• 实验条件及其控制

  1. 实验条件

所谓实验条件是指同特定实验对象相联系,并对其状态、性质和变化发生影响的诸因素的总和。例如,用稀硫酸跟锌反应制取氢气的实验,实验装置、稀硫酸的浓度和体积、锌的加入量、硫酸铜晶体的加入量等,都是影响氢气产量的实验条件。

任何化学实验都必须在一定的实验条件下才能进行。木炭在氧气里燃烧,可谓是比较简单的化学实验,但也离不开实验条件。点燃,木炭燃烧; 不点燃,木炭则不燃烧。点燃就是木炭跟氧气发生反应的重要实验条件。

实验条件不同,物质的状态、性质和变化也不相同。例如温度,它是化学实验的重要条件。水在 10℃时是液态,在 100℃时就是气态;乙醇跟浓硫酸反应在 130—140℃时生成乙醚,在 160—170℃时则生成乙烯。

实验条件是物质发生变化的外因,它要通过物质的本质属性或内部结构而起作用。乙醇在不同温度下生成不同物质,是由于其结构决定的,它既可以分子间脱水生成乙醚,也可以分子内脱水生成乙烯。如果乙醇分子不具有这样的结构,无论怎样改变温度,也绝不会生成这两种物质。

  1. 实验条件的控制

既然实验条件对化学实验如此重要,因此,要想使实验对象保持或达到某种状态、发生某种特定变化,得到理想的实验结果,就必须对实验条件进行严格、有效的控制。

所谓实验条件的控制,就是通过改变实验条件,运用各种不同的实验比较法,来探寻最佳实验条件的一种科学的操作方法和思考方法。

例如碳粉还原氧化铜实验。影响该实验的条件主要有加热方式和碳粉与氧化铜的质量比。对该实验条件的控制,可采用简单比较法,即先固定用酒精灯加热,然后改变碳粉与氧化铜的质量比(从 1∶1—1∶10)。若实验结果1∶3 最好,则将碳粉与氧化铜的质量比固定在 1∶3,然后改变加热方式(分别用酒精灯、酒精喷灯)。若实验结果酒精喷灯效果好,那么,碳粉还原氧化铜的最佳实验条件就是:用酒精喷灯加热,碳粉与氧化铜的质量比为 1∶3。