第一次在实验室做氯酸钾制取氧气实验时,傻傻照着高锰酸钾的操作套步骤,纠结氯酸钾制取氧气为什么不用棉花,差点搞出实验事故。
当时课前预习只记了固固加热制氧的大致流程,没分清两种药品的细节区别,手里拿着棉花就想往试管口塞,被旁边带课的实验老师一把拦住。那时候特别疑惑,同样是加热固体制氧气,高锰酸钾要塞棉花,氯酸钾偏偏不用,完全摸不透其中的差别。
氯酸钾加热反应的真实状态
课堂实验用的氯酸钾,都会搭配二氧化锰当作催化剂,两种粉末混合均匀后装入试管。加热的过程里,氯酸钾的分解反应很剧烈,试管内的温度会快速飙升,远高于高锰酸钾分解的温度。高温环境下,混合粉末不会像高锰酸钾那样轻微飞溅,而是会出现灼热的细小粉末喷涌的情况,颗粒的热度和动能都特别大。
很多人误以为塞棉花是统一的防护操作,放在所有制氧实验里都适用,其实完全不是这么回事。高锰酸钾粉末质地极细,加热后只是轻微飘出,棉花能阻挡粉末、防止污染导管,不会产生安全隐患。但氯酸钾和二氧化锰的混合粉末耐高温、颗粒更紧实,高温下冲击力极强。
千万别乱塞棉花。
棉花在氯酸钾制氧实验中的隐患
后来实操演示里亲眼看到了模拟失误操作的后果,彻底记牢了这个知识点。一旦在氯酸钾制取氧气的试管口塞棉花,高温喷出的粉末会直接贴合在棉花纤维上,氯酸钾本身属于强氧化剂,助燃性极强,遇到高温再加上棉花这种易燃有机物,瞬间就会引燃棉花。
燃烧产生的高温烟气和残留粉末会瞬间堵住狭窄的导管口,试管内部还在持续分解产生大量氧气,密闭空间内气压会急剧升高。轻微情况就是导管堵塞、气体无法导出,实验收集不到氧气,严重的话会直接造成试管炸裂,高温碎片和药品飞溅,危险性特别高。之前学校实验室就有低年级学生违规塞棉花,最后试管炸裂,台面全是药品残渣。
做实验的时候,老师反复强调,氯酸钾制氧唯一的防护方式就是把控药品铺层厚度、控制加热火焰大小,全程不用任何遮挡物,让气体顺畅导出,这是最稳妥的操作方式。
做完实验收拾器材的时候,看着干净通畅的导管,才彻底明白,实验里所有看似微小的操作差异,全是从安全事故里总结出来的。