殷俊泉
化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著極為重要的意義?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)有助于幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識(shí)和技能,啟迪學(xué)生的科學(xué)思維。所以,重視通過(guò)典型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和規(guī)律,選擇現(xiàn)象明確、操作簡(jiǎn)便易行的實(shí)驗(yàn)案例,對(duì)化學(xué)教學(xué)是很有意義的。
蘇教版《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)·選修》和《實(shí)驗(yàn)化學(xué)·選修》教材中,為證明“苯酚分子中羥基上的氫原子比乙醇分子中羥基上的氫原子更易電離”,選擇相關(guān)的實(shí)驗(yàn)來(lái)作為啟發(fā)學(xué)生思維的手段,我們根據(jù)實(shí)際操作分析這些實(shí)驗(yàn)的情況,并做簡(jiǎn)單的討論:
1“蘇教版《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)選修》第一版76頁(yè)”有:實(shí)驗(yàn)1、取兩支試管,向一支試管中加入少量的無(wú)水乙醇,另一支試管中放人少量的苯酚,將它們置于同一熱水浴中加熱,熱水浴的溫度約為50℃。待苯酚熔化后,向兩支試管中分別加入綠豆粒般大的金屬鈉。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
結(jié)論是“以上事實(shí)說(shuō)明:盡管在苯酚和乙醇分子中都存在羥基,但是這兩種物質(zhì)與鈉反應(yīng)的劇烈程度存在較大差異;……”;“在苯酚分子中,苯基影響了與其相連的羥基上的氫原子,促使它比乙醇分子中羥基上的氫原子更易電離:……”
實(shí)際操作中,金屬鈉在液態(tài)苯酚中的反應(yīng)速度是否比在無(wú)水酒精中的迅速,很不容易做出判斷。因?yàn)樵谝簯B(tài)苯酚中金屬鈉是浮在液體表面的,而在無(wú)水酒精中金屬鈉沉在液體的底部。感覺(jué)上是后者的速度更快一些,但事實(shí)上此時(shí)二者不易進(jìn)行比較,缺乏可比性。這樣的實(shí)驗(yàn)選擇是不成功的,也無(wú)法達(dá)到目的,所以在該教材的第二版中就有了改動(dòng)。
2“蘇教版《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)選修》第二版76頁(yè)”有:實(shí)驗(yàn)1、取兩支試管,各加入少量0.001molL-1的NaOH溶液,測(cè)其pH值。向其中一支試管中加入少量無(wú)水乙醇,向另一支試管中加入少量苯酚,混合均勻,分別測(cè)定溶液的pH,比較反應(yīng)前后溶液的pH變化。
結(jié)論是“以上事實(shí)說(shuō)明:盡管在苯酚和乙醇分子中都存在羥基,但是在與氫氧化鈉溶液作用時(shí),這兩種物質(zhì)的性質(zhì)表現(xiàn)出較大的差異;……”;得出結(jié)論“在苯酚分子中,苯基影響了與其相連的羥基上的氫原子,促使它比乙醇分子中羥基上的氫原子更易電離;……”
從實(shí)際操作過(guò)程來(lái)看,是可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者的目標(biāo)的,現(xiàn)象也是很明顯的。不過(guò)這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在的不足之一是在試管中進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)有一定難度,如改在小燒杯中進(jìn)行就會(huì)很方便;之二是觀察pH計(jì)讀數(shù)時(shí),只是前排的學(xué)生看得比較清楚,后排的學(xué)生就得等教師巡回展現(xiàn)了;之三是不是所有的學(xué)校(尤其是農(nóng)村學(xué)校)都能在課堂上完成用pH計(jì)檢測(cè)溶液的pH值。為什么不使用簡(jiǎn)便可行的方法呢?如果在氫氧化鈉溶液中滴加酚酞試劑后,再加入苯酚使顏色褪去(而若滴入無(wú)水酒精則不褪色),這樣的操作簡(jiǎn)單易行,同樣能夠清楚地說(shuō)明問(wèn)題。
3“蘇教版《實(shí)驗(yàn)化學(xué)·選修》27頁(yè)”有:實(shí)驗(yàn)1、乙醇、苯酚與金屬鈉的反應(yīng)。在兩支干燥的試管里各加入2ml乙醚,向其中一支試管中加入lml乙醇,向另一支試管中加入約1.5g苯酚,振蕩。再向上述兩支試管中各加一小塊(綠豆大小)吸干煤油的金屬鈉,觀察、比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)在實(shí)際操作中是可以有明顯現(xiàn)象的,只是操作時(shí)存在一個(gè)問(wèn)題,就是怎樣使鈉在無(wú)水酒精的乙醚溶液中浮起來(lái)(金屬鈉會(huì)浮在苯酚的乙醚溶液表面),如果是沉在液體的底部,事實(shí)上會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的觀察,此時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏可比性(若是二者當(dāng)中的金屬鈉都能浮在液體表面,則可以根據(jù)固體周圍氣泡的多少差別反應(yīng)的劇烈程度。)因此在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生如何把握切出的金屬鈉的形狀,使切下來(lái)的金屬鈉能浮在無(wú)水酒精的乙醚溶液的表面是很關(guān)鍵的。一般來(lái)說(shuō)。把金屬鈉切成片狀時(shí),它能夠浮在無(wú)水酒精的乙醚溶液的表面,這樣我們就可以觀察到苯酚的乙醚溶液中的金屬鈉周圍會(huì)有更多的氣泡,說(shuō)明這一反應(yīng)更加劇烈,達(dá)到了我們實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目的。
從以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)看,筆者認(rèn)為無(wú)論是演示實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),選擇第二種操作的替代方法更容易一些,同時(shí)也有明顯的效果,不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的解釋產(chǎn)生不便。所以,要證明“在苯酚分子中,苯基影響了與其相連的羥基上的氫原子。促使它比乙醇分子中羥基上的氫原子更易電離”,還是選擇苯酚和無(wú)水酒精與滴有酚酞試劑的氫氧化鈉溶液反應(yīng)更為有效。