氢气与空气混合物的性质

时间:2023-11-17 20:09:03

“通过上面的实验,我们已经可以完全理解氢气轻于空气了。现在,我们要再做几个小实验,介绍氢气和空气混合物的性质。在一个容积不到氢气与空气混合物的性质

升的长颈小瓶里注入

氢气与空气混合物的性质

容积的水,然后将它倒覆在水盆里。此时,瓶中的空气与水的比例为2∶1,之后在氢气制取的瓶子里再加入少量的硫酸,并换上弯曲的玻璃管,使生成的氢气由水底流入长颈小瓶,并占据瓶中水的位置。当长颈小瓶充满气体后,空气和氢气的体积比也是2∶1。然后,塞上长颈小瓶的塞子,再用一条毛巾将瓶子包裹好,只露出瓶颈。”

保罗叔叔说着就用一只手捏住用毛巾包裹好的长颈小瓶,揭开塞子,将瓶口靠近桌子上燃烧着的蜡烛,紧跟着出现一种很响亮的爆鸣声。孩子们听到后都被吓了一跳。

但是,爱弥儿却马上欢呼起来:“就像气枪发射,太好玩了!叔叔,再来一发吧!”

于是,保罗叔叔又重复了同样的操作——在瓶子里充满氢气和空气的混合物——连着开了好几枪。爆鸣声随着氢气和空气混合的比例变化变得有高有低:有时高响短促,与枪声一样;有时只有嘈杂的一声,就像小狗的惊叫……爱弥儿觉得这些声音有趣极了。

保罗叔叔说:“你们可以借助这种气枪的响声理解:氢气和空气可以混合成为一种爆发物,一旦遇到火焰,就能剧烈爆发。虽然这种混合物是透明的,但它却有着巨大的力量。如果容器的出口太小,它是会将容器爆得粉碎的。我用毛巾将瓶子重重包裹,就是为了防止破裂时有碎片飞散开。为此,我还在实验前特意挑选了一个只有1.4升的小瓶子。因为瓶子越大,爆发力也会越大,甚至会危及拿瓶子的人。

“大家都知道,空气是由一种活泼的气体——氧气和一种不活泼的气体——氮气混合而成的。显然氢气的爆炸和氮气没有丝毫关系,或者说因为氮气的惰性和巨大的分量反而会阻碍化学反应的发生,并缓和氢气的爆炸。所以参加这个反应的仅仅是空气中的一部分氧气。如果我们除去了氮气,而是用纯净的氧气来与氢气混合,其爆鸣声一定会更响亮。关于这个实验所需的物品,我已经准备好了。今天早上,我曾事先制备了一大瓶氧气,并倒放在水碗里,用水密封。在实验开始以前,我还需告诉你们一个要点:想要得到最响的爆鸣声,氢气和氧气的混合比例应为2∶1。

“我将一个广口瓶充满了水,用来作为爆炸物的容器。然后将它倒立于水盆中,用刚刚使用过的长颈小瓶来做计量单位,转移1份氧气;之后,再转移2份(即两小瓶)氢气。这样,我们的爆炸物就混合完成了。我们向瓶内望去,虽然一无所见,但其中却装着十分危险的爆炸物,要是不小心接触了火,玻璃瓶就会突然爆炸,而给我们造成重大创伤。如果你们想自己做这个实验,千万要记住:虽然我们的手边准备了水,但水并不能保证一定能免于疏忽操作造成的严重威胁,其爆炸和燥湿无关,即使将其埋入水底,也丝毫无法减少爆炸的威力。

“我用一只漏斗将大瓶中的混合气体在水中转移进刚才那个长颈小瓶里。然后,拿出长颈小瓶并盖上木塞。之后更加小心地用毛巾将其一层层包裹起来,以防止瓶子破裂。现在,我只需揭开瓶塞,将瓶口靠近烛焰就可以了。小心!1—2—3!”

孩子们也跟着同声高叫着:“3!”

“砰——”像枪声,不,简直就像炮声响起,声浪响彻整个房间。爱弥儿也跟着跳了起来,他实在是被吓了一跳。

他叫道:“太奇怪了!一种看不见的物质却能发出如此巨大的声音!要是早知道有这么响,我一定先把耳朵堵起来。”

“啊,这个实验是需要听的,而不是看的。你将耳朵堵起来,还能听到真正的声音吗?孩子,你要是太害怕,我就不再做这个实验了。”

保罗叔叔又把蜡烛点燃了——因为每次开枪时,总会将烛火吹灭——重复做着这个实验。爆炸时的力将玻璃窗震得咯咯响。不过这一次,爱弥儿却不再害怕了,他勇敢地观察着这个实验,他看见有1米多长的火焰从瓶口猛烈喷出。又经过几回实验后,他竟然请求叔叔答应让他来拿瓶子,自己来做这个实验。

保罗叔叔答道:“我很乐意答应你的要求。现在,可不需要再害怕危险了,这个瓶子在几次实验中都毫无裂痕,可见它的确能经受这种爆炸的力量。不过,为了以防万一,我们可以继续用毛巾来包裹它。”

保罗叔叔将小瓶再次充满了混合物后,就让爱弥儿拿住瓶子,摆好姿势,像炮手那样放射了玻璃小炮。接着约尔也来做了这个实验,直至将所有的气体完全用尽为止。