為什么過濾時“漏斗下端管口要緊靠燒杯內壁”？

馮雪琦 馬宏佳

（南京師范大學化學與材料科學學院 江蘇 南京 210097）

一、問題提出

過濾是基本的化學實驗操作。 許多初中教師將過濾的操作要領概括為“三靠”，即“燒杯口靠引流玻棒、玻棒靠三層濾紙處、 漏斗下端管口靠燒杯內壁”（見圖1）。 前兩“靠”的理由是明確的： 防止液體潑灑和防止玻棒戳破濾紙。 當問及第三“靠”的理由時，大多數初中教師的回答是 “防止液體飛濺”，而實驗經驗比較豐富的大學教師則認為主要是“通過引流作用加快過濾速度”。

本研究通過比較漏斗下端管口“緊靠”器壁和“不靠”器壁時的過濾速度，來探究“為什么過濾時漏斗下端管口要緊靠燒杯內壁？ ”

二、實驗原理

將傳統實驗中的燒杯換成量筒，并通過記錄每分鐘過濾得到濾液的體積，比較“漏斗下端管口緊靠承接濾液的器壁” 時和 “漏斗下端管口不靠承接濾液的器壁”時，兩種方法的過濾速度。

三、實驗過程

托盤天平稱取2．0g Ca（OH）2固體， 并溶于200mL蒸餾水中，攪拌均勻。

將傳統過濾實驗中的燒杯換成25mL 量筒，如右圖所示構建實驗裝置。

1．測定“漏斗下端管口緊靠器壁”時的過濾速度

（1）將漏斗下端管口緊靠承接濾液的量筒內壁；

（2）量取20mL 攪拌均勻的Ca（OH）2懸濁液，用玻璃棒引流至漏斗中；

（3）每隔1 分鐘記錄量筒內Ca（OH）2溶液的體積，直至過濾終點；

（4） 另取一只干燥潔凈的25mL 量筒承接濾液，將20mL 攪拌均勻的Ca（OH）2懸濁液引流至漏斗中，同（3）；

（5）進行三次平行實驗。

2．測定“漏斗下端管口不靠器壁”時的過濾速度

將漏斗下端管口置于量筒中間， 同步驟3．2．3 進行操作，并記錄數據。

3．實驗數據

注：“靠”表示“漏斗下端緊靠器壁”；“不靠”表示漏斗下端不靠器壁

四、結論

過濾20mL 氫氧化鈣懸濁液，采用“不靠”的方法大約需要5 分鐘，而采用“靠”的方法則僅需4 分鐘。 當漏斗下端不靠器壁時，漏斗下端管口的液滴需要克服表面張力做功，而“靠”則起到了引流的作用，其速度顯著快于“不靠”的過濾方法。 因此，過濾時“漏斗下端管口緊靠燒杯內壁”不僅有防止液體飛濺的作用，更主要的是加快了濁液的過濾速度。

實際上，對上述問題人教版《義務教育課程標準實驗教科書 化學》是這樣陳述的：“使漏斗下端管口緊靠燒杯內壁，以使濾液沿燒杯壁流下”。 “以使濾液沿燒杯壁流下”既防飛濺，更提高過濾速度，教材編寫是嚴謹的，作為教師應該有全面的理解。

［1］ 北京師范大學無機化學教研室． 無機化學實驗 （第三版）［M］．北京：高等教育出版社，2001

［2］ 課程教材研究所化學課程教材研究開發中心．義務教育課程標準實驗教科書·化學（九年級下冊）［M］．北京：人民教育出版社，2001