淺談注射器在化學實驗中靈活應用
時間:2022-11-01 09:57:10
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摘要:注射器因其氣密性好、體積小、易操作、可見度高而被廣泛應用于化學實驗中。經過適當改進的注射器可用于取藥品,代替量筒量取液體,還可以調節裝置內的壓強。在制取氫氧化亞鐵以及銅和稀硝酸反應實驗中,可用注射器作反應容器,使實驗微型化、綠色化,易于推廣。
關鍵詞:注射器;反應容器;化學實驗;綠色環保
注射器是醫學上常用的一次性醫療器材,由于它氣密性好、體積小、易操作、易觀察、可視度高,常常受到化學教師的青睞。在實驗裝置的改進和創新中,經常會看到它的身影。那么,注射器在化學實驗中有哪些用途呢?
1取藥品
1.1取固體藥品(要求固體藥品質地比較柔軟)
筆者選擇用注射器取鈉。取一支做皮試用的注射器,將注射器前端連同針栓的地方切掉,并把切口削?。ㄓ欣诓迦脞c),將改良過的注射器對準鈉塊壓入,鈉順利進入針筒中,可以仔細觀察到鈉的顏色。在取鈉時,只需將針筒活塞往外推,推出一小段鈉,用小刀切下就可以了。這樣做的優點如下:第一,注射器是塑料的,不怕傷到學生。第二,可以較長時間觀察鈉的顏色(銀白色)。第三,更容易控制所取鈉塊的大小。第四,取消了擦煤油的步驟,排除了煤油干擾的因素。
1.2取液體藥品
在取液體藥品時,可采用注射器來替代膠頭滴管。在取酸性溶液時,要把金屬的針頭取下來,以免發生反應。
2用作反應容器
2.1制取氫氧化亞鐵實驗
教材中的部分實驗,如果按照教材中所提供的實驗方案去做,不但實驗裝置復雜,而且操作起來較繁瑣,實驗效果也一般。例如,制取氫氧化亞鐵實驗就存在這樣的問題。氫氧化亞鐵很容易被氧化,白色沉淀在空氣中存在的時間很短暫。筆者用注射器做此實驗就能觀察到白色沉淀生成時的情況,也可以觀察到白色沉淀被氧化的現象。(1)實驗過程。①將注射器的活塞取出,放入鐵片,放回活塞。②取下注射器的針頭不用,抽少量的水,注射器針頭部分向上,往外排氣體,直至剩余極少量的水。③抽取少量稀硫酸,將注射器針頭部分插入準備好的橡膠塞(事先在橡膠塞中心挖一個直徑與針栓大小吻合的凹槽)中,觀察注射器中的反應現象。④當不再產生氣體時拔掉橡膠塞,抽取氫氧化鈉溶液。⑤將針頭向下,插入橡膠塞中,觀察實驗現象。⑥將注射器中的藥品倒入廢液缸里。(2)實驗現象。鐵片周圍有氣泡產生,注射器中的活塞升高,當抽入氫氧化鈉溶液后,有白色沉淀產生。將針頭向下抽入空氣后,白色沉淀迅速變為灰綠色,若時間足夠長,則會出現紅褐色沉淀。(3)實驗分析。用鐵和稀硫酸制取硫酸亞鐵,并將整個反應置于氫氣之中,能較長時間內觀察到白色沉淀。
2.2銅和稀硝酸反應實驗
關于該實驗有些化學實驗教材并沒有現成的實驗方案,但為了增加學習興趣,也可做演示實驗。然而,由于產生的氣體有毒,教師很有可能將演示實驗變成觀看相關視頻。而筆者利用注射器,將此類實驗帶到了教室。例如,銅和稀硝酸的反應實驗要求觀察到產生的一氧化氮這種無色氣體,這就要求反應裝置中不能有氧氣存在。筆者將該反應搬到注射器中,不但可以清晰看到無色氣體生成,還可以看到一氧化氮無色氣體變成紅棕色二氧化氮氣體的過程。宜選用玻璃注射器,因其透視性比塑料的好。
(1)實驗過程。①將注射器的活塞取出,放入銅片,然后將活塞放回。②取下注射器的針頭不用,抽取少量的水,注射器針頭部分向上,往外排氣體,直至剩余極少量的水。③抽取稀硝酸,將注射器針頭部分插入準備好的橡膠塞中,觀察注射器里的反應現象。④當不再產生氣體時拔掉橡膠塞,針頭部分向下,往針筒里抽入少量空氣,觀察氣體顏色的變化。⑤當反應結束后,將注射器中的溶液注射到足量的濃氫氧化鈉溶液中。在注射過程中,要不斷抽進空氣。
(2)實驗現象。銅周圍有氣泡產生,注射器的活塞升高。當抽入少量空氣后,無色氣體變為紅棕色。(3)實驗分析。反應裝置一直處于密封狀態,藥品用量少,無有毒氣體逸出。最后也能將有毒氣體及時處理,實驗微型化,綠色環保。
3替代某些實驗儀器
(1)在添加液體時可以用注射器代替分液漏斗或者長頸漏斗。(2)代替量筒量取液體。此外,用注射器還可以調節裝置內的壓強,檢查裝置的氣密性;用作氣體的收集裝置,便于氣體的檢驗或處理。用注射器設計的實驗使化學實驗向著微型化、綠色化方向發展,操作簡單,綠色環保,易于推廣。筆者相信,教師通過更多的實踐,將能發現小小的注射器在化學實驗中會有更多的妙用。
參考文獻
[1]朱麗娜.鈉燃燒實驗的改進[J].實驗教學與儀器,2017(2):23.
作者:侯召兵 單位:啟東市匯龍中學
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