CN113380123A - 一种探究吸烟有害健康的实验装置 - Google Patents

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Abstract

一种探究吸烟有害健康的实验装置，由注射器、乳胶管、具支试管、单向阀、导管、铁架台、铁夹、试管、香烟、烟嘴、橡胶塞、锥形瓶构成，具支试管的支管口与注射器用乳胶管相连，管口橡胶塞插入单向阀和导管，试管口有带导管的双孔橡胶塞，具支试管和试管分别固定在铁架台上并用铁夹夹紧，锥形瓶上的双孔橡胶塞，一孔接烟嘴，另一孔连导管，最后把各导管接口用乳胶管连接。推拉注射器把燃烧的香烟产生的烟气抽入容器，烟气与鸡血或系列试剂作用呈现颜色、状态的改变，由此探究烟气成分。本装置制作材料简单，试剂价廉易得，实验现象直观，能较好感受烟气对健康的危害，增强人们不吸烟、远离二手烟的环保意识。

Description

一种探究吸烟有害健康的实验装置
一、技术领域
本发明涉及公共卫生健康类公益宣传实物展演和实验教学的技术领域，具体涉及生命科学和社团活动实验探究香烟烟气有害成分的教学技术领域。
二、背景技术
有调查显示，肺癌患者中，48％的人吸烟，37％的人长期与吸烟者生活或工作在一起，每年约有120万人因吸烟而死亡。
吸烟有害健康是众所周知的基本常识，但香烟的烟雾到底有多大的危害，人们还是难以想象的。因为，我们所见吸烟的人并没有立刻生病或消瘦而萎靡不振，相反，人们吸烟后却能兴奋起来以帮助思考。所以，如果能有一套实验装置来直观演示烟气的毒害，对青少年的健康教育将收效更好。
检索有关的发明，如田地发明的专利号CN201821909008.X一种吸烟有害健康的演示器，这是物理模拟吸烟有害健康的演示器，虽然肺部很形象，但不能让人真实地感受到吸烟的危害。
文超迪发明的专利号CN201220244483.6吸烟有害健康的演示器，虽然设置了很多烟嘴模拟吸烟，但这个演示器也只是验证收集了香烟燃烧过程中所产生的焦油，且设置10-100个烟嘴，量大，现象壮观，但对于教学中吸烟损害健康没有具体的化学反应涉及，学习效果不是理想状态。
陈婧美发明的专利号CN201410060350.7一种吸烟有害健康演示器及其制作方法，也只是模拟人体肺模型，肺模型中含有或表面涂润有变色剂，模仿人体肺部吸烟运动，观察肺模型的填充物颜色会由红色变化为灰黑色，让吸烟者亲眼看到吸烟对肺损害的可怕现象，警示人们不要吸烟，要戒烟。此试验现象直观，视觉刺激强烈，教育效果好。但它的现象单一，毒害原理只是模拟，在高年级的探究实验中缺乏科学理论的支撑，没有科学原理来解释。
本发明针对上述技术之不足，设计一个实验把香烟点燃后所产生的烟气导入某些物质使之充分接触反应，然后通过观察物质颜色、状态等性质的改变来判断反应的发生，从而认识烟气的危害成分。
本发明创新设计在软胶管上划一切口就能实现单向阀的功能，有机地把注射器和单向阀结合起来，顺畅地通过注射器活塞的推拉，把装置中的空气抽出的同时把燃烧的香烟产生的烟气抽入容器，注射器即可抽气又可计算吸几口烟的气体体积，可进行定性实验也可半定量的实验；实验用品价廉易得，消耗量少，实验色彩美丽，现象直观，能较好地激发实验兴趣，学习科学知识，习得科学方法，传播科学思想，弘扬科学精神，感受烟气对健康的危害，增强人们特别是青少年不吸烟、远离二手烟的环保意识。
三、发明内容
本发明的目的是设计一种探究吸烟有害健康的实验装置，通过动手实验探究或实验演示烟气进入某些试剂的变化，让人们尤其是青少年认识到吸烟对健康的危害，从而远离烟草，健康生活。
本发明的工作原理是：一种探究吸烟有害健康的实验装置，是在一个密闭系统内抽拉注射器活塞，利用体系的负压类似吸烟把香烟的烟气抽入容器的试剂中，香烟中含有的尼古丁、联苯胺等有毒物质，还含有对人体有害的还原性物质醛类及一氧化碳等分别与不同试剂发生化学反应，从而改变试剂的颜色、状态，由直观现象认知烟气中由大量损害人体健康的物质，自觉不抽烟和远离二手烟。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种探究吸烟有害健康的实验装置，巧妙地在软胶管上划一切口就能实现单向阀的功能，有机地把注射器和单向阀结合起来，顺畅地通过注射器活塞的推拉，把装置中的空气抽出的同时把燃烧的香烟产生的烟气抽入容器，利用导管将烟气分散在试剂中，烟气中的有害物质分别与对应的投放试剂作用，试剂显现出不同的颜色、状态，从而推论烟气的成分及有害健康的物质。
本发明的有益效果是利用常见仪器的巧妙组合，注射器即可抽气又可计算吸几口烟的气体体积，可进行定性实验也可半定量的实验，一举两得；实验用品鸡血、碘水、碘的淀粉溶液、高锰酸钾(商品名叫PP粉，药店OTC有售) 等药品价廉易得，消耗量少，但实验色彩美丽，现象直观。能较好地激发实验兴趣，学习科学知识，习得科学方法，传播科学思想，弘扬科学精神，感受烟气对健康的危害，增强人们特别是青少年不吸烟、远离二手烟的环保意识。
四、附图说明
下面结合附图和实施例，进一步说明本发明的结构和特点，附图中：
图1一种探究吸烟有害健康的实验装置结构示意图
图2一种探究吸烟有害健康的实验装置中单向阀结构示意图
图中1.注射器，2.乳胶管，3.具支试管，4.单向阀，5.导管，6.铁架台，7.铁夹，8.试管，9.香烟，10.烟嘴，11.橡胶塞，12.锥形瓶，41.玻璃管， 42.切缝乳胶管，43.木栓，101.活塞，102.活塞挡
五、具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见附图1-2：
在图1-2所示实施例中，设置有注射器1、乳胶管2、具支试管3、单向阀4、导管5、铁架台6、铁夹7、试管8、香烟9、烟嘴10、橡胶塞11、锥形瓶12。
实施本发明，首先将导管5和橡胶塞11连接，然后连到具支试管3 和试管8上，再分别固定在铁架台6上并用铁夹7加紧，把导管5伸进橡胶塞 11，橡胶塞11的另一孔接在烟嘴10上，然后把橡胶塞11塞进锥形瓶12瓶口，单向阀4插入另一个橡胶塞11，橡胶塞11的另一孔接插入导管5，然后把橡胶塞11塞进具支试管3，最后把各接口用合适长度的导管5和乳胶管2连接起来，其中具支试管3的支管口与注射器1相连，这样整个装置就安装完毕。
实施本发明，单向阀4由玻璃管41插入切缝乳胶管42，切缝乳胶管 42的另一端用木栓43插入封闭。
实施本发明，注射器1上刻度线的最大体积刻度线处设有活塞挡102 卡头，防止活塞101被抽离注射器1且确保每次活塞抽到底的体积就是刻度线所示体积，便于实验半定量的研究。
实施本发明，仪器组装时在橡胶塞11与锥形瓶12瓶口、乳胶管2与导管5口之间先用水湿润连接，手指捏住导管5近口端，旋转中挤压，防止割伤手指或折断导管5。
实施本发明，由于装置管道路径较长，仪器组装完毕首先要进行气密性检查。检查时将烟嘴10处密封，抽动注射器1活塞101，当活塞101往外拉时越来越紧，乳胶管2瘪下去时说明整个装置不漏气。如果是漏气的，则分段检查。检查时依次把注射器1与具支试管3之间、具支试管3与试管8之间、试管8与锥形瓶12之间的乳胶管2用弹簧夹夹住，抽拉注射器1活塞101，当活塞101往外拉时越来越紧，乳胶管2瘪下去时说明整个装置不漏气。
实施本发明，由于装置两次使用铁架台6，夹持物品要重心低些，防止实验时的仪器倾翻，损坏。
实施本发明，可以选择在具支试管3、试管8和锥形瓶12中分别注入酸性KMnO4溶液、鸡血和蒸馏水，点燃香烟9插入烟嘴10里，缓缓抽推注射器1 活塞101，记忆抽动次数，当观察到鸡血凝固变性变色时记录注射器1活塞101 抽动的次数并换算成气体体积，可进行半定量的研究。
实施本发明，更换试管8，分别将盛有酸性K2Cr2O7溶液、溴水、碘水、碘的淀粉溶液、新制备的Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液、(CH3COO)2Pb溶液的试管 8连接上，继续推拉注射器1活塞101，同样我们可以观察到颜色改变或沉淀析出，根据现象分析推理烟气的成分。
实施本发明，当完成上述实验后的锥形瓶12内盛有的蒸馏水会发现由无色变为橙黄色了，这是由于充分吸收了香烟烟气里的焦油、联苯胺等有机物所致。我们取出部分溶液各约2-3mL分装3支试管，在第一支试管中滴加1mL 苯，充分振荡，静置，可观察到液体分层，上层的苯溶液显橙黄色；在第二支试管中加入新制备的Cu(OH)2悬浊液，加热煮沸，可观察到有砖红色沉淀产生；在第三支试管中加入新制银氨溶液，静置水浴加热，有银镜现象产生或黑色单质银析出。
实施本发明，试剂酸性KMnO4溶液、酸性K2Cr2O7溶液、溴水、碘水、银氨溶液、(CH3COO)2Pb溶液和苯有不同程度的腐蚀性或毒性，实验时不小心沾到衣物或手上，要立即清洗，因为浓度较稀，一般不严重，可能手上会出现褐色或黑色斑点，不用紧张，数日可褪去。
实施本发明，所用鸡血为防止实验前凝固，可在鸡血里加入几滴抗凝剂(10％的草酸钾溶液和3.8％的柠檬酸钠溶液)。
实施本发明，改变试剂的成分可拓展近二十个实验，对于制作材料的替换和试剂选择的改变均在本专利的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种探究吸烟有害健康的实验装置，由注射器(1)、乳胶管(2)、具支试管(3)、单向阀(4)、导管(5)、铁架台(6)、铁夹(7)、试管(8)、香烟(9)、烟嘴(10)、橡胶塞(11)、锥形瓶(12)构成，其特征在于：所述具支试管(3)的支管口与注射器(1)乳胶管(2)相连，具支试管(3)管口橡胶塞(11)插入单向阀(4)和导管(5)，试管(8)口有带导管(5)的双孔橡胶塞(11)，具支试管(3)和试管(8)分别固定在铁架台(6)上并用铁夹(7)夹紧，锥形瓶(12)上的双孔橡胶塞(11)，一孔接烟嘴(10)，另一孔连导管(5)，最后把各导管(5)接口用乳胶管(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种探究吸烟有害健康的实验装置，其特征在于：所述单向阀(4)由玻璃管(41)插入切缝乳胶管(42)，切缝乳胶管(42)的另一端用木栓(43)插入封闭。
3.根据权利要求1所述的一种探究吸烟有害健康的实验装置，其特征在于：所述注射器(1)上最大体积刻度线处设有活塞挡(102)卡头，防止活塞101被抽离注射器(1)。
4.根据权利要求1所述的一种探究吸烟有害健康的实验装置，其特征在于：所述试管(8)里可盛放酸性KMnO4溶液、鸡血、酸性K2Cr2O7溶液、溴水、碘水、碘的淀粉溶液、新制备的Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液、(CH3COO)2Pb溶液来进行探究实验，但不限于这些试剂。
5.根据权利要求3所述的一种探究吸烟有害健康的实验装置，其特征在于：所述试管(8)里盛放的鸡血为防止实验前凝固，需要在鸡血里加入几滴由10％的草酸钾溶液和3.8％的柠檬酸钠溶液配制的抗凝剂。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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