裝置的氣密性檢查.doc

裝置的氣密性檢查氣體制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，裝置的氣密性對(duì)實(shí)驗(yàn)成功至關(guān)重要，而學(xué)生對(duì)新情境下改進(jìn)裝置的氣密性檢查往往因循守舊，不會(huì)聯(lián)想、遷移，難以作答，本文就這方面的知識(shí)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(yíng)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(guò)關(guān)閉分液漏斗活塞、夾緊止水夾或者水封等方法密封起來(lái)，將待檢裝置處理成一個(gè)密閉體系，使裝置只剩一個(gè)氣體出口。 （）改變壓強(qiáng)。對(duì)容器加熱（如手捂容器、用酒精燈加熱、熱毛巾捂熱等），容器內(nèi)氣體受熱膨脹，壓強(qiáng)變大；向密閉容器內(nèi)注水，水占據(jù)一定空間使容器內(nèi)氣體體積減小而壓強(qiáng)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(guò)對(duì)液封的液面變化來(lái)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(jié)論。根據(jù)觀察到的現(xiàn)象，得出氣密性是否良好的結(jié)論。 如果裝置漏氣，須進(jìn)行深入檢查找出原因，進(jìn)行調(diào)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(nèi)涂抹凡士林，轉(zhuǎn)動(dòng)后使之吻合；若為橡膠塞，用手重新擰緊橡膠塞，然后再進(jìn)行重復(fù)檢查，直至不漏氣。 2.遵循原則 無(wú)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(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，有些實(shí)驗(yàn)題在給出的裝置圖中標(biāo)有藥品，但在氣密性檢查時(shí)通常應(yīng)是無(wú)藥品的。 若是簡(jiǎn)單操作（如關(guān)閉活塞等）不能形成密閉系統(tǒng)，可向裝置內(nèi)加水來(lái)封閉漏斗或?qū)Ч芟驴?，然后繼續(xù)向裝置中加水，使裝置內(nèi)的空氣體積減小而壓強(qiáng)增大，形成液面差并較長(zhǎng)時(shí)間不下降，說(shuō)明裝置氣密性良好。 多功能連動(dòng)裝置中若有多個(gè)出口與大氣相通，既可用夾子或活塞進(jìn)行分隔后分段檢查，也可適當(dāng)封閉，開(kāi)啟導(dǎo)氣管上的活塞（止水夾）使之構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部通暢的密閉體系，只留一個(gè)出口用微熱法進(jìn)行整體檢查。 組合裝置整體檢驗(yàn)時(shí)，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(jiǎn)答敘述氣密性檢查題時(shí)，要步驟完整細(xì)節(jié)嚴(yán)密，一般按先封閉，再變壓，看現(xiàn)象，得結(jié)論的程序作答。其他諸如將導(dǎo)管末端浸入水中，加水至將長(zhǎng)頸漏斗下口浸沒(méi)，關(guān)閉分液漏斗活塞，關(guān)閉或者開(kāi)啟某些氣體通道的活塞或彈簧夾等操作，要根據(jù)情況實(shí)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(gè)出口，并將該出口用導(dǎo)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(nèi)的氣體膨脹，若沒(méi)入水中導(dǎo)氣管口冒出氣泡；停止加熱恢復(fù)至室溫，若水進(jìn)入導(dǎo)氣管內(nèi)且上升形成一段水柱(高于水面），產(chǎn)生上述兩種現(xiàn)象說(shuō)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(shí)驗(yàn)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(nèi)外液面產(chǎn)生高度差，靜置片刻，通過(guò)觀察液面的高度差是否變化來(lái)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(guò)推、拉注射器的活塞，向密閉裝置內(nèi)充氣或抽走裝置內(nèi)的部分氣體，使整個(gè)裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)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(yàn)，特殊裝置還需要特定的方法，要結(jié)合裝置的具體情況作具體分析。 三、 分類(lèi)解析 1.不能直接簡(jiǎn)單封閉的裝置 例1.請(qǐng)簡(jiǎn)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(yīng)用，圖示裝置的某些儀器與大氣相通，難以直接簡(jiǎn)單封閉，也無(wú)法采用微熱的方法進(jìn)行氣密性檢查，通常用液差法檢驗(yàn)。 圖1：關(guān)閉導(dǎo)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(hào)，靜置幾分鐘，水位下降說(shuō)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(zhǎng)頸漏斗中向試管內(nèi)加水,至長(zhǎng)頸漏斗中管內(nèi)液面高于管外液面，停止加水，靜置數(shù)分鐘,液柱不下降，說(shuō)明裝置的氣密性良好，否則有漏氣現(xiàn)象。 圖3：關(guān)閉導(dǎo)氣管活塞，從U形管的左側(cè)注入水，待U形管兩側(cè)出現(xiàn)較大的高度差為止，靜置幾分鐘，兩側(cè)高度差縮小說(shuō)明漏氣，不縮小則不漏氣。 圖4：關(guān)閉導(dǎo)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(nèi)液體面低于燒杯中水的液面，且過(guò)一段時(shí)間后干燥管內(nèi)液面保持不變，證明裝置氣密性完好。 圖5：裝置不能引出導(dǎo)管用微熱法檢查，但乙管中可注入液體，能上下移動(dòng)調(diào)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(dòng)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(guān)閉裝置中的彈簧夾后,開(kāi)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(shuō)明該裝置是否漏氣?如果不能,請(qǐng)簡(jiǎn)述檢查該裝置氣密性的方法。 分析:不能說(shuō)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(qiáng)相同,無(wú)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(shí)要著重理解橡皮管的連通作用。 關(guān)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(kāi)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(kāi)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(kāi)啟分液漏斗活塞，若水不能滴入燒瓶，則說(shuō)明裝置不漏氣。 3.有注射器類(lèi)的反應(yīng)器 例3.圖7所示裝置一般用來(lái)粗略測(cè)定空氣中有害氣體含量，請(qǐng)簡(jiǎn)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(guān)鍵在于理解單向閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：當(dāng)注射器活塞向外拉動(dòng)則向外抽氣，此時(shí)左閥開(kāi)通，右閥關(guān)閉，空氣經(jīng)由試管進(jìn)入反應(yīng)器及注射器中；若將注射器活塞向里推動(dòng)時(shí)，左閥關(guān)閉，右閥開(kāi)通，此時(shí)注射器中的氣體排入空氣中，對(duì)單向閥左側(cè)的反應(yīng)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(nèi)先加水浸沒(méi)導(dǎo)管下端管口，再將注射器活塞輕輕向外拉動(dòng)，使試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，空氣沿玻璃管進(jìn)入試管中，浸沒(méi)在水中的玻璃導(dǎo)管口有氣泡冒出，即說(shuō)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(nèi)先加水封閉導(dǎo)管下口，再將注射器活塞往里推，使試管內(nèi)氣體加壓，導(dǎo)管內(nèi)液面上升就說(shuō)明裝置器密性好。 （責(zé)任編輯付一靜） 硫酸制氣實(shí)驗(yàn)室常用硫酸跟一些物質(zhì)反應(yīng)來(lái)制取某些氣體，在制取這些氣體的反應(yīng)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(shí)驗(yàn)室制取HCl、HF和HNO3要用濃硫酸，反應(yīng)方程式為：微熱 NaClH2SO4（濃）NaHSO4HCl強(qiáng)熱 2NaClH2SO4（濃）Na2SO42HClCaF2H2SO4（濃）CaSO42HFNaNO3H2SO4（濃）NaHSO4HNO3上述反應(yīng)是利用濃硫酸的酸性和高沸點(diǎn)這一性質(zhì)，這是用一種沒(méi)有揮發(fā)性的酸來(lái)制取一種揮發(fā)性酸的反應(yīng)。2 制取SO2實(shí)驗(yàn)室如果用銅和硫酸反應(yīng)來(lái)制取SO2，則必須用濃硫酸，其反應(yīng)方程式為：Cu2H2SO4（濃）CuSO4+SO2+2H2O這一反應(yīng)是利用濃硫酸的酸性和強(qiáng)氧化性。3制取CO和C2H4實(shí)驗(yàn)室制取CO和C2H4(乙烯)要用濃硫酸，其反應(yīng)方程式為：濃H2SO4HCOOH H2O CO濃H2SO4170C2H50H H2O+C2H4上述反應(yīng)是利用濃硫酸的脫水性，在后一反應(yīng)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(qiáng)氧化性，它與鋅反應(yīng)得不到H2，其反應(yīng)方程式為：Zn+2H2SO4(濃)ZnSO4+SO2+H2O因此，實(shí)驗(yàn)室要用稀硫酸（或稀鹽酸）與鋅反應(yīng)來(lái)制取H2，其反應(yīng)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(shí)驗(yàn)室制取H2S氣體也不能用濃硫酸，也因?yàn)闈饬蛩峋哂袕?qiáng)氧化性，它與FeS反應(yīng)得不到H2S氣體，其反應(yīng)方程式為：2FeS+6H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3+3SO2+2S+6H2O因此，實(shí)驗(yàn)室要用稀硫酸（或）稀鹽酸與FeS反應(yīng)來(lái)制取H2S氣體，其反應(yīng)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(shí)驗(yàn)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(yīng)：CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2反應(yīng)生成的CaSO4是微溶性 物質(zhì)，濃度大時(shí)就會(huì)產(chǎn)生沉淀覆蓋在石灰石的表面上而使反應(yīng)停止，實(shí)驗(yàn)室要用鹽酸與石灰石反應(yīng)來(lái)制取CO2其反應(yīng)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(shí)驗(yàn)室如果用NaBr和NaI分別與酸作用來(lái)制取HBr和HI，但不能用濃硫酸因?yàn)闈饬蛩嵊袕?qiáng)氧化性，它與NaBr或N