，很好地解決了上述問(wèn)題，且操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。

二、改進(jìn)的方法

1.自制可調(diào)式混液器

(1)制作所需材料

長(zhǎng)約40 cm的細(xì)玻璃管兩根、膠皮管、50 mL注射器、生料帶。

(2)制作方法

①取兩根兩端開(kāi)口長(zhǎng)約40 cm的玻璃管，用長(zhǎng)約10 cm的膠皮管連接。

②取一個(gè)50 mL注射器，用燒紅的鐵絲在注射器25 mL刻度處烙一個(gè)小孔。

圖1 可調(diào)式混液器結(jié)構(gòu)圖

③把注射器下端的乳頭用生料帶纏繞數(shù)圈(至剛好能插入細(xì)玻璃管)，在待插入的玻璃管一端套上一小截膠皮管，將注射器下端纏好生料帶的乳頭對(duì)準(zhǔn)玻璃管管口，緩慢旋轉(zhuǎn)，插入細(xì)玻璃管，連接為一體，再用膠皮管把連接處套緊，檢查確認(rèn)完全密封即可(如圖1所示)。

2.實(shí)驗(yàn)操作步驟

(1)將注射器活塞拉至50 mL刻度處，左手拿著兩根細(xì)玻璃管上部，使兩管相平。

(2)取一個(gè)20 mL注射器抽取約12 mL(玻璃管的粗細(xì)、長(zhǎng)短不同，抽取液體的量略有不同，可根據(jù)具體自制裝置調(diào)整)滴有紅墨水的水，注入細(xì)玻璃管中。

(3)另取一個(gè)20 mL注射器抽取約12 mL的無(wú)水酒精，慢慢地注入細(xì)玻璃管中，邊注入邊觀察，注意適當(dāng)調(diào)節(jié)兩根細(xì)玻璃管的高度，使加入液體剛好充滿兩根細(xì)玻璃管，提示學(xué)生觀察(可觀察到紅色的水與無(wú)色的酒精明顯分為兩段，由于密度不同，有酒精的玻璃管口高于有水的一邊)。

(4)將注射器一端緩緩放低放平，保持開(kāi)孔處向上，使液體完全進(jìn)入注射器，充分混合均勻。

(5)緩緩抬高注射器，使其中的液體完全進(jìn)入玻璃管中，調(diào)節(jié)兩根細(xì)玻璃管的高度，使其中一根充滿液體，提示學(xué)生觀察(可觀察到原本充滿液體的玻璃管現(xiàn)在不滿了，出現(xiàn)約2 cm的空隙)。

三、改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

(1)改進(jìn)后用注射器代替膠頭滴管，可以一次定量抽取所需液體；用注射器改裝成混液室，兩種液體能快速充分混合，且不需用手指堵住管口，沒(méi)有液體滴漏現(xiàn)象；兩根細(xì)玻璃管用膠皮管連接成U型管，可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)高度。因此整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單方便，安全可靠，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，說(shuō)服力強(qiáng)。

(2)根據(jù)連通器原理，U型管兩側(cè)的液體壓強(qiáng)相等，學(xué)生通過(guò)觀察混合前水柱與酒精柱的高度不同，體會(huì)到液體壓強(qiáng)大小與液體密度和液柱高度有關(guān)，既增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的趣味性，認(rèn)識(shí)到不同物質(zhì)的微粒間的空隙不同，又能聯(lián)系到物理中的壓強(qiáng)知識(shí)，體現(xiàn)學(xué)科知識(shí)的滲透。

(3)可調(diào)式混液器制作所需材料價(jià)廉易得，制作方法簡(jiǎn)單，易于推廣應(yīng)用。