為什么在測定空氣中氧氣體積百分比時(shí),選擇紅磷而非白磷?
1. 紅磷與白磷的化學(xué)成分相同,但選擇紅磷主要是為了實(shí)驗(yàn)操作的便利性。
2. 紅磷燃燒后的產(chǎn)物為固體,這保證了在測定氧氣體積時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性,若使用木炭等物質(zhì),其燃燒產(chǎn)物可能為氣體,從而干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果,在類似實(shí)驗(yàn)中,紅磷是更為合適的選擇,值得一提的是,盡管白磷也可用于測定氧氣體積,其產(chǎn)物同樣為固體。
3. 白磷具有極高的危險(xiǎn)性,接觸皮膚后可能導(dǎo)致嚴(yán)重的急性溶血性貧血,甚至因急性腎功能衰竭而死亡,長期吸入磷蒸氣,可能引發(fā)氣管炎、肺炎及嚴(yán)重的骨骼損害,白磷的儲存需特別注意,不能將其暴露在空氣中。
在利用紅磷測定空氣中氧氣體積的實(shí)驗(yàn)中,白磷能否替代紅磷?
不可以,紅磷的燃燒速度較慢,而白磷極易自燃,在實(shí)際生產(chǎn)中,白磷(又稱黃磷)的儲存需采用水封,防止其暴露于空氣中。
紅磷燃燒法:通過磷燃燒消耗空氣中的氧氣,使容器內(nèi)形成負(fù)壓,隨后打開止水夾,水進(jìn)入容器,進(jìn)入容器的水的體積可以粗略地視為空氣中氧氣的體積。
雖然白磷的著火點(diǎn)較低,燃燒更為迅速,但白磷具有毒性,使用時(shí)需特別注意安全,在瓶外引燃白磷,可以準(zhǔn)確測定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)。
由于木炭在瓶中燃燒可能產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w,而氫氧化鈉溶液無法吸收一氧化碳,因此無法準(zhǔn)確測定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù),點(diǎn)評:理解和熟練掌握用紅磷測定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項(xiàng),是正確解答本題的關(guān)鍵。
紅磷與白磷測定氧氣含量,結(jié)果為何不同?
可能是實(shí)驗(yàn)過程中紅磷燃燒不充分,或者氧氣未完全消耗,實(shí)驗(yàn)存在誤差,多次實(shí)驗(yàn)可提高準(zhǔn)確性。
理論上,測定氧氣含量的原理是:使用燃燒匙盛過量的紅磷,點(diǎn)燃后放入密封的鐘罩內(nèi),紅磷燃燒消耗氧氣后,通過比較水上升的液面來估算氧氣的含量。
紅磷燃燒生成的五氧化二磷為固體,這使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加穩(wěn)定和可靠,相較于白磷,紅磷不僅無毒,且燃燒所需的溫度較高,安全性更高,在測定氧氣體積時(shí),紅磷是更理想的選擇,從生成物和安全性考慮,紅磷是測定氧氣體積的理想選擇。