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摘要:本实验采用模拟人吸烟环境装置,用蒸馏水和95%的酒精对烟雾中的部分物质双重吸收,用新鲜鸡血检测了CO,并用其它一些中学常见化学试剂对吸收夜中的醛类、尼古丁(烟碱)、焦油(多环芳烃、亚硝胺、酚等)进行了检测。实验同时把吸过烟的滤嘴浸泡一晚,使浸泡组与吸收组进行检测对比,说明滤嘴不能过滤掉有害物质,吸烟是有害健康的。
关键词:香烟烟雾尼古丁烟碱焦油
一、实验过程
(一)实验目的。
本实验在中学实室的条件下,通过对香烟烟雾中几种主要有害气体的吸收和鉴定,达到让中学生都了解香烟危害性,远离香烟的目的。
(二)实验原理。
CO:一氧化碳与血红蛋白的亲合力比氧与血红蛋白的亲合力高200~300倍,且碳氧血红蛋白比氧合血红蛋白具有更深的红色,因此血红色的血液会变成深红色,因此可比较血液吸收c0前后的颜色变化;醛类:烟雾中的醛主要使甲醛、乙醛、丙烯醛等,可进行银镜反应;尼古丁:与氯化汞作用会产生白色沉淀,考虑到氯化汞的剧毒性,且中学实验室不常有,本实验尝试改用具用空s轨道的同族元素zn2+和同周期元素Ba2+具有同样的实验效果;酚类:能与氯化铁反应,使溶液成紫色。
(三)实验仪器和药品。
仪器:具支试管、注射仪器、导管、橡皮塞、马氏夹、试管、烧杯、滴管、铁架台、酒精灯等;药品:市售香烟(2元芙蓉)、95%乙醇、新鲜鸡血、ZnCI,饱和溶液、BaCl2,溶液、银氨溶液(新配)、酸性高锰酸钾溶液等。
(四)实验操作。
1、按照如图接好实验装置,检测气密性良好后在左边的具支试管(以下称A管)中加入5mL去离子水,在右边的具支试管(以下称B管)中加入2mL新鲜鸡血,点燃香烟,并用注射器开始抽气。同时另取一支试管,往其中加入相同量的新鲜鸡血,比照B管中颜色的变化。实验发现,当抽玩两支烟后,B管中的血液有了明显的颜色加深变化,这说证实了co的存在。
2、把B管中的鸡血换成5mL95%的乙醇,继续抽烟,可观察到A、B溶液渐渐变黄的过程,抽到地五支烟时,已有黄色,经过实验尝试,此时两支溶液中吸收的物质浓度都很低,难以检测。最后,本实验采用了抽到第12支烟的吸收液进行检测。以下即为其他几种物质的检测过程。
3、尼古丁的检测:分别取B管中的吸收液1mL于两支试管中,一支加入两滴ZnCl2饱和溶液,一支加入BaCl2溶液,均可看到有浑浊现象,有点带白,说明产生了白色的难溶物,从而检测出尼古丁。
4、醛类的检测:取两支试管,一支配制银氨溶液,一支加1mLA管中的吸收液,混合后迅速进行热水浴,马上可看到溶液颜色变化过程:亮黄一棕黄一棕黑一浑浊物。整个过程只一两分钟,但是并未生成明显的银镜。几分钟后,可看到试管内液面浮有一层薄薄的银镜。为了进一步证实银的生成,把反应后的溶液经滤纸滤过,可看到滤纸上有很多银的颗粒,说明原溶液进行了银镜反应,证实了烟雾中醛类物质的存在。
5、酚的检测:取两支试管,均加入1mLB中吸收液,一支滴入一滴FeCI3溶液,一支滴入一滴去离子水作比较,可看到溶液由黄色变成了棕色,而不是预期的紫色效果。这有可能是紫色与黄色,黑色(物质不明)混合的效果,为了进一步证实显色反应,再取两支试管,均加入1mL FeCl3溶液,一支加苯酚,一支加去离子水。四支试管的颜色现象,从左至右依次是:吸收液加FeCl3溶液,吸收液,FeCI3溶液加苯酚,FeCI3溶液。从而可说明显色反应的存在,检测出酚类物质。
6、把浸泡液进行实验检测,也能得到大致相同的实验现象,由此可知,滤嘴只能过滤掉部分有害物质,而不能完全除掉有害物质,烟雾中始终是含有危害人体健康的物质。吸烟有害我们的健康,特别提醒青少年们不要或为了张显个性,或减压而吸食香烟,从而达到提倡戒烟的目的。
二、实验现象说明和探究
实验检测CO现象明显,且吸的烟量少,说明烟雾中含有较高量的CO,另外三种物质现象不是很明显,原因有几点:1、烟雾中这些物质的含量低;2、吸收不充分;3、试剂检验反应灵敏;4、颜色干扰。为了解决浪费烟雾的问题,使烟雾能够被更充分地吸收,采用了多支注射器,把在B管处抽出的烟雾,在抽完一支烟后,夹住插香烟的橡胶管,然后从A管处注入,如此往返,直到注射器中看不到烟雾,再吸下一支烟。
尼古丁的检测实验中,由于Hg2+的剧毒性改用Zn2+和Ba2+,三者具有的共同特点,均具有空的s轨道,这恰好都能容下尼古丁中N原子上的一对孤对电子。但由于吸收液成分复杂,白色难溶物的产生是不是确实是与尼古丁反应,还有待做Hg22+、Zn2+、Ba2+三者与尼古丁纯物质的具体反应进一步比较论证,由于实验室缺乏Hg2+,所以暂没对比研究。
在检验醛过程中,当银氨溶液与实验溶液混合后,即开始有变色反应但乙醛和银氨溶液混合却没此反应现象,只有在热水浴后才有变化。考虑到银氨溶液中含有稍过量的氨水,实验又增加了氨水与吸收夜的反应,结果发现也有同样的颜色变化,由于香烟烟雾中上千种化合物,吸收夜中成分也相当复杂,是什么物质遇氨水会变黑还有待考究发现。还有,银镜不能顺利地生成,除了与醛的含量低外,还有一些影响因素,如溶液的酸碱性和还原性,为此,又进行了以下几个实验①KMno4溶液褪色反应:直接滴入法现象不明显,最后采用微型实验方法在玻璃片上滴一滴吸收液,在滴一滴高锰酸钾酸性溶液,可看到红色褪去,证明吸收液中有还原性物质②吸收液中滴入Na2S溶液出现浑浊,颜色介于黄色和棕色之间,换成Na2,SO2也有相同的现象,由此可知是有s的生成,且溶液显酸性,而有实验探究到银镜反应的最佳PH是11.4-10.8。
酚的检测中,把原有溶液颜色对实验的干扰考虑进去,虽然与苯酚的显色反应紫色不同,或者可以说实验的颜色比紫色更深,但通过照片的对比可看出,现象证实酚的存在还是有说服力的。
关键词:香烟烟雾尼古丁烟碱焦油
一、实验过程
(一)实验目的。
本实验在中学实室的条件下,通过对香烟烟雾中几种主要有害气体的吸收和鉴定,达到让中学生都了解香烟危害性,远离香烟的目的。
(二)实验原理。
CO:一氧化碳与血红蛋白的亲合力比氧与血红蛋白的亲合力高200~300倍,且碳氧血红蛋白比氧合血红蛋白具有更深的红色,因此血红色的血液会变成深红色,因此可比较血液吸收c0前后的颜色变化;醛类:烟雾中的醛主要使甲醛、乙醛、丙烯醛等,可进行银镜反应;尼古丁:与氯化汞作用会产生白色沉淀,考虑到氯化汞的剧毒性,且中学实验室不常有,本实验尝试改用具用空s轨道的同族元素zn2+和同周期元素Ba2+具有同样的实验效果;酚类:能与氯化铁反应,使溶液成紫色。
(三)实验仪器和药品。
仪器:具支试管、注射仪器、导管、橡皮塞、马氏夹、试管、烧杯、滴管、铁架台、酒精灯等;药品:市售香烟(2元芙蓉)、95%乙醇、新鲜鸡血、ZnCI,饱和溶液、BaCl2,溶液、银氨溶液(新配)、酸性高锰酸钾溶液等。
(四)实验操作。
1、按照如图接好实验装置,检测气密性良好后在左边的具支试管(以下称A管)中加入5mL去离子水,在右边的具支试管(以下称B管)中加入2mL新鲜鸡血,点燃香烟,并用注射器开始抽气。同时另取一支试管,往其中加入相同量的新鲜鸡血,比照B管中颜色的变化。实验发现,当抽玩两支烟后,B管中的血液有了明显的颜色加深变化,这说证实了co的存在。
2、把B管中的鸡血换成5mL95%的乙醇,继续抽烟,可观察到A、B溶液渐渐变黄的过程,抽到地五支烟时,已有黄色,经过实验尝试,此时两支溶液中吸收的物质浓度都很低,难以检测。最后,本实验采用了抽到第12支烟的吸收液进行检测。以下即为其他几种物质的检测过程。
3、尼古丁的检测:分别取B管中的吸收液1mL于两支试管中,一支加入两滴ZnCl2饱和溶液,一支加入BaCl2溶液,均可看到有浑浊现象,有点带白,说明产生了白色的难溶物,从而检测出尼古丁。
4、醛类的检测:取两支试管,一支配制银氨溶液,一支加1mLA管中的吸收液,混合后迅速进行热水浴,马上可看到溶液颜色变化过程:亮黄一棕黄一棕黑一浑浊物。整个过程只一两分钟,但是并未生成明显的银镜。几分钟后,可看到试管内液面浮有一层薄薄的银镜。为了进一步证实银的生成,把反应后的溶液经滤纸滤过,可看到滤纸上有很多银的颗粒,说明原溶液进行了银镜反应,证实了烟雾中醛类物质的存在。
5、酚的检测:取两支试管,均加入1mLB中吸收液,一支滴入一滴FeCI3溶液,一支滴入一滴去离子水作比较,可看到溶液由黄色变成了棕色,而不是预期的紫色效果。这有可能是紫色与黄色,黑色(物质不明)混合的效果,为了进一步证实显色反应,再取两支试管,均加入1mL FeCl3溶液,一支加苯酚,一支加去离子水。四支试管的颜色现象,从左至右依次是:吸收液加FeCl3溶液,吸收液,FeCI3溶液加苯酚,FeCI3溶液。从而可说明显色反应的存在,检测出酚类物质。
6、把浸泡液进行实验检测,也能得到大致相同的实验现象,由此可知,滤嘴只能过滤掉部分有害物质,而不能完全除掉有害物质,烟雾中始终是含有危害人体健康的物质。吸烟有害我们的健康,特别提醒青少年们不要或为了张显个性,或减压而吸食香烟,从而达到提倡戒烟的目的。
二、实验现象说明和探究
实验检测CO现象明显,且吸的烟量少,说明烟雾中含有较高量的CO,另外三种物质现象不是很明显,原因有几点:1、烟雾中这些物质的含量低;2、吸收不充分;3、试剂检验反应灵敏;4、颜色干扰。为了解决浪费烟雾的问题,使烟雾能够被更充分地吸收,采用了多支注射器,把在B管处抽出的烟雾,在抽完一支烟后,夹住插香烟的橡胶管,然后从A管处注入,如此往返,直到注射器中看不到烟雾,再吸下一支烟。
尼古丁的检测实验中,由于Hg2+的剧毒性改用Zn2+和Ba2+,三者具有的共同特点,均具有空的s轨道,这恰好都能容下尼古丁中N原子上的一对孤对电子。但由于吸收液成分复杂,白色难溶物的产生是不是确实是与尼古丁反应,还有待做Hg22+、Zn2+、Ba2+三者与尼古丁纯物质的具体反应进一步比较论证,由于实验室缺乏Hg2+,所以暂没对比研究。
在检验醛过程中,当银氨溶液与实验溶液混合后,即开始有变色反应但乙醛和银氨溶液混合却没此反应现象,只有在热水浴后才有变化。考虑到银氨溶液中含有稍过量的氨水,实验又增加了氨水与吸收夜的反应,结果发现也有同样的颜色变化,由于香烟烟雾中上千种化合物,吸收夜中成分也相当复杂,是什么物质遇氨水会变黑还有待考究发现。还有,银镜不能顺利地生成,除了与醛的含量低外,还有一些影响因素,如溶液的酸碱性和还原性,为此,又进行了以下几个实验①KMno4溶液褪色反应:直接滴入法现象不明显,最后采用微型实验方法在玻璃片上滴一滴吸收液,在滴一滴高锰酸钾酸性溶液,可看到红色褪去,证明吸收液中有还原性物质②吸收液中滴入Na2S溶液出现浑浊,颜色介于黄色和棕色之间,换成Na2,SO2也有相同的现象,由此可知是有s的生成,且溶液显酸性,而有实验探究到银镜反应的最佳PH是11.4-10.8。
酚的检测中,把原有溶液颜色对实验的干扰考虑进去,虽然与苯酚的显色反应紫色不同,或者可以说实验的颜色比紫色更深,但通过照片的对比可看出,现象证实酚的存在还是有说服力的。