化学实验中物质变化必须具备的外部因素就是实验条件, 物质所具有的性质需要在特点的条件下才能够显示出来, 其中有些反应需要对反应条件进行控制, 甚至在进行同一个实验时, 如果控制的条件存在误差, 那么物质的反应过程以及最终产物都有可能出现变化。按照实验需要对实验条件进行科学控制, 能够使式样的成功几率变大。笔者重点讨论了控制实验条件的方法, 具体如下。
1 控制反应物
1.1 控制反应物的浓度
例如, 在进行氢气制取时, 选用稀硫酸就能够达到实验目的, 而进行铜和硫酸反应实验室时, 必须应用浓硫酸才能够顺利完成实验。又如制取氯气时, 必须应用浓盐酸。
1.2 控制反应物的纯度
例如, 在氢气制取时, 需要应用到稀硫酸和锌粒, 为了可以快速发生反应, 应该使用含有一定杂质的锌粒做实验, 使其可以构成原电池, 进而加快反应[1]。而在作锌、铜原电池实验时, 使用的锌纯度必须非常的高, 这样才能使实验成功。
1.3 控制反应物的状态
控制反应物状态主要目的就是对反应速率进行控制, 例如:制取二氧化碳气体时, 因为粉末状的碳酸钠会与稀盐酸快速发生反应, 很难对其进行控制, 因此, 应该选取块状的碳酸钠来做实验, 这样反应的气流才不会过快。而在制取氨气时, 为了使反应物的实际接触面积变大, 加快反应速度, 通常都会应用粉末状的碱石灰与NH4Cl进行反应。
2 控制外界条件
2.1 对温度进行控制
通常情况下控制实验温度的方式有很多种, 如, 水浴加热、间接加热、沙浴加热、直接加热等。有少部分实验必须还需要应用冷凝等降温方式进行降温处理。一般情况下加热的仪器包括酒精喷灯和酒精灯[2]。譬如:实验室制氯气、氧气、甲烷、氨气等气体时必须进行加热处理。银镜反应过程中乙酯需要应用水浴的方法进行加热;又如制溴苯时, 需要应用蒸馏法来将物质分离开, 这就需要应用冷凝控制。
2.2 对光照进行控制
光照应该属于热反应, 有一些物质在光照的条件下就会发生反应, 例如, 氯气和甲烷、氯气和氢气等在光照下就会反应。还有如果将液溴和甲苯放在阳光下, 就会发生甲基取代反应。因为HNO3以及HCl O和Ag NO3等这些物质见光就会产生分解, 所以一定要将他们放在棕色试剂瓶中进行保存。
2.3 对点燃进行控制
点燃一般都是对可燃物质讲的, 如果想要可燃物质达到某一温度, 就需要将该物质点燃, 而还需注意的是这里的点燃不同于加热。例如:镁和钠在氯气中都能够进行燃烧。
2.4 对压强进行控制
气体反应通常就需要对压强进行控制, 例如:喷泉实验, 要检查气体装置的气密性, 就是利用控制压强变化完成的。在对有气体参与的可逆反应时, 就需要对压强进行控制, 以观察实验现象, 然后归纳结果。
2.5 对催化剂进行控制
催化剂主要的作用就是对化学反应速率进行控制, 通常是加快反应速率。我们经常接触实验有很多, 如过氧化氢分解以及实验室制氧气时, 就需要应用二氧化锰做催化剂[3]。又如制溴苯时, 溴和铁粉反应会生成Fe Br3, 而Fe Br3就是能够起到催化剂的作用。
3 控制反应过程中的介质条件
3.1 对溶液的酸碱性进行控制
在一部分有机实验中就需要严格控制溶液的酸碱性, 例如:检验卤代烃中存在的卤原子时, 应该先把卤代烃进行水解处理, 然后在水解溶液中加入适当的HNO3酸化, 最后在加入适当的Ag NO3溶液, 这样可以防止碱性环境下水解后出现Ag2O褐色沉淀, 对实验结果造成干扰。
又如醛类物质和Cu (OH) 2反应实验时, 在制备Cu (OH) 2的过程中一定要多加入Na OH, 这样才能保证实验的成功。
3.2 对溶液的导电性进行控制
电解水试验过程中, 为了提高溶液的导电性, 一般需要在水中加入一定量的稀Na OH和稀硫酸, 这不会对结果造成影响。
3.3 对溶剂进行控制
化学实验中溶剂所起到的作用也不容忽视, 例如:HCl这种气体在有机溶剂苯中不会产生导电性, 而在水中溶解就能够表现出极强的导电性质。例如:如果将卤代烃防止在两种不相同的溶剂中, 就会发生不相同的反应, 产生两种一致的产物。
4 结语
总而言之, 想要对化学反应进行研究, 就必需重视实验条件的控制, 特别是在实际生产和生活中, 按照实际要求选择不同的条件, 对反应进行有效控制, 能够使获得令人满意的效果。
摘要：化学这门学科主要以实验为主, 化学实验属于我们探究物质性质、研究化学原理的一个途径, 因此考查学生对化学实验掌握的情况, 也就成为了考试中的重点内容。因此, 笔者探究了在进行化学实验时怎样对实验条件进行控制, 望学生可以更好的掌握实验规律, 以便在考试中取得一个满意的成绩。
关键词：探究,化学实验,实验条件,控制策略
参考文献
[1] 徐妲, 钟绍春, 马相春等.基于翻转课堂的化学实验教学模式及支撑系统研究[J].远程教育杂志, 2013 (5) :107~112.
[2] 吴俊明.发展化学实验教学研究需要大智慧——在《化学教学》实验教学高级研修班上的讲话[J].化学教学, 2013 (2) :3~5, 44.
[3] 曹小华, 周德志, 王萍萍等.大学化学实验ATDE创造性思维教学模式探索与实践[J].化学教育, 2013, 34 (7) :67~69, 75.