注射器在化学实验中的应用_注射器论文

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由于一次性注射器在生活中非常常见,价格低廉,且可以使用废旧的,变废为宝;密封性好、透明、能显示刻度、容积可变、可以手持和倒转,使得它在化学实验中大显身手,增加了学生的动手机会,培养了学生的实验能力。很多实验可以用废旧的一次性注射器来进行,从而实现了实验的微型化、绿色化、普及化。因此,注射器成了改进化学实验的首选。笔者通过多年的实践并结合和参考同行的成果,对注射器在化学实验中的应用举例如下。

一、注射器可代替滴管、漏斗等

在定性实验中,注射器盛放的液体药品比滴管的量要大,比漏斗要好操作,无论是取液还是加液,都有很多的优势——如可以定量取液体、不用给胶塞打孔就可以加液、密封效果好。所以在一些实验中,常见到使用注射器的例子。

1.代替滴管。一次性注射器较为耐腐蚀,可以用规格小一些的注射器充当滴管使用,先吸取药品,后缓慢推入中间推杆,这样,就起到了替代滴管的作用。如在离子检验、离子反应、改进的焰色反应实验、氯水的漂白性、氢氧化亚铁的制备和点滴板滴加液体中注射器都可以代替滴管。

图1所示为探究不同催化剂对双氧水分解影响的装置。图2所示为验证过氧化氢分解的产物。

2.代替漏斗。在家庭小实验中有时要往一个小细口瓶中倒入液体药品,极不方便,这时用1支规格较大一些的一次性注射器可以充当漏斗,往细口小瓶中倒液体极为方便;在需要更换液体的实验中,由于注射器便于从连接处断开,更比漏斗有优越性。

图3所示为注射器在铝和水蒸气反应中代替漏斗。

二、当作反应容器

注射器本身透明,便于观察内容物反应的情况和颜色的变化;同时有刻度,便于简单的计量;可以手持走到学生中间或者让学生自己动手,便于普及。如氯水的分解及其产物验证、简易喷泉实验、少量气体的制备实验等。

图4所示为氯气溶于水后光照的反应:用带火星的木条检验产生的气体。图5所示为简易喷泉实验:用注射器针头和水笔芯封堵代替玻璃管。

三、测量体积

由于注射器密封性较好,且注射器有多种容积可以选择,推杆可以移动,注射器上面有刻度,拔掉针头后和乳胶管连接,可以读出产生的气体的体积,或者直接抽取一定量的气体或者液体,适合做简易的测量。如在过氧化钠含量的测量、相同时间不同温度下双氧水分解产生的氧气量对比实验、电解水实验、溶于水剩余气体体积测量等都可以用注射器或者其组合来测量。

图6所示为固体纯度的测定。图7所示为测量不同条件下产生气体的体积。图8所示为准确测量电解水产生氢气和氧气的体积。

四、有效密闭,减少污染,实现微型化

在中学化学实验中,需要接触和产生不少的有毒和有刺激性的液体和气体,但对元素化合物知识的学习而言却是必不可少的物质,除了选择在通风橱进行、微量化和有效密闭外,改进实验是一种不错的思路,因为注射器透明、便于密闭,可以作为取有毒液体或者产生有毒气体的容器,所以有关这方面的实验可以考虑选择注射器来进行。如氯气、氯化氢、氨气、氮的氧化物、溴、苯以及有毒的有机物等的性质和制备实验。

图9所示为氢氧化亚铁的制备,避免了接触空气。图10所示为稀硝酸和铜片。图11所示为探究验证氨气的还原性实验。图12所示为有毒液体如溴、溴苯的取拿和性质实验。

五、可以倒置,其操作具有灵活性

在初中化学教学中,需要给学生讲解普通灭火器的原理,利用注射器和生活中的物品,可以解决这个问题,从而满足学生的好奇心,也便于普及,让学生自己动手,爱上科学、喜欢探究。

青霉素瓶内放置碳酸盐(生活中的蛋壳、石灰石、大理石、苏打粉等),用注射器口吸入酸(生活中的白醋、或者稀盐酸等),倒置后,可以产生,从而演示灭火器的原理;固体+液体反应,反应不需加热就可以进行的这一类化学反应都可以用该装置进行实验演示和制备少量的气体。

图13所示为展示灭火器的原理,制备少量的气体。

六、在数字化实验中大显身手

数字化实验将打破传统实验教学的固有模式,使中学化学实验具有高度的自主性、开放性和探索性。在数字化实验室中,注射器是探究实验的必备器材,是用于测量压强变化的仪器。

下页图14所示为测量氯气溶于水、氢氧化钠溶液、滴加稀盐酸后的压强变化。下页图15所示为注射器直接与压强传感器连接测量压强的变化。

注射器能经受一般化学试剂的腐蚀,其针筒可视为一个封闭的反应器,能通过针头抽入液体反应物,能抽出推杆后投入固体反应物,能收集、贮存和运送气体;针头可以代替尖嘴玻璃管,燃烧时不融化,经过密封后推动推杆能给气体体系加压,针管可点燃气体,能更长时间反复地观察实验现象。有效消除气体污染,减少实验教学时间,增强实验教学效果,适合于不加热时发生的化学反应的实验。总之,巧妙地运用注射器的这些特点和优点,在实验探究中会更加得心应手。

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