高中化学排空气法密封装置的设计

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 排空气法密封装置的设计与研究

关键词：排空气法；注射器；指示剂

 

中学化学教材重点介绍的14种常见气体中有7种有害气体（CO₂、SO₂、NO₂等）只能用排空气法进行收集，而传统的排空气法是敞口的，容易造成泄漏。虽然这类实验都要求在通风橱里进行，但很多偏远地区的中学往往无专门的实验室，对当地中学教师在此类实验教学中造成了极大的不便。为此，我们利用人们熟悉的医用注射器对排空气法的收集装置进行改进。注射器具有密封性好，有上下可移动的活塞，能经受较高的温度^[1]，耐腐蚀等优特点。我们利用这些特性，将注射器运用到排空气法收集气体的装置上，有效地防止了有害气体的泄漏，减少了大气污染。

1．

 

 装置的设计

 1.1   

实验器材

集气瓶，双孔胶塞（与集气瓶配套），导管，一次性注射器

1.2 装的制作

用烧红的铁钉在注射器的上方钻一小孔，用锉刀将小孔的周边锉平，使注射器的活塞上下移动不受影响。如图1把整个装置安装好。

1.3   的操作原理

本装置适用于一切排空气法收集气体的实验（向下排空气法将图1倒过来使用即可）。实验开始前，必须根据气体的性质找到合适的指示剂，可以是湿润的试纸或者沾某种指示溶液的棉花团（棉花团必须尽量拧干），将指示剂置于图1所示的位置，有时气体自身的颜色也可以作为一种指示剂。实验时，待收集的气体通过长导管进入集气瓶中，空气会通过短导管进入注射器，指示剂不变色，之后从注射器上的排气孔排出。当待收集的气体充满整个集气瓶而进入注射器时，指示剂会变色，这时只要把注射器的活塞向下移到小孔以下，整个装置便变为密封装置，防止了气体的泄漏。

 

2. 装置在中学化学实验中的具体运用

针对在中学化学教材中重点介绍的14种常见气体中有7种有害气体必须通过排空气法进行收集，我们利用该装置对这7种气体进行了收集并根据每种气体的性质采用不同的指示剂进行实验对比，分别找出适合这7种气体的指示剂。

 

2.1 实验气体及选用的指示剂种类

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2.1.1 7种实验气体：

向上排空气法：CO₂、SO₂、NO₂ 、HCl、H₂S 、Cl₂；

向下排空气法：NH₃

 

2..1.2 指示剂种类

试纸类：蓝色石蕊试纸，红色石蕊试纸，KI淀粉试纸；

棉花团类：品红溶液，CuSO₄溶液，高锰酸钾溶液，酚酞溶液；

气体颜色类

 

2.2 气体实验结果及分析

 

2.2.1 二氧化碳CO₂

常用检验二氧化碳的方法：能使燃着的木条熄灭或能使澄清石灰水变浑浊。但这两种方法的本文的装置中用不上。所以实验时，我们根据CO₂的酸性选用蓝色石蕊试纸做指示剂。蓝色石蕊试纸又蓝变红现象很明显，可以作为CO₂收集的指示剂。

 

2.2.2 硫化氢H₂S

常用检验硫化氢的方法比较多，实验时，我们只选用了CuSO₄溶液，高锰酸钾溶液，蓝色石蕊试纸三种指示剂，所得结果如表1所示：

指示剂