气体的溶解度多大时，才能形成喷泉现象

关键词：气体溶解度；喷泉现象；实验成功要素

中图分类号：G633.8 文献标识码：B

文章编号：1009-010X（2013）09-0080-01

人教版普通高中课程标准实验教科书化学必修1第四章第四节讲述氨气的性质时，为了验证氨气极易溶于水，演示了喷泉实验。做完氨气的喷泉实验，有很多学生都问：“是不是只有溶解度很大的气体才能形成喷泉现象”？本人根据教材及《教学参考书》的知识回答：“只有极易溶于水的气体才能形成喷泉现象”。那么，是不是真的只有极易溶于水的气体才能形成喷泉现象？气体的溶解度多大时，才能形成喷泉现象？

我带着该问题边做实验边进行如下计算：

假设在常温常压下烧瓶的容积为500ml，尖嘴管顶端到烧杯中水面的距离为35㎝，从胶头滴管里挤出的水量约为0.5ml。

又设1体积水在常温常压下可溶解X体积的气体，则0.5ml的水在常温常压下可溶解0.5Xml的气体。

此时，烧瓶内剩下气体（500-0.5X）ml。

则烧瓶内压强变成P=（500-0.5X）×101325/500（Pa）

又已知导管水柱高h=35㎝

则P水=ρgh=1×9.8×350=3430（Pa）

若要产生喷泉现象，则必须：

（500-0.5X）×101325/500 +3430≤101325

解得：X≥33.9（体积）

这就是说，只要1体积水能溶解约大于33.9体积的气体时，就可用于做喷泉实验。

因此，我们说喷泉实验能形象说明氨气极易溶于水的性质，但不能说只有极易溶于水的气体才能形成喷泉。事实上，具有一定溶解度的气体（如1：40的SO2）在一定条件下也能做喷泉实验。

另外，通过上述计算，我们还能将《教学参考书》中所讲的喷泉实验成功的三要素（①装置密闭不漏气；②烧瓶要干燥；③气体要充满）再补充两点，即④滴入烧瓶内的水量不能太少；⑤尖嘴管顶端到烧杯中水面的距离不能太长。同时，通过上述计算能判断出哪些喷泉实验能成功，哪些不能成功。