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蔗糖脱水演示实验的新方法

河北省饶阳中学 053900 尚广斗 （2009.2.5中学化学、中学化学教学参考）

摘要：少量Na2CO3浓溶液作为蔗糖脱水反应的引发剂，大大增强了浓硫酸的脱水性能，可使反应在短时间内完成，用NaOH溶液吸收尾气避免了反应产生的SO2对空气的污染。
关键词：浓硫酸 蔗糖 脱水
1. 改进目的
人教版全日制普通高级中学教科书《化学》第一册第119页演示实验“浓硫酸使蔗糖脱水”的实验方法存在以下缺点：
（1）需取用20 g蔗糖、15 mL质量分数为98%的浓硫酸，药品用量大。
（2）实验在烧杯进行，反应产生的SO2污染空气。
（3）用水作为蔗糖脱水反应的引发剂，必须在“迅速搅拌”的条件下才能发生，用时较长。
有鉴于此，现将该实验进行如下改进。
2. 实验用品
仪器：试管、单孔橡胶塞、弯玻璃管、胶皮管、药匙、托盘天平、量筒等。
药品：蔗糖、质量分数为98%的浓硫酸、Na2CO3浓溶液、NaOH浓溶液。
3. 实验装置
浓硫酸
NaOH溶液
蔗糖

4. 实验操作
用试管、弯玻璃管、单孔橡胶塞、胶皮管等连接好实验装置（如图）。检查上述装置的气密性。在大试管中先放入2 g细小颗粒的蔗糖，滴加2至3滴Na2CO3浓溶液将蔗糖润湿，再加入1.5 mL质量分数为98%的浓硫酸，迅速用带弯玻璃管的单孔橡胶塞盖住试管口并将长玻璃导管一端插入盛有NaOH溶液的小试管中。观察大试管中发生的实验现象。
可以看到：蔗糖迅速变黑，体积急剧膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭。
5. 改进意义
（1）改进后的实验操作简单，实验成功率极高，产生现象迅速，脱水碳化后的固体体积膨胀得更大且更加明显，演示效果很好。
（2）实验中药品的用量仅为原来的十分之一，在不影响现象明显的前提下，既节约了大量药品，也大量减少了废物的排放。
（3）数滴Na2CO3浓溶液作为蔗糖脱水反应的引发剂，其原理是Na2CO3跟浓硫酸反应且浓硫酸吸水这两个过程都放出大量的热量使体系温度明显升高，大大增强了浓硫酸的脱水性能，可使脱水反应在较短时间内完成，Na2CO3跟浓硫酸反应产生的CO2使蔗糖脱水后生成的炭更加疏松多孔。
（4）该实验方法减少了用玻璃棒迅速搅拌的实验步骤，有利于将敞开体系改变成封闭体系，采用NaOH溶液吸收尾气避免了反应产生的SO2对空气的污染以及对师生的伤害。