测定空气中氧气含量的实验通常采用红磷燃烧的方法。以下是实验的详细步骤和原理:
实验步骤:
准备实验器材:
包括集气瓶、燃烧匙、烧杯、玻璃导管、止水夹、胶皮管等。
检查装置气密性:
将装置连接好后,将导管一端放入水中,用手握住集气瓶外壁,若导管口有气泡冒出,松开手后导管内形成一段水柱,则说明装置气密性良好。
加入少量水:
在集气瓶中加入少量水,其作用一是吸收反应生成的五氧化二磷,防止其污染空气;二是便于观察集气瓶内的水位变化。
点燃红磷:
用镊子夹取适量红磷,放在燃烧匙中,在酒精灯上点燃后,迅速伸入集气瓶中,并塞紧瓶塞。
观察实验现象:
红磷燃烧产生大量白烟,并放出热量。片刻后白烟消失,集气瓶内水面上升了约1/5体积。
冷却后打开止水夹:
红磷燃烧停止后,待集气瓶冷却至室温,打开止水夹,观察水沿导管进入集气瓶。
实验原理:
红磷在空气中燃烧,消耗氧气生成五氧化二磷固体。由于反应消耗了氧气,使密闭容器内压强减小,在大气压的作用下,水被压入容器内,进入容器内水的体积即为消耗氧气的体积。通过这种方法可以测定空气中氧气的体积分数,实验结果表明氧气约占空气总体积的1/5。
注意事项:
红磷必须过量:
确保完全消耗集气瓶内的氧气,否则测量结果会偏小。
装置必须密封良好:
防止外界空气进入,否则测量结果不准确。
通过以上步骤和注意事项,可以准确地测定空气中氧气的含量。