石蜡油分解实验 本文用固体石蜡(或一段去芯后的
作者:admin 发布时间:2023-10-15 07:23:27 分类:指南 浏览:63
本文用固体石蜡(或一段去芯后的蜡烛)代替课本上蘸有石蜡油的矿渣棉,用自制长弯头试管代替课本实验装置中的普通试管,可将课本的科学探究演示实验改为学生分组实验,实验现象明显,操作简单、安全性强,能取得良好的实验效果。
关键词:石蜡油分解实验;实验改进
文章编号:1005-6629(2011)11-0041-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:C
1问题的提出
人教版普通高中课程标准实验教科书化学必修2第三章第二节的科学探究栏目引入一个实验(第67页):石蜡油分解实验。所用实验装置如图1所示。将浸透石蜡油的矿渣棉放在试管最里端,碎瓷片放在试管中部,在碎瓷片下方用酒精灯加热,预计石蜡油气化,产生的石蜡油蒸气外逸,遇到高温碎瓷片发生分解,产生不饱和烃使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。该实验的目的,主要是说明产物中含有与烷烃性质不同的烃――烯烃。
笔者和一些一线教师在实际教学中发现,此实验存在如下的问题:①石蜡油和矿渣棉在普通中学实验室不常见;②由于酒精灯在碎瓷片下方加热,石棉能吸附的石蜡油量较小,石蜡油汽化的温度较石蜡油分解温度低,结果石蜡油多数都已经变为蒸气逸出,碎瓷片温度还尚未能升至石蜡分解所需温度,而当碎瓷片温度升至足够石蜡分解温度时,石蜡已大部分气化并逸出装置,由于剩余的石蜡量少,气化后遇碎瓷片分解产生烯烃的速率慢,产生烯烃的总量小,导致溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色所需时间较长(3mL 0.01mol/L硫酸酸化的高锰酸钾溶液约12min完全褪色)或不毹完全褪色,无法达到实验目的,因此存在实验成功率低、实验时间较长等问题。
本文采用固体石蜡代替石蜡油,自制长弯头试管代替课本实验装置中的普通试管对此实验进行了改进,取得良好的实验效果,并且改进后不需矿渣棉。
2改进后的实验
(1)按图2组装实验装置,检查装置的气密性;
(2)向试管弯头中加几块石蜡固体,然后在距离试管口约2/3处放5~8片直径约1~1.5 cm的碎瓷片(司以用废旧坩埚碎片,实验效果良好);
(3)点燃酒精灯1,约30s后碎瓷片温度上升,点燃酒精灯2,试管弯头内石蜡固体逐渐熔化,约40s后石蜡油即可沸腾产生石蜡蒸气;
(4)观察到小试管中酸性高锰酸钾溶液(或溴水)迅速褪色。
3实验结果讨论
经查阅大学有机化学教材及相关文献:石蜡的组分为C20~C24直链烷烃(约为80%-95%),还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃(2者合计含量20%以下),
烷烃在无氧存在下,在高温(800℃左右)碳碳键可以断裂,大分子化合物变为小分子化合物,这个反应称为热裂。碳碳键、碳氢建均可断裂,断裂时可以在分子中间,也可以在分子旁边,分子愈大,愈容易断裂,热裂后的分子还可以再进行热裂。总的结果,大分子烷烃热裂成分子更小的烷烃、烯烃。石蜡油又称矿物油,是从原油分馏得到的无色无味的混合物,石蜡油的成分主要为正构烷烃,常温下呈液状,故又称液体石蜡。按我国石化行业标准分重质液体石蜡和液体石蜡两大类。主要成分分别为:C13~C18和C10~C13的正构烷烃。由于石蜡的分子较石蜡油的分子大,所以石蜡较石蜡油更容易分解。
一般中学实验室都可以找到固体石蜡,且学生对石蜡固体较石蜡油熟悉,更能激起学生的学习兴趣,
用自制长弯头试管(横长25cm,竖弯头高10cm,外径2.5cm)代替普通试管,不需矿渣棉,加热碎瓷片后无干扰,碎瓷片迅速升至高温,加热试管弯头中的石蜡至沸腾,源源产生石蜡蒸气,遇到高温碎瓷片发生分解,由于弯头较高,石蜡虽然沸腾但不会冲到碎瓷片上,实验现象明显、迅速。
4改进后实验的优点
(1)操作简易。改进后的实验装置简单,便于组装,实验过程方便陕捷,总耗时约2~4分钟。
(2)现象明显、成功率高。改进后的实验装置,实验成功率极高(几乎100%)。长度约lcm,直径1.2cm的蜡烛用石蜡块加热熔化后可以持续沸腾约6min仍略有剩余,由于沸腾产生石蜡蒸气较多,加热酒精灯2后,石蜡蒸气持续在高温碎瓷片上分解,产生不饱和烃量大,通入酸性高锰酸钾溶液,现象明显。
(3)实用性强。由于具备以上特点,改进后的实验不仅适合课堂演示操作,还适合学生分组实验。
参考文献:
[1]黄思良石蜡油分解实验之我见[J].科学教育,2010,(5):58~59.
[2]邢其毅等.基础有机化学(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2003:62
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