香烟烟雾中几种物质的检测

香烟烟雾中几种物质的检测
摘要：本实验采用模拟人吸烟环境装置，用蒸馏水和95％的酒精对烟雾中的部分物质双重吸收，用新鲜鸡血检测了CO，并用其它一些中学常见化学试剂对吸收夜中的醛类、尼古丁(烟碱)、焦油(多环芳烃、亚硝胺、酚等)进行了检测。

实验同时把吸过烟的滤嘴浸泡一晚，使浸泡组与吸收组进行检测对比，说明滤嘴不能过滤掉有害物质，吸烟是有害健康的。

关键词：香烟烟雾尼古丁烟碱焦油
一、实验过程
(一)实验目的。

本实验在中学实室的条件下，通过对香烟烟雾中几种主要有害气体的吸收和鉴定，达到让中学生都了解香烟危害性，远离香烟的目的。

(二)实验原理。

CO：一氧化碳与血红蛋白的亲合力比氧与血红蛋白的亲合力高200～300倍，且碳氧血红蛋白比氧合血红蛋白具有更深的红色，因此血红色的血液会变成深红色，因此可比较血液吸收c0前后的颜色变化；醛类：烟雾中的醛主要使甲醛、乙醛、丙烯醛等，可进行银镜反应；尼古丁：与氯化汞作用会产生白色沉淀，考虑到氯化汞的剧毒性，且中学实验室不常有，本实验尝试改用具用空s轨道的同族元素zn2+和同周期元素Ba2+具有同样的实验效果；酚类：能与氯化铁反应，使溶液成紫色。

(三)实验仪器和药品。

仪器：具支试管、注射仪器、导管、橡皮塞、马氏夹、试管、烧杯、滴管、铁架台、酒精灯等；药品：市售香烟(2元芙蓉)、95％乙醇、新鲜鸡血、ZnCI，饱和溶液、BaCl2，溶液、银氨溶液(新配)、酸性高锰酸钾溶液等。

(四)实验操作。

1、按照如图接好实验装置，检测气密性良好后在左边的具支试管(以下称A 管)中加入5mL去离子水，在右边的具支试管(以下称B管)中加入2mL新鲜鸡血，点燃香烟，并用注射器开始抽气。

同时另取一支试管，往其中加入相同量的新鲜鸡血，比照B管中颜色的变化。

实验发现，当抽玩两支烟后，B管中的血液有了明显的颜色加深变化，这说证实了co的存在。

2、把B管中的鸡血换成5mL95％的乙醇，继续抽烟，可观察到A、B溶液渐渐变黄的过程，抽到地五支烟时，已有黄色，经过实验尝试，此时两支溶液中吸收的物质浓度都很低，难以检测。

最后，本实验采用了抽到第12支烟的吸收液进行检测。

以下即为其他几种物质的检测过程。

3、尼古丁的检测：分别取B管中的吸收液1mL于两支试管中，一支加入两滴ZnCl2饱和溶液，一支加入BaCl2溶液，均可看到有浑浊现象，有点带白，说明产生了白色的难溶物，从而检测出尼古丁。

4、醛类的检测：取两支试管，一支配制银氨溶液，一支加1mLA管中的吸收液，混合后迅速进行热水浴，马上可看到溶液颜色变化过程：亮黄一棕黄一棕黑一浑浊物。

整个过程只一两分钟，但是并未生成明显的银镜。

几分钟后，可看到试管内液面浮有一层薄薄的银镜。

为了进一步证实银的生成，把反应后的溶液经滤纸滤过，可看到滤纸上有很多银的颗粒，说明原溶液进行了银镜反应，证实了烟雾中醛类物质的存在。

5、酚的检测：取两支试管，均加入1mLB中吸收液，一支滴入一滴FeCI3溶液，一支滴入一滴去离子水作比较，可看到溶液由黄色变成了棕色，而不是预期的紫色效果。

这有可能是紫色与黄色，黑色(物质不明)混合的效果，为了进一步证实显色反应，再取两支试管，均加入1mL FeCl3溶液，一支加苯酚，一支加去离子水。

四支试管的颜色现象，从左至右依次是：吸收液加FeCl3溶液，吸收液，FeCI3溶液加苯酚，FeCI3溶液。

从而可说明显色反应的存在，检测出酚类物质。

6、把浸泡液进行实验检测，也能得到大致相同的实验现象，由此可知，滤嘴只能过滤掉部分有害物质，而不能完全除掉有害物质，烟雾中始终是含有危害人体健康的物质。

吸烟有害我们的健康，特别提醒青少年们不要或为了张显个性，或减压而吸食香烟，从而达到提倡戒烟的目的。

二、实验现象说明和探究
实验检测CO现象明显，且吸的烟量少，说明烟雾中含有较高量的CO，另外三种物质现象不是很明显，原因有几点：1、烟雾中这些物质的含量低；2、吸收不充分；3、试剂检验反应灵敏；4、颜色干扰。

为了解决浪费烟雾的问题，使烟雾能够被更充分地吸收，采用了多支注射器，把在B管处抽出的烟雾，在抽完一支烟后，夹住插香烟的橡胶管，然后从A管处注入，如此往返，直到注射器中看不到烟雾，再吸下一支烟。

尼古丁的检测实验中，由于Hg2+的剧毒性改用Zn2+和Ba2+，三者具有的共同特点，均具有空的s轨道，这恰好都能容下尼古丁中N原子上的一对孤对电子。

但由于吸收液成分复杂，白色难溶物的产生是不是确实是与尼古丁反应，还有待做Hg22+、Zn2+、Ba2+三者与尼古丁纯物质的具体反应进一步比较论证，由于实验室缺乏Hg2+，所以暂没对比研究。

在检验醛过程中，当银氨溶液与实验溶液混合后，即开始有变色反应但乙醛和银氨溶液混合却没此反应现象，只有在热水浴后才有变化。

考虑到银氨溶液中含有稍过量的氨水，实验又增加了氨水与吸收夜的反应，结果发现也有同样的颜色变化，由于香烟烟雾中上千种化合物，吸收夜中成分也相当复杂，是什么物质遇氨水会变黑还有待考究发现。

还有，银镜不能顺利地生成，除了与醛的含量低外，还有一些影响因素，如溶液的酸碱性和还原性，为此，又进行了以下几个实验①KMno4溶液褪色反应：直接滴入法现象不明显，最后采用微型实验方法在玻璃片上滴一滴吸收液，在滴一滴高锰酸钾酸性溶液，可看到红色褪去，证明吸收液中有还原性物质②吸收液中滴入Na2S溶液出现浑浊，颜色介于黄色和棕色之间，换成Na2，SO2也有相同的现象，由此可知是有s的生成，且溶液显酸性，而有实验探究到银镜反应的最佳PH是11.4－10.8。

酚的检测中，把原有溶液颜色对实验的干扰考虑进去，虽然与苯酚的显色反应紫色不同，或者可以说实验的颜色比紫色更深，但通过照片的对比可看出，现象证实酚的存在还是有说服力的。