焰色反应实验改进的利与弊
湖北省仙桃市第三中学饶志权
用传统的方法做焰色反应实验时操作复杂,耗时较长;由于铂丝蘸取的盐溶液的量较少,因此色斑较小,持续时间较短,实验的可见度和观赏性都较差,因而实验效果并不明显,且白天光线较强,晚上做这个实验效果会更好一些。基于以上原因,老师们在实验改进方面做了许多有益的尝试,现将其利弊分析如下:
改进方案之一:喷洒固体式焰色反应
将钠、钾、锂、铷、锶、钡等的碳酸盐研成粉末,分别装入盖子上面有针孔的小药瓶中,演示实验时,将小药瓶倒过来,在蒸发皿中倒入10mL无水乙醇,点燃;用小药瓶向蒸发皿火焰喷洒粉末,可以十分明显的焰色反应现象。
优点:1.操作简单;
2.现象明显:可以看到高度约10CM的焰色区;
3.小药瓶可以重复实验多年,既节约资源,又方便快捷,节省实验准备时间。
4. 同时喷洒几种药品,还可看到五彩缤纷的火焰。
缺点:1.药品用量较多;
2.沉淀在蒸发皿中的药品不易分离再利用。
改进方案之二:喷雾式焰色反应
将备好的各种盐分别加到喷瓶中,然后各加入20mL无水乙醇,振荡,使盐充分溶解;向酒精灯的外焰上方喷射盐的乙醇溶液;火球消失后,可重复喷射几次,使火球再现。
优点1.实验操作简便、省时、重复性好;
2.能形成彩色火球,现象十分明显。
缺点1.金属盐在乙醇中的溶解度一般较小,一定要避免喷口被未溶解的盐堵塞;
2.宜选用挥发性盐类。
改进方案三:燃烧滤纸式焰色反应
将滤纸卷成较紧实的、外径为1mm、长度为2cm的圆筒,一半插入滴管的毛细管端;取下滴管的胶头,向滴管中滴入一种盐溶液约1mL;再套上胶头,使滴管倾斜约45°,在酒精灯外焰灼烧滤纸,观察现象;更换滤纸和滴管,可以做不同盐的焰色反应。
优点:1.实验材料价格低廉,操作简单易行;
2.因滤纸中始终有灼烧液存在,基本避免了燃烧载体对实验效果的影响。
缺点:1.滴管毛细端的内径要与滤纸圆筒的外径要十分吻合,容易脱落;
2.灼烧时,要用手轻轻挤压胶头,注意掌握好力度,既不能使溶液烧干而烧焦滤纸,也不能使灼烧液滴出而使火焰熄灭;
3.不洁净的胶头滴管会对实验现象产生影响。
改进方案之四:燃烧棉花条或石棉线式焰色反应
在铁架台上固定一根长约50cm的玻璃棒;将脱脂棉制成长30cm、宽3cm的几个长条(或石棉线用酒精浸透),把几种金属盐的粉末分别均匀洒在棉花条上(或石棉线上),用酒精润湿;将棉花条按一定顺序缠绕在玻璃棒上,各条棉花的间隔约为10cm;点燃棉花,观察现象。
优点:1.能同时观察到多种金属的焰色反应,便于对比;
2.操作简便,材料易取;
3.此装置能够较长时间放置并且可多次反复使用。
4.可将棉花条制成酒精灯芯,做成焰色反应灯,在学生中传递,以激发学生兴趣。
缺点:1.玻璃棒不好固定;
2.棉花易被烧干、烧焦,火焰会变小时,应立即滴加酒精;
3.石棉线要浸透酒精,否则因酒精挥发较快,会使现象持续时间偏短。
改进方案之五:粉笔窝酒精燃烧式焰色反应
把粉笔切成若干约2cm高的粉笔头,一端削平,一端挖成小窝状;将粉笔浸入酒精中,吸透酒精后取出放在石棉网上,有小窝一端朝上;将待灼烧的金属盐溶液滴入小窝中,点燃,观察现象。
优点:1.实验材料简便易取,操作十分简单;
2.可同时做几种盐的焰色反应便于对比;
3.用粉笔做燃烧载体,容易激发学生兴趣。
缺点:粉笔成分中的钙离子会对实验效果有一定影响,需要向同们学简要介绍一下粉笔的成分。
焰色反应实验改进的方法很多,改进的主要目的是使实验操作更简单,现象更清晰、持续时间更长。老师在准备演示实验的过程中,可以多准备几组,教学过程中采取演示实验与学生分组实验相结合的方法,既有利于学生掌握知识,形成技能,又能给学生提供不同的变式,培养学生发散思维的能力。
注:本文发表于《中国教育探索学刊》2011年第2期
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