唐楚惟
摘要:在高中化學實驗室中,使用最多的材料莫過于水了,大部分的化學反應和化學實驗都需要水的參與,但不一定所有的水都是反應的反應物。本人就高中學習中的了解談談高中化學實驗室中水的妙用。
關鍵詞:高中化學實驗;水的妙用
中圖分類號:G633.8
1.引言
水是生命之源,也是日常生活中最常見的事物,更是我們高中化學實驗中不可缺少的重要實驗材料?;瘜W學科具有它特有的學科特點,那就是實驗多,理論多。在我們所接觸到的高中化學實驗中,沒有水的參與,大部分實驗過程沒法進行,實驗現(xiàn)象也都沒辦法發(fā)生。本文結合高中的化學實驗,談談在高中化學實驗室中水的妙用。
2.水的妙用
2.1水封
在我們高中實驗室中,許多試劑和藥品由于其自身的特殊物理性質(zhì)和化學性質(zhì),它們的存儲方式是有特殊要求的。其中,一些試劑和藥品的存放就用到了水的水封作用。液溴是一種深紅棕色的單質(zhì)液體,具有強烈的揮發(fā)性,同時還有劇毒和強腐蝕性,是我們實驗室中存儲困難最大的一種試劑。在室內(nèi)溫度下,如若不經(jīng)過特殊處理,液溴會揮發(fā)出具有強烈刺激性的煙霧,危害同學和老師的身體健康,污染環(huán)境。若不使用水封,而僅用玻璃塞塞緊的細口瓶來存放液溴的話,液溴還是不可避免的揮發(fā)到空氣中,既污染了環(huán)境,又給老師和同學的身體健康帶來了安全隱患。而使用水封的存放就可以避免安全隱患。將盛有液溴的磨口細口瓶置于一個大燒杯內(nèi),再用一個稍小于前者大燒杯的燒杯倒扣于細口瓶上方,往大燒杯內(nèi)加水即可完成水封。少量白磷存放方式也需特別注意:白磷的燃點低,極不溶于水,在30度下就可著火,同時白磷還具有劇毒,應放入放入盛有冷水的廣口瓶中存儲,水封作用既避免了白磷煙霧的逸出,又保證了溫度不超過其燃點。
2.2水浴
許多化學反應需要在水浴加熱的條件下進行。水的溫度為最高100度時,我們稱之為沸水浴,比如纖維多糖的水解和酚醛樹脂(又稱電木)的制備。當我們用溫度計控制水浴溫度在不到100度時的某個溫度上恒定時,我們通常稱之為溫水浴,比如硝基苯(又稱苦杏仁油,一種微黃色的油狀液體)的合成就在50-60度下完成、乙酸乙酯(又稱變性酒精和變性乙醇)的分解就在70-80度下進行、硝酸鉀(易溶于水的白色粉末)溶解度的測定則在室溫到100度下完成。
2.3水集
在化學實驗中,經(jīng)常用到的收集氣方法有排水法、向上排空氣法和向下排空氣法。排水法就用到了水的水集作用。排水法適用于收集那些難溶于水或者不溶于水的氣體。對那些能溶于水而不易溶于飽和食鹽水的氣體,我們可以對排水法進行升級,形成排飽和食鹽水法。
2.4水洗
在化學實驗中,我們除了用水來清洗實驗裝置外,還可以用來除去難溶于水的氣體中易溶于水的雜質(zhì),比如我們水洗的方法除去一氧化氮氣體中的二氧化氮雜質(zhì)。其原理是:一氧化氮不溶于水,且二氧化氮能與水發(fā)生化學變化生成想要的一氧化氮和易溶于水的硝酸。
2.5水量
我們有許多產(chǎn)物是氣體的實驗,要想測定反應物的含量,我們可以從氣體的體積入手、列三段式換算就可以求出反應物含量。直接測定氣體體積非常困難,我們一般采用量氣裝置,通過測定排除的水的體積確定產(chǎn)生或者消失氣體的體積。
2.6水冷
在化學實驗中,我們還經(jīng)常將氣體通過冷凝管,利用水的水冷作用降低溫度,來冷凝氣體,比如蒸餾乙醇制備無水乙醇和乙醇的沸點測定實驗。在上述實驗中,乙醇在蒸餾時候必須加上無水氯化鈣的干燥管,來保證整個實驗流程無水操作,同時也防止了環(huán)境中的水分進入實驗裝置,污染試劑,給實驗帶來誤差。另外,冷凝管上方的塞子不可以使勁塞緊,否則會形成一個封閉系統(tǒng),已引起爆炸、起火等危險后果。
2.7物質(zhì)鑒別劑
在試題冊中,我們經(jīng)??梢耘龅借b別物質(zhì)的題目,水也可以做鑒別劑來區(qū)別一些溶解度不同或者密度不同的物質(zhì),比如苯、乙醇和溴乙烷三者就可以通過溶于水后的不同表現(xiàn)來區(qū)分。苯的密度小于水,浮于水上;乙醇極易溶于水:溴乙烷密度比水大,沉于水下。如此一來,三者即可區(qū)分。還有一些物質(zhì)可由其溶于水后的溶液顏色判斷和鑒別,比如,硫酸銅溶液、氯化銅溶液為藍色;硫酸亞鐵溶液、氯化亞鐵溶液為淺綠色;硫酸鐵溶液、氯化鐵溶液為黃色;石蕊試劑為紫色;高錳酸鉀溶液為紫紅色。
2.8查漏
進行反應物或者生成物中有氣體的實驗時,在實驗裝置連接完畢后,必須要檢查裝置是否漏氣,漏氣與否可以用水來檢查。比如在氯酸鉀分解生成氧氣的實驗中,我們可以通過微熱法檢驗實驗裝置的氣密性。具體檢測步驟為:以手握住密閉的試管,將導氣管的出口置于水中,看是否有氣泡從導氣管出口處冒出;同時,松開手后,有少量水被吸入導氣管中,同時滿足這兩個條件,可證明該實驗裝置氣密性良好。
3.結語
通過上述,我們可以發(fā)現(xiàn),水在高中化學實驗中竟有如此之多的妙用,我們在日常的實驗和實踐中不可輕易忽視了水的作用。希望我通過高中化學實驗學習總結出水的8大妙用,希望能給同學們提供一點參考借鑒的材料。
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