化学实验装置的气密性检查.doc

化学实验装置的气密性检查
山西省运城市康杰中学2012-14班作者薛睿泽指导教师杜艳丽
摘要:
为了更好的解决化学实验中装置气密性的检查问题,本文从气密性检查的原理、具体实验操作、各种方法的优缺点及适当的改进等方面论述,并可对一些漏气情况进行适当的处理。
关键词:装置气密性、压强
前言:
化学是一门以实验为主导的学科,做好实验对化学研究尤为重要,而实验操作需要实验仪器,特别是在做关于气体的实验中,在装置连接完成后,为了确保实验的顺利进行,对装置的气密性进行检查就显得至关重要,这关系到整个实验的成败。那么如何对装置的气密性进行检查呢?
正文:
一、理论分析
一般来说,装置的气密性检验,需要先将整个装置构成封闭体系,然后通过改变反应体系压强时所产生的现象来判断气密性的好坏。若气密性不好,则整个装置与外界相连,不会出现一些特定的现象(在后文将提到)。在检验装置的气密性时往往是使装置中的气体体积发生变化,但变化的程度要小,大幅度的变化是不能看出装置是否漏气的。
根据上述原理,我们不难给出检查装置的气密性检验的基本步骤:
1) 密封操作
2) 变压操作
3) 观察现象
4) 得出结论
那么我们如何实现上述操作呢?
(一)、对于密封操作,我们一般采用以下几种方法:
1) 用胶塞塞住管口或瓶口
2) 用止水夹夹住橡胶管
3) 用液体封住出气口
(二)、下来,如何改变压强是检查装置的气密性的关键和难点。
经常用来描述气体物理性质的物理量,有压强(p)、体积(V)、温度(T)和物质的量(n)。
由Boyle定律可得,当n和T一定时,气体的V与p成反比,即
V∝1/p
由Charles-Gay·Lussac定律可得,当n和p一定时,气体的V与T成正比,即
V∝T
由Avogadro定律可得,当p和T一定时,气体的V与n成正比,即
V∝n
合并以上三个经验定律的表达式,可表示如下
V∝nT/p ①
由实验测得①式中的比例系数是R,于是
V=nRT/p
通常写成
pV=nRT ②
式②称为理想气体状态方程。在国际单位制中,p用Pa(帕斯卡)、V用m3(立方米)、n用mol(摩尔)、T用K(开尔文)为单位,此时R= J/(mol·K)。[1]
由上可知,可以通过改变n、T、V来改变p。
所以改变压强的基本方法有:
1) 加热法:利用气体热胀冷缩的性质,通过加热来增大气体体积,从而增大气体压强。一般采用手捂、热毛巾捂或酒精灯微热的方法。
2) 注水法:通过注入一部分水,使气体体积压缩,从而增大压强。
3) 充(抽)气法:通过注入或抽出一部分气体,改变容器中气体分子的物质的量,从而改变压强。一般用注射器向容器中充气或抽气。
(三)、通过一定的操作后,可以观察到以下实验现象:
1) 导管口有气泡产生
2) 玻璃导管中形成一段稳定的液体柱
3) 液体倒流回导管并在一段时间内保持稳定
(四)、最后,就可根据现象判断装置气密性的好坏。
二、实验装置具体分析
(一)、接下来,我们来通过一些简单的实验装置来分析一下。
例1、检验如图A示的装置的气密性
解:1)用手将导管出口浸入水中,---密封