【测定空气中氧气含量的实验】在化学实验中,测定空气中氧气的含量是一项基础而重要的实验。该实验通过观察燃烧过程中气体体积的变化,来推算空气中氧气所占的比例。本实验不仅有助于理解空气的组成,还能加深对化学反应原理的理解。
实验目的:
1. 了解空气中氧气的含量;
2. 掌握测定空气中氧气含量的基本方法;
3. 理解燃烧与气体体积变化之间的关系。
实验原理:
实验利用红磷在密闭容器中燃烧,消耗氧气,导致容器内气压降低,从而引起水位上升。根据水位上升的高度,可以计算出氧气的体积分数。
实验器材与药品:
名称 | 数量/规格 |
集气瓶 | 1个(容积约100mL) |
红磷 | 适量 |
水 | 足量 |
燃烧匙 | 1个 |
酒精灯 | 1个 |
火柴 | 若干 |
实验步骤:
1. 在集气瓶中加入少量水,记录初始水位。
2. 将红磷放入燃烧匙中,点燃后迅速放入集气瓶中。
3. 盖上瓶盖,等待反应完全。
4. 待装置冷却至室温后,打开瓶塞,观察水位上升情况。
5. 记录水位上升的体积,计算氧气的体积分数。
实验现象:
- 红磷燃烧时发出黄光,产生白烟;
- 集气瓶内水位逐渐上升;
- 最终水位稳定在一定高度。
实验结果与分析:
项目 | 数据/说明 |
初始水位 | 约10mL |
反应后水位 | 约21mL |
氧气体积 | 约11mL(约占总体积的21%) |
根据实验数据,可以得出空气中氧气的体积分数约为 21%,这与理论值基本一致。
注意事项:
1. 实验前必须检查装置的气密性;
2. 红磷要足量,以确保氧气被充分消耗;
3. 实验结束后需待装置冷却再打开瓶塞,避免因热胀冷缩影响测量结果;
4. 操作时注意安全,防止烫伤或火灾。
结论:
通过本实验,我们成功测定了空气中氧气的含量,验证了空气中氧气约占 21% 的事实。实验过程虽然简单,但体现了科学探究的基本方法,也增强了对空气组成的直观认识。