乙炔制取實驗的改進

李雙峰+戴慧蓉+劉軍華+丁亞民

摘要：針對飽和食鹽水與電石反應(yīng)制取乙炔氣體的實驗反應(yīng)速率比較快且難以控制等不足之處，采用15%的葡萄糖溶液與電石反應(yīng)，探究實驗室制乙炔氣體的新方法。結(jié)果表明，改進后的實驗，反應(yīng)速率明顯降低，可產(chǎn)生持續(xù)平穩(wěn)的乙炔氣流，有利于乙炔氣的點燃，反應(yīng)現(xiàn)象明顯，實驗效果良好。

關(guān)鍵詞：乙炔的制?。恍再|(zhì)實驗；葡萄糖溶液；電石反應(yīng)；實驗改進

文章編號：1005–6629（2014）4–0045–02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 實驗在教材中所處的地位和作用

乙炔是炔烴的代表物，該實驗是人教社新版教材中出現(xiàn)的唯一一個制取有機氣體的實驗，《有機化學(xué)基礎(chǔ)》第32頁[實驗2-1] [1]通過演示乙炔的制取與性質(zhì)實驗，使學(xué)生了解制備乙炔氣體的反應(yīng)原理，并且親身體驗乙炔使酸性高錳酸鉀溶液、溴的四氯化碳溶液褪色的全過程。通過演示乙炔的制取與性質(zhì)實驗活動，能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2 教材實驗的不足之處

在教學(xué)實踐中，許多老師反映按照教材實驗進行操作容易出現(xiàn)這樣的問題：用飽和食鹽水與電石反應(yīng)速率比較快，實驗時間不易控制，很難得到平穩(wěn)持續(xù)的氣流；反應(yīng)時會產(chǎn)生大量的糊狀泡沫，不利于觀察實驗現(xiàn)象；在制取階段，乙炔氣流過快過猛，在性質(zhì)實驗階段很難在導(dǎo)氣管口直接點燃氣體等。

3 問題解決的探索之路

我們學(xué)?；瘜W(xué)組老師于2003年發(fā)現(xiàn)葡萄糖溶液可以代替飽和食鹽水成功制取乙炔，并進一步探究乙炔制取實驗的改進，下面是我們做的飽和食鹽水和葡萄糖溶液分別與電石反應(yīng)的對比實驗：

為了探尋最佳實驗效果的方法，我們還進行了不同濃度的葡萄糖溶液與電石反應(yīng)的實驗探索。下面是實驗探索的典型例子（見圖3、圖4）。

經(jīng)過大量的實驗探索，我們發(fā)現(xiàn)：用15%的葡萄糖溶液代替飽和食鹽水，可以大大降低電石和水的反應(yīng)速率，試管內(nèi)不會產(chǎn)生大量糊狀泡沫；加入溶液中的電石能夠長時間保持塊狀，用可控反應(yīng)的簡易裝置就能進行實驗演示，簡易可行；能夠得到持續(xù)平穩(wěn)的乙炔氣流并且可直接在導(dǎo)氣管口末端點燃；整套裝置和剩余藥品可在幾個平行班繼續(xù)使用，這樣既可以節(jié)約藥品，還能夠提高教學(xué)效率。

4 改進后的實驗裝置圖

5 改進后的實驗過程

（1）連接裝置并檢查裝置的氣密性。

（2）在試管中加入15%的葡萄糖溶液，將細鋼絲包好的電石掛在鐵絲上，塞好雙孔塞。

（3）向洗氣瓶中加入硫酸銅溶液，并在試管中加入酸性高錳酸鉀溶液。

（4）上下移動鐵絲，將電石伸入到葡萄糖溶液中。

（5）將氣體通入酸性高錳酸鉀溶液，觀察溶液顏色變化。

（6）驗純后點燃乙炔，觀察現(xiàn)象。

6 實驗改進的原理解釋

為了進一步了解改進實驗的反應(yīng)機理，我們查閱了大量資料，并且向清華大學(xué)化學(xué)系工學(xué)博士丁明玉教授進行理論求助。丁教授在他的實驗基礎(chǔ)上認為：葡萄糖有多個羥基，與水分子能形成氫鍵，減少了碳化鈣與水羥基接觸的幾率，降低了水羥基與碳化鈣反應(yīng)的活性，因此反應(yīng)會減緩；葡萄糖溶液在反應(yīng)中水消耗后其濃度會增大，反應(yīng)就會變慢很多，可以基本排除葡萄糖與電石的反應(yīng)。

參考文獻：

[1]宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書·有機化學(xué)基礎(chǔ)（選修5）[M].北京：人民教育出版社，2007：32.