一种基于载体的焰色试验绿色化新设计 论文.docx

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1、种基于载体的焰色试验绿色化新设计摘要：根据绿色化学思想观念，提出了一种筒易的焰色试验新设计，以二氧化睢为载体制备焰色试验试剂，通过调控乙醉浓度消除黄色火焰的影响，发现用体积分数为75%的乙醉较佳，选择合适的实验容器以便控制试验的开始和结束，发现在坨期和方舟容器中均可发生很明显的焰色现象，且出堀更加方便控制试验的进行。该焰色实验绿色化新设计具有操作简雎方便、可多次重复使用、可同时观察多种金焰色试验、持续时间长、随时控制实验进行等优点。关键词：焰色试验载体绿色化设计1问题的提出焰色试验是指某些金属或其挥发性化合物在火焰中灼烧时使火焰呈现特征颜色的试脸，是检验某些金属元素的重要方法，也是中学化学中的

2、一个重要实险。2019人教版化学必修第一册中关于焰色试验的操作方法：“把熔嵌在玻璃棒上的柏丝（或用光洁无锈的铁丝）放在酒精灯（最好用煤气灯）外焰上灼烧，至与原来的火焰颜色相同时为止。用钿丝（或铁丝）艇取碳酸钠溶液，在外焰上灼烧，观察火焰的颜色.在几年的实验教学中发现该焰色试验的实验方法存在以下问题：是该实验方法中使用到的伯丝贡重且容易折断，在改为铁丝用于学生实验时，使用时铁丝因与溶液接触会导致使用后的铁丝发生电化学腐蚀更严重：，一般第二年就已锈迹斑斑不能再次使用，造成浪费：二是实骆中需要将使用后的钠丝（成铁丝）反更灼烧，避免干扰，其实验操作繁顶，且会有大量氯化城挥发至空气中，不利F环境保护：三

3、是直接在酒精灯火焰上观察焰色现象，干扰严武，且因接触面枳小火焰实际焰色不明显，且焰色持续时间短：四是钾元素的检验需要透过蓝色钻玻璃观察，操作时会带来观察不便，课堂演示时效果不好，不利于全班学生的观察0针对以上问题，很多学者做出了相应的研究和改进。首先部分学者对酒精灯灯芯进行了脱脂和硝化改进，而大部分研究者都选择了弃用酒精灯，直接燃烧乙醉溶液或相关燃料，避免酒精灯灯芯带来的干扰：其次，部分学者对所用金属化合物的形态外观进行了改进，如果用固体粉末喷粉法或液体喷雾法,其中液体喷雾法包括喷金属化合物的水溶液和醉溶液两种将液体喷在燃烧的火焰上，将液体或固体喷洒在火焰上，金属与火焰接触面枳大，焰色现彖明显

4、，但其缺点是持续时间短，药品属于次性使用，浪费严重，且重金属化合物直接喷洒时对身体也有定危害：最后，部分学者采用J直接燃烧金属化合物的醉溶液或固体酒精进行试除，并有些学者对燃烧的容器进行了研究，采用用烟、蒸发皿、自制易拉珑等进行燃烧，焰色现象明显，且可以直接观察钾离子的焰色，火焰持续时间长，取得了很好的实验效果。但有些金属化合物在水中溶解度较大，在醉溶液中会析出，且每次配制金属化合物醇溶液也比较麻烦。针对以上问题，笔者根据自身的学习经验，负载型催化剂主要包括活性组分和催化剂载体，载体i般具有较大的孔体枳和比表面枳，对活性组分有一定的吸附性能，结合其制备过程：将活性组分采用定方法负载于载体表面，

5、负载型催化剂不仅增大/催化剂的比表面积，而且可以减少活性组分的使用量基丁此经验，本文提出了i种基于载体的焰色试验新设计：选择一种载体，将金属化合物的饱和溶液负载于载体上，作为焰色试胺的活性组分，干燥后制得焰色试验试剂。改变传统将焰色试验的盐溶液在火焰上烧的模式，直接将焰色活性组分作为燃烧时的底物，将一定浓度的乙醇溶液作为燃料滴加或喷洒到活性组分上，点燃乙酹即可。2实验探究2. 1实验仪器与试剂OmmX60mm长方形方舟8只，30m1.用烟8只，铁三角3只，石棉网33只，长头打火抢1只，烧杯、跛璃棒、培养皿数只、黑色背珏板数张。实验药品石：无水乙醇、蒸储水及七种焰色试验试剂的饱和溶液：氯化锂、氯

6、化钠、氯化钾、氯化钙、氨化钞I、氯化铝、氯化铜.2.2 最佳乙部浓度探究选择无水乙醇作为燃料，方便获取并J1.无毒。但是当温度过高时,或乙醉浓度过大时，碳粒子会产生黄色焰色，给金属的焰色现线带来干扰，故首先对合适的乙醇浓度进行筛选。实验步骤：选择石英砂作为载体，称取石英砂适量放于方舟中，使方舟约七分满，再将不同浓度的乙醇用滴管加入方舟中，使溶液恰好没过石英砂。不同浓度的乙醉溶液在方舟中燃烧的现象如图1。图1不同浓度乙醉溶液燃烧现象（从左到d乙解浓度分|为100%、90%、75%.65%,50%）从图1可以看出，当乙醉浓度为100%、90%时，火焰颜色为非常明显的黄色，当乙酹浓度不超过75%时，

7、燃烧时火焰基本为淡蓝色。对方舟中燃烧后的石英砂进行观察，发现当乙酹浓度为100%、90%,75%rt,燃烧完后的石英砂表面比较干燥，不账晌卜.一次重更实验，而乙解浓度为65%、50%的方舟中，火焰熄灭后石英砂表面仍很湿润,对下一次乙耨溶液的吸收垃会有影响.综合以上两点，为达到燃烧火焰不产生干扰同时又不膨响下次实验中石英砂的吸水的，故选择75%的乙醉作为燃料为宜。以下实验中均选择75%的乙静溶液作为燃料。2.3 基于二氧化硅为载体的焰色忒验试剂探究对焰色试剂载体要求有：具有一定的比表面枳，使焰色试剂能较好地负载于我体,颗粒度不宜过大，防止内外受热不均。故选择实验室常备试剂小颗粒状石英砂（主耍成分

8、二辄化硅）为载体，将焰色试验活性组分浸渍到石英砂上，经过干馍后制得焰色试验试剂。具体实验步骤：配置U、Na、K、Ca,Ba、Sr、Cu的氧化物饱和溶液。称量适量石英平铺于方舟中。将中的饱和溶液逐滴滴加到方舟中，使溶液恰好完全没过石英砂，室温下静置12k将方舟放入鼓风干燥箱中I1.OC干燥4h待降至室温后取出。在上述方舟中加入适量75%乙醉热料，并用长头打火枪点燃，观察馅色试验实验现软，现象如图2。图2基卜“英砂为软体的焰色试验试剂在力行中馅色图滞从图2中可以看出U、Na、K.Ca.Sr、CU分别为紫红色、黄色、紫色、砖红色、洋红色、绿色,火焰焰色明显，每次滴加乙静燃料可持续燃烧35分钟,持续时

9、间长，在点燃乙肝后的30s内基本均可出现焰色试验，且试验随时可以根据需要用隔绝空气的方法随时停止，如可用培养皿盖住方舟随时熄灭试验。此外，制得的焰色试5佥试剂可以多次循环利用，只需用滴管加入乙酌.燃料即可随时开始试脸。方舟因无配套的盖子，实验过程中采用培养皿或湿抹布隔绝空气来停止实验，上课演示时不是很方便，因此改变试验容器，选择以堪作为试的器，用加堪盆随时控制焰色限验的进行，也取得了很好的效果，实验现象如图3。图3城干石英砂为软体的培色试验试剂在川堪中馅色用满从图3中可以看出1.i、Na、K、Ca、Sr、CU在用烟中的焰色现象也非常明显，分别为紫红色、黄色、紫色、砖红色、洋红色、绿色，旦火焰更

10、为集中，效果更明显,此外坨烟有配套的用烟盖，可以用用烟盖随时控制试验的停止。上述实验中发现异常实验现象：锁元素的焰色为较浅的黄色，与课本中的黄/绿色明显不同。3实验结果讨论焰色试验dt要的一点就是排除其它物质焰色的干扰，故本文在采用乙醉为热料时，首先通过实验探究底物乙静的最适浓度，消除乙醇燃烧时碳粒子火焰对焰色的干扰，发现采用75%的乙醉溶液作为焰色试验的燃料最佳。其次，探究采用合适的容器，控制焰色试验随时开始和结束。最后整套装置保存方便，焰色试剂也可以多次使用，达到绿色节约的效果，同时给课堂上教好的实验演示带来了极大的便利，也让学生的观察更为直接。综上，该焰色试验新设计有以卜优点：(I)操作

11、简雎方便，可以根据实验或课堂需要随时控制试险的进行.(2)K的焰色现象可以直接观察，不需要透过蓝色钵玻璃观察，且现象明显。(3)选择将焰色试脸试剂的饱和水溶液浸渍到二氧化硅毂体上，再干燥，加大了焰色试验试剂在载体上的负载量，使焰色试验现象更明显。部分学者选择燃烧焰色金属氯化物的醉溶液，每次配制麻烦且不可重更利用，且有些金屈氨化物如氯化铜，在乙静中的溶解度较低，会有晶体析出，需要过滤后方可使用，又增添了实验步舞。(4)“J以同时进行多个金属的焰色试验，同时观察，视觉冲突强，对比明显，印象深刻，教学效果好。参考文献人民教育出版社课程教材研究所.化学.第一册M)人民教育出版社，2019.刘双月，杨玉

12、峰，白玫梅.焰色反应实验的改进见化学教学，1998(10)：8.叶永第，叶一勤，叶燕珠，产业安.乙酹燃烧火焰颜色变化的实验探究以化学教学，2020(06)：77-80.黄德忠雾化焰色反应示范装置J.中国科技教育，2020(11)：32-33.陈婉贞，蔡文联.联合琼脂固体酒精对焰色反应实验的改:进山.函雨如范大学学报(自然科学版)，2018,31(02)：109-111.邢丽闹.“焰色反应绿色化改进实验方案见中学化学教学参考，2018(04)：53.7YuH,JrP.YanzaE,eta1.Makinga1.ow-CostsodaCanEthanoIBurnerforOut-Of-1.aboratoryF1.ameTestDemonstrationsandExperiments1.JJourna1.ofChemica1.Education.2015.92(1)：127-128.