牟崇甡调光式甲烷取代反应演示.docVIP

调光式甲烷取代反应演示器 广西玉林市第一中学 牟崇甡 一、研究背景 现行高中化学人教版第二册第五章第一节甲烷， 甲烷取代反应的演示实验装置如图1所示，由铁架台、 铁夹、玻璃水槽和100 mL的大量筒等组成，需饱和 食盐水约1000 mL，加上制气装置或储气罐，总重约 5000g，老师扛这套装置去上课很费劲，在操作方面 也很复杂，手要接触饱和食盐水，弄不好，量筒中的 饱和食盐水还会流出来，空气溜进去，影响实验效果， 如果课堂制CH4和Cl2就更麻烦，如果用储气罐供气， 需要两个储气罐，用水(或饱和食盐水)把气压出来， 这两个储气罐也很重，好天气，这个实验需要10~20min， 而且只能看到10~20 mm的水柱，遇到阴雨天气，就根本 看不到现象。这个实验也是高中化学最难做的实验之一， 图1 综合上述分析，本实验存在的问题： 装置笨重，操作复杂； 试剂用量多； 反应慢，现象不明显； 受阴雨天气影响。 二、研制思路 要减轻装置的重量和减少试剂的用量， 就必须去掉铁架台，用20×200 mm 试管代替100 mL量筒，用60 mL广口 瓶代替玻璃水槽，这样就大大减轻了装置 图2 的重量，也减少了试剂的用量，为缩短反 应时间和不受阴雨天气影响，就必须增加 光源，这样也能够提高实验效果。 三、制作材料 图3 塑料管，塑料板，60 mL广口瓶，φ20×200 mm 玻璃管，胶塞，双孔插管，气体调节阀，发光二极管， 调光旋纽，50mL注射器，医用引流袋，粘胶等。 四、制作方法 1、用广口瓶，试管，胶塞，双孔插管，输液调节 器制作反应装置，如图2 2、用塑料管、塑料板、发光二极管，调光旋钮制 作成光源座 如图3 3、把反应装置放进光源座中即制成了一个调光式 甲烷取代反应演示器，如图4，从此填补了该项实验仪 器的空白。 图4 1 另外，用一次性引流袋制作储气袋，如图5 这样，实验更轻松， 图5 五、使用方法 K2 在广口瓶中注入5mL饱和食盐水，把反应装 置放进光源座中，关闭进气调节阀K1，打开抽气 调节阀K2、用50mL注射器抽气，饱和食盐水被 吸进玻璃管中，至吸满玻璃管后，关闭抽气调节 K1 阀K2，把氯气袋接到进气管上，打开进气调节 ←Cl2、CH4 阀K1，氯气自动吸入玻璃管中，收集至剩下五分 之一玻璃管的饱和食盐水时，关闭进气调节阀K1， 換上甲烷袋，打开进气调节阀K1，收集甲烷至排 完饱和食盐水止，关闭进气调节阀K1，打开调光 旋钮，调至适宜亮度，3~5分钟即可看到50~100mm 图6 高的饱和食盐水柱。如图5 ，取下反应装置， 看到玻璃管壁上有油滴。说明随着反应的进行，玻璃管内的气压在减小，气体总体积减小，并生成了新的油状物质(CH2Cl2、CHCl3、CCl4)，CH3Cl为气体。 六、创新点 1、用玻璃管代替量筒； 2、用广口瓶代替玻璃水槽； 3、设置了调光光源； 4、设计了抽吸系统。 七、优点 装置小巧玲珑，操作简单，省时省力，现象明显，实验不受天气影响。 2