燃糖實(shí)驗(yàn)文章

1、探究“蔗糖燃燒成蛇”的實(shí)驗(yàn)摘要：蔗糖的熔點(diǎn)為185186攝氏度，著火點(diǎn)為410攝氏度。由于著火點(diǎn)為410攝氏度較高，在酒精燈火焰上加熱會(huì)熔融膨脹、炭化，先生成焦糖后生成碳，同時(shí)釋放二氧化碳和水等物質(zhì)，不易燃燒。蔗糖熱值較大，為16490kJ/kg，最小點(diǎn)火能量為30mJ，蘸了催化劑的蔗糖易燃燒。據(jù)此，蘇教版高中選修教材實(shí)驗(yàn)化學(xué)提出“蔗糖燃燒”探究實(shí)驗(yàn)，但教材無(wú)實(shí)驗(yàn)操作方案也無(wú)結(jié)論。本組成員對(duì)蔗糖燃燒實(shí)驗(yàn)作了具體的探究。關(guān)鍵詞：蔗糖燃燒成蛇正文：一、研究背景，收集資料蔗糖是有機(jī)化合物，分子量342.3。無(wú)色晶體，具有旋光性，但無(wú)變旋。蔗糖容易被酸水解，水解后產(chǎn)生等量的D-葡萄糖和D-果糖。不具還

2、原性。發(fā)酵形成的焦糖可以用作醬油的增色劑。蔗糖是光合作用的主要產(chǎn)物，廣泛分布于植物體內(nèi)，特別是甜菜、甘蔗和水果中含量極高。蔗糖是植物儲(chǔ)藏、積累和運(yùn)輸糖分的主要形式。平時(shí)食用的白糖、紅糖都是蔗糖。蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖脫水形成，較難溶于乙醇，甜味僅次于果糖。溶解性：極易溶于水、苯胺、氮苯、乙酸乙酯、酒精與水的混合物。不溶于汽油、石油、無(wú)水酒精、CHCL3、CCL4 水中的溶解度： 每克水可以溶解 2.1 g蔗糖即溶解度為210g（25). 是一種高溶解度的糖類。熔點(diǎn)： 186 。能量密度: 17 千焦/立方米蔗糖極易溶于水，其溶解度隨溫度的升高而增大。蔗糖屬結(jié)晶性物質(zhì)。純蔗糖晶體的比重為

3、1.5879，蔗糖溶液的比重依濃度和溫度的不同而異。 本實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是對(duì)蔗糖的燃燒進(jìn)行探究的實(shí)驗(yàn)。蔗糖具有熱分解作用。結(jié)晶蔗糖加熱至160，便熔化成為濃稠透明的液體，冷卻時(shí)又重新結(jié)晶。加熱時(shí)間延長(zhǎng)，蔗糖即分解為葡萄糖及脫水果糖。在190220的較高溫度下，蔗糖便脫水縮合成為焦糖。焦糖進(jìn)一步加熱則生成二氧化碳、一氧化碳、醋酸及丙酮等產(chǎn)物。在潮濕的條件下，蔗糖于100時(shí)分解，釋出水分，色澤變黑。蔗糖溶液在常壓下經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間加熱沸騰，溶解的蔗糖會(huì)緩慢分解為等量的葡萄糖及果糖，即發(fā)生轉(zhuǎn)化作用。蔗糖溶液若加熱至108以上，則水解迅速，糖溶液濃度愈大，水解作用愈顯著。煮沸容器所用的金屬材料，對(duì)蔗糖轉(zhuǎn)化速率也有影

4、響。例如：蔗糖溶液在銅器中的轉(zhuǎn)化作用，遠(yuǎn)比在銀器中的大，玻璃容器幾乎沒(méi)有什么影響。 二：自主學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)方案根據(jù)書本以及互聯(lián)網(wǎng)提供的描述與介紹，蔗糖及小蘇打的混合物蘸上催化劑的蔗糖在熔化、碳化的同時(shí)會(huì)燃燒膨脹，形成蛇狀。我們著手于探究燃糖成蛇的催化劑以及蔗糖與小蘇打的質(zhì)量比進(jìn)行探究，欲獲得最佳實(shí)驗(yàn)效果的條件。又經(jīng)過(guò)一系列的資料搜集，我們得知如稻草灰香煙灰蚊香灰這種灰燼對(duì)蔗糖燃糖成蛇具有良好的催化作用，在蔗糖與小蘇打質(zhì)量比為8/1時(shí)催化效果最佳。事實(shí)會(huì)不會(huì)是這樣？真理是要用實(shí)踐來(lái)證明的。我們進(jìn)行了細(xì)致探討后，制定了以下實(shí)驗(yàn)探究方案：實(shí)驗(yàn)器材：天平、石棉網(wǎng)、三腳架、鑰匙、尺、酒精、研缽、火柴、小蘇打

5、、煙灰、面粉、蔗糖、稻草灰、膠頭滴管。實(shí)驗(yàn)步驟：1.取一張新的石棉網(wǎng)，在石棉網(wǎng)上放上不同的催化劑，攤平成一個(gè)直徑為6cm，厚約為3mm的圓形。2.按不同的質(zhì)量比稱取白砂糖和小蘇打，放在研缽中研磨，混合均勻。3.將研磨后的混合物置于催化劑上，堆成圓錐狀。4.用滴管汲取12ml酒精滴在混合物四周的催化劑上。5.點(diǎn)火引燃酒精，使蔗糖隨之開始燃燒，觀察現(xiàn)象。6.測(cè)量“蛇”的長(zhǎng)度，并同現(xiàn)象一同記錄表格。（注解：上述固體試劑和蔗糖及小蘇打要干燥，酒精燈是加在催化劑上，不能加在蔗糖堆上，每次實(shí)驗(yàn)的催化劑仍可以循環(huán)使用）另外，我們也憑借自己的想法設(shè)計(jì)出一張?zhí)骄繉?shí)驗(yàn)表，附表如下：實(shí)驗(yàn)探究表：催化劑蔗糖與小蘇打質(zhì)

6、量比(蔗糖始終1g)灰“蛇”長(zhǎng)度反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)程度火焰位置其他稻草灰稻草灰稻草灰稻草灰面粉蚊香灰三：實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)際操作經(jīng)過(guò)自主學(xué)習(xí)后，我們開始了真正的實(shí)踐探究。關(guān)于實(shí)驗(yàn)催化劑我們搜集到了蚊香灰，煙灰，面粉以及稻草灰等四種催化劑（由于煙灰量過(guò)少，之后的實(shí)驗(yàn)把探究煙灰對(duì)燃糖成蛇的催化作用探究實(shí)驗(yàn)取消，故表格中無(wú)煙灰一欄），并準(zhǔn)備好了相機(jī)方便實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的記錄。在實(shí)驗(yàn)室中我們?nèi)〉昧藢?shí)驗(yàn)所需的天平、石棉網(wǎng)、鑰匙、火柴、尺、酒精、研缽以及膠頭滴管，但未發(fā)現(xiàn)三腳架，于是我們用鐵架臺(tái)代替了三腳架，對(duì)之后實(shí)驗(yàn)未產(chǎn)生太大影響。實(shí)驗(yàn)過(guò)程小記錄：我們首先去實(shí)驗(yàn)器材室準(zhǔn)備器材，經(jīng)過(guò)仔細(xì)尋找搜集了所有需要的器材和藥品，在這

7、個(gè)工作之前，我們已經(jīng)讓王俊杰搜集到了一大袋實(shí)驗(yàn)所需的稻草灰，幫忙要到了一袋白糖。之后回實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，一開始決定只用0.1g的糖，但是量太少，測(cè)量不準(zhǔn)確，因此我們把量加到了0.4g，組員們各有各自的分工，如和負(fù)責(zé)量取藥等同學(xué)負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)操作，負(fù)責(zé)攝影，負(fù)責(zé)測(cè)量，而負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)記錄。整個(gè)過(guò)程井然有序，這保證了實(shí)驗(yàn)最后的順利完成。四：總結(jié)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論這是我們實(shí)驗(yàn)小組最終記錄的表格催化劑蔗糖與小蘇打質(zhì)量比(蔗糖始終0.4g)灰“蛇”長(zhǎng)度反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)程度火焰位置其他稻草灰 2/14cm點(diǎn)燃后十多秒時(shí)間，蔗糖表面有黑色小泡突起，緊接著反應(yīng)變劇烈，燃燒幾次的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，黑色小泡先沿三個(gè)方向膨脹，延生，之后整堆糖會(huì)膨

8、脹升起，形成黑色柱狀蓬松的“蛇”整個(gè)過(guò)程持續(xù)兩至三分鐘，最后火慢慢熄滅，底部有一些未反應(yīng)完全的糖呈現(xiàn)黃色。整條“蛇”的體積是原來(lái)蔗糖體積的數(shù)十倍，非常輕，質(zhì)地軟，剖開內(nèi)部發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有亮閃的白色結(jié)晶狀物質(zhì)（遺憾未檢測(cè)其成分） *四周向中間無(wú)稻草灰 4/15.5cm*無(wú)稻草灰 8/112.5cm*無(wú)稻草灰 16/16.7cm*無(wú)面粉 8/13.2cm*無(wú)蚊香灰 8/17.5cm*無(wú)注：燃燒程度中星號(hào)的多少表示燃燒程度，越多越劇烈?？偟膩?lái)說(shuō)，現(xiàn)象基本都是開始酒精被引燃，數(shù)十秒糖堆引燃，同時(shí)還有熔化、炭化、膨脹等現(xiàn)象，爬出一條黑色的“蛇”，一段時(shí)間后火熄滅，反應(yīng)停止。我們從總共的七組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蔗糖與碳酸

9、氫鈉的混合物中，隨著蔗糖的比重的增加，蛇的長(zhǎng)度先增大后減小，當(dāng)蔗糖與小蘇打質(zhì)量比為8:1時(shí)實(shí)驗(yàn)效果最好，采用稻草灰對(duì)于蔗糖燃燒成蛇的效果最好，并且蛇的長(zhǎng)度隨著混合物的量增多而增加（事實(shí)上我們最后嘗試用4克的蔗糖與小蘇打做了一次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果蛇長(zhǎng)近四十厘米！但此為補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，未精確測(cè)量，表格中也本無(wú)該項(xiàng)探究）五：歸納小結(jié)，反思收獲對(duì)于該實(shí)驗(yàn)的機(jī)理，我們找尋資料后未發(fā)現(xiàn)較為權(quán)威的解釋。這些蔗糖未全部燃燒，因此可能生成炭，一氧化碳，二氧化碳等多種碳物質(zhì)，涉及到的反應(yīng)方程有如下C12H22O11+12O212CO2+11H2O ；C12H22O1112C+11H2O；2 NaHCO3 = Na2CO3 +

10、CO2 + H2O等等。蛇之所以膨脹，就是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)有氣體產(chǎn)生，另外一個(gè)類似蔗糖燃燒成蛇的實(shí)驗(yàn)是“法老之蛇”，用的是硫氰化汞。由于硫氰化汞受熱易分解，且體積膨脹很大，曲曲折折生長(zhǎng)成蛇形。其化學(xué)反應(yīng)大致如下：4Hg(SCN) =4HgS + 2CS + 3(CN) + N正是由于氣體的幫助，使混合物膨脹，最終由有蛇的效果。關(guān)于為什么灰燼會(huì)對(duì)蔗糖有催化的效果，國(guó)內(nèi)外都對(duì)其進(jìn)行過(guò)探究。日本的化學(xué)教育有一文指出：煙灰中含有碳酸鹽，碳酸鹽是上述實(shí)驗(yàn)的催化劑。文中還介紹了一個(gè)用碳酸鉀溶液在紙上寫字，干燥后用蚊香引燃，結(jié)果有字跡處火星會(huì)迅速蔓延。說(shuō)明其有催化作用。美國(guó)的中學(xué)化學(xué)期刊也有一文介紹說(shuō)，煙灰里含有稀

11、土元素，稀土元素對(duì)蔗糖的燃燒有催化作用。我國(guó)的中學(xué)生也研究過(guò)該課題，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)后提出：煙灰中含有多種金屬氧化物，如氧化銅、氧化鈣、氧化錳、氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵、四氧化三鐵、氧化鉛等等，這些金屬氧化物，對(duì)蔗糖的燃燒有催化作用。化學(xué)書對(duì)其分析可能的機(jī)理有兩種：1.灰燼中稀土元素對(duì)蔗糖燃燒起催化作用；2.灰燼中金屬氧化物鹽類起催化作用。這兩種解釋可以說(shuō)明金屬氧化物（如二氧化錳）的催化原理，難說(shuō)明活性炭的催化作用。炭灰的作用機(jī)理可能是酒精引燃蔗糖后，碳酸氫鈉受熱分解形成蓬松狀蔗糖殘?bào)w的同時(shí)，與蔗糖炭化形成的焦炭反應(yīng)，生成一氧化碳?xì)怏w，一氧化碳?xì)怏w在糖表面形成易燃?xì)怏w包圍層，燃燒并促進(jìn)碳酸氫鈉進(jìn)一步分

12、解及蔗糖炭化，支持反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，于是火焰也始終停留在蔗糖和稻草灰的交界處。而不少人贊成是煙灰中的金屬氧化物對(duì)蔗糖燃燒起著催化作用的觀點(diǎn)。撇開理論方面的反思與歸納，就我們自身完成這一實(shí)驗(yàn)的主體來(lái)說(shuō)，我們也有所反思。由于實(shí)驗(yàn)組數(shù)不夠、稱量測(cè)量的不精確、實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范，如用手撥游碼、分析不徹底、思考有漏洞或不徹底等，致使我們的實(shí)驗(yàn)并不是十分嚴(yán)謹(jǐn)。但正是這些不嚴(yán)謹(jǐn)，增強(qiáng)了我們的思維能力，因?yàn)橹挥袑?shí)踐才是認(rèn)識(shí)發(fā)展的動(dòng)力，是認(rèn)識(shí)的目的和歸宿，這也正是我們探究這一實(shí)驗(yàn)的意義之一。與此同時(shí)，我們每一個(gè)組員都有所收獲，有所感悟，有所思考。（組員感悟見下）、上了這門化學(xué)研究性學(xué)習(xí)，我學(xué)到了許多關(guān)于實(shí)驗(yàn)的知識(shí)，并且

13、也親身參與了一次課題研究。我們小組的蔗糖燃燒成蛇的實(shí)驗(yàn)，并且非常成功，主要是我們組長(zhǎng)的英明帶領(lǐng)以及組員的傾力合作。這讓我感受到了團(tuán)結(jié)的力量，當(dāng)然最重要的還是我學(xué)到了很多化學(xué)知識(shí)，讓我受益匪淺。選擇了化學(xué)研究性學(xué)習(xí)，我感到很榮幸，因?yàn)樵谶x修課上，我們學(xué)習(xí)到了許多做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)的規(guī)范，之后輪到我們自己設(shè)計(jì)方案再研究時(shí)，大家群策群力。在多種方案多種選擇的情況下，最終確定了最佳反方案。從最初的“水果電池”、“藍(lán)色妖姬的前世今生”、“侯氏制堿”到最后的“燃糖成蛇”。再之后，我們準(zhǔn)備材料，集體操作，資料查詢，方案設(shè)計(jì)，我為我們的組員而驕傲。 、第一次參加化學(xué)研究性學(xué)習(xí)，自己設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，并且感受到了思維和團(tuán)體

14、的力量。人的思維是人類社會(huì)的產(chǎn)物，我們的思維也隨著學(xué)習(xí)的深入而得到不斷提升。從最初按照課本完成實(shí)驗(yàn)，到現(xiàn)在自己思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，就是一個(gè)思維發(fā)展和上升的過(guò)程。我們的能力也在思維的發(fā)展中得到提升。本次研究性學(xué)習(xí)，我們?cè)紤]過(guò)探究水果電池、藍(lán)色妖姬的制作原理、侯氏制堿等方案，但最終由于實(shí)驗(yàn)原理、材料、能力等各方面實(shí)際因素的制約，這些方案都被否決，最終我們決定探究蔗糖燃燒成蛇的實(shí)驗(yàn)。我們組的每個(gè)同學(xué)都有自己的任務(wù)，有的同學(xué)負(fù)責(zé)查詢資料，有的負(fù)責(zé)準(zhǔn)備材料。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，大家相互配合、團(tuán)結(jié)合作，始終發(fā)揮著團(tuán)體的力量和作用，最終成功完成了實(shí)驗(yàn)。我想這就是團(tuán)結(jié)的力量，團(tuán)體總是比個(gè)人離成功更近一點(diǎn)。 、選修了這門

15、化學(xué)研究性學(xué)習(xí)，我受益匪淺，不僅學(xué)到了許多的化學(xué)知識(shí)，還體驗(yàn)的一次化學(xué)實(shí)驗(yàn)。我們組的實(shí)驗(yàn)是蔗糖燃燒成蛇，做得很成功，這要?dú)w功于我們大家一起的努力和組長(zhǎng)的合理分工。當(dāng)然，最讓我感到欣喜的是我們實(shí)驗(yàn)成功的現(xiàn)象一條長(zhǎng)蛇從火焰中不斷變長(zhǎng)。我認(rèn)為我選擇這門選修課是正確的，它不僅讓我學(xué)習(xí)到了許多化學(xué)知識(shí)，還感受到了團(tuán)隊(duì)的力量。、作為我的第一次這么正式的化學(xué)研究，完成了一個(gè)項(xiàng)目，雖然是被實(shí)踐過(guò)許多次的“燃糖成蛇”實(shí)驗(yàn)，但自己親手做還是很有意義的，也知道了完成一項(xiàng)研究性學(xué)習(xí)所需的大致步驟。這就是團(tuán)隊(duì)合作的力量啊，很繁雜的事情，許多人一起做就沒(méi)這么困難了。我相信這樣的經(jīng)歷會(huì)對(duì)我今后的學(xué)習(xí)、實(shí)踐有很大的幫助。 （董雨倫）、 或許我們并不能找到什么創(chuàng)造性的真理，或許這樣簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)也并不十分規(guī)范，但是，在努力探索的過(guò)程中，收獲的，也不僅僅是經(jīng)驗(yàn)。燃糖成蛇的操作過(guò)程是有趣而興奮的，我們參與其中，觀察到實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)的驚喜感，是真的體驗(yàn)到科學(xué)神奇的力量并為之驚嘆的，是真的快樂(lè)與學(xué)習(xí)并