变色喷泉与发光喷泉

2019-11-06 22:44:33

  文章摘要:氨气喷泉原理是通过氨气溶于水形成压差形成喷泉,而下面的变色喷泉和发光喷泉则是利用了虹吸原理。

  实验原理

  虹吸原理,利用指示剂在酸碱反应中颜色之变化以形成变色喷泉,利用一发光物质在催化剂的作用之下,于暗室可发出天青色的萤光而形成连续的发光喷泉。

  实验仪器

  圆底烧瓶(500mL)2个、橡皮管(30cm长)4绦、锥形瓶(250mL)3个、玻璃吸管(20cm长)4支、玻璃吸管(10cm长)2支、漏斗架1个、橡皮管(90cm长)1条、橡皮管夹1个、三孔橡皮塞(12号)2个

  实验药品

  1.盐酸和氢氧化钠各配成0.1M,0.5M和1.0M(500mL)。

  2.指示剂:酚钛(PP),溴瑞香草蓝(BTB),甲基红(MR)及甲基橙(MO)。

  3.光敏灵(Luminol)0.2克

  4.赤血盐〔K3Fe(CN)6〕3克

  5.过氧化氢(3%)10mL

  实验装置

  变色喷泉图一

  变色喷泉图二

  实验步骤

  1.变色喷泉(一)

  把0.1M盐酸溶液250mL倒入虽形瓶A中,并加入2-3滴的酚钛指示剂,另在锥形瓶B中加入250mL的1.0M氢氧化钠溶液,并观察两锥形瓶中溶液的颜色。

  在图底烧瓶(亦可用锥形瓶代替)中先加入约20mL水,并把二长一短的玻璃吸管分别插入三孔橡皮塞,然后将此橡皮塞在圆底绕瓶瓶口塞紧。橡皮塞外边之吸管上端再分别接上橡皮管,其中两支长吸管各接30cm长的椽皮管,而短吸管另接上90cm长的橡皮管,并在短吸管出口处先用一橡皮管夹夹住橡皮管。

  将组合好的圆底烧瓶倒转过来并放置于漏斗药或铁架上,并将二支短的橡皮管分别插入A、B两个锥形瓶内如图一。

  然后将长橡皮管上的夹子松开并改夹在吸管上,此时即可看到A、B二瓶内之溶液慢慢上升到圆底烧瓶内,最后则以喷泉方式喷出,当由A、B两瓶内之酸碱溶液喷出碰在一起时,便迅速起酸碱中和而呈现出红色的喷泉。

  2.变色喷泉(二)

  实验装置如图一,在锥形体A内放入1.0M盐酸溶液250mL,在锥形瓶B内放入0.1M氢氧化钠溶液250mL,并加入酚钛指示剂2-3滴,观察A、B两瓶内溶液之颜色。

  下面步骤和变色喷泉(一)中之第2、3、4相同。当整个实验装置完成后,将橡皮管夹松开,则由A瓶上升的无色液体与由B瓶上升的红色液体在到达图底烧瓶内喷出,碰在一起时即迅速起了酸碱中和反应而转变成无色的喷泉。

  3.光泉

  实验装置如图一,在雄形瓶A中放入甲溶液250mL,锥形体B中放入乙溶液250mL。甲溶液系由40克氢氧化钠溶于500mL水,再加入0.2克光敏灵,溶解后稀释到一升而成。乙溶液则由3克的赤血盐〔K3Fe(CN)6〕溶解在10mL的3%过氧化氢(H2O2)中,并加水稀释到1升而成。

  将室内灯光熄掉或移到暗室中进行,效果更佳。若将橡皮管夹松开,则可看到由A瓶上升的透明甲溶液和由B瓶上升的淡棕黄色的乙溶液喷出,碰在一起之瞬间即放出非常漂亮的天青色莹光,此光系以喷泉方式产生,因此可持续作用,连续发光故称之为发光喷泉

  4.连续变色喷泉

  将两组单一的喷泉组合起来如图二。

  如在A瓶中放入0.5M盐酸250mL,而在B瓶中放入0.1M氢氧化钠溶液250mL,并加入2-3滴酚钛指示剂。另外在C瓶中放入1.0M氢氧化钠溶液。

  圆底烧瓶E和F分别加入20mL的水,然后以插有吸管的橡皮塞塞紧并倒置于漏斗架或铁架上,将连接在E瓶的二条橡皮管分别插入A、C瓶内,F瓶中乏短橡皮管插入C瓶中,E瓶中之短吸管与F瓶中之长吸管间以橡皮管连接。

  当橡皮管夹D松开时,则在圆底烧瓶E中可见到的喷泉是由红色变为无色,到了圆底烧瓶F中即可见到喷泉的颜色由无色变为红色。

  此一装置可再接上几个单一的喷泉,组合成更多连续变色的喷泉。

  5.利用其他指示剂喷出更鲜艳的色彩

  如将前述实验中所用的指示剂酚钛改为溴瑞香草蓝、甲基橙或甲基红等不同指示剂时,即可看到在锥形瓶内呈现不同的颜色,当喷泉形成时便可出现不同的颜色。

  来源:马博士教育网