医用针筒在化学实验中的应用

医用注射器在化学实验中的应用 李灵敏1  陈洪发2 （1慈溪市逍林中学  2慈溪市教师进修学校 浙江慈溪  315321） 摘要：医用注射器是一种普通的医疗器材，因其具有气密性好、体积小、易操作、可调节、透明度高、易观察，且使用简便灵活等特点，使它在化学实验中越来越多地被应用。 关键词：注射器（针筒） 实验  优点 苏教版系列教材中医用注射器的应用主要体现在测化学反应速率、甲醛浓度的检测、压强对平衡的影响等实验中，其实医用注射器还可以巧妙地应用和推广到很多化学实验中。本人通过自己的教学实践并结合和参考同行的研究成果，对医用注射器在化学实验中的应用及功能作一归纳。 一、量气与取气 【实验实例1】测化学反应速率[1] 如图1所示，在锥形瓶中放入5g大理石，加入20mL1mol/L盐酸。每隔10s观察并 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 注射器的体积变化，即可求算该反应的反应速率。 【实验实例2】新装修居室内空气中甲醛浓度的检测[2] 准确称取0.79g高锰酸钾，用少量水溶解，转入500mL容量瓶中，定容500mL（供全体同学实验用）。取出1mL此溶液，稀释100倍，即得到1×10-4mol/LKMnO4溶液，保存备用。进行测定时，用移液管量取2mL上述新配置的KMnO4溶液，注入一支约5mL带有双孔橡胶塞的试管中，加1滴6mol/LH2SO4溶液，塞好橡胶塞，塞子带一根细的玻璃管，作为进气管。另取一个附针头的50mL注射器，按图2所示组装好装置，将此装置置于待测地点，缓慢抽气，每次抽气50mL，直到试管内溶液的红色褪尽。记录抽气次数，依据化学方程式、高锰酸钾溶液的浓度和体积及实验的抽气次数，计算室内空气中甲醛气体的浓度。 优点：由于注射器密封性较好，且注射器有多种容积可以选择，推杆可以移动，注射器上面有刻度，拔掉针头后和乳胶管连接，可以读出产生的气体的体积，或者直接抽取一定量的气体，能量化气体参与的反应。所以在涉及气体定量实验中，使用医用注射器会使实验操作和效果更简捷明了。 二、取液与加液 【实验实例3】不同气体的溶解性对比的改进 关闭K1、K2，按图3组装仪器并检验气密性。打开K1，用针筒向预先集满SO2的软塑料瓶中注入10mL水，然后关闭K1，充分振荡塑料瓶，瓶体迅速变瘪，气体全部溶解。再注入1-2mL紫色石蕊试液，溶液变红。 换用集满Cl2的软塑料瓶重复以上操作，第一步瓶体仅略有变小，第二步注入石蕊试液，溶液先变红立即褪色。继续向瓶中注入10mL NaOH溶液,瓶体迅速变瘪，几乎无气体剩余。 用针筒吸满无色酚酞试液，换用集满NH3的软塑料瓶，将酚酞试液稍挤一点到瓶中，便可发现瓶内产生红色喷泉，同时瓶体变瘪、针筒活塞自动上移。最终筒内液体全部吸入瓶中。 优点：教材中关于SO2、Cl2溶解性的演示实验操作困难、现象不明显。如氯气的溶解性 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 为“用一支100mL针筒抽取80mL氯气，然后抽取20mL水，振荡，观察实验现象”。实际操作中常出现一旦开始抽水，氯气迅速溶解致压强变小，难以继续抽水。本实验改“抽”为“注”便将问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 解决，实验现象也更加明显。而且通过一组对比实验，将三种气体溶解性差异，所得溶液的酸碱性、部分溶液的漂白性淋漓尽致地展现出来。 三、加压与减压 【实验实例4】压强对化学平衡的影响[3] 用一支50mL注射器从储气袋中抽取30mL红棕色NO2气体，封住注射孔。观察下列两种情况下平衡体系的颜色变化： （1） 当用力推压活塞，压缩注射器中的气体时（如图4所示） （2） 当用力提拉活塞，降低注射器中的压强时。 根据上述实验现象，你能得出什么结论？ 优点：注射器本身透明，便于观察内容物反应的情况和颜色的变化；利用注射器的密闭性和可通过推活塞方便的控制容器的体积从而得出压强的改变对平衡移动的影响，这是传统实验仪器无法替代的。 四、作为制气装置 【实验实例5】制取Cl2等 向医用注射器中放入一定量的KMnO4粉末（用滤纸包裹），并推动注射器推杆排进装置内的空气。缓慢吸入一定量的浓盐酸，立即将针头插入橡胶塞中（如图5所示），观察现象。 优点：医用注射器密封透明，气密性好，不会漏气，便于观察反应情况，且反应一段时间后，倒置注射器（如图6所示），可以作为待用氯气，推动注射器推杆可以直接将氯气推出用于其他实验；想得到干燥的氯气可在上方连一个装有干燥剂的干燥管，再次推动注射器干燥管即可推出干燥的氯气。当然除了制取氯气以外，更换反应物还可以制取其他气体，如选择金属锌与稀硫酸可以制取H2，浓盐酸与浓硫酸制取HCl等固液、液液不加热型制气体的都可以采用该装置。采用该装置来制取氯气、氢气、HCl等气体因其在节约时间、储存气体、环境保护等方面的优越性，非常适合微型实验或者学生实验，给学生更多的实验机会．通过实验去探究问题、 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 问题、解决问题，从而提高化学课堂教学的有效性。 五、作为反应容器 【实验实例6】制溴苯实验的改进 按照5:1混合苯和液溴，加入棕色小药瓶，塞好软木塞，备用。向针筒内加入铁粉，安上长针头。从棕色小药瓶中吸入苯和液溴的混合物，迅速用软木塞堵住针头，观察针筒内的反应现象。（强力磁铁主要作用是吸住铁粉，防止其进入针头导致堵塞。） 将针筒内液体混合物挤入氢氧化钠溶液，塞上橡皮塞，观察现象。用力振荡，再观察现象。将针筒内的气体通入装有CCl4的密闭试管，振荡静置，萃取结束后将残余气体抽出注入HNO3酸化的AgNO3溶液中，观察现象。 【实验实例7】Fe(OH)2制备实验的改进 取一定量的FeSO4晶体与还原性铁粉，加入适量稀硫酸，静置，用带长针头的注射器从新配制的FeSO4溶液液面下吸入一定量的FeSO4溶液，并立即吸取适量几次煮沸并冷却的NaOH溶液（如图8所示），立即将针头插入橡胶塞中，观察反应现象。 【实验实例8】H2S(g)与SO2(g)的反应 在甲、乙两个医用注射器中分别收集体积比为2:1的H2S 、SO2气体，然后用橡胶管将甲、乙两个注射器连接在一起（如图9所示），推动注射器甲（或乙）的推杆，观察反应现象。 【实验实例9】Na2O2与CO2的反应 向医用注射器中放入用石棉包裹的过氧化钠粉末，并推动注射器推杆排进装置内的空气。缓慢吸入事先准备好的干燥的CO2气体，立即将注射器针头插入橡胶塞。来回缓慢抽送推杆使反应充分进行，一段时间后，倒置注射器，将气体推向带火星的木条（如图10所示），观察现象。 优点：注射器能经受一般化学试剂的腐蚀，其针筒可视为一个封闭的反应器，能通过针头抽入液体反应物，能抽出推杆后投入固体反应物，能收集、贮存和运送气体。因此，它不仅适用于液液之间的反应，还适用于气气、固液之间的反应。而且用注射器代替教材中的三颈烧瓶等仪器，使反应物的用量大大减少，使实验在教室里就能快速演示，减少实验教学时间，增强实验教学效果；整个装置在一个密封的环境中进行，减少了环境污染。 六、创造真空环境 【实验实例10】铜与浓、稀硝酸反应及氮氧化物转化实验的改进 ①铜与浓硝酸反应：输液袋事先已经洗净，并抽净空气，左端插入铜丝，右端通过针筒注入浓硝酸（如图11所示）。可观察到产生大量红棕色气泡，溶液显示绿色。②铜与稀硝酸反应：用针筒注入一定体积的蒸馏水，得到稀硝酸，观察到红棕色气体褪去。并直接用针筒抽净残留气体（排除NO2溶于水生成NO的干扰），倒立输液袋使稀硝酸与铜丝再接触，反应再次开始（可适当加热）。观察到无色气体。③检验NO：用针筒将输液袋中气体抽出，再抽入一定体积空气，观察到瞬间无色气体变成红棕色气体。④尾气处理：用针筒将尾气注入事先已准备的氢氧化钠溶液中，防止污染大气。 优点：按苏教版《化学1》[4]教材上装置进行铜与HNO3反应实验（如图12所示）和操作流程：①将铜片置于具支试管的底部，通过分液漏斗加入2mL浓硝酸，将产生的气体通入倒置于水槽里充满水的集气瓶中，观察实验现象。②在上述装置中，从分液漏斗向试管内加5mL水，稀释硝酸，继续收集产生的气体，观察实验现象。  在整个实验过程中很难观察到稀硝酸与铜生成无色的NO，且反应后有害气体的消除比较困难，容易对环境产生污染。 使用针筒、输液袋以后，整套实验装置简洁，气密性良好，实验现象明显，实验可控性强，随取随用，随即随停。而且尾气处理简单，可以有效防止有害气体外逸。 七、结束语 综上所述，医用注射器因本身的优势使它在化学实验中具备量气、抽气、取液、加液、转移、兼作反应容器等功能，使得它在化学实验中大显身手。在定性实验中，注射器盛放的液体药品比滴管的量要大，比漏斗要好操作，无论是取液还是加液，都有很多的优势——如可以定量取液体、不用给胶塞打孔就可以加液、密封效果好。同时注射器透明、能显示刻度、容积可变、便于简单的计量，在定量测气体实验中也发挥着重要作用。此外注射器可以手持和倒转，也可以手持走到学生中间或者让学生自己动手，增加了学生的动手机会，培养了学生的实验能力。 总之，巧妙地运用注射器的这些特点和优点，在实验探究中会更加得心应手，从而可以实现实验的普及化、微型化、绿色化[5]。因此，医用注射器作为绿色化学实验的工具和平台值得推广。 参考文献 [1]王祖浩主编.普通高中课程 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 实验教科书：化学反应原理（选修）.第4版，江苏教育出版社，2009：34 [2]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书：实验化学（选修）.第2版，江苏教育出版社，2009：36 [3]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书：实验化学（选修）.第2版，江苏教育出版社，2009：59 [4]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书：化学1（必修）.第5版，江苏教育出版社，2009：100 [5]张佩丽、饶震红.化学实验教学中的“绿色化”和“微型化”.实验室科学.2007年第3期