改進一氣體發生器的改進設計
一、背景知識
啟普發生器是化學實驗室中最普通、最常用的一種氣體發生裝置，它是荷蘭的藥物商人啟普（P．J．Kipp，1808～1864年）在19世紀初設計發明的，後來人們為紀念他，將這種裝置命名為啟普發生器。
1．構造與使用範圍
它由球形漏鬥、容器和導氣管三部分組成。它適用於塊狀固體與液體試劑在常溫條件下（不用加熱）起反應製取難溶的氣體，如氫氣、二氧化碳、硫化氫等。但對於固體呈粉末狀或固體與液體相遇後溶解或反應時產生高溫者，如二氧化硫、二氧化氮等，都不適宜用此裝置製取。啟普發生器不能加熱。
2．規格與操作方法
啟普發生器以容量大小確定規格，目前中學化學實驗室中常見的有250mL、500mL、1000mL、2000mL等幾種。
（1）檢查氣密性的方法。開啟旋塞，向球形漏鬥中加水，當水充滿容器下部的半球體時關閉旋塞，繼續加水，使水上升到球形漏鬥中。靜置片刻，觀察水麵是否下降，如下降說明漏氣。
（2）藥品的的加入方法。固體藥品的加入：將儀器橫放，把固體藥品從容器上插導氣管的口中加入，然後放正儀器，再用裝導氣管的塞子塞好。加固體前應在容器的球體中加入一定量的玻璃棉或放入橡皮墊圈，以防固體掉入半球體中。加固體的量不得超過球體容積的1/3。液體試劑的加入：從球形漏鬥口直接注入，液體的量以反應時剛剛浸沒固體為宜。
（3）製取氣體操作方法。使用時，打開導氣管上的旋塞，球形漏鬥中的液體試劑進入容器的底部，再上升到中部與固體藥品反應，氣體的流速可用旋塞調節。如果不使用時，關閉旋塞，容器內繼續反應產生的氣體使容器內壓強增大，將液體壓回球形漏鬥，使液體和固體脫離接觸，反應停止。使用安全方便，裝配一次，可以連續做幾次實驗，並且隨用隨開，氣流可控。
二、設計思路
啟普發生器雖然有很多優點，但使用中過程中存在著如下不足：
1．浪費實驗經費
啟普發生器屬易損耗的玻璃儀器，在使用過程中，易破損，尤其是帶活塞的導管最容易損壞。啟普發生器上一共有四處需要塗抹凡士林的接口，學生在使用完該儀器後清洗時，稍一疏忽就會留下凡士林，若放置時間較長，器件之間就會粘連在一起，下次再用時很難打開。這些常遇現象都有可能造成整台啟普發生器的報廢。據調查，目前每台啟普發生器的市場價在60元左右，儀器的報廢也會給實驗經費帶來浪費。
2．浪費實驗藥品
由於啟普發生器的容量都較大，實驗藥品的用量相對也增加，一台中型號的啟普發生器，每次需注試劑量在400～500mL，而一個班若40名學生，每4名學生分一組，那10組一次就可做完一個內容的實驗，啟普發生器就發揮不了它重複用的優點，就會造成試劑的浪費。若留給下一個班再用，下一班的學生隻能用現成的，起不到培養學生自己動手裝配儀器的能力。這實際上既浪費試劑，又達不到培訓學生操作能力的效果。
3．裝配與拆卸不方便
一是給中間容器中裝入玻璃纖維時不能在球形漏鬥下頸鋪墊均勻，厚了占據空間，阻礙液體的流通；少了固體藥品下漏，反應無法控製。二是固體藥品要從導氣管品裝入，需傾斜啟普發生器，由於該儀器相對較大，操作及其不便，常出現使儀器滑倒或藥品撒落現象。三是廢液出口處的活塞不好穩固，由於啟普發生器中的內壓較大，在實驗進行中，經常出現脫塞現象，造成試液外噴；在回收廢液時，廢液也容易噴灑到實驗者的身上或桌麵上。四是拆卸和洗滌不方便。
如果能設計出操作更為方便，實驗現象較為理想，造型美觀、簡易、微型的裝置，即可克服上述啟普發生器存在的問題，也對開發學生智力和培養動手能力有一定的意義。
三、培訓目標
1．知識與技能：通過設計過程，使參與者了解啟普發生器的工作原理和設計思路。
2．過程與方法：通過實踐活動，使參與者掌握裝置的製作過程和操作方法。
3．情感與態度：通過實踐活動，培養參與者就地取材，舍難從簡，克服困難，學好化學的思想意識。
四、操作過程
1．用品準備
主要用品：60mL一次性注射器2支，鐵架台。
2．裝置造型
3．操作方法
使用時打開止氣夾，A注射器中的試液通過通液管進入B注射器，再經過第二氣室進入第一氣室，與固體藥品接觸，反應即開始。關閉止氣夾，第一氣室中的氣體增多，氣壓增大，將液體壓入第二氣室，與固體藥品分離，反應停止。回收廢液時，隻要將A注射器取下，讓廢液從上口處傾即可。