碘晶體升華和凝華實(shí)驗(yàn)的再探究.doc碘晶體升華和凝華實(shí)驗(yàn)的再探究摘要:對(duì)現(xiàn)有教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究和改進(jìn)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更有勸說力。現(xiàn)行義務(wù)教育教科書北工大版數(shù)學(xué)八年級(jí)下冊(cè)第一章第四節(jié)“升華和凝華”一節(jié)中，介紹了碘的升華和凝華實(shí)驗(yàn)，將少量碘晶體置于燒瓶中碘升華和凝華實(shí)驗(yàn)原理，蓋上玻璃片，將燒瓶置于石棉網(wǎng)上用酒精燈加熱，觀察到燒瓶中的碘固體逐步降低，與此同時(shí)玻璃片上出現(xiàn)了碘微粒，且日漸增多，因而演示了碘的升華和凝華現(xiàn)象。關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn);問題;碘;加熱療效一、實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題(發(fā)覺問題)從事教學(xué)多年，每次根據(jù)課本上的方式去操作，總會(huì)出現(xiàn)意想不到的情況，即碘晶體用酒精燈加熱時(shí)，或多或少地出現(xiàn)了融化甚至沸騰現(xiàn)象，有許多朋友對(duì)碘直接由固態(tài)直接弄成氣態(tài)持懷疑心態(tài)，認(rèn)為可能是因?yàn)榈獾臍饣F(xiàn)象碘升華和凝華實(shí)驗(yàn)原理，才出現(xiàn)了碘蒸汽。班主任的原意是演示升華，但相當(dāng)一部份碘出現(xiàn)了融化甚至沸騰，盡管班主任竭力解釋，但部份朋友還堅(jiān)持己見。二、探究形成這一問題的緣由(剖析問題)為何會(huì)出現(xiàn)這些情況呢,我們來探究，查資料可知，碘的熔點(diǎn)是113.50?，沸點(diǎn)是184.4?，而酒精燈外焰的氣溫在400?,800?之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了碘的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。可見，用酒精燈加熱時(shí)，碘晶體很容易出現(xiàn)溶化甚至沸騰現(xiàn)象。
班主任似乎可以使酒精燈火焰離石棉網(wǎng)遠(yuǎn)一點(diǎn)，但不好控制它們之間的距離，太遠(yuǎn)了，看不見碘蒸汽;太近了，又會(huì)出現(xiàn)融化和沸騰現(xiàn)象。讓中學(xué)生分組做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，用的儀器是碘升華凝華管，直接在酒精燈上加熱，療效就更不理想，幾乎每位組都不同程度地出現(xiàn)了碘的融化現(xiàn)象。而且酒精燈火焰還有風(fēng)的干擾和空氣的擾動(dòng)，不斷擺動(dòng)，很不容易控制。這樣，實(shí)驗(yàn)的可效度就大大增加了，沒有勸說力。如何能夠使這個(gè)實(shí)驗(yàn)比較完美，使中學(xué)生沒有疑慮，且具有無可爭(zhēng)辯的勸說力呢,我們必須探究新的方式。三、對(duì)該實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)舉措(解決問題)如何能夠比較好地解決這一問題呢,可不可以找到既加熱了碘但又不超過碘的熔點(diǎn)的加熱方式呢,你們馬上會(huì)想到用沸騰的水，就是仿造海波的融化實(shí)驗(yàn)中，用水浴法加熱海波晶體的裝置。我們曉得，水在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)是100?，高于碘晶體的熔點(diǎn)113.5?，更達(dá)不到碘晶體的沸點(diǎn)184.4?，但是水的沸點(diǎn)又與碘的熔點(diǎn)差別不大，而碘晶體在任何水溫下都可以升華，物質(zhì)升華的快慢與氣溫、氣壓大小和物質(zhì)的種類等誘因有關(guān)，在其他條件不變的情況下，隨著氣溫的下降，其升華的速率推進(jìn)，這樣，用沸騰的水加熱應(yīng)當(dāng)是比較理想的選擇。具體做法是:用夾子把小燒瓶(100,200mL)和圓底燒杯(頂部比量筒口稍大)固定在鐵架臺(tái)上，在小燒瓶中放上少量碘晶體，圓底燒杯中放適量的熱水，把圓底燒杯的瓶底蓋在小燒瓶上，大燒瓶(500,800mL)置于升降臺(tái)上，并放在小燒瓶的正下方(如圖所示)，用加熱器加熱水至沸騰，并放入大燒瓶中，立刻下降升降臺(tái)，直至小燒瓶上端有2,3cm溶入開水中，這樣，沸騰的水通過小燒瓶頂部來加熱碘晶體，馬上可觀察到有大量的紅色蒸汽形成，絕對(duì)再不會(huì)出現(xiàn)碘的融化和沸騰現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)療效特別好，干擾誘因被排除了。
圓底燒杯加涼水，其頂部氣溫比用玻璃片低，能使碘蒸汽快速凝華，比用玻璃片療效更顯著。?另外，本實(shí)驗(yàn)雖用水浴法加熱，但沒有采用酒精燈直接加熱熱水的方式，即使用酒精燈直接加熱的辦法也能做，但用酒精燈直接加熱熱水速率慢，用的時(shí)間長，但是溫度下降平緩，碘蒸汽是逐步形成的，療效不佳，而用沸騰的水直接加熱能在短時(shí)間內(nèi)形成大量碘蒸汽，療效十分理想。這個(gè)實(shí)驗(yàn)也可以用功率不大的電熱吹風(fēng)機(jī)去吹小量筒頂部，比用酒精燈容易控制一點(diǎn)，療效也還可以，但還是比不上用沸騰的水加熱療效理想。似乎在教學(xué)中探究出了碘升華比較理想的方式，我相信，肯定還有其他的方式，這須要對(duì)課本深入理解和鉆研，但又不能隨大流課本，雖然像這樣簡單的實(shí)驗(yàn)，可能許多老師認(rèn)為不須要做哪些打算就可以演示，不做更進(jìn)一步的挖掘，殊不知正是這樣的小細(xì)節(jié)，能夠真正彰顯老師的扎實(shí)功力。細(xì)節(jié)決定勝敗，對(duì)每一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，都要剖析其得失，哪怕是最小的瑕疵，都要找出其形成的誘因。這須要老師在實(shí)踐中不斷探求，不斷去改進(jìn)，以達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)療效。參考文獻(xiàn):沈瑞清.用藥棉堵住裝萘試管降低污染[J].化學(xué)實(shí)驗(yàn)，1987(2).編輯段麗君