分子运动速率与温度关系的实验设计
2013-04-12彭程谢祥林李跃春
彭程 谢祥林 李跃春
分子运动速率与温度关系的实验设计
彭程 谢祥林 李跃春
(湖南师范大学化学化工学院湖南长沙410081)
为了使学生顺利地建立知识点,文章设计了不同温度下分子运动速率的两个对比实验,装置简单,现象明显,无污染,可回收,能够清楚明了地展示两者之间的正相关关系。该设计可构建化学思维,激起学生对化学学习兴趣,感受化学的独特魅力。
分子运动;速率;温度;实验设计
一、问题分析
温度越高,分子运动速率越快,这是化学学习的一个基本理论知识点。分子运动速率与温度的关系的实验在人民教育出版社2006年4月第2版《义务教育课程标准实验教科书化学》九年级上册中属于空白实验,该知识点被安排在第三单元的课题2《分子和原子》中,仅仅只是通过描述水受热蒸发加快的原因来帮助学生理解这个理论[1]。
水的蒸发是生活中的一个常识,在蒸发的时候有大量的白雾生成,学生容易理解高温时分子在不断地运动,但若是常温下呢?常温下学生几乎无法感知到分子的运动,那么在这里学生就有可能形成这样一种观点——分子在常温下几乎不运动,仅仅只在高温或是蒸发的情况下才运动。很明显这是一种错误的观点,在此,学生无法建立起正确的理论基础,没有体验到分子的运动速率与温度的真正的关系。笔者认为,通过描述水的蒸发来帮助学生建立该理论会有一定的不合理性。
化学是一门以实验为基础的自然科学,所以为了让学生能够了解化学,学好知识点,应该科学合理地设计化学实验。同时化学实验对于九年级第一次学习化学的学生而言有一定的新奇性和吸引力,一个设计良好的化学实验能够让学生感受到化学独有的魅力,激发学生的学习欲望,突显化学知识,帮助学生理解化学知识,建立真正的化学思维,那么在这里设计一个关于分子的运动速率与温度的关系的实验就显得尤为重要。
既然是分子的运动速率与温度的关系的学习,那么该实验就应该是一个对比实验,对比两种不同温度下分子的运动速率。为此,笔者设计了两个化学实验,装置简单便携,现象明显,能够直接明了地帮助学生建立理论知识,并且带领学生感受到化学的魅力。
二、实验设计一
1.实验目的
分析分子运动速率与温度的关系
2.实验原理
温度越高,分子运动速率越快
3.实验用品
品红溶液(30mL),水,2支试管(18×180 mm),酒精灯,2个烧杯(50mL),三脚架,石棉网,2个量筒(10mL)
4.实验步骤
(1)将30mL品红溶液分别等量倒入两个小烧杯中,其中一个加热至微沸。
(2)在两支试管中同时装入2/3的水,分别标记为1、2。
(3)先取1mL常温品红溶液加入试管1,再取1mL微沸品红溶液加入试管2中,观察现象。
5.实验结果
试管1、2中的品红都在往试管底部扩散,但试管2中的扩散速率明显大于试管1中的扩散速率。
6.实验优点
(1)装置简单,现象明显,实验时间短,实验结果分析符合逻辑。
(2)药品用量少,能够循环使用,节约资源,保护环境。
7.注意事项
(1)实验操作动作要快,保证品红溶液处于不同温度下。
(2)注意控制药品量的多少,确保实验现象明显。
三、实验设计二
1.实验目的
分析分子运动速率与温度的关系
2.实验原理
温度越高,分子运动速率越快
3.实验药品广范pH试纸,乙酸(60mL),2支U形管(18×180 mm),4个橡胶塞,玻璃棒,酒精灯,2个烧杯(100mL),三脚架,石棉网,2个量筒(50mL),水
4.实验装置
5.实验步骤
(1)取两张同等大小的广范pH试纸,用水湿润,贴在两个U形管内侧,分别编号为1、2。
(2)将60mL乙酸溶液分别等量倒入两个烧杯中,其中一个加热至微沸。
(3)将20mL乙酸常温溶液,倒入U形管1中,再取20mL乙酸微沸溶液,加入U形管2中(注意从未贴pH试纸的一边倒入,使溶液页面距离试纸大约2到3cm,塞上橡胶塞),静置,观察现象。
6.实验结果
1008-0546(2013)05-089-01
:G633.8
:B
10.3969/j.issn.1008-0546.2013.05.040