裝置的氣密性檢查.doc

裝置的氣密性檢查氣體制備和性質實驗中，裝置的氣密性對實驗成功至關重要，而學生對新情境下改進裝置的氣密性檢查往往因循守舊，不會聯(lián)想、遷移，難以作答，本文就這方面的知識規(guī)律作一分析歸納。 一、 氣密性檢查的步驟和原則 1.檢查步驟 （1）連接裝置，營造密閉系統(tǒng)。分析裝置的具體情況，觀察氣體出口數(shù)目，將裝置中與外界相通的儀器，通過關閉分液漏斗活塞、夾緊止水夾或者水封等方法密封起來，將待檢裝置處理成一個密閉體系，使裝置只剩一個氣體出口。 （）改變壓強。對容器加熱（如手捂容器、用酒精燈加熱、熱毛巾捂熱等），容器內氣體受熱膨脹，壓強變大；向密閉容器內注水，水占據(jù)一定空間使容器內氣體體積減小而壓強增大；抽氣（減壓）或鼓氣（增壓）等。 （3）觀察、敘述變壓后的現(xiàn)象。通過對液封的液面變化來觀察判斷氣密性的優(yōu)劣，有氣泡產(chǎn)生、能形成水柱產(chǎn)生液面差，靜置液面差保持不變等，證明裝置不漏氣。 （4）得出結論。根據(jù)觀察到的現(xiàn)象，得出氣密性是否良好的結論。 如果裝置漏氣，須進行深入檢查找出原因，進行調整、修理或更換，具體可向各儀器的接口處涂抹肥皂水(或液體洗滌劑），有氣泡冒出則證明漏氣；若為玻璃接口，可取下玻璃接口向內涂抹凡士林，轉動后使之吻合；若為橡膠塞，用手重新擰緊橡膠塞，然后再進行重復檢查，直至不漏氣。 2.遵循原則 無論采用那種裝置制取氣體，在成套裝置組裝完畢裝入藥品之前，必須檢查裝置的氣密性，以確保實驗的順利進行，有些實驗題在給出的裝置圖中標有藥品，但在氣密性檢查時通常應是無藥品的。 若是簡單操作（如關閉活塞等）不能形成密閉系統(tǒng)，可向裝置內加水來封閉漏斗或導管下口，然后繼續(xù)向裝置中加水，使裝置內的空氣體積減小而壓強增大，形成液面差并較長時間不下降，說明裝置氣密性良好。 多功能連動裝置中若有多個出口與大氣相通，既可用夾子或活塞進行分隔后分段檢查，也可適當封閉，開啟導氣管上的活塞（止水夾）使之構成一個內部通暢的密閉體系，只留一個出口用微熱法進行整體檢查。 組合裝置整體檢驗時，一般采用酒精燈微熱或熱毛巾捂熱可加熱的儀器，不宜用手掌捂熱，因手掌的熱量有限，使氣體膨脹的效果差，現(xiàn)象不夠明顯。 簡答敘述氣密性檢查題時，要步驟完整細節(jié)嚴密，一般按先封閉，再變壓，看現(xiàn)象，得結論的程序作答。其他諸如將導管末端浸入水中，加水至將長頸漏斗下口浸沒，關閉分液漏斗活塞，關閉或者開啟某些氣體通道的活塞或彈簧夾等操作，要根據(jù)情況實施。 二、 氣密性檢查的基本方法 1.微熱法 先封閉裝置的其他出口只留下1個出口，并將該出口用導管連接浸入水中，然后微熱（手捂熱、熱毛巾捂熱、酒精燈微熱等）裝置中的某一儀器，使裝置內的氣體膨脹，若沒入水中導氣管口冒出氣泡；停止加熱恢復至室溫，若水進入導氣管內且上升形成一段水柱(高于水面），產(chǎn)生上述兩種現(xiàn)象說明裝置氣密性良好。 2.液差法（注水法） 通常用于有加液儀器（漏斗、量氣管等）的實驗裝置氣密性檢查。封住裝置的其他出口，然后向裝置中注入一定量的水后，形成封閉體系，水面停留在某一位置，使裝置內外液面產(chǎn)生高度差，靜置片刻，通過觀察液面的高度差是否變化來確定裝置的氣密性是否完好。 3.抽氣、充氣法 適用于有注射器的裝置氣密性檢查，通過推、拉注射器的活塞，向密閉裝置內充氣或抽走裝置內的部分氣體，使整個裝置內氣體壓強改變，產(chǎn)生氣泡或液面差。 微熱法和液差法可檢查一些基本裝置的氣密性，某些裝置還可用不同方法檢驗，特殊裝置還需要特定的方法，要結合裝置的具體情況作具體分析。 三、 分類解析 1.不能直接簡單封閉的裝置 例1.請簡述圖1圖5裝置氣密性檢查的方法。 解析：圖1圖4屬于啟普發(fā)生器原理及其遷移應用，圖示裝置的某些儀器與大氣相通，難以直接簡單封閉，也無法采用微熱的方法進行氣密性檢查，通常用液差法檢驗。 圖1：關閉導氣管活塞，從球形漏斗上口注入水至封住球形漏斗下端管口后，繼續(xù)加入適量水到球形漏斗球體高度約1/2處，做好水位記號，靜置幾分鐘，水位下降說明漏氣，不下降則不漏氣。 圖2：塞緊橡皮塞，夾緊彈簧夾后，從長頸漏斗中向試管內加水,至長頸漏斗中管內液面高于管外液面，停止加水，靜置數(shù)分鐘,液柱不下降，說明裝置的氣密性良好，否則有漏氣現(xiàn)象。 圖3：關閉導氣管活塞，從U形管的左側注入水，待U形管兩側出現(xiàn)較大的高度差為止，靜置幾分鐘，兩側高度差縮小說明漏氣，不縮小則不漏氣。 圖4：關閉導氣管活塞，將干燥管下端深度浸入盛水的燒杯中，若干燥管內液體面低于燒杯中水的液面，且過一段時間后干燥管內液面保持不變，證明裝置氣密性完好。 圖5：裝置不能引出導管用微熱法檢查，但乙管中可注入液體，能上下移動調節(jié)液面高低?？捎靡翰罘z查其氣密性。 連接好儀器，固定A、甲、乙三管，在乙管中注入適量水，將A、甲管用橡皮塞塞緊，上（下）移動乙管至某一位置固定，使乙管液面高于（或低于）甲管液面，靜置片刻，若乙管液面不下降，證明裝置不漏氣。 2.分液漏斗與容器相通的氣體發(fā)生裝置 例2.如圖6所示,關閉裝置中的彈簧夾后,開啟分液漏斗的活塞,水不斷往下滴,直至全部流入燒瓶,能否說明該裝置是否漏氣?如果不能,請簡述檢查該裝置氣密性的方法。 分析:不能說明裝置是否漏氣。由于分液漏斗和燒瓶間用橡皮管相連,使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強相同,無論裝置是否漏氣,都不影響分液漏斗中的水在重力作用下滴入燒瓶，檢查氣密性時要著重理解橡皮管的連通作用。 關閉止水夾A和分液漏斗活塞B，用止水夾夾緊橡皮管，向分液漏斗中注入適量水，打開分液漏斗的活塞和上口橡膠塞，觀察水能否連續(xù)滴入燒瓶中，然后打開A處止水夾，用止水夾夾緊橡皮管，向分液漏斗中加水，再塞緊分液漏斗上口的橡膠塞，開啟分液漏斗活塞，若水不能滴入燒瓶，則說明裝置不漏氣。 3.有注射器類的反應器 例3.圖7所示裝置一般用來粗略測定空氣中有害氣體含量，請簡述檢查該裝置氣密性的方法。 解析：該裝置連有注射器，可考慮用抽氣、充氣法檢查其氣密性。關鍵在于理解單向閥的結構特點：當注射器活塞向外拉動則向外抽氣，此時左閥開通，右閥關閉，空氣經(jīng)由試管進入反應器及注射器中；若將注射器活塞向里推動時，左閥關閉，右閥開通，此時注射器中的氣體排入空氣中，對單向閥左側的反應器不產(chǎn)生影響。明白了以上原理后，則不難確定該裝置氣密性檢查的方法：向左邊的試管內先加水浸沒導管下端管口，再將注射器活塞輕輕向外拉動，使試管內氣體壓強減小，空氣沿玻璃管進入試管中，浸沒在水中的玻璃導管口有氣泡冒出，即說明裝置的氣密性良好。 如果注射器不連有單向閥，還可用另一種方法檢查，向左邊的試管內先加水封閉導管下口，再將注射器活塞往里推，使試管內氣體加壓，導管內液面上升就說明裝置器密性好。 （責任編輯付一靜） 硫酸制氣實驗室常用硫酸跟一些物質反應來制取某些氣體，在制取這些氣體的反應中，有的要用濃硫酸，有的則不能用濃硫酸，而要用稀硫酸或其它非氧化性酸。一 要用濃硫酸制取的氣體1 制取HCl、HF和HNO3：實驗室制取HCl、HF和HNO3要用濃硫酸，反應方程式為：微熱 NaClH2SO4（濃）NaHSO4HCl強熱 2NaClH2SO4（濃）Na2SO42HClCaF2H2SO4（濃）CaSO42HFNaNO3H2SO4（濃）NaHSO4HNO3上述反應是利用濃硫酸的酸性和高沸點這一性質，這是用一種沒有揮發(fā)性的酸來制取一種揮發(fā)性酸的反應。2 制取SO2實驗室如果用銅和硫酸反應來制取SO2，則必須用濃硫酸，其反應方程式為：Cu2H2SO4（濃）CuSO4+SO2+2H2O這一反應是利用濃硫酸的酸性和強氧化性。3制取CO和C2H4實驗室制取CO和C2H4(乙烯)要用濃硫酸，其反應方程式為：濃H2SO4HCOOH H2O CO濃H2SO4170C2H50H H2O+C2H4上述反應是利用濃硫酸的脫水性，在后一反應中，濃H2SO4兼起催化劑作用。二忌用濃硫酸制取的氣體1制取H2因濃硫酸有強氧化性，它與鋅反應得不到H2，其反應方程式為：Zn+2H2SO4(濃)ZnSO4+SO2+H2O因此，實驗室要用稀硫酸（或稀鹽酸）與鋅反應來制取H2，其反應方程式為：Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2或Zn+2HCl=ZnCl2+H2離子方程式為： Zn+2H+Zn2+H22制取H2S實驗室制取H2S氣體也不能用濃硫酸，也因為濃硫酸具有強氧化性，它與FeS反應得不到H2S氣體，其反應方程式為：2FeS+6H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3+3SO2+2S+6H2O因此，實驗室要用稀硫酸（或）稀鹽酸與FeS反應來制取H2S氣體，其反應方程式為：FeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S或FeS+2HCl=FeCl2+H2S離子方程式為：FeS+2H+=Fe2+H2S3.制取CO2實驗室制取CO2不能用濃硫酸，也不能用稀硫酸，因硫酸與石灰石能發(fā)生下列反應：CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2反應生成的CaSO4是微溶性 物質，濃度大時就會產(chǎn)生沉淀覆蓋在石灰石的表面上而使反應停止，實驗室要用鹽酸與石灰石反應來制取CO2其反應方程式為：CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O+CO2離子方程式為：CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2 4.制取HBr和HI實驗室如果用NaBr和NaI分別與酸作用來制取HBr和HI，但不能用濃硫酸因為濃硫酸有強氧化性，它與NaBr或N