自制多用途爆鸣实验装置,本文主要内容关键词为:多用途论文,装置论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
当氢气、甲烷、煤气、液化气等易燃气体及可燃性粉尘泄漏在空气中达到一定量时,就会形成爆鸣气体。人教版九年级化学教材中氢气爆鸣及可燃的粉尘爆炸实验经过实践证明不易成功,存在以下不足:一是实验装置繁琐、零部件多,携带不便。二是操作麻烦,很难把握可燃物的扩散与点火时机,点火方式也极不方便,且存在不安全因素。三是药品用量多,不便回收,易造成浪费,污染环境。四是爆鸣实验点火时学生有紧张、恐惧心理。五是成功率低,点火后不易爆炸,有时要连续做几次才能成功,存在一定危险性,影响学生的兴趣。六是物质固、液、气三态的爆鸣装置各不相同,实验准备麻烦,不能做到一劳永逸。
为了增强实验效果,让实验比较安全,降低实验装置的成本,使学生可亲自动手操作,经过多次试验,笔者制作了多用途爆鸣实验装置。
一、实验仪器及用品
木质底座1个(带固定竖板)、蚊蝇净空罐1个、电子点火器1个、U形铁片固定器2个、洗耳球1个、橡胶导管1根、脱脂棉、坩埚钳、直径为0.5cm左右的无缝钢管2根、与钢管配套的开关1个、氢气发生装置1套及相关实验用品,示意图如图1~图6所示。
二、实验装置图及说明
取1个用完的蚊蝇净空罐,割去顶部,打磨光滑。在底部一侧打1个直径为0.6cm的小孔,插入电子点火器,用焊锡焊接并密封。在正对面再打1个直径为0.6cm的小孔,插入两端连接好导管的开关(其中插入的一端弯曲),用焊锡焊接并密封,装置图如图7所示(注:可用合适的透明塑料瓶代替蚊蝇净空罐,焊接处用“哥俩好”胶黏合,便于观察实验现象。缺点:若塑料瓶实验后变形,下次实验时需要随时更换)。
三、实验操作
1.氢氧爆鸣
(1)原理。氢气在空气中的爆炸极限是4.0%~74.2%。当氢气和空气混合气体的体积比是2∶5时,它的爆炸力最强。
(2)准备。取多用途爆鸣实验装置,橡胶导管连接实验装置导管与氢气发生装置的导管,爆鸣器口部放1张湿润的纸片盖住,防止气体泄漏。
(3)操作。
①取1套氢气发生装置,检验装置的气密性后装入药品,进行实验操作。
②打开爆鸣装置上的开关,用橡胶导管把制得的氢气沿钢管通入多用途爆鸣实验装置内。
③当爆鸣器口部湿润的纸片浮动时,关闭开关。
④按下电子点火器点火,听到响亮的爆鸣声,湿润的纸片腾空而起。
2.粉尘爆炸
(1)原理。当可燃性粉尘与空气混合达到爆炸极限时,遇到明火引燃,可急速燃烧并发生爆炸。
(2)准备。
①粉的颗粒要细,最好选用优质淀粉或面粉,湿度较大的粉要预先烘干。
②在面粉里混入少量极细的铝粉(如市售用于配制涂料的铝银粉),爆炸效果更好。
③不管用什么粉,干粉是关键,一般是随用随烘。
(3)操作。
①关闭开关,将烘干的少量面粉用漏斗装入爆鸣器。
②爆鸣器口部塞一团湿润的纸团后再覆盖1张湿润的纸片。
③打开开关后立即用力挤洗耳球,使空气一下子鼓入罐内,导致淀粉迅速漂浮在罐内空间。
④关闭开关,按下电子点火器点火,罐内随即发生爆炸,湿润的纸团腾空而起。
3.汽油、煤气等挥发性液体的爆鸣
(1)原理。汽油、酒精、甲醇等易燃液体挥发性较强,当挥发到空气中达到一定浓度时即形成爆鸣气体,一旦引入火种就会引起爆炸。
(2)准备。脱脂棉、坩埚钳、酒精或汽油。
(3)操作。
①关闭开关。
②用脱脂棉蘸取酒精或汽油,均匀地涂抹在爆鸣器内壁。
③爆鸣器口部塞一团湿润的纸团后再覆盖1张湿润的纸片。
④挥发一段时间后按下电子点火器点火,罐内随即发生爆炸,湿润的纸团腾空而起。
四、实验创新点及其意义
1.蚊蝇净空罐、空气清新剂空罐或较细的金属饮料桶具有较强的抗压能力,抗爆性能强,用其作爆鸣器安全可靠,并且达到了废物利用的目的,可培养学生勤俭节约的思想。
2.与现有的爆鸣气体实验方法相比,该装置具有结构简单、形象直观、实验成功率高、成本低、可进行固液气三态的可燃物爆鸣实验等优点。
3.将明火引爆改为电火花引爆,不仅操作简便,而且增强了实验的科技含量与安全性,实验成功率近100%。
4.装置可反复使用,也可进行连续的爆鸣实验。
5.该装置还可作为火箭模型发射器、彩带发射器等(务必先用湿润的纸团隔绝火苗)。
6.实验所需仪器和药品为实验室常见或在生活中易得,故具有极高的推广价值。
7.整个实验装置进行了加固处理,不存在安全隐患。此外,装置内设置了急救箱,内置止血药、烫伤膏等药品。
8.可燃性气体由乳胶管通入,不存在气体泄漏现象;可燃性粉尘在桶内密闭展开,整个实验不会出现环境污染;可燃性液体涂抹在爆鸣器内壁,用量少且易及时爆鸣,也不会出现环境污染现象。
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