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氯水光解实验问题分析:化学教学论实验指导

时间:2023-08-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:从氯水在阳光照耀下分解的化学方程式可知,这是一个光化学反应,为了在短时间内看到有大量的氧气生成,需要了解哪些因素能影响光化学反应的速率,然后再依据这些因素和课堂教学的需要,研究采用何种实验装置和哪些实验方法。由此可知,影响光化学反应的因素有入射光波长、反应的温度及容器的厚度和反应物的浓度。饱和氯水对人体皮肤有腐蚀作用,在实验操作时不能与手直接接触。

氯水光解实验问题分析:化学教学论实验指导

从氯水在阳光照耀下分解的化学方程式可知,这是一个光化学反应,为了在短时间内看到有大量的氧气生成,需要了解哪些因素能影响光化学反应的速率,然后再依据这些因素和课堂教学的需要,研究采用何种实验装置和哪些实验方法。

了解影响光化学反应的因素,主要通过查阅文献的方法。文献表明,所有的光化学反应都遵循朗伯比耳(Lambert-Beer)定律:

(www.xing528.com)

式中的It表示未被吸收的透射光强度,I0表示入射光强度,c是吸收质的浓度,k是摩尔吸收系数(与入射光的波长、温度、溶剂等性质有关),d是介质厚度。由此可知,影响光化学反应的因素有入射光波长、反应的温度及容器的厚度和反应物的浓度。如果利用太阳光作反应的光源,那么光的波长和环境温度也随之确定,选定实验用容器后,介质厚度也确定,则反应液的浓度是影响反应速度的主要因素。由朗伯比耳定律推理可以得出:在光化学反应中,反应物对光的吸收率与其浓度成正比,所以,反应液的浓度越高,未被吸收的透射光强度越弱,也就是说,要提高氯水光解的速度,必须增大氯水的浓度。所以,在演示氯水光解的实验时,应采用饱和氯水才能迅速发生分解反应,在短时间内产生较多的氧气。

饱和氯水对人体皮肤有腐蚀作用,在实验操作时不能与手直接接触。而按照图3-1的实验装置操作,手与饱和氯水直接接触不可避免,且所生成的氧气又不方便检验,所以该实验装置需要改进。

寻找与其实验原理相似的实验装置来迁移或改进。由于该实验是由液体发生分解后产生气体,与霍夫曼电解器电解水的实验原理相似,所以可以将霍夫曼电解器的实验方法迁移到本实验的装置设计。

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