安全與爆炸是矛盾的。在中學教學實踐中,常出現為了安全不做現行統編教材規定的氣體燃爆實驗,或者做了氣體燃爆實驗出現不安全事故。為此,研究了氣體安全燃爆法,使可燃氣體的燃爆實驗在絕對安全的條件下,人人敢做和能做,個個都安全可靠。從而使安全與爆炸這一對立的矛盾得到了統一。
一、氣泡安全燃爆法
適用於難溶於水的可燃氣燃爆的演示實驗。
1準備
(1)起泡劑:自行配製。大氣泡起泡劑:經常起泡直徑在10cm以上,最大起泡直徑約30cm(有籃球大)氣泡壽命一分半鍾左右。是一種無色透明液體。B型連續多泡起泡劑:隨產生氣泡直徑不同,起泡個數不同。一次可連續起網球大的氣泡十個左右,乒乓球大的氣泡10多個至30多個,是一種紅色黏稠液體。
(2)起泡裝置:①圓台型塑料管:塑料的摩擦係數適當,圓台起泡時能使起泡液沿管內壁逐漸擴大,起泡管口徑大,黏液多,與好的起泡劑配合,能吹起大氣泡。如用另一種起泡劑,可用幹燥管代替。②球嘴、還有橡膠管。③硬質塑料導管均起連接作用。④球針:內孔口徑小,其末端是從兩側排氣,排出的氣體通過與內壁作用,使氣體最終能基本均勻地排出,達到自動控氣起泡的作用。⑤蘭球膽:是一種儲氣和供氣的氣體周轉裝置,它可以用幾個蘭球膽的氣體,按大約氣體體積比混和後,供給較大壓強的混和氣體。還能通過用人手擠可達到大約均勻地供給較大壓強的氣體的作用。
2.操作
(1)起泡:將起泡裝置按規定連接好,管口在起泡劑中蘸一下,看到管口形成一層薄膜後,輕輕提起,讓多餘液體流下後,進行充氣,這樣以免多餘的液滴在起泡過程中掛在氣泡上,使氣泡變重。
(2)充氣:用密度比空氣小的氣體起泡時,當氣泡有乒乓球大,迅速將起泡器的導管口轉向上方。當用密度比空氣大的氣體起泡時,起泡器的導管口仍向下方。當吹大氣泡時,氣泡膨脹至出現彩色開始減薄時,氣泡即達最大限度,應立即停止供氣。當連續起多泡時,要用充氣、斷氣,用手向氣泡相反方向快速移動或甩動,氣泡即借自身慣性和空氣的浮力,脫管而出。
(3)點火:對比空氣輕(重)的氣泡,起泡者應站在較低(高)的位置,點火者則站在較高(低)的位置。先吹幾個氣泡,向學生證明氣泡中氣體與空氣的相對密度關係,同時預測實驗條件下氣泡飄動的快慢與路線。再用燃著的香、電子打火槍、坩鍋鉗夾一團燃著的棉花等方法去點火。
(4)觀察:如係較純可燃氣的大氣泡,點火後看到以點火處瞬間擴充為氣泡直徑2倍以上的火球,在空中飄浮片刻。如係難溶於水的可燃氣與氧氣的混和氣爆炸實驗,用B型連續多泡起泡法,連續吹出網球大小的多個氣泡,進行點火連爆。可見到點火處成氣泡直徑2倍以上的火球,同時伴有爆炸聲。一連串的火球伴著一連串的響聲,十分有趣。但要注意:乙炔的燃燒熱比氫氣和甲烷等都大,氧炔混和氣爆炸時,隻能最多吹到網球大小,點燃後就發出震耳欲聾的響聲。因此隻能吹一個氣泡、點燃一個,以確保安全第一。
二、氣球安全燃爆法
把上法中氣泡換成氣球,點火裝置換成火花塞即成氣球安全爆炸裝置。
1.火花塞的幾種製法
(1)二根大頭針或細鐵絲磨尖,穿過蘭球嘴,調整針尖距為1毫米左右,接通感應圈。如通電後不起火花,再調近針尖距,直到感應圈接通電流,火花塞針尖能起火花為止。
(2)將二根銅絲穿過蘭球嘴,在球嘴接氣泡一端的銅線上,係一段廢電燈泡中的鎢絲。銅絲的另一端,接上導線、開關、保險絲,再與220伏交流電接通即成。
(3)將45伏的小電珠,磨去玻璃後,與4~6節15伏的電池相連即成。
2.操作
壓擠已充氣的蘭球膽,通過氣針向氣泡充入爆炸氣,退出球針,接通火花塞電路,即行引爆。