启普发生器

  启普发生器常称气体发生器,因由1862年荷兰化学家启普发明而得名。启普发生器适用于块状固体与液体在常温下反应制取难溶的气体,如氢气二氧化碳、硫化氢等均可以用它来制取。但对于固体呈粉末状或固体与液体相遇后溶解或反应时产生高温者,如二氧化硫二氧化氮等,都不适宜用此装置制取。启普发生器由上部的球形漏斗、下部的容器和用单孔橡胶塞与容器相连的带活塞的导气管3部分组成。 若加酸量较大时,为防止酸液从球形漏斗溢出,可在球形漏斗上口通过单孔塞连接一个安全漏斗

结构及规格

·仪器结构

启普发生器
              启普发生器
  启普发生器常称气体发生器,因由1862年荷兰化学家启普发明而得名的,它用作不需加热、由块状固体与液体反应制取难溶性气体的发生装置。  启普发生器由上部的球形漏斗、下部的容器和用单孔橡胶塞与容器相连的带活塞的导气管3部分组成。若加酸量较大时,为防止酸液从球形漏斗溢出,可在球形漏斗上口通过单孔塞连接一个安全漏斗(若加酸量不大时,可以不加配安全漏斗)。启普发生器使用非常方便,当打开导气管的活塞,球形漏斗中的液体落入容器与窄口上固体接触而产生气体;当关闭活塞,生成的气体将液体压入球形漏斗,使固、液体试剂脱离接触而反应暂行停止,可供较长时间反复使用。

·仪器规格

  启普发生器的规格以球形漏斗的容积大小区别,常用为250mL或500mL。

·反应原理

启普发生器
    启普发生器
  实验室里制取较多的氢气常用启普发生器。它由球形漏斗、容器和导气管三部分组成。最初使用时,将仪器横放,把固体由容器上插导气管的口中加入,然后放正仪器,再将装导气管的塞子塞好。接着由球形漏斗口加入溶液。  使用前应先检查装置的气密性,方法是,开启旋塞,向长颈漏斗中加水,当水充满容器下部的半球体时关闭旋塞,继续加水,使水上升到长颈漏斗中。静置片刻,若水面不下降,则说明装置气密性良好,反之则说明装置漏气。漏气处可能是容器上气体出口处的橡皮塞、导气管上的旋塞或长颈漏斗与容器接触的磨口处。如漏气应塞紧橡皮塞或在磨口处涂一薄层凡士林。  固体试剂由容器上的气体出口加入,加固体前应在容器的球体中加入一定量的玻璃棉或放入橡皮垫圈,以防固体掉入半球体中。加固体的量不得超过球体容积的1/3。液体试剂从长颈漏斗口注入,注液方法与上述注水方法相同。液体的量以反应时刚刚浸没固体,液面不高过导气管的橡胶塞为宜。  使用时,打开导气管上的旋塞,长颈漏斗中的液体进入容器与固体反应,气体的流速可用旋塞调节。停止使用时,关闭旋塞,容器中的气体压力增大,将液体压回长颈漏斗,使液体和固体脱离,反应停止。为保证安全,可在球形漏斗口加安全漏斗,防止气体压力过大时炸裂容器。

使用守则

·使用方法

启普发生器
            启普发生器
  拔去连接导气管的胶塞,小心地把反应固块装入葫芦状容器的球中,在固体下面放些玻璃棉来承受固体,以免固体掉至下球中。溶液从球形漏斗加入。然后塞紧胶塞,把活塞打开,将溶液从球形漏斗倒入。注入溶液后,溶液先充满葫芦状容器的下半球,继而上升到中球,并跟反应固块接触,发生反应,产生气体,经导管并通过活塞放出。不用时,关闭活塞,气体不能放出。中球内的气体压强增大,把溶液压入下半球,再沿长颈上升到球形漏斗里,使反应固块跟溶液脱离接触,反应停止。  启普发生器中的溶液长久使用后会变稀,此时,可把下球侧口的橡皮塞(有的是玻璃塞)拔下,倒掉废液,塞好塞子,再向球形漏斗中加入新的溶液。需要更换或添加固体时,可把装有玻璃活塞的橡皮塞取下,由中间圆球的侧口加入固体。

·注意事项

  1.装配启普发生器时,要在球型漏斗与容器磨砂口间涂少量凡士林,以防止漏气。在容器中部窄口上面加一橡胶圈或垫适量玻璃棉,以防止固体落人容器下部,造成事故。  2.使用前要检查气密性。  3.加入试剂时,先加块状固体。选择大小合适的块状固体试剂从容器上部排气孔放入,均匀置于球形漏斗颈的周围,塞上带导气管的单孔塞后,打开活塞,再从球形漏斗口加入液作试剂,直至进入容器后又刚好浸没固体试剂,此时关闭导气管上的活塞待用。  4.启普发生器禁止加热使用。  5.若需更换液体试剂时,可将启普发生器放置在实验桌边,使容器下部塞子朝外伸出桌边缘,下面用一容积大于球形漏斗的容器接好,再小心打开塞子,务必使液体流进承接容器,待快流尽液体时,可倾斜仪器使液体全部倒出,塞紧塞子后,方可重新加液。  6.启普发生器常用于制取氢气二氧化碳、硫化氢气体。不能用来制取乙炔的氧化物等气体。

仪器改进

·改进原因

启普发生器
启普发生器
  普通的启普发生器存在着这样一个问题,在溶液与固体的反应过程之中,固体会不断地变小,变小的固体会掉进启普发生器的底部;此时,如果关闭活塞,掉进启普发生器底部的固体仍然继续会和留在底部的溶液发生反应而生成气体,从而导致启普发生器中的化学反应失去控制。正因为如此,在该类实验的过程之中,经常地导致了安全事故的发生。

·改进方法

  用适宜的薄圆柱形橡胶塞制作一个圆环,圆环的外径以稍微变形就能够较顺利地放入启普发生器的反应室为宜;圆环的内径以启普发生器的长颈漏斗的长颈刚好插入且圆环紧紧地箍紧长颈为宜,圆环的厚度不宜太厚。然后将橡胶圆环放入启普发生器的反应室之内,再把球形长颈漏斗的长颈插入圆环之内即可。

·设计优势

  当在启普发生器的反应室内加上了这一个适宜的薄圆柱形橡胶环之后,如果把反应的粒放在圆环的上部时,那么不管反应的锌粒变得多么小,都不会掉进启普发生器的底部;同时,硫酸又不与橡胶发生化学反应;橡胶的比重又大于稀硫酸的比重。因此,依着它,启普发生器中的化学反应就不会失去控制,从而杜绝了安全隐患的发生。