医用输液袋在做有毒气体实验时的妙用
2018-10-10韩海侠
韩海侠
(江苏省郑集高级中学城区校区 221116)
中学化学中的有毒气体主要有Cl2、SO2、NO、NO2等,这些气体的性质在中学化学课本中占有重要地位.要想掌握这些气体的性质,最好的方法莫过于分组实验.通过分组实验,学生可以通过看、闻、触、做等操作,亲身体验到它们的性质,这对知识的掌握有着不可替代的作用.但传统的实验仪器,如集气瓶、胶头滴管等,很难做到有毒气体不外泄.而这些泄露的有毒气体会对师生的健康造成伤害,会对周围的环境造成污染,因此导致很多有毒气体的性质实验不能分组进行,只能由教师演示完成,或者干脆变成教师照着书上的照片讲实验,从而使学生失去了亲身体验,亲自探究的机会,这不能不说与《新课标》的要求相距甚远,使化学实验的魅力大打折扣.
在“绿色化学”理念的指导下,笔者尝试着用250mL医用输液袋,并辅以10mL医用注射器,对中学化学中关于有毒气体的实验进行改进,使分组实验朝着微型化、简单化、绿色化的方向进行,最大限度地减少有毒气体对师生的伤害和对环境的污染,力求做到“零排放”和“零污染”.
医用输液袋(如图1所示)具有气密性好,容积大,透明度高,易观察,质地软,易操作等特点,再辅以同样气密性好,容积可变的医用注射器,这套组合的优势是传统仪器无法比拟的.同时它们还具备储存、量取、转移、兼做反应器等功能,能够在“绿色化学”实验中发挥重要作用.下面笔者就以医用输液袋和医用注射器这对组合作为绿色化学实验的工具和平台,来完成有毒气体的收集及性质实验.
一、有毒气体的收集
以SO2气体的收集为例.传统SO2气体的制备和收集方法是:把Na2SO3固体加入圆底烧瓶中,把浓H2SO4注入分液漏斗中,用酒精灯稍微加热,以利于加快反应速率和SO2气体的逸出,然后打开分液漏斗活塞,向Na2SO3固体上滴加浓H2SO4,然后把生成的SO2气体导入集气瓶中,用向上排空气法收集SO2气体.(装置如图2所示)这种方法的不足之处在于很难判断集气瓶中的SO2气体是否收集满,同时集气瓶中插入玻璃导管,造成玻璃片不能密封集气瓶,导致SO2气体外逸.而利用医用输液袋收集SO2气体时,只要先把输液袋中的空气排空,然后把连接导气管的针头插入输液袋,观察输液袋鼓起程度,就能判断是否收集满气体,而且输液袋里收集的气体能长时间存放都不外逸.如果要准备六组分组实验,只要准备六个医用输液袋,然后依次收集满这些医用输液袋,即做好了有毒气体分组实验的气体准备工作.
二、有毒气体的性质实验
以SO2气体的性质实验为例.
在做SO2气体性质实验时,可以取一个收集满SO2气体的输液袋,先观察SO2气体的颜色,为无色气体,然后用注射器针头插入输液袋,随后立即拔出针头,就能在针头上闻到SO2气体的刺激性气味.为了证明SO2气体的水溶性,可以用注射器向收集满SO2气体的输液袋中注入10mL蒸馏水,发现输液袋里气体体积几乎变为0,输液袋明显瘪下去,说明SO2气体易溶于水.此时得到的水溶液就是新制的亚硫酸溶液.随后用注射器抽出新制的亚硫酸溶液,滴入紫色的酸性高锰酸钾溶液中,高锰酸钾溶液褪色,证明SO2气体具有还原性;滴入滴加了酚酞的红色NaOH溶液中,红色褪去,于是可证明SO2气体的水溶液呈酸性.
以NO2气体的性质实验为例.
在做NO2气体性质实验时,可以取一个收集满NO2气体的输液袋,先观察NO2气体的颜色,为红棕色气体,然后用注射器针头插入输液袋,随后立即拔出针头,就能在针头上闻到NO2气体的刺激性气味.为了证明NO2气体的水溶性,用注射器向收集满NO2气体的输液袋中注入10mL蒸馏水,发现输液袋里红棕色的NO2气体颜色褪去,生成无色的气体,且气体体积减少为原来的1/3左右,说明NO2气体易溶于水,且与水反应生成无色气体.然后用注射器向输液袋中充入10mL空气,输液袋中的无色气体又变为红棕色的NO2气体,说明无色气体为NO气体.在验证硝酸与铜的反应时,先在注射器中装入3~5片铜片,然后用装有铜片的注射器从输液袋中吸出3mL无色液体,注射器针头不要拔出,观察铜片与无色液体的反应现象,发现无色液体与铜片反应生成无色气体,则说明NO2气体与水反应生成的无色液体为稀硝酸.
通过以上实验,可以看到,医用输液袋和注射器的组合在做有毒气体实验时妙处颇多,利用它们的组合可以完成很多有毒气体的收集和性质实验,同时还能兼顾环保性和节约性,对教师进行有毒气体的分组实验有很大帮助,教师不再害怕进行有毒气体的分组实验,也能使学生对有毒气体的性质理解更加深刻.
因为种种原因,很长一段时间内,高中化学课程开设的课时存在着普遍偏少的客观事实,而化学实验特别是分组实验的进行更是少之又少,这就需要化学老师运用智慧的力量,克服种种困难,为化学学科的发展贡献出自己的热情和努力.