陳雨露

（沿河縣沿河民族中學(xué)，貴州 沿河 565300）

噴泉實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之一，長(zhǎng)期以來(lái)，噴泉實(shí)驗(yàn)以其獨(dú)特的趣味性和學(xué)科知識(shí)的高度綜合性為廣大師生所關(guān)注。

要探究噴泉的啟動(dòng)方法，首先得要弄清楚形成噴泉的原理。

如圖1（圖中夾持裝置已略去），燒瓶和燒杯通過(guò)尖嘴玻璃管組成一個(gè)連通器，燒瓶?jī)?nèi)充滿氨氣，膠頭滴管內(nèi)吸入一定量的水，開始時(shí)燒瓶?jī)?nèi)充滿氣體，氣壓較大，大氣壓無(wú)法將燒杯內(nèi)的液體壓到燒瓶中去，因而形不成噴泉。此時(shí)，只需將膠頭滴管內(nèi)的水?dāng)D入燒瓶，由于氨極易溶于水，造成燒瓶?jī)?nèi)氣壓急劇降低，大氣壓使燒杯中的液體沿玻璃管上升，在尖嘴處噴涌而出，形成噴泉。

顯然，形成噴泉的關(guān)鍵是產(chǎn)生壓強(qiáng)差，即大氣壓強(qiáng)大于燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)與尖嘴玻璃管頂端到燒杯內(nèi)液面高度液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和，而且這個(gè)差值越大，越易形成噴泉，所以，要啟動(dòng)噴泉，就必須盡可能大地降低燒瓶?jī)?nèi)的氣壓。

思考影響氣體壓強(qiáng)的因素會(huì)很自然地想到理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRT，并由此推出P=nRT/V?？梢娊档蜔?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)的方法有三種：①減少氣體的物質(zhì)的量（n），②降低氣體的溫度（T），③增大氣體的體積（V）。

一、減少氣體的物質(zhì)的量

對(duì)于象NH3、HC1等極易溶于水的氣體，在做噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用圖1所示裝置，只需將膠頭滴管中的水?dāng)D出少許，打開止水夾，即可啟動(dòng)噴泉。

對(duì)于象 CO2、SO2、NO2、H2S、Cl2等在水中溶解度不大的酸性氣體，采用圖1所示裝置，將膠頭滴管和燒杯中的液體換成NaOH溶液，再將膠頭滴管中的NaOH溶液擠入燒瓶中，稍微振蕩燒瓶，然后打開止水夾，即可啟動(dòng)噴泉。此外，SO2、H2S用KMnO4溶液做吸收液，Cl2用CCl4或KI溶液做吸收液，按上述操作同樣可以啟動(dòng)噴泉。

可見，對(duì)于任何一種氣體，只要能找到常溫常壓下能很容易溶解它或很容易與它發(fā)生反應(yīng)的吸收液，按圖1所示裝置和上述操作都能成功啟動(dòng)噴泉。

二、降低氣體的溫度

要降低燒瓶?jī)?nèi)氣體的溫度，最適宜的做法顯然是尋找合適的冷卻劑置于燒瓶的頂部，從而達(dá)到吸熱降溫的目的。普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)室能找到的較理想的吸熱降溫的物質(zhì)有丙酮、冰鹽混合物等。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，將圖1裝置中的雙孔橡膠塞換成帶尖嘴玻璃管的單孔橡膠塞，燒瓶?jī)?nèi)充滿NH3或HC1等氣體，用膠頭滴管向燒瓶頂部以適當(dāng)?shù)牡嗡俚渭颖?，因丙酮極易揮發(fā)，在揮發(fā)時(shí)吸收大量的熱，使燒瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降低，壓強(qiáng)減小，此時(shí)打開止水夾，即可啟動(dòng)噴泉?；蛘哂帽褪雏}混合物作冷卻劑，將其制成冰袋置于燒瓶頂部，使瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降低，壓強(qiáng)減小，打開止水夾，也可以啟動(dòng)噴泉。

三、增大氣體的體積

要使氣體的體積增大，表面上看起來(lái)就得增大燒瓶的體積，固定容積的燒瓶如何增大體積呢？這個(gè)看似無(wú)法實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題其實(shí)只要作一下變通，仍然能夠做到。一種做法是將圖1的膠頭滴管上的膠頭拿掉，連接一個(gè)擠扁的洗耳球或是套上一個(gè)預(yù)先壓扁的氣球并用夾子夾住，待一切準(zhǔn)備就緒后，再松開夾子，燒瓶?jī)?nèi)的氣體自動(dòng)進(jìn)入洗耳球或氣球中，從而實(shí)現(xiàn)增大氣體體積，減小瓶?jī)?nèi)氣壓的目的。此時(shí)打開止水夾，即可啟動(dòng)噴泉。另一種做法是將圖1的膠頭滴管拿掉，重新連接一支大號(hào)注射器，然后將燒瓶中的氣體抽到注射器中，即相當(dāng)于增大氣體的體積，減小燒瓶?jī)?nèi)的氣壓，再打開止水夾，同樣可以啟動(dòng)噴泉。

可見，用理想氣體狀態(tài)方程對(duì)噴泉實(shí)驗(yàn)的啟動(dòng)方法進(jìn)行多角度的探究，有利于促進(jìn)學(xué)生深刻理解噴泉實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)、訓(xùn)練學(xué)生思維的廣度和深度、增強(qiáng)學(xué)生的理解能力和創(chuàng)新能力，對(duì)學(xué)活學(xué)透噴泉實(shí)驗(yàn)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)有極大的幫助。