盤俊春
我們知道,化學(xué)這門課程最重要的一項內(nèi)容就是實驗。通常我們只能在學(xué)校實驗室里做實驗,而且有好多實驗我們還不能做,因為做化學(xué)實驗首先要確保的是安全,當把各種元素、各種試劑混合在一起時,會發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng),甚至有可能發(fā)生爆炸。如果沒有專業(yè)教師的指導(dǎo),隨便做實驗是有安全隱患的。但為了學(xué)習(xí),我們又很想驗證某些化學(xué)反應(yīng),特別是一些較危險的化學(xué)實驗結(jié)果,如鎂加氧氣燃燒后會發(fā)生爆炸,那該如何實現(xiàn)這個實驗?zāi)??其實,我們可以在沒有實驗器材的情況下,利用一款名叫“燒杯”的手機APP模擬做這個實驗,輕松解決上述問題?!盁盇PP還可以模擬各類化學(xué)實驗,讓手機成為可隨身攜帶的移動化學(xué)實驗室。
● 燒杯的主要功能及特點
“燒杯”APP是THIX公司開發(fā)的一款手機應(yīng)用APP軟件,曾獲蘋果APP Store 2015年度最佳創(chuàng)意應(yīng)用,2016年推出了安卓版。擁有燒杯應(yīng)用就像是擁有一個真正的移動化學(xué)儀器一樣,可以讓你安全地、隨時隨地做各種化學(xué)實驗,讓化學(xué)學(xué)習(xí)變得生動直觀,充滿樂趣。
燒杯是一款免費的軟件,APP版本同時支持蘋果和安卓系統(tǒng)的手機和平板。在安卓手機里安裝并打開軟件(在手機豌豆莢里有下載地址),啟動后的登錄界面和主界面如圖1所示。
界面很簡單,沒有菜單,只在界面下方右下角有中英文轉(zhuǎn)換按鈕,在左下角有一個簡單的使用說明按鈕,所有操作都是通過點擊右上角的圓圈來實現(xiàn)。點擊圓圈可以打開物品列表,APP內(nèi)擁有150種化學(xué)元素,包括液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)的化學(xué)物質(zhì)。你可以隨心所欲地添加它們,嘗試在不同環(huán)境下做各種實驗。
● 利用“燒杯”進行化學(xué)實驗
利用“燒杯”可以模擬做幾百種實驗,下面簡單介紹一下如何利用“燒杯”做實驗。
先來看看它的一些基本操作:
(1)添加化學(xué)元素:先點擊界面右上角圓圈,打開物品列表,再選擇點擊想要的物品就可以添加化學(xué)元素了,當你選擇后這些物品便會落入燒杯底部(屏幕底部);
(2)重做實驗:可以利用重力感應(yīng)把手機傾斜,可以模擬倒掉物品;
(3)燃燒:像劃火柴一樣快速滑動屏幕并按住,就會產(chǎn)生燃燒;
(4)加熱:在畫面底部從右至左劃開,就是打開加熱墊對燒杯進行加熱;
(5)搖晃:利用重力感應(yīng)搖晃手機,模擬出來回搖晃燒杯的狀態(tài),可以加速化學(xué)反應(yīng)。
1.利用“燒杯”做燃燒實驗
以高中化學(xué)鉀、鈉與水反應(yīng)實驗為例,實驗?zāi)康闹饕怯^察堿金屬與水反應(yīng)現(xiàn)象的區(qū)別。首先點擊界面右上角圓圈,在第一頁的第一個物品就是水,每點擊一次水物品就可加25度3.5毫升左右的水,我們可以多點幾次讓燒杯中的水多一些。然后按相同的操作方法添加25度1.3克的鉀元素,反應(yīng)發(fā)生不久后,就會在屏幕自動顯示化學(xué)反應(yīng)方程式:2K+2H2O=2KOH+H2↑。用手往左滑動屏幕就會出現(xiàn)所有反應(yīng)物實時的質(zhì)量變化。模擬的化學(xué)反應(yīng)和真實的實驗現(xiàn)象幾乎是一樣的,到了一定時間,鉀會反應(yīng)消耗完,燃燒就會停止。接著把手機傾斜,可以倒掉物品后重新做實驗。最后利用鈉進行對比實驗,也可以同時在水里加入鉀和鈉進行實驗。實驗發(fā)現(xiàn),遇水燃燒后鉀發(fā)出的是耀眼白光(如圖2),鈉發(fā)出的是略帶金黃色的光。
2.利用“燒杯”做爆炸實驗
以鎂與氧氣燃燒發(fā)生爆炸反應(yīng)實驗為例,首先點擊界面右上角圓圈,在物品列表中選中鎂,需要注意的是,物品是按名稱順序排列,如鎂,找到英文字母“M”位置即可。一些常用的物品,如水、溴等液體全部放在第一頁,而像氧氣等氣體類的放在最后一頁。然后找到氧氣,因為氧氣在現(xiàn)實生活中是看不見的,所以添加了氧氣后的燒杯里感覺像沒發(fā)生變化,但實際上燒杯里已充滿了氧氣。我們可以試試在燒杯里加上氧氣和氫氣,再點火就會發(fā)生爆鳴,這說明燒杯里已加上氣體了。最后用手指按住屏幕點燃火柴,并用火柴去燒鎂,發(fā)現(xiàn)鎂會燃燒并發(fā)生爆炸。此時,除了顯示鎂與氧氣反應(yīng)的方程式外,還會出現(xiàn)鎂與氮氣反應(yīng)的方程式(如圖3),這是因為盡管我們沒有加氮氣,但生活中的空氣里是有氧氣和氮氣存在的。這個實驗也說明了軟件的實驗仿真程度很高。
以上只簡單介紹了兩個基本實驗,大家可以自己嘗試去做其他實驗,這里就不再舉例了,只說說相關(guān)的一些使用技巧。當做一些變色或沉淀類的實驗時,我們可以快速來回搖晃手機燒杯,就可以加速反應(yīng)了。搖晃手機燒杯時,為了防止液體溢出來,我們可以給燒杯加一個瓶蓋,你可以從屏幕右上角劃入瓶蓋,這時不管怎么翻轉(zhuǎn)手機,液體都不會溢出來了,不需要瓶蓋時就從屏幕劃掉即可。當做一些加熱實驗時,我們可以從屏幕右下角劃入電爐絲來給物品加熱,溫度可以加熱到幾千度。利用AirMix功能還可以把兩臺手機的燒杯APP連接起來,實現(xiàn)把物品從一個燒杯倒到另一個燒杯的功能,就像有兩個燒杯一樣。使用時必須把兩臺手機連接到互聯(lián)網(wǎng),并且允許定位服務(wù)。只要靠近兩個燒杯APP的設(shè)備,它們就會自動連接起來,非常方便。
總的來說,“燒杯”APP是一款不錯的化學(xué)實驗仿真軟件。學(xué)生可以利用“燒杯”隨心所欲地做化學(xué)實驗,進而了解操作步驟,加深知識印象,順便還能復(fù)習(xí)一下化學(xué)反應(yīng)式。當然,并不是只有學(xué)生才需要學(xué)習(xí)化學(xué),因為化學(xué)就在我們的生活中,有些東西是很危險的?!盁笨梢詭椭覀円宰畎踩姆绞搅私膺@些危險品,從而避免其在日常生活中的一些災(zāi)難。