噴泉實驗中的突發(fā)“事故”引發(fā)的深度思考

張麗麗

噴泉實驗是高中化學必做實驗之一，實驗目的是驗證氨氣極易溶于水的特性。實驗過程如下：用干燥的圓底燒瓶收集一瓶氨氣，塞上橡皮塞備用，準備一個雙孔塞，其中一個孔插入事先吸滿水的膠頭滴管，另一個孔中插入一根帶有橡皮管的直玻璃管，橡膠管上帶有止水夾。實驗開始的時候，將圓底燒瓶的橡皮塞拔下，換上帶有玻璃管和膠頭滴管的雙孔塞。此時，橡皮管處于被止水夾夾住的狀態(tài)，將圓底燒瓶通過鐵圈倒立，下端玻璃管口插入盛水的燒杯中，并且滴入幾滴酚酞用于證明氨氣與水反應生成了堿性的氨水。反應裝置如圖，連接好裝置后，引發(fā)實驗的操作步驟，共有兩步：一、需要將膠頭滴管內(nèi)的水擠壓進入圓底燒瓶。二、需要將止水夾打開。

在我們魯科版曾經(jīng)用過的教材中，共出現(xiàn)過兩種不同的操作順序，第一種：先擠壓膠頭滴管，將水擠入圓底燒瓶中，而后再打開止水夾。第二種：先打開止水夾，而后再擠壓膠頭滴管，將水擠入圓底燒瓶中。從理論上講，這兩種操作順序都是可以的，只要能在燒瓶內(nèi)外產(chǎn)生壓強差，先做哪一步后做哪一步都無所謂。下面跟大家分享下我在實驗過程中遇到的問題，從而引發(fā)的對這個實驗的思考。

在一次錄像課中，為了獲得更好的噴泉效果，我收集了一瓶純度相對很高的氨氣做實驗。我采用的是第一種操作方法，先擠壓膠頭滴管內(nèi)的水，由于氨氣在水中的溶解度極高且燒瓶內(nèi)的氣體幾乎全是氨氣，導致燒瓶內(nèi)的壓強急劇下降，甚至接近真空。而后，我打開了止水夾，結(jié)果發(fā)現(xiàn)根本沒有形成噴泉，這是為什么呢？壓強差明明已經(jīng)很大了，為什么燒杯中的水沒有被壓入燒瓶呢？問題究竟出在哪里呢？

我迅速觀察了一下，馬上發(fā)現(xiàn)了問題所在。當膠頭滴管內(nèi)的水擠入燒瓶中以后，氨氣的溶解導致燒瓶內(nèi)外壓強差過大，大于膠皮管的自身張力，以至于瞬間止水夾上部的膠皮管在大氣壓的壓力下被壓得扁扁的，表面上看就好像是膠皮管由于老化發(fā)粘了，兩側(cè)的管壁緊緊粘貼在一起，將水路阻斷了，此時，即便打開止水夾，由于“此路不通”，水也不會進入燒瓶。當機立斷，我在課堂上臨場發(fā)揮，將燒杯舉高至止水夾的高度，在水下將橡皮管連同下端的直玻璃管一起拔下，水立即快速大量噴入圓底燒瓶中，幾乎噴滿整個圓底燒瓶，終于，這個實驗在課堂上有驚無險地成功做完了。

通過這次“事故”，我反思了一下這個實驗，還是應該采用先打開止水夾后擠壓膠頭滴管的操作順序比較合理。先打開止水夾，讓上下形成暢通無阻的通路，當膠頭滴管內(nèi)的水次第進入燒瓶后，隨著氨氣的逐漸溶解，燒瓶內(nèi)壓強逐漸降低，同時，燒杯內(nèi)的水也會逐漸涌入燒瓶中，形成一種壓強一邊減小噴泉一邊噴的形勢。相較于前一種的“驟然”變化，這種“逐漸”的變化更加有利于實驗的成功，尤其是當氨氣的純度很高的情況。

針對這次“事故”，我及時引導學生們進行了討論，我們在工作、學習中難免遇到一些突發(fā)狀況，有一些甚至是我們事先無論如何都始料不及的。一旦這種突發(fā)狀況切實發(fā)生在我們的身上，我們該怎么辦？首先心態(tài)上要沉著冷靜，慌亂起不到任何作用。其次，需要快速轉(zhuǎn)動腦筋，科學分析，對每個環(huán)節(jié)逐項排查，找出問題所在，從而解決問題。我們現(xiàn)在有能力解決學習生活遇到的小問題，將來就能從容面對工作事業(yè)中的大問題，不論身處哪個工作崗位，都能成為負得起重任的棟梁之才。