正文 第18章 化學實驗方法的綜合運用技巧(1)(1 / 3)

中學常見氣體的微型快速製法

在中學化學實驗中,常規製取氣體的方法試劑的用量較大,製取的氣體約有57%是有毒的,因此,對環境造成了很大的汙染,較大的試劑用量對於較少的實驗經費來說也是一種無形的浪費。齊齊哈爾市第一中學校於秉彥老師製取常見氣體的方法克服了上述的弊端,並且具有操作簡便、快速製氣、現象明顯、安全可靠、節約經費、減少汙染等優點。

儀器的製作

(1)取一段銅質導線去掉塑料外皮,將其燒紅,在膠塞中間燙一孔。並在銅絲上塗一簿層凡士林,使銅絲能在膠塞中上、下滑動,再與各支管連接。

即可用於製NO、NO2等氣體,若將銅絲的下端連接一用細銅絲編成的一小網兜,把它們連接好,可用於製H2、CO2、H2S、O2、C2H2等氣體。

(2)用玻璃管自製一球形滴管,把它們連接,可用於製Cl2、NH3、HCl等氣體。

儀器的使用(1)製H2、CO2、H2S、O2、C2H2等氣體時,將塊狀固體反應物放入銅網兜中,並懸掛於銅絲末端;製氧氣時所用的塊狀MnO2為將粉末狀MnO2灑於乳白膠中製得。

(2)製C2H2所用的液體是將50%~60%的乙醇與水以2∶1的體積配製而成。電石用錫紙(煙盒的內包裝)包住,並在其底部紮兩個小孔即可。

(3)製Cl2時,若反應速度太慢可將氣體發生裝置浸入熱水之中。

實驗室製取收集有毒氣體的做法

氣體的製取和性質實驗,占整個中學化學實驗中的比重很大。大多數氣體物質(如Cl2、HCl、HBr、HI、H2S、HF、SO2、NO、NO2、NH3、CO等等)都是有毒、有害、有腐蝕性的氣體(以下稱“有毒氣體”),無論是演示實驗,學生實驗都會接觸到。如果實驗室通風不良,會對人體危害很大。尤其是一些難以控製反應速度的實驗,有毒氣體逸出的更多。如氯氣的性質實驗,教師先要製取幾瓶甚至十幾瓶氯氣(以一個人教三個班計算),就會感到口幹舌燥,頭昏目眩,接著又要在課堂上演示氯氣的性質,這樣年齡較大,體質較弱的教師難以堅持下去。

查近年來的教材、教參,很少有詳細介紹在實驗中減少有毒氣體擴散、防止環境汙染的具體措施,隻有“在通風櫥中進行”的提法。如果通風條件較差,怎麼辦呢?湖南祁陽二中生化教研組廖石山通過幾年的教學實踐,采取了一些有效的措施,實驗中大幅度減少了有毒氣體的逸出。具體做法是:除能用像啟普發生器一類易於控製反應速度的裝置製取的氣體外,其餘的有毒氣體都采取集氣裝置與吸收裝置配套的方法製取、收集。

說明:

(1)收集氣體的三種裝置選擇:根據氣體的溶解性和密度選擇合適的裝置(盡可能采用排水法或排某種物質的飽和溶液法,減少氣體逸出)。

(2)吸收氣體的三種裝置選擇:

①如果有毒氣體不易溶於水,如Cl2、H2S、SO2、NO、NO2等,可采用裝置;②如果有毒氣體易溶於水,如HCl、HBr、HI、NH3等,可采用裝置;③如果有毒氣體用一般吸收劑難以吸收,而能在空氣中燃燒,如CO,可采用裝置(在尖嘴口點火即可)。

(3)吸收液的選擇:

①酸性氣體或能與酸反應的氣體,用強酸作吸收液;②極易溶於水的氣體,可直接用水作吸收液。

(4)圖2中霍曼夾可用玻璃活塞開關代替。

操作步驟:

(1)連接儀器,檢驗裝置的氣密性,在吸收裝置中注入吸收液,開始製取氣體;(2)關閉霍夫曼夾2,打開霍夫曼夾1,開始收集氣體,待氣體收滿後,關閉夾1,打開夾2,取出、蓋嚴集氣瓶;再關閉夾2,打開夾1,依次反複進行,可收集多瓶氣體。

優點:

在連續收集多瓶有毒氣體或邊製氣邊做性質實驗時,大大減少了有毒氣體的逸出,能達到減少環境汙染、保障身體健康之目的。

可燃性氣體的安全點火法

在進行H2、CO、CH4等可燃性氣體的燃燒實驗時,通常必須先檢驗氣體的純度,認可後方能直接在氣體發生器的導管口點火,即使這樣,師生仍耽心因回火而發生爆炸。

連雲港師範學校孫德成老師介紹了一種裝置簡單,操作方便又安全的可燃性氣體的點火法。

其裝置及操作如圖5:隻需估計漏鬥內空氣排盡後,即可在尖嘴導管口點火。

自製冷凝管和虹吸冷凝法

蒸餾,是分離和提純混和物的一種重要方法。鑒於大多數中學的教室內無自來水設備和缺乏實驗器材(如冷凝管),教師在進行“蒸餾”教學時,隻靠講述,無法進行實際操作,直接影響到學生學習的效果。為加強直觀教學,彌補條件不足,江蘇銅山侯集高中朱廣民老師介紹做法如下:

實驗原理利用虹吸原理形成冷卻水。

實驗用品(1)一根直徑約3厘米長約20厘米的玻璃管。(2)兩個雙孔塞。(3)一根約30厘米長的導氣管和兩個小的直角導氣管。(4)一根約100厘米長和一根約15厘米長的橡膠。