李俊生

金屬鈉加熱燃燒的實(shí)驗(yàn)是研究金屬鈉化學(xué)性質(zhì)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，然而教學(xué)實(shí)驗(yàn)表明金屬鈉燃燒產(chǎn)物的顏色問題一直沒有得到較好解決，一般觀察到的現(xiàn)象是既有黃色物質(zhì)產(chǎn)生也有一定量的黑色物質(zhì)。特別是對(duì)黑色物質(zhì)的解釋更是縱說紛紜，對(duì)此我們對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下研究和改進(jìn)。

1黑色物質(zhì)的分析

一般認(rèn)為黃色物質(zhì)是過氧化鈉。而黑色物質(zhì)的產(chǎn)生及量的多少則與金屬鈉表面煤油處理干凈的程度和石棉網(wǎng)成分有密切關(guān)系，研究表明黑色物質(zhì)的產(chǎn)生及量的多少有如下規(guī)律?，F(xiàn)分析如下：

1.1金屬鈉表面煤油的影響

根據(jù)有機(jī)化學(xué)知識(shí)，煤油如不完全燃燒，則會(huì)產(chǎn)生一定量的游離碳。這些游離碳會(huì)使反應(yīng)后的產(chǎn)物呈現(xiàn)黑色。煤油處理的越不干凈，游離的碳會(huì)越多。反應(yīng)后的產(chǎn)物的顏色則越黑。

1.2石棉網(wǎng)成分的影響

石棉有兩種，一種成份中只含MgSIO3，一般稱為蛇紋石石棉(溫石棉)，這種石棉具有較大的強(qiáng)度和撓性，纖維較長(zhǎng)，可制成石棉繩、石棉帶、石棉布等及防火用物和濾布；另一種包括鎂、鐵、鈣、鈉的硅酸鹽，一般稱為角閃石石棉(麥?zhǔn)?，這種石棉一般性脆，不適宜紡織，但耐酸、堿性能大，用作過濾介質(zhì)。油漆填充物。也用于制絕緣材料和石棉水泥制品等。

從石棉的成分看金屬鈉加熱燃燒產(chǎn)生的黑色物質(zhì)與石棉的成分有一定關(guān)系。如果石棉網(wǎng)的成分屬于蛇紋石石棉(溫石棉)則黑色物質(zhì)的產(chǎn)生及量的多少與石棉網(wǎng)沒有關(guān)系；如果石棉網(wǎng)的成分屬于角閃石石棉(麥?zhǔn)?則黑色物質(zhì)的產(chǎn)生及量的多少與石棉網(wǎng)有必然聯(lián)系，這是由于在金屬鈉在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生高溫。因此會(huì)有如下反應(yīng)發(fā)生：

生成的FeO和Fe3O4也會(huì)使金屬鈉燃燒的產(chǎn)物中混有黑色物質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)為反應(yīng)產(chǎn)物呈現(xiàn)一定的黑色。

2金屬鈉燃燒的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

通過前面的理論分析可知：為了使金屬鈉的燃燒的產(chǎn)物的顏色更明顯更便于學(xué)生的觀察。處理好金屬鈉表面的煤油和選擇好金屬鈉燃燒時(shí)的載體便成為金屬鈉燃燒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否成功的關(guān)鍵。對(duì)于這兩個(gè)問題可以采用如下方法得到解決。

2.1煤油的問題：一定用濾紙吸凈金屬鈉表面的煤油。

2.2石棉網(wǎng)的問題：石棉網(wǎng)上石棉種類的判斷對(duì)于一般老師或?qū)W生是難以決斷的，因此必須采用新的載體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

把一廢舊試管截成玻璃管，并且把其固定在鐵架臺(tái)上管口稍向上傾斜。并且把一吸凈煤油的鈉塊放入玻璃管，再點(diǎn)燃酒精燈加熱。即可觀察到鈉塊熔化形成閃亮小球，在玻璃管內(nèi)向下緩慢滾動(dòng)，產(chǎn)生白煙和黃色火焰，可清楚的觀察到淡黃色固體。

特點(diǎn)：該設(shè)計(jì)反應(yīng)現(xiàn)象明顯。反應(yīng)完畢后教師可用膠塞把玻璃管兩邊塞好并把玻璃管拿下走下講臺(tái)引導(dǎo)同學(xué)觀察，同時(shí)也避免了空氣中二氧化碳和水蒸氣對(duì)過氧化鈉的影響，產(chǎn)物可長(zhǎng)期保存。