空气，这个我们每天呼吸的存在，似乎平凡无奇，但它却是维持我们生命不可或缺的要素，在众多气体中，氧气（O₂）是最为关键的一个，它占据了大约21%的体积比，如何准确测定空气中的氧气含量，一直是科学界关注的问题，就让我们一起探索这一有趣的实验,看看科学家们是如何揭示空气中氧气的秘密的。

实验目的

本实验的主要目的是通过化学方法测定空气中氧气的含量，了解氧气在空气中的占比,并进一步理解其在地球生态系统中的重要性。

所需材料和设备

• 集气瓶或广口瓶
• 水
• 红磷
• 橡胶塞或玻璃片
• 燃烧匙
• 天平
• 量筒
• 火柴或打火机

实验原理

氧气是助燃剂，能与许多物质发生反应，红磷是一种非常稳定的可燃物，它在常温下几乎不与其他物质反应，但在点燃后可以与氧气反应生成五氧化二磷（P₂O₅），根据这一特性，可以通过燃烧红磷来消耗掉密闭容器中的氧气,从而测定氧气的含量。

实验步骤

1. 准备实验器材：将集气瓶清洗干净，确保其内部干燥无杂质，向集气瓶中加入适量的水,使其约占瓶子容积的一半。

2. 点燃红磷：取适量红磷放入燃烧匙中，点燃后迅速放入盛有水的集气瓶中，并用橡胶塞或玻璃片密封瓶口，观察红磷在水下的燃烧情况，直到红磷完全熄灭,集气瓶内的空气被封闭在瓶中。

   

3. 冷却与测量：待集气瓶冷却至室温后，打开瓶盖，用天平称量剩余的红磷质量，由于红磷在燃烧过程中与氧气反应生成了五氧化二磷,因此可以通过比较反应前后的质量差来计算氧气的含量。

4. 计算氧气含量：使用公式计算氧气的体积分数，假设初始时集气瓶内的空气总体积为V，则氧气的体积分数约为（V - 剩余红磷体积）/ V × 100%。

注意事项

• 确保实验过程中集气瓶密封良好,避免外界空气进入影响实验结果。
• 操作时要小心火焰,避免烫伤。
• 实验结束后，应妥善处理废弃物，尤其是五氧化二磷，它是一种有毒物质,需要安全处置。

实验结果分析

通过上述实验步骤，我们可以得出空气中氧气的大致含量，理论上，如果实验条件控制得当，氧气的含量应该接近21%，实际操作中可能会受到多种因素的影响，如红磷的纯度、集气瓶的密封性等，这些都可能导致实验结果的偏差，为了提高实验的准确性,需要多次重复实验并取平均值。

测定空气中氧气含量的实验不仅帮助我们了解了氧气在自然界中的重要性，还加深了我们对化学反应的理解，通过这种简单的实验方法，我们可以直观地看到氧气的存在及其作用，这对于学习化学和生物学等领域都具有重要意义，这项实验也提醒我们，保护环境、维护空气质量是我们每个人的责任，毕竟,清新的空气是我们共同的财富。