直觀快捷的氨分子擴散多樣化實驗

徐滔

摘 要：闡述了教科書上“分子運動現象”探究實驗的幾處不足，重新設計了一個改進方案，能提高實驗的效率與直觀效果。

關鍵詞：分子擴散；濃氨水；酚酞；實驗；改進

現行人教版《義務教育教科書——化學》（九年級上冊）第49頁的“分子運動現象”的探究實驗，有不足之處，本人按照新的思路進行了改進，取得了預期效果。

一、教科書實驗的不足

1.課本實驗是兩個小燒杯（分別裝濃氨水和酚酞試液），外面要被另一個倒扣的大燒杯罩住，通常為500毫升的燒杯，氨水及酚酞的用量一般每樣25毫升以內，而且要求在靜置的情況下觀察酚酞試液顏色的變化，通常是放在講臺，不利于教師把實驗裝置移動給學生展示，影響了課堂實驗的效果。如果考慮到要容易看清實驗效果，要么使用實物投影儀要么增大藥品的用量。相應的，小燒杯的體積要增大，同時，大燒杯的體積更要增大，一來降低了大燒杯內氨氣的有效濃度，二來增大了藥品對空氣的污染。

2.整個氨分子擴散過程需時較長，通常需要3～5分鐘，不利于課堂教學的現場調控。

3.沒有體現出溫度升高能夠加快分子運動速度。

二、改進后的實驗裝置和用品

1.實驗用品：

鐵架臺一個；鐵夾一個；25～30厘米長，直徑2.5厘米兩端開口的燃燒管兩支；一長一短的橡膠管各一根；止水夾一個；單孔直玻璃管膠塞1個；單孔鈍角玻璃管膠塞1個；單孔膠塞一個；滴管一支；100毫升的玻璃注射針筒一個；250毫升抽濾瓶一個；250毫升燒杯一個；石棉網一塊；酒精燈一盞；火柴一盒；三腳架一個；裁剪成10厘米長3厘米寬的濾紙2條；鑷子一個；裝水的洗瓶一個；濃氨水一瓶；酚酞試液一瓶。

2.實驗一裝置裝配圖如圖1：

3.實驗二裝置裝配圖如圖2：

三、實驗一改進后的實驗操作與現象

1.如圖1，連接好儀器，止水夾夾緊橡膠皮管，用鑷子在燃燒管兩端分別放入一根濾紙條，調整使之貼著燃燒管壁，并面向學生，用酚酞試液把濾紙條浸濕。

2.用滴管從濃氨水的瓶子里吸取半滴管的濃氨水插到抽濾瓶上，塞緊膠塞，松開止水夾，把滴管里的濃氨水全部滴入抽濾瓶底，稍松開抽濾瓶上面的膠塞，使之能進入空氣，此時，濃氨水里揮發出氨分子（NH3）。

3.緩慢抽動注射器，引導氨氣依次通過管道進入燃燒管，并且從左到右擴散，氨分子跟濾紙中的水化合生成一水合氨，顯弱堿性：

NH3+H2O←→NH3·H2O

NH3·H2O←→NH+4+OH-

氨跟水的反應顯堿性使酚酞試液變紅色，并且可以看到靠近抽濾瓶端的濾紙比靠近注射器端的濾紙先變紅，直觀地顯示了氨分子的擴散路徑和過程。

4.實驗完畢，塞緊抽濾瓶上的膠塞，止水夾夾緊橡膠管，移開抽濾瓶，松開抽濾瓶端的膠塞，用洗瓶把水注入燃燒管，溶解吸收試管和注射器里面剩余的氨氣。再用鑷子取出濾紙，丟棄，最后用洗瓶沖洗兩端開口的試管，備用。

四、實驗二改進后的實驗操作與現象

1.如圖2連接好儀器，止水夾夾緊橡膠皮管，用鑷子在燃燒管兩端分別放入一根濾紙條，調整使之貼著燃燒管壁，并且面向學生，用酚酞試液把濾紙條全部浸濕。

2.用滴管從濃氨水的瓶子里吸取半滴管的濃氨水插到抽濾瓶上，塞緊膠塞，把滴管里的濃氨水全部滴入抽濾瓶底，然后點燃酒精燈，緊接著松開止水夾。很快，就可以看到揮發出來的氨氣依次使濾紙條從左到右變紅色，受熱膨脹的氣體推動注射器的活塞

運動。

3.實驗完畢，撤酒精燈，松開注射器處的橡膠管，把它放入裝有水的燒杯中，注射器中儲存的氣體也可注入燒杯的液面以下以吸收尾氣。

4.待抽濾瓶冷卻后，止水夾夾緊橡膠管，移開抽濾瓶，松開抽濾瓶端的膠塞，用洗瓶把水注燃燒管，溶解吸收試管里面剩余的氨氣。再用鑷子取出濾紙，丟棄，用洗瓶沖洗燃燒管，備用。

五、改進后實驗的優點

1.兩端開口的試管可架在鐵架臺，加上濾紙條面積較大，容易讓學生看清整個變色過程。

2.浸濕了酚酞試液的濾紙條變色的先后次序和變色過程可以直觀說明分子擴散的方向和路徑，也直觀說明了加熱使分子運動的速度加快。

3.需時短，在預先按圖連接好裝置，先放置好濾紙條的情況下，實驗一和實驗二的操作過程，均不超過兩分鐘，節約等待時間，利于課堂教學。

4.燃燒管可以在簡單沖洗甩干后重復使用，無需特別干燥。

5.濃氨水用量少，揮發產生的氨氣可以儲存在抽濾瓶中，還可重復使用，減少了污染，也利于事后的無害化處理。

6.燃燒管和注射器中剩余的氨氣，可以很方便地通過加水的方法全部溶解，在操作得當的情況下，幾乎完全無泄露，有利于

環保。

參考文獻：

[1]華長慶.化學活動課設計精選[M].華東師范大學出版社，1996：56.

[2]劉永霜.幾個初三化學實驗的改進[J].化學教學，2011（10）：46.