“模糊”用量不模糊

在进行化学实验的过程中,经常对某些试剂的加入量有“少量”和“过量”的模糊要求,能否正确理解这两个模糊用量的含义,对实验的结果有着直接的影响,甚至是决定实验成败的关键。下面就中学化学实验中相关的实例做一些说明:

一、加入“少量”的例子

1.酸碱指示剂的加入应少量。酸碱指示剂一般是有机弱酸或有机弱碱,它们在不同酸碱性溶液中显示不同的颜色,其实质是指示剂与酸碱发生了可逆的化学反应。如果指示剂加多了,不但消耗了酸和碱,对酸、碱性溶液还有稀释作用,而且量多了颜色变化也不敏感,尤其是进行酸碱中和滴定这样精确的定量实验时,使实验的结果产生较大的误差,所以加1~2滴就可以了。

2.为了对比苯和甲苯氧化的难易,一般向盛有苯和甲苯的试管中分别滴加的酸性KMnO4溶液,充分振荡试管后通过观察KMnO4溶液是否褪色来获取结论,这时滴加的KMnO4溶液必须少量,如果加多了,造成KMnO4溶液过量,在苯中固然看不到酸性KMnO4溶液褪色的现象,但是在甲苯中也未必看到酸性KMnO4溶液褪色的现象。因此,在进行该实验时,应在盛有苯和甲苯的试管中逐滴轮流加入酸性KMnO4溶液,并激烈振荡试管。逐滴加入逐滴对比,才能获得满意的结果。

3.在进行乙醛银镜反应的实验中,向银氨溶液中加入乙醛要少量,一到两滴就可以了。往往乙醛加多了,由于乙醛的浓度太大,会使这个反应的速率太快,还原出来的银迅速聚集成小颗粒悬浮于溶液中,使得溶液变黑,而不能在试管内壁有序排列形成结构紧密光亮的银镜,导致实验结果不理想。

4.我们配制菲林试剂的时候,在NaOH溶液中只能加入少量的CuSO4溶液,其目的是使NaOH过量,此时Cu2+以[Cu(OH)4]2-的形式存在,溶液呈绛蓝色,用该试剂和醛类物质共热的时候才能看到砖红色Cu2O沉淀产生,否则实验不能获得成功。我们可以通过观察溶液的颜色判断CuSO4溶液是否加多了。

二、加入“过量”的例子

1.在测定强酸强碱的中和热的实验中,加入的酸或碱要稍许过量。这是因为,中和热是酸和碱中和生成一摩尔水所产生的热量,虽然说强酸强碱的中和是完全的,事实上中和生成的水仍存在微弱的电离,也就是说强酸强碱的中和反应也有微弱程度的可逆,为了确保酸或碱完全中和生成一定量的水,其中一种试剂要稍许过量,这样的结果误差才小。

2.苯酚溶液与溴水反应实验中,在稀苯酚溶液中,滴加的浓溴水要过量,其目的是使苯酚完全反应。如果苯酚溶液太浓,溴水又加少了,造成苯酚过量,生成的三溴苯酚虽然不溶解于水,但能溶解于过量的苯酚溶液中,就看不到白色沉淀。这个反应很灵敏,可以用来检验苯酚的存在,甚至10ppm的苯酚溶液也能检验出来,因此不用担心苯酚溶液太稀。

3.一些反应是连续多步的,为了观察到完整的实验现象,不但要滴加过量的试剂,而且要注意滴加的过程。这里的“过量”是指所加试剂不但要能满足第一步、第二步等反应的需要,而是要能满足全部实验的需要。例如碳酸钠与盐酸的反应是一个很简单的实验,如果能观察到CO32-HCO3-CO2变化过程中的全部现象,对我们理解电离和水解的原理是非常有意义的。要做好这一实验,主要抓好三个环节,一是碳酸钠溶液要浓、盐酸要稀。二是在碳酸钠溶液中滴加盐酸要慢。三是在滴加盐酸的过程中要不停地振荡。我们就会看到滴加开始时并没有气体产生,在完成了CO32-HCO3-的反应过程后,再继续滴加盐酸才看到有气体产生,完成了HCO3-CO2的反应过程。

作者单位:江苏省如皋市丁堰中学