经典化学实验：白磷燃烧法测定氧气含量

经典化学实验：白磷燃烧法测定氧气含量

白磷燃烧实验是一种经典的化学实验，通过在密闭容器中点燃白磷，可以精确测量空气中氧气的体积分数。实验过程中，白磷在高温下完全燃烧，耗尽容器内的氧气，从而导致容器内外的压力差，使得活塞移动到特定位置。这一实验不仅展示了化学反应的基本原理，还帮助我们掌握了控制和测量氧气耗尽的技巧。快来一起学习吧！

白磷是一种易燃物质，其自燃点仅为30摄氏度。在空气中，白磷与氧气反应生成五氧化二磷（P2O5），化学方程式为：

4P + 5O2 → 2P2O5

这个反应消耗了容器内的氧气，导致容器内外产生压力差。通过测量压力差或体积变化，可以计算出空气中氧气的含量。

实验仪器及试剂

• 大烧杯（500ml）
• 大试管两支
• 橡皮塞两个
• 镊子
• 坩埚钳
• 酒精灯
• 药匙
• 滤纸
• 火柴
• 红磷
• 白磷
• 一试管氧气（或空气）
• 热水

实验装置图

实验操作步骤

1. 在大烧杯中加入四分之三大约80℃左右的热水。
2. 用镊子取两小块白磷，一块放入热水中，另一块用滤纸擦干表面的水后放入干燥的大试管中，塞上橡皮塞。
3. 在另一个干燥的烧杯中加入少量红磷。
4. 将两个试管同时放入盛热水的大烧杯中，观察现象。
5. 将收集氧气的大试管倒扣在热水中，用坩埚钳在水面下取下橡皮塞，扣住水中的白磷，观察现象。

1. 白磷的自燃点为30度，必须始终存放在水中，避免暴露在空气中。
2. 实验过程中要佩戴防护眼镜，避免五氧化二磷烟雾吸入。
3. 使用酒精灯时要小心，避免烫伤。
4. 实验应在通风良好的环境中进行，最好在通风橱内操作。

白磷燃烧时会产生大量的白烟，这是五氧化二磷的固体颗粒。随着氧气的消耗，容器内的压力降低，导致活塞移动。通过测量活塞移动的距离或容器内气体体积的变化，可以计算出空气中氧气的含量。

实验结果表明，白磷燃烧遵守质量守恒定律，因为化学反应前后原子种类、数目和质量都不变。这一发现进一步验证了化学反应的基本原理。

白磷燃烧实验是测定空气中氧气含量的经典方法。通过观察白磷燃烧的现象和测量容器内气体体积的变化，可以准确计算出氧气的含量。这一实验不仅展示了化学反应的基本原理，还帮助我们掌握了控制和测量氧气耗尽的技巧。同时，实验中需要注意安全，避免白磷和五氧化二磷对人体造成伤害。