易溶氣體溶解度實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探討

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一、實(shí)驗(yàn)原理

測定易溶氣體在常溫常壓下的溶解度，需要測定水的體積和被水溶解的氣體的體積。在集氣瓶中集滿易溶解的氣體(如氨、氯化氫等)，定量地向密閉的集氣瓶中注入少量水，由于氣體溶解后形成負(fù)壓，使正庚烷倒吸入集氣瓶中形成噴泉，被吸入裝置內(nèi)的正庚烷的體積就是溶解于水的氣體的體積。本設(shè)計(jì)以氨氣溶解度的測定為例。

二、實(shí)驗(yàn)步驟

1．檢驗(yàn)裝置氣密性:按照圖1所示組裝儀器，擠壓膠頭滴管，堿式滴定管內(nèi)的水面上升，一段時(shí)間后如果液面不下降，說明裝置氣密性完好。圖12．在單球短管中加入少量生石灰，用帶有導(dǎo)管和T形管的橡膠塞塞緊管口，在T形管的上端用橡膠管連接1mL注射器(注意:注射器中要事先吸入少量水)，在T形管的下端連接集氣管(在管口塞一團(tuán)棉花)，并將上述裝置固定在操作臺上。3．膠頭滴管中吸入少量濃氨水，插入單球短管的支管中(膠頭滴管和支管之間用橡膠管密封連接)。逐滴加入濃氨水，產(chǎn)生的氨直接用向下排空氣法收集在集氣管中，在集氣管的管口處檢驗(yàn)氨。4．待集氣管中收集滿氨后，用帶有尖嘴導(dǎo)管的橡膠塞塞緊管口，尖嘴導(dǎo)管的下端用橡膠管連接25mL堿式滴定管。在堿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，同時(shí)要準(zhǔn)確讀出液面的刻度值L0。繼續(xù)滴加少量濃氨水，生成的氨通過尖嘴導(dǎo)管將其中的空氣排出，逸出的氨會(huì)使正庚烷液面上的水變紅。此時(shí)用止水夾夾住橡膠管，用1mL注射器向集氣管中慢慢滴入0．05mL水，氨立即發(fā)生溶解，同時(shí)正庚烷會(huì)被倒吸入集氣管中。再讀出堿式滴定管內(nèi)液面的刻度值L1，溶解在水中的氨的體積V(NH3)1=L0－L1。再重復(fù)以上操作兩次，記錄堿式滴定管內(nèi)液面的刻度值，并計(jì)算出溶解的氨的體積。5．取以上3次實(shí)驗(yàn)中被0．05mL水溶解的氨的體積的平均值，作為常溫常壓下0．05mL水可溶解的氨氣的體積，即可計(jì)算出氨在該溫度和壓強(qiáng)的溶解度。

三、注意事項(xiàng)

1．整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程中要保證裝置氣密性良好，保證不漏氣。2．實(shí)驗(yàn)過程中要調(diào)整堿式滴定管的位置，使集氣管內(nèi)的液面和滴定管內(nèi)的液面相平，以保證兩側(cè)氣體的壓強(qiáng)相同，即為當(dāng)時(shí)的外界大氣壓。3．實(shí)驗(yàn)后所得的堿性廢液須經(jīng)處理后再排放，正庚烷要進(jìn)行回收利用處理。

四、實(shí)驗(yàn)分析

中學(xué)階段探究氣體溶解性的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是噴泉實(shí)驗(yàn)，但只是定性體現(xiàn)，并不能定量測定氨常溫常壓下在水中的溶解度。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)綠色化學(xué)的設(shè)計(jì)理念:1．在半開放的儀器裝置中完成了氨的制取、收集、檢驗(yàn)和噴泉實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中不會(huì)造成氨的泄露。2．改微型化實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)所用試劑少、操作簡單易行。3．改實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了微型氣體實(shí)驗(yàn)的由定性走向定量化，突破了實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生細(xì)致認(rèn)真的觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。

作者:薛瀟 單位:山東肥城市第一高級中學(xué)