排空氣法也是收集氣體的一種方法 排空氣法是用于不與空氣中成分反應(yīng)的氣體、密度與空氣比較懸殊的氣體(如H2、CO2)向上排空氣法用于氣體密度比空氣大?向下排空氣法用于氣體密度比空氣小 注意的是,需要將出氣管或進(jìn)氣管插于瓶?jī)?nèi)底部,排空氣法不適合于有毒有害氣體。(如二氧化硫)下面的圖片也很重要?向上排空氣法(相對(duì)分子質(zhì)量大于空氣的,即>29)可以制氧氣?二氧化碳?向下排空氣法(相對(duì)分子質(zhì)量小于空氣,即<

中文名

排空氣法

外文名

Air discharge method

拼音

pai kong qi fa

定義

收集氣體的一種方法

出處

化學(xué)

類(lèi)型

化學(xué)術(shù)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)器材

集氣瓶,雙孔膠塞,導(dǎo)管等

用途

可以制氧氣、制氫氣

摘要

本文通過(guò)對(duì)一次性注射器的簡(jiǎn)單加工,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)的對(duì)比,選擇合適的指示劑,使得用排空氣法收集有害氣體時(shí)不容易泄漏,裝置微型化,符合綠色化學(xué)的新理念。

關(guān)鍵詞

排空氣法;注射器;指示劑

中學(xué)化學(xué)教材重點(diǎn)介紹的14種常見(jiàn)氣體中有7種有害氣體(SO2、NO2等 注:co2不是有害氣體)只能用排空氣法進(jìn)行收集,而傳統(tǒng)的排空氣法是敞口的,容易造成泄漏。雖然這類(lèi)實(shí)驗(yàn)都要求在通風(fēng)櫥里進(jìn)行,但很多偏遠(yuǎn)地區(qū)的中學(xué)往往無(wú)專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室,對(duì)當(dāng)?shù)刂袑W(xué)教師在此類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中造成了極大的不便。為此,我們利用人們熟悉的醫(yī)用注射器對(duì)排空氣法的收集裝置進(jìn)行改進(jìn)。注射器具有密封性好,有上下可移動(dòng)的活塞,能經(jīng)受較高的溫度,耐腐蝕等優(yōu)特點(diǎn)。我們利用這些特性,將注射器運(yùn)用到排空氣法收集氣體的裝置上,有效地防止了有害氣體的泄漏,減少了大氣污染。

裝置設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)器材

集氣瓶,雙孔膠塞(與集氣瓶配套),導(dǎo)管,一次性注射器

裝置的制作

用燒紅的鐵釘在注射器的上方鉆一小孔,用銼刀將小孔的周邊銼平,使注射器的活塞上下移動(dòng)不受影響。如圖1把整個(gè)裝置安裝好。

操作原理

本裝置適用于一切排空氣法收集氣體的實(shí)驗(yàn)(向下排空氣法將圖1倒過(guò)來(lái)使用即可)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前,必須根據(jù)氣體的性質(zhì)找到合適的指示劑,可以是濕潤(rùn)的試紙或者沾某種指示溶液的棉花團(tuán)(棉花團(tuán)必須盡量擰干),將指示劑置于圖1所示的位置,有時(shí)氣體自身的顏色也可以作為一種指示劑。實(shí)驗(yàn)時(shí),待收集的氣體通過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶中,空氣會(huì)通過(guò)短導(dǎo)管進(jìn)入注射器,指示劑不變色,之后從注射器上的排氣孔排出。當(dāng)待收集的氣體充滿整個(gè)集氣瓶而進(jìn)入注射器時(shí),指示劑會(huì)變色,這時(shí)只要把注射器的活塞向下移到小孔以下,整個(gè)裝置便變?yōu)槊芊庋b置,防止了氣體的泄漏。

具體運(yùn)用

針對(duì)在中學(xué)化學(xué)教材中重點(diǎn)介紹的14種常見(jiàn)氣體中有7種有害氣體必須通過(guò)排空氣法進(jìn)行收集,我們利用該裝置對(duì)這7種氣體進(jìn)行了收集并根據(jù)每種氣體的性質(zhì)采用不同的指示劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比,分別找出適合這7種氣體的指示劑。

P.S:在做實(shí)驗(yàn)室要注意有害氣體的尾氣處理,一半有尾氣點(diǎn)燃,通入Ca(OH)2等,HCL(氯化氫)可通入水中得到鹽酸,鹽酸可在利用。

指示劑種類(lèi)

7種實(shí)驗(yàn)氣體

向上排空氣法:CO2、SO2、NO2 、HCl、H2S 、Cl2;

向下排空氣法:NH3

指示劑種類(lèi)

試紙類(lèi):藍(lán)色石蕊試紙,紅色石蕊試紙,KI淀粉試紙;

棉花團(tuán)類(lèi):品紅溶液,CuSO4溶液,高錳酸鉀溶液,酚酞溶液;

氣體顏色類(lèi)

結(jié)果及分析

二氧化碳CO2

常用檢驗(yàn)二氧化碳的方法:能使燃著的木條熄滅或能使澄清石灰水變渾濁。但這兩種方法的本文的裝置中用不上。所以實(shí)驗(yàn)時(shí),我們根據(jù)CO2的酸性選用藍(lán)色石蕊試紙做指示劑。藍(lán)色石蕊試紙由藍(lán)變紅現(xiàn)象很明顯,可以作為CO2收集的指示劑。

硫化氫H2S

常用檢驗(yàn)硫化氫的方法比較多,實(shí)驗(yàn)時(shí),我們只選用了CuSO4溶液,高錳酸鉀溶液,藍(lán)色石蕊試紙三種指示劑,所得結(jié)果如表1所示:

指示劑CuSO4溶液高錳酸鉀溶液藍(lán)色石蕊試紙
現(xiàn)象藍(lán)黑紫棕?zé)o藍(lán)紅
效果明顯不明顯明顯

表1

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:CuSO4溶液和藍(lán)色石蕊試紙均可作為H2S收集的指示劑,而高錳酸鉀由于顏色的很深,在褪色的時(shí)候有一個(gè)漸變的過(guò)程,不能很好的判斷,所以不能作為H2S收集指示劑。

二氧化硫SO2

實(shí)驗(yàn)時(shí),選用品紅溶液,藍(lán)色石蕊試紙兩種作指示劑,所得結(jié)果如表2所示:

指示劑品紅溶液藍(lán)色石蕊試紙
現(xiàn)象褪色藍(lán)紅
效果不明顯明顯

表2

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:由于品紅在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中褪色十分緩慢,不能在這里作為指示劑,只能選用藍(lán)色石蕊試紙。

氯氣Cl2

實(shí)驗(yàn)時(shí),選用氣體顏色,品紅,藍(lán)色石蕊試紙,KI淀粉試紙四種指示劑,所得結(jié)果如表3所示:

指示劑氣體顏色品紅溶液藍(lán)色石蕊試紙KI淀粉試紙
現(xiàn)象黃綠色褪色褪色淺藍(lán)深藍(lán)褪色
效果不明顯明顯明顯明顯

表3

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:雖然氯氣本身具有黃綠色,但在濃度很稀的時(shí)候不容易被察覺(jué),不能作為收集氯氣時(shí)的指示劑。而氯氣溶于水后可以使有色物質(zhì)褪色,而且褪色的效果很好,速度快,很明顯,顏色越深越容易看出。所以,本實(shí)驗(yàn)選用的其它三種指示劑均可作為收集氯氣時(shí)的指示劑。

二氧化氮NO2

實(shí)驗(yàn)時(shí),選用氣體顏色,藍(lán)色石蕊試紙兩種指示劑,

指示劑氣體顏色藍(lán)色石蕊試紙
現(xiàn)象紅棕色藍(lán)紅
效果明顯明顯

表4

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:二氧化氮是紅棕色的氣體,流入注射器時(shí)現(xiàn)象很明顯,同時(shí)也可以使藍(lán)色的石蕊試紙變紅,因此本實(shí)驗(yàn)所選用的兩種指示劑均可作為二氧化氮收集的指示劑。

氯化氫HCl

適合本裝置用來(lái)檢驗(yàn)氯化氫的指示劑并不多,實(shí)驗(yàn)時(shí)只選用了藍(lán)色石蕊試紙作為指示劑,由藍(lán)變紅的現(xiàn)象很明顯,可以作為實(shí)驗(yàn)時(shí)的指示劑。

氨氣

NH3

氨氣是一種堿性氣體,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)選用了紅色石蕊試紙,酚酞兩種指示劑,所得結(jié)果如表5所示:

指示劑紅色石蕊試紙酚酞
現(xiàn)象紅藍(lán)無(wú)藍(lán)
效果明顯明顯

表5

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:氨氣的溶解度很大,所以作用在此類(lèi)實(shí)驗(yàn)的指示劑上,效果十分明顯,以上提供的兩種均可作為實(shí)驗(yàn)收集時(shí)的指示劑。

結(jié)論

一次性注射器在生活中很容易找到,如果能夠巧妙的運(yùn)用,完全可以成為中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上理想的教具。本文就是通過(guò)對(duì)一次性注射器的簡(jiǎn)單加工,設(shè)計(jì)了一套適用于中學(xué)化學(xué)排空氣法收集氣體的裝置,而且利用該裝置對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中7種只能用排空氣法收集的有害氣體做了實(shí)驗(yàn)研究,分別為每種氣體找到了一種以上合適的指示劑。指示劑所選材料也是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的藥品,能夠?yàn)橹袑W(xué)教師提供一個(gè)很好的參考。本裝置取材容易,制作簡(jiǎn)單,操作也十分容易,只要找到合適的指示劑,便能對(duì)一切排空氣法收集的氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),有效地防止了有害氣體對(duì)大氣的污染,值得推廣。