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易溶气体溶解度实验设计探讨

一、实验原理

测定易溶气体在常温常压下的溶解度,需要测定水的体积和被水溶解的气体的体积。在集气瓶中集满易溶解的气体(如氨、氯化氢等),定量地向密闭的集气瓶中注入少量水,由于气体溶解后形成负压,使正庚烷倒吸入集气瓶中形成喷泉,被吸入装置内的正庚烷的体积就是溶解于水的气体的体积。本设计以氨气溶解度的测定为例。

二、实验步骤

1.检验装置气密性:按照图1所示组装仪器,挤压胶头滴管,碱式滴定管内的水面上升,一段时间后如果液面不下降,说明装置气密性完好。图12.在单球短管中加入少量生石灰,用带有导管和T形管的橡胶塞塞紧管口,在T形管的上端用橡胶管连接1mL注射器(注意:注射器中要事先吸入少量水),在T形管的下端连接集气管(在管口塞一团棉花),并将上述装置固定在操作台上。3.胶头滴管中吸入少量浓氨水,插入单球短管的支管中(胶头滴管和支管之间用橡胶管密封连接)。逐滴加入浓氨水,产生的氨直接用向下排空气法收集在集气管中,在集气管的管口处检验氨。4.待集气管中收集满氨后,用带有尖嘴导管的橡胶塞塞紧管口,尖嘴导管的下端用橡胶管连接25mL碱式滴定管。在碱式滴定管中事先盛有一定量的正庚烷,在正庚烷液面上加人少量滴有酚酞溶液的水,同时要准确读出液面的刻度值L0。继续滴加少量浓氨水,生成的氨通过尖嘴导管将其中的空气排出,逸出的氨会使正庚烷液面上的水变红。此时用止水夹夹住橡胶管,用1mL注射器向集气管中慢慢滴入0.05mL水,氨立即发生溶解,同时正庚烷会被倒吸入集气管中。再读出碱式滴定管内液面的刻度值L1,溶解在水中的氨的体积V(NH3)1=L0-L1。再重复以上操作两次,记录碱式滴定管内液面的刻度值,并计算出溶解的氨的体积。5.取以上3次实验中被0.05mL水溶解的氨的体积的平均值,作为常温常压下0.05mL水可溶解的氨气的体积,即可计算出氨在该温度和压强的溶解度。

三、注意事项

1.整个实验操作过程中要保证装置气密性良好,保证不漏气。2.实验过程中要调整碱式滴定管的位置,使集气管内的液面和滴定管内的液面相平,以保证两侧气体的压强相同,即为当时的外界大气压。3.实验后所得的碱性废液须经处理后再排放,正庚烷要进行回收利用处理。

四、实验分析

中学阶段探究气体溶解性的经典实验是喷泉实验,但只是定性体现,并不能定量测定氨常温常压下在水中的溶解度。该实验设计充分体现绿色化学的设计理念:1.在半开放的仪器装置中完成了氨的制取、收集、检验和喷泉实验。在整个实验过程中不会造成氨的泄露。2.改微型化实验装置的设计所用试剂少、操作简单易行。3.改实验设计实现了微型气体实验的由定性走向定量化,突破了实验难点,有利于培养学生细致认真的观察、分析实验现象的能力。

作者:薛潇 单位:山东肥城市第一高级中学

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