石蜡油分解实验的再改进

摘要：针对教材中石蜡油分解实验所存在的问题，经过多次实验，剖析了问题根源，探究出了碎瓷片所起的实质作用以及影响实验效果的因素，进而对实验进行了改进，使装置更简单，操作更方便，现象更明显。

关键词：石蜡油分解实验；碎瓷片；实验改进

文章编号：1005–6629（2013）11–0054–02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

“石蜡油分解实验”按人教版教材方法（见图1）进行实验[1]，效果不太好：产生的裂化气很少，酸性KMnO4溶液褪色和溴的CCl4溶液褪色整个过程需要10多分钟；用排水法几乎收集不到裂化气，无法点燃，更不能在导管处直接点燃；裂化气少且不稳定，褪色过程中有倒流的危险。即发生热裂化，其裂化气能使酸性KMNO4溶液或溴的CCl4溶液褪色，温度的提高固然成了本实验成功的关键。由于普通酒精灯可提供600℃的高温，碎瓷片是常见的无污染材料，那么温度的提高还与哪些因素有关呢？有没有一种更简捷的改进方法来增强实验效果呢？笔者经过多次实验，探究出了影响实验效果的因素，提出了相应的改进方法。

2 实验探究

2.1 实验过程

主要实验过程及现象见表1。

2.2 实验分析

（1）从实验①和②可以看出，尽管加了碎瓷片，但只要石蜡处于沸腾状态，石蜡未完全气化，则石蜡油和石蜡蒸气的温度都不会升高，只能停留在沸点附近的某个温度范围内，达不到裂化所需的温度，所以没有裂化气产生。大部分的石蜡蒸气在具支试管上端回流，只有极少量的石蜡蒸气被导出且不稳定，故酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液都不褪色，也不能看见气体燃烧，而且还有倒流的危险，证明了碎瓷片没起催化作用。

（4）从实验⑤和⑥得知，石蜡蒸气与碎瓷片共热产生裂化气没有先将碎瓷片升温后再加入少量石蜡油产生裂化气的效果好，说明前者升高的温度没有后者的高。所以碎瓷片先单独加热，具有明显的升温效果，当滴入石蜡油，能快速产生裂化气，能快速看见溶液褪色。气体连续且持续燃烧，看见明亮的火焰，且有较多的裂化油生成。同时证明碎瓷片具有升温作用，而且升温效果与操作顺序有关。

2.3 实验总结

2.3.1 教材实验效果不好的原因

从上述对比实验分析得知，教材石蜡油分解实验效果不好的原因在于：石棉中的石蜡油与碎瓷片几乎处于共热状态，温度难以升至裂化温度。如果石棉浸透的石蜡油过多，大量的石蜡蒸气在管口凝结回流，相当于石蜡油、石蜡蒸气、碎瓷片共热，温度停留在石蜡油沸点附近，相似于实验①和②，所以没有裂化气产生。如果石棉中的石蜡油较少，石蜡油蒸发后蒸气与碎瓷片一直处于共热状态，碎瓷片升温不明显，相似于实验⑤，所以只有少量的裂化气产生。再加上石棉本身吸热影响着石蜡油沸点到达的时间，所以都导致整个加热和褪色过程非常缓慢，有倒流的危险，气体不能持续地燃烧，也没有（或较多的）裂化油生成。般需4 min左右）再滴入石蜡油，立即就能产生大量的裂化气。当反应温度越高且反应物足够多时，还能产生裂化油。

3 实验改进

改进后的实验采用常见易得的碎瓷片作为升温剂，且碎瓷片尽量敲成小块状，以增大接触面积。采用普通酒精灯加套灯罩作为加热工具，操作方便，同时避免了使用喷灯易造成反应容器变形。笔者提供了以下实验方案。

3.1 步骤及现象

按图2连接实验装置，将约15 g碎瓷片装入φ18×180 mm的具支试管（体积约占试管的1/3），将套有胶塞的滴管吸入少量石蜡油后塞紧管口，用加防风罩的酒精灯先预热底部后再集中加热。约4 min后，滴入3～4滴石蜡油，具支试管上方立即产生大量白雾状裂化气，气体导出通入酸性KMnO4溶液，约1 min后紫色褪去，再通入溴的CCl4溶液，约1 min后红色褪去。最后接入尖嘴导管，点燃气体，持续燃烧，呈明亮火焰。停止加热冷却后，具支试管上端管壁附有褐色的裂化油，倒出碎瓷片散尽裂化气后加入酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液，均能褪色。

3.2 改进后的优点

升温材料易得易回收，无污染，实验装置及操作简单，实验现象明显。不但让学生对裂化气的产生和性质有深刻的认识，而且附带产生的裂化油还可拓展学生的知识，激发学生的兴趣。

参考文献：

[1]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书·化学2（必修）[M].北京：人民教育出版社，2004：67.

[2]李同灵，丁伟.石蜡催化裂化演示实验的改进[J].化学教学，2013，（4）：54.

[3][4]刘怀乐.中学化学实验与教学研究[M].重庆：西南师范大学出版社，1996：396.