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利用廢棄物改進木炭的吸附性實驗

來源:不詳       更新時間:2013-5-10 11:57:54
 
    經國家教委中小學教材審定委員會審查試用的人教社化學室編著的九年義務教育四年制初級中學教科書《化學》第一冊P88[實驗7一3]和人教版初中課本P81均有“木炭吸附性演示實驗”,按教材介紹的方法操作存在2個缺點,①現象不明顯,由于木炭浮于水面與紅墨水接觸不夠充分,不易將紅墨水的顏色吸附盡;②不易觀察褪色的現象,木炭屑易使水變黑,不便觀察紅墨水褪色的現象[1]。為此,設計了木炭吸附作用的實驗裝置進行對比實驗,現象明顯,效果很好。
  
  木炭是日常生活中常見的物質,利用廢棄物制作實驗器具將其設計成課外實驗,讓學生親自制作實驗器具并進行實驗這樣不僅使學生理解了木炭(或活性炭)的吸附作用,而且啟迪學生創新思維,增強師生的創新意識,極大地激發學生學習化學的興趣。
  
  1實驗裝置設計(圖1)
  


  圖1木炭的吸附性對比實驗
  

  a.濾紙b1.木炭b2.沙子c.礦泉水瓶的上部
  
  d.紅墨水的水溶液(1∶50)[2]e.棉花團f.自制三角架
  
  2實驗裝置制作過程
  
  (1)清洗將2個礦泉水或純凈水瓶清洗干凈。
  
  (2)制作三角架取長約190mm的8號鐵絲一段彎成圓圈,再用同型號長約120mm的3段鐵絲對稱地焊接成一個三角架;以同樣的方法再制一個三角架。
  
  (3)將上述清洗過的瓶子從其距瓶底1/3處剪斷,將瓶子上部分別倒放在三角架上,下部分瓶分別對應地放在三角架下充當接水裝置。
  
  (4)取2張圓形濾紙折成圓錐形,把濾紙尖端朝下分別放入上部分的瓶中,在濾紙內各放入一小團棉花,即制成了過濾器A和B。
  
  3實驗原理
  
  木炭(或活性炭)吸附溶液中的溶質屬于與溶液接觸的固體吸附作用。由于影響因素很多,吸附相當復雜,它和吸附劑、溶質、溶劑都有關系,一般規律為,使固液表面自由能降低最多的溶質被吸附的量最多;溶解度越小的溶質越易被吸附;極性的吸附劑易于吸附極性的溶質,非極性的吸附劑易于吸附非極性溶質;吸附劑的吸附能力大小與其表面積成正比。
  
  4實驗步驟
  
  (1)用藥匙取2~3匙木炭、沙子,依次將其放入過渡器A和B中。
  
  (2)擰緊礦泉水瓶或純凈水瓶瓶蓋。
  
  (3)向過濾器A和B中加入紅墨水的水溶液(1∶50)少許,攪拌使其分別和木炭、沙子充分作用,靜置片刻。
  
  (4)擰下瓶蓋,即看到:從過濾器A中滴下的是無色的液體,而從過濾器B中滴下的仍是紅色液體。(說明木炭有吸附作用,而沙子沒有)
  
  5實驗裝置特點
  
  (1)實驗裝置制作簡單、使用方便;
  
  (2)現象明顯、形成鮮明的對比,增強了教學的直觀性,避免了學生認為是過濾器把顏色濾掉了的錯覺;
  
  (3)既可作課堂演示實驗,也可作學生的家庭實驗。
  
  6實驗裝置的意義及注意的問題
  
  適合經費短缺的學校,創造條件做實驗;給化學教師提供研究、改進教科書實驗的范例;增強師生的創新意識,啟迪學生創新思維,培養其創新思維能力。
  
  (1)木炭需適量;研碎、干燥,效果更好;
  
  (2)沙子用前要沖洗;
  
  (3)紅墨水的水溶液不易多;
  
  (4)紅墨水的溶液與木炭、沙子的攪拌要充分。

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