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乙醇与水分子间作用力演示实验探究

2017-01-19邓可曹正太

中小学实验与装备 2016年6期
关键词:范德华硫酸铵氢键

邓可+曹正太

1 实验原理

乙醇分子和水分子均为极性分子,且分子间可以形成氢键,故乙醇可与水以任意比例互溶。但彼此间的氢键、范德华力可被某些盐破坏,致使乙醇在水中溶解度降低而分层。此分层现象,可借助酸碱指示剂甲基橙的颜色快速而直观地判断出来。

2 实验药品与仪器

2.1 药品

无水乙醇,蒸馏水,甲基橙,硫酸铵,硫酸铝,氯化铝,氯化铵,硫酸钠,

2.2 仪器

1.5 cm×20 cm的试管10支,橡胶塞。

3 实验步骤

(1)向5支试管中分别加入8 mL乙醇,10 mL水,几滴甲基橙,塞上橡胶塞后摇匀。

(2)向另5支试管中分别加入约4 g硫酸铵、硫酸铝、氯化铝、硫酸钠、氯化铵固体,给试管编号①②③④⑤。

(3)将步骤(1)中的混合溶液分别倒入步骤(2)中的5支试管中,塞上橡胶塞摇匀后静置待用。

4 实验现象

试管①(硫酸铵)中有明显的分层现象,上层为橙黄色(有机相),下层为无色溶液[水相(NH4)2SO4饱和溶液],有机相体积明显大于水相体积。其他试管无明显分层现象。

5 结论

(1)(NH4)2SO4中NH 、SO的协同作用破坏了部分乙醇与水分子间的氢键及范德华力,因而有明显的分层现象。

(2)乙醇与水分子的氢键及范德华力部分被破坏,故水相体积明显小于有机相体积。

(3)破坏作用与离子电荷高低无关。

演示实验采用乙醇与水的混合物,借助甲基橙指示剂,用(NH4)2SO4固体使乙醇与水的混合物体系分层。通过直观、简洁的实验操作,加深了学生对氢键、范德华力、相似相溶等知识及原理的理解,达到启发学生思索、探究问题的目的。

收稿日期:2016-10-30

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