◆劉永樂
蔗糖(C12H22O11)是人們日常生活中常用的調味劑,其中含有碳、氫、氧三種元素。作為多糖的纖維素(如木條和干草)能夠燃燒,那么,作為二糖的蔗糖能否燃燒呢?下面通過實驗來進行討論。
實驗1:將方糖放在蒸發皿中加熱,方糖首先轉變為紅色的糖漿;如果加熱時間過長,變為黑色的粘液,最后炭化成固體。
實驗2:用鑷子夾住方糖在酒精燈火焰上加熱,使其表面液化,然后粘些剛燃燒過的香煙灰,在香煙灰的位置用酒精燈火焰灼燒;當方糖緩慢地燃燒起來后,將方糖移開酒精燈火焰,此時方糖會越燒越劇烈,發出藍色的火焰。
實驗3:將方糖在研缽中磨碎,然后將約0.15 g干燥方糖裝入微量滴頭(去掉前部1厘米)中,再將微量滴頭安到活塞已被拉至10 mL處的10 mL(或更大容積的)注射器上(如圖1所示);然后將注射器上的微量滴頭對準酒精燈火焰,迅速推動活塞,此時可以看到噴出的方糖粉末立刻轉變為一束火苗。

圖1
在實驗1中,方糖不能燃燒而被燒焦,這是因為方糖與空氣接觸面積較小,不能燃燒,而只能被緩慢氧化。
在實驗2中,方糖在香煙灰的幫助下能燃燒,這是因為香煙灰中含有少量的碳酸鹽(如Na2CO3、K2CO3)等,還有極微量的稀有元素,這些元素及化合物在蔗糖燃燒時可起催化作用,使蔗糖的燃燒繼續下去而不熄滅。
在實驗3中,蔗糖粉末在不需要催化劑的情況下能劇烈地燃燒,這是因為將方糖在研缽中研磨時,對方糖作了功,使方糖顆粒由大變小,從而使方糖的表面能大為增加。將方糖粉末通過注射器噴到酒精燈火焰上時,由于粉末得以充分地分散而懸浮在空氣中,與空氣有極大的接觸面積;當粉塵顆粒遇到酒精燈火焰時,便開始燃燒,同時生成了大量的熱,燃燒傳遞的速度越來越快,整個過程只需要極短的時間。同時,蔗糖在燃燒時生成大量的二氧化碳氣體和水蒸氣,它們在高溫時受熱膨脹,產生的壓力十分強大。
因此,蔗糖在一定條件下能夠燃燒。雖然反應的物質是相同的(均為蔗糖和空氣),但由于物質的狀態和反應的條件不同,從而產生了迥然不同的實驗結果。因此,在化學學習和實驗中,必須對實驗的條件給予足夠的重視,從而對不同的實驗現象進行正確的分析,得到合理的解釋和結果。
[1]朱國明.設計粉塵燃燒實驗[J].化學教學雜志,2000(7):10-11.