毛思哲 蒲麗麗

燃燒的現(xiàn)象去哪兒了
——九年級人教版上冊燃燒條件的探究之實驗剖析

毛思哲1蒲麗麗2

（12安徽省蚌埠市第九中學安徽蚌埠233000）

在初中化學課堂教學中化學實驗是學生學習化學的重要動力之一，明顯的化學實驗現(xiàn)象不但激發(fā)學生的學習興趣更能對化學概念的建立與理解起到很重要的作用，文章分析了人教版九年級化學上冊燃燒條件的探究中實驗現(xiàn)象不明顯，看不到火焰的原因，討論了怎樣做好這個實驗，看到燃燒的火焰。作者使用數(shù)字化“手持技術(shù)”，分析陰燃的原因，從理論及實驗的方法上加以改進，收到良好的實驗效果。

燃燒條件；數(shù)字化傳感器；著火點；溫度

學生實驗活動：燃燒的條件是初中化學教學中的重要實驗。初中化學教材人教版上冊《化學》的第七單元實驗活動3，該實驗教材中設計了3個實驗證明燃燒的三個條件即：可燃物，與氧氣充分接觸，溫度達到著火點。其中第二個實驗，取一小塊乒乓球碎片和濾紙碎片，分別用坩堝鉗夾住，放在酒精燈的火焰上加熱，觀察；再從乒乓球和濾紙碎片各剪下一小片（同樣大?。┓謩e分開放在一塊薄銅片的兩側(cè)，加熱銅片的中部，觀察現(xiàn)象。如圖1：實驗的目的是證明物質(zhì)燃燒的三條件之一，物質(zhì)燃燒所需溫度必須達到該物質(zhì)的著火點，設計的理想實驗現(xiàn)象應該看到乒乓球碎片燃燒，濾紙碎片不燃燒，濾紙部分變色。但是我們并未看到乒乓球碎片燃燒的現(xiàn)象，那燃燒的現(xiàn)象去哪了？

首先，我們來看一下乒乓球的材質(zhì)，目前標準比賽用乒乓球已改用醋酸纖維素塑料材質(zhì)，醋酸纖維素的著火點在200℃左右，熱變形溫度為（在453KPa應力下）43～98℃，測得180℃左右熔化未燃燒。原來硝化纖維塑料（賽璐珞）材質(zhì)的乒乓球應該是教材設計實驗所使用的材質(zhì)。

其次，當我們實驗使用賽璐珞材質(zhì)的乒乓球進行實驗時發(fā)現(xiàn)，大約67℃時賽璐珞冒煙聞到刺鼻的氣味，留下黑色物質(zhì)，發(fā)生了陰燃，那么為什么沒有看到燃燒的火焰呢？我們先了解一下陰燃，很多固體物質(zhì)，如紙張、鋸末、纖維織物、纖維素板、膠乳橡膠以及某些多孔熱固性塑料等，都有可能發(fā)生陰燃，特別是當它們堆積起來的時候。陰燃是固體燃燒的一種形式，是無可見光的緩慢燃燒，通常產(chǎn)生煙和溫度上升等現(xiàn)象，它與有焰燃燒的區(qū)別是無火焰。這就要說到乒乓球的材質(zhì)賽璐珞，它由硝化棉（74%）、樟腦（24%）、乙醇和水（2%）組成，其自燃點180℃，燃點125℃。賽璐珞（硝化纖維素）在80～90℃時就會軟化，在100℃時就開始分解，150～180℃時自燃。不同材料制成的濾紙著火點是不同的，一般濾紙的著火點在220℃左右。

圖1 教材實驗

我們使用數(shù)字化高溫傳感器對乒乓球碎片在銅片上加熱做了溫度測量，將乒乓球碎片放置在銅片正對酒精燈火焰的正上方如圖2，加熱時只看到冒灰煙，最后留下黑色固體，測量的溫度在119℃左右，就是說乒乓球的材質(zhì)已經(jīng)發(fā)生了分解與陰燃，我們用燃著的火柴可以點燃乒乓球冒出的刺鼻的煙，但是當把銅片加熱一段時間后再放乒乓球碎片發(fā)現(xiàn)，乒乓球碎片出現(xiàn)了有火焰的燃燒現(xiàn)象。燃燒時測量溫度在226℃。說明先放乒乓球碎片后加熱的方式，由于乒乓球碎片長期在低溫區(qū)60℃－90℃使其陰燃時間過長，沒有看到火焰，陰燃就將乒乓球碎片燃燒殆盡了。教材描述中將乒乓球碎片直接先放在銅片上，后加熱的方式，基本上是看不到火焰的。由于要對乒乓球碎片與濾紙碎片的著火點進行比較，所以乒乓球碎片不可能放在銅片正中心，乒乓球碎片放的位置也要注意，與火焰的中心的距離溫測量如圖3：銅片中心溫度最高260℃，中心為直徑2厘米圓，1處向外延申1厘米，2、3處依次延伸1厘米，利用數(shù)字化傳感器對中心以及1，2，3處溫度進行測量，所得圖像及數(shù)據(jù)如圖4，最高點分別對應中心以及1，2，3處的最高溫度，低谷是間隔測量時對感應器進行冷卻所得數(shù)據(jù)。中心以及1，2，3處測量的結(jié)果最高溫度約為260℃，215℃，170℃，114℃。實驗證明，在3處無論銅片加熱時間再長，實驗的結(jié)果都是陰燃，看不到燃燒的現(xiàn)象。綜上所述，這個實驗看到乒乓球碎片燃燒，濾紙不燃燒的現(xiàn)象最佳的實驗方案是：先點酒精燈加熱銅片一段時間后，同時放大小相仿的乒乓球碎片和濾紙碎片在1—2處，就能達到理想的實驗效果了。

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10.3969/j．issn．1008－0546．2015．09．031