一、化学实验条件
“实验,实际上是条件控制下的观察。”“所有的实验,都是在条件控制下进行的。”控制实验条件是这种实践活动最突出的一个特点。在化学实验研究的过程中,常常要进行条件控制,需要掌握各种实验技术。因此,要进行化学实验研究与设计,就必须对有关化学实验条件的种类和实验条件控制的方法论问题加以探讨。
(一)化学实验条件的定义
所谓化学实验条件,是指与特定化学实验对象相联系,并对其状态、性质和变化发生影响的诸因素的总和。例如,用氯酸钾制取氧气的实验,实验装置、催化剂、温度、氯酸钾和二氧化锰的用量、氯酸钾与二氧化锰的质量比等,都是影响氧气产量和速率的实验条件。又如,用过氧化氢制取氧气的实验,实验装置、催化剂、温度、浓度、催化剂的用量、过氧化氢溶液加入速度等,都是影响氧气产量和速率的实验条件。
对化学实验条件进行控制的目的就是要探寻最佳化学实验条件。最佳化学实验条件是指那些能产生最佳化学实验效果的实验条件。它具有相对性,实验目的不同,实验环境不同,最佳实验条件也不尽相同。[3]
(二)相关化学实验条件的注释
1.任何化学实验都存在实验条件
任何一个化学实验都有实验条件,即便是最简单的化学实验,也有实验条件。例如,在空气中点燃蜡烛实验,其点燃、烛芯等都是实验条件。
2.任何一个化学实验,实验条件有主次之分
一个化学实验,一般有多个实验条件,其中有主要的,也有次要的。例如,上例中的点燃就是蜡烛在空气中燃烧的主要实验条件。
3.实验条件(水平)不同,实验结果也不同
在一个化学实验中,一个实验条件的水平不同,其实验的结果也不同。例如,乙醇跟浓硫酸混合反应中,实验条件之一是温度不同,其产物也不同。又如:铁与硫酸反应,硫酸的浓度不同,其实验结果也不相同。
同一化学实验条件取不同的数值(或状态),这些数值(或状态)称为水平。
4.实验条件是物质发生变化的外因
反应物确定之后,实验条件只有通过物质的本质属性或内部结构而起作用,在这种情况下,实验条件是物质发生变化的外因。例如,乙醇与浓硫酸混合物在不同温度下生成不同物质的原因,根本原因是由乙醇结构决定的。