“测定空气里氧气的含量”用白磷比用红磷好

“测定空气里氧气的含量”用白磷比用红磷好 “测定空气里氧气的含量”用白磷比用红磷好 刘岩 一、问题的提出与探讨 1.课本实验的不足 现行人教版九年级化学教科书第27页“测定空气里氧气含量”实验，使用红磷作燃烧时的耗氧剂，演示时往往出现误差。该实验存在的不足是: (1)红磷的着火点较高(约240?),需要在容器外加热较长时间，且在容器外加热到燃烧后，生成白烟(五氧化二磷)逸散到空气中，造成污染。 (2)将盛有红磷的燃烧匙伸入集气瓶，塞入橡皮塞密闭之前，红磷燃烧放热使瓶内的部分空气受热膨胀而外逸，导致所测氧气的体积分数偏大。 (3)本实验采用常规实验仪器(集气瓶、烧杯、燃烧匙、双孔塞、导管)，占用空间大，药品用量多，实验时间长，仅供教师演示，后排学生观察不清实验现象，难以实 现人人动手，给探究性学习带来局限。 2.实验误差 实际操作时产生的误差是:所测氧气体积分数可能多于1/5或少于1/5。少于1/5的原因可能有:装置气密性不好;红磷用量不足，氧气未耗尽;反应完成后，装置未冷却;水平导管 内有水残留等。 多于1/5的原因可能有:红磷点燃后，燃烧匙伸入集气瓶的速度较慢;红磷在集气瓶中燃烧时止水夹没夹紧;红磷中含有能与空气中某种成分反应的其它物质(假设生成物是固体)等。无论哪种误差，归纳起来主要是如下几方面的问题:装置气密性是否良好、耗氧药品是否稍过量、反应后是否冷却到室温、集气瓶中空气受热在密闭前是否外逸以及药品纯度等。如果排除药品纯度问题，并进行，那么误差的产生就归因于盛有燃着红磷的燃烧匙。 二、药品改进及优点 为避免产生上述实验误差，采用“容器先密闭，耗氧剂后引燃”的方法，可大大提高实验结果的精确度。该实验方法所用耗氧药品选用白磷。白磷的着火点低(约40?)，易引燃，不须在容器外加热。引燃时可用放大镜聚光、电吹风加热、红外灯照射、通电加热电阻丝供热、加热容器外金属丝导热、利用生石灰与水反应放热、水浴加热等方法，不仅实现了学科间知识的综合，而且用时短，操作简便易行，其燃烧前后始终处于密闭状态，与外界无物质交换，既对环境友好，又保证了实验结果的准确性。并且在反应过 程中，尽管在氧气浓度减小的情况下，白磷仍能与氧气发生缓慢氧化，直至氧气基本耗尽，使测定结果更接近于实际值(而红磷须长期与空气接触才会极其缓慢地氧化，因此在氧气浓度下降到不能支持燃烧时，反应基本终止，导致测定结果偏小)。 此外，为了满足探究性学习的需要，若使用白磷作耗氧剂，可将教科书中常规的实验装置改为微型实验装置(米粒大小的白磷、废弃的医用25mL药水瓶、输液细管、止水夹)或者直接用50mL(在注射器底部放一个与注射器内径差不多的一个圆形金属片，金属片上放一粒绿豆大的白磷，抽入40mL空气，用橡皮塞堵住注射器管口，放入烧杯内的热水中，约30s-40s白磷燃烧)，药品用量少易得，装置简单新颖，操作简便安全，现象鲜明直观，成功率高，可人手一套，适于探究性教学。 三、使用白磷的注意事项 因白磷有毒，着火点低，实验时要注意安全。取用白磷需用镊子，切勿与人体接触，以免灼伤皮肤，多余白磷应归回原瓶中，不能随意弃于水槽和废液缸中。接触过白磷的实验用品必须进行适当的处理，所用的刀和镊子要在通风橱中用酒精灯灼烧，擦过上述工具或用于吸干白磷的纸片不能丢在废纸篓里，也要在通风橱中烧掉。万一由不规范操作引起的白磷自燃，要用湿抹布、石棉 布或沙子覆盖盖灭。