對(duì)碳酸氫銨受熱分解實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)研究

汪林煜

摘要：碳酸氫銨受熱分解實(shí)驗(yàn)是化學(xué)中較為典型的試驗(yàn)之一，主要用酒精燈、三腳架以及蒸發(fā)皿等器件組成實(shí)驗(yàn)裝置，從而對(duì)其不穩(wěn)定性加以驗(yàn)證。但是，從創(chuàng)新、環(huán)保以及觀察的全面性等進(jìn)行分析會(huì)發(fā)現(xiàn)，利用原有裝置對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)存在較為明顯的不足之處，故而對(duì)裝置進(jìn)行改進(jìn)具有一定的必要性。據(jù)此，本文主要改進(jìn)原有實(shí)驗(yàn)裝置，首先對(duì)原有實(shí)驗(yàn)裝置的不足之處進(jìn)行分析，并針對(duì)其不足之處進(jìn)行改進(jìn)，確保改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的環(huán)保性、創(chuàng)新性以及可視性能夠?qū)崿F(xiàn)。

關(guān)鍵詞：分解實(shí)驗(yàn)；碳酸氫銨；綠色性

1.教材實(shí)驗(yàn)的不足與改進(jìn)思路

加入碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)雖然能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑓s存在較為明顯的不足之處。首先，該實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳以及氨氣，難以確認(rèn)產(chǎn)生氣體的種類，并且氨氣會(huì)影響人體健康，對(duì)環(huán)境噪聲一定污染，違背了節(jié)能環(huán)保這一理念。使用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)只需3分鐘便能對(duì)碳酸氫銨受熱分解這一性質(zhì)予以驗(yàn)證，能夠觀察整個(gè)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)物的明顯減少以及新物質(zhì)的生成等現(xiàn)象。

2.實(shí)驗(yàn)儀器及藥品

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器

本實(shí)驗(yàn)所用儀器主要包含了燒杯、藥匙、實(shí)驗(yàn)用火柴、玻璃管、橡膠管、帶有鐵夾子的鐵架臺(tái)、酒精燈以及T形管。

2.2 實(shí)驗(yàn)藥品

本實(shí)驗(yàn)過(guò)程所用藥品主要包含了白色的CuSO4、加入酚酞的清水、澄清的石灰水以及碳酸銨。

3.改進(jìn)說(shuō)明

3.1試管替代說(shuō)明

在實(shí)驗(yàn)的開始之前，將傳統(tǒng)方式所用的蒸發(fā)皿替換成為試管，并利用鐵架臺(tái)將其固定，從而使自身能夠清楚的看到加熱過(guò)程當(dāng)中固體數(shù)目不斷消逝的情形；在靠近試管口的地方，加入預(yù)先準(zhǔn)備的CuSO4粉末，因其與水反應(yīng)能夠?qū)⒆陨戆咨D(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色，故而能夠很好地判斷水是否產(chǎn)生。

3.2使用T形管說(shuō)明

（1）將T形管的朝下方一端放入到澄清的石灰水當(dāng)中，通過(guò)其遇CO2變渾濁的特性，檢驗(yàn)在T形管當(dāng)中是否產(chǎn)生了CO2；將T形管的朝上方一端放入到加入了酚酞的清水燒杯當(dāng)中，并使其置于漏斗的地方，通過(guò)其與氨氣反應(yīng)的產(chǎn)生刺鼻氣味的現(xiàn)象判斷氨氣的產(chǎn)生，并用其來(lái)解決實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的氨氣，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的維護(hù)。

（2）按照如圖1所示的形式將實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行安裝，之后再利用預(yù)先準(zhǔn)備的橡膠管將所產(chǎn)生的氣體進(jìn)行加熱，并在其冷卻下來(lái)之后利用T形管對(duì)其進(jìn)行分流式檢測(cè)，通常情況下，不建議利用圖2的安裝方法進(jìn)行試驗(yàn)，因其未對(duì)產(chǎn)生氣體進(jìn)行冷卻，故而常會(huì)出現(xiàn)爆裂的情形。

4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

4.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程

本實(shí)驗(yàn)首先將所準(zhǔn)備的儀器按照?qǐng)D1的形式進(jìn)行安裝，之后將試劑按照如圖3所示的方式進(jìn)行加入，接下來(lái)將管口壓低，使其一直低于管底，最后再對(duì)試管當(dāng)中的碳酸氫銨進(jìn)行加熱。

4.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，能夠清晰地發(fā)現(xiàn)試管當(dāng)中的固體量隨著時(shí)間的推移正不斷減少，并且在開始前置于管口處的白色CuSO4粉末也逐漸的變?yōu)榱怂{(lán)色；在倒立漏斗壁上所沾有的加入酚酞的清水隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，也逐漸變成了淡紅色，并散發(fā)著刺鼻的氣味；而裝有澄清石灰水的燒杯隨著時(shí)間的推移，其內(nèi)液體逐漸變得極為渾濁。上述現(xiàn)象表明了，在碳酸氫銨極易受到加熱而產(chǎn)生分解的反應(yīng)，其因熱分解為了H2O、CO2以及氨氣。

5.改進(jìn)意義

與原有裝置相比，使用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)主要在下述幾方面有所改進(jìn)：其一，研究的嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性得到明顯提升；其二，實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作便利，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可視性較強(qiáng)；最后，所選藥品與儀器均較為常見，且與環(huán)保要求相符。

6.總結(jié)

通過(guò)對(duì)碳酸氫銨受熱分解原有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析能夠發(fā)現(xiàn)其不足之處較為明顯，與當(dāng)今創(chuàng)新性以及環(huán)保性等實(shí)驗(yàn)要求不符，文中主要以原有裝置為基礎(chǔ)，根據(jù)其不足之處將創(chuàng)新性、可視性以及環(huán)保性等要求對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。與原有實(shí)驗(yàn)相比，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)現(xiàn)象較為明顯，操作簡(jiǎn)便，嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性都得到了進(jìn)一步的提升。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)較為常用的手段，但實(shí)驗(yàn)裝置并非一成不變，在實(shí)驗(yàn)時(shí)我們學(xué)生需要結(jié)合實(shí)際情況，選擇與之相符的實(shí)驗(yàn)設(shè)置，確保實(shí)驗(yàn)所選材料、器件等與要求相符。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉偉，張妍，劉文禮.碳酸氫銨分解動(dòng)力學(xué)及其在弱堿性條件下的溶解特性[J].過(guò)程工程學(xué)報(bào)，2017，17（1）：123-129.

[2]周長(zhǎng)陽(yáng)，張皓爽，陳偉，等.碳酸氫銨電化學(xué)氧化陽(yáng)極對(duì)含油海底沉積物微生物燃料電池性能影響及其加速降解研究[J].材料開發(fā)與應(yīng)用，2017，32（3）：87-95.

[3]吳吉.LCS系列碳酸氫銨定量包裝機(jī)的運(yùn)用[J].小氮肥，2013，41（1）：3-4.