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趣味樟脑丸实验

2014-09-27舒欣

中学科技 2014年8期
关键词:苏打粉二氯苯杯底

舒欣

日常生活中,人们在储存衣物时常用樟脑丸来驱虫防蛀。现在市场上有两种樟脑丸,一种是纯天然的樟脑丸,一种是人工合成的樟脑丸。纯天然的樟脑丸是从香樟树的根茎枝叶提取出来的,人工合成樟脑丸是通过化学技术提炼出来的,人工合成樟脑丸又分两种,主要是含萘的人工合成樟脑丸和含对二氯苯的人工合成樟脑丸。跟纯天然的樟脑丸相比,人工合成樟脑丸对我们的身体是有一定毒害的。不过,利用这些市售的樟脑丸,却可以做一些趣味的小实验。

樟脑丸辨真伪

准备材料:

纯天然樟脑丸、含萘人工合成樟脑丸、含对二氯苯人工合成樟脑丸、烧杯、开水(沸水)。

实验步骤:

1. 将三种樟脑丸分别放入烧杯中,接着再倒入开水。

2. 纯天然樟脑丸在烧杯中呈上浮状态。人工合成樟脑丸则呈下沉状态。

3. 纯天然樟脑丸在烧杯中没有溶化,始终保持体积不变。

4. 人工合成樟脑丸会在烧杯中溶化。其中一个溶化得较为迅速,另一个溶化得稍慢,但是体积明显变小,最后全部溶化。

智慧花:

天然樟脑丸密度小于水,所以上浮。人工樟脑丸密度大于水,所以下沉。纯天然樟脑丸的熔点是179℃,而人工合成的含萘樟脑丸熔点是80.5℃,含对二氯苯樟脑丸的熔点是53.1℃,开水的沸点是100℃, 所以熔点低于100℃的人工樟脑丸就熔化了,而熔点高于100℃的天然樟脑丸就漂浮在水面上,没有溶化迹象。通过这一简单的实验可以辨别购买的是天然樟脑丸还是人工合成的樟脑丸。

会“飞”的樟脑丸

准备材料:

人工合成樟脑丸(含萘),易拉罐,烧杯,水。

实验步骤:

1. 取几颗樟脑丸,砸碎后放在剪开的易拉罐里,然后把易拉罐放在火上慢慢加热。

2. 再在烧杯中注入冷水,手持烧杯放在易拉罐的上方,保持3~5厘米的距离。

3. 观察易拉罐和烧杯的底部,会发现易拉罐中的樟脑丸都“飞”到烧杯底上去了,所不同的,原来是碎块,飞到杯底上的却变成了粉末。

智慧花:

樟脑丸真的飞起来了吗?其实这是萘升华的结果。人工合成樟脑丸受热后,萘由固态直接变成气态,蒸气上升后遇到温度较低的烧杯底,就又由气态直接凝成粉末状的固态,聚集在杯底上。

萘的升华现象,不仅在加热的时候会发生,就是在常温的情况下也十分容易发生,只是比较缓慢罢了。把新买的樟脑丸放在衣柜里,过一个夏天就变小了,把衣服拿出来,还带有樟脑丸的气味。这就是由于萘的升华作用,使萘的分子飞离卫生球表面,沉积在衣服上的缘故。

会“跳舞”的樟脑丸

准备材料:

烧杯、白醋、小苏打粉、人工合成樟脑丸。

实验步骤:

在烧杯中倒入白醋,然后把一粒樟脑丸放入杯里,此时樟脑丸沉入白醋中。接着将小苏打粉倒入烧杯中,会发现烧杯中出现大量的气泡,此时的樟脑丸一会儿慢慢上浮,到液面后又下沉,如此反复,如同跳舞一般,十分有趣。

智慧花:

樟脑丸为什么能在白醋中自动沉浮呢?这是因为人工合成樟脑丸的比重比醋酸溶液略微大一些,所以开始时樟脑丸沉入杯底。但由于醋酸与小苏打粉(碳酸氢钠)发生化学反应,产生的二氧化碳气体聚集在樟脑丸的表面,使樟脑丸和气泡这一整体的比重小于液体比重,樟脑丸于是开始上浮。当樟脑丸浮到液面时,附在樟脑丸表面上的二氧化碳气体逸出,剩下的气泡连同溶液对樟脑丸向上的浮力不足以支持樟脑丸的重量,樟脑丸于是又沉入杯底。

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