检查装置气密性方法小结2.doc

检查装置气密性方法小结在中学化学实验及有关实验设计习题中，经常涉及装置的气密性检验问题。一般说来，无论采用那种装置制取气体，在成套装置组装完毕装入反应物之前，必须检查装置的气密性，以确保实验的顺利进行。装置气密性检验采用的一般方法是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成，水柱的形成，液面的升降等）来判断装置气密性的好坏。在实际检验过程中，由于气体发生器结构不同，因此检验方法也有一定的差异。现就一些常见装置的检验方法总结如下，以供同学们参考。1如图1，此装置为最简易的制取气体装置，对于该装置的气密性检查，主要是通过气体受热后体积膨胀，压强增大。具体方法为：把导管口的下端浸入水中，用双手紧握试管。如果观察到导气管口有气泡冒出，则证明装置不漏气。注意：若外部气温较高，实验现象不明显，我们可以使用酒精灯对试管底部微微加热，但现象一定要注意撤走酒精灯后，导管中能形成一段水柱，并且一段时间不下降，才能说明气密性好。2如图2所示，此装置漏斗与大气相通，无法如上例那样进行检查。要进行其气密性检查，首先要考虑的问题是如何使锥形瓶不直接通过漏斗与大气相通。要解决这一问题，显而易见的用水（或液体）做液封，从而实现这一目的。具体方法为：从漏斗加入一定量的水，使漏斗的下端管口浸没在液面以下，夹紧弹簧夹，再加入少量的水，停止加水后，漏斗中与锥形瓶中液面差（即水柱高度）保持不变，说明该装置不漏气。3图3为启普发生器。该装置的原理与上图2的原理是一样的，但主要是该装置中弹簧夹被活塞代替。具体方法为：关闭导气管上的活塞，从球形漏斗中加入足量的水，使球形漏斗中出现水柱，水柱高度在一段时间内保持不变，则说明装置不漏气。4图4为利用双氧水和二氧化锰制取氧气的实验室装置，利用分液漏斗等仪器。这套装置与图2或图3不同，主要的原理与图1一样。具体方法是：关闭分液漏斗上的活塞，把导气管的一端浸入水中，用双手紧握试管底部。如果观察到导气管口有气泡冒出，而且在松开手后，导管中形成一段水柱，则证明装置气密性好，不会漏气。一、使装置密封密封是使装置与环境不再有气体交换。密封的方式有多种，可用胶塞、弹簧夹、水封等。二、增大或减小装置内气体的体积这步的实验原理为物理学的克拉柏龙方程。首先我们要考虑体积与温度、压强、物质的量之间的关系，改变体积可以有不同的方式；其次还要考虑实验条件发生变化后这种方法的可行性，从而思维方式做及时的转变。三、观察气液交界处的变化，然后作出气密性好坏的判断下面用三道例题来加以解释在不同情况下检验装置气密性的不同方法。例1检验如图1所示装置的气密性。 按检验装置气密性的步骤，首先将该装置的管口用水封；第二，对于类似于大试管的体积比较小、器壁比较薄的仪器（如圆底烧瓶、锥型瓶等），都可采用最简单的改变体积的方法，即用手捂或用酒精灯微热的升温方法。第三，观察气液交界处有无气泡冒出，如果有，那么该装置的气密性良好。例2用图2所示的装置制取氢气，在塑料隔板上放粗锌粒、漏斗，带支管的试管中装有稀硫酸。若打开弹簧夹，则酸液由漏斗流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应，产生的氢气由支管导出；若关闭弹簧夹，则试管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒脱离接触，反应自行停止。需要时再打开弹簧夹，又可以使氢气发生。这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。回答下列问题：（1）为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降?（2）这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性?首先根据题意分析，该装置是一个简易的启普发生器装置，体积比较大，器壁比较厚，通过手捂升温对气体体积的影响是微乎其微的，而该装置又是不能被加热的，因此通过改变温度来改变体积的方法是行不通的，但是根据克拉柏龙方程可以通过改变装置内气体的压强或物质的量的办法来改变体积。方法一：改变装置内气体的压强。塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，漏斗中与试管中的液面差保持不再变化，说明装置不漏气。方法二：改变装置内气体的物质的量。塞紧橡皮塞，从漏斗注入一定量的水，这时漏斗内的水面和试管内的水面相平，停止加水后，从侧管口向试管内鼓气，使漏斗内的水面高于试管内的水面，加紧弹簧夹，漏斗与试管中的液面差保持不再变化，说明装置不漏气。例3是大气污染物之一，为粗略地测定周围环境中的含量，某学生课外活动小组设计了如图3所示的实验装置，请检查该装置的气密性。已知：先在试管中装入适量的水，保证玻璃导管的下端浸没在水中。根据图3所示和已知条件，该装置已经密封，气液交界处在玻璃导管内，其变化情况可能有两种，一种情况是使试管内气压增大，玻璃导管内液面上升，若玻璃导管内液面和试管内液面高度差不变，则证明装置气密性良好。第二种情况是使试管内气压减小，大气压将空气压入试管内，浸没在水中的玻璃导管口有气泡冒出。根据题意，由于装置中存在一个单向阀，不可能增加装置内气体物质的量，所以第一种方案不可取，因此选择第二种。由图可知减小试管内气压的办法是将注射器慢慢向外拉，通过减小试管内气体的物质的量的方法来减小气压。从以上三题可以看出，解题的关键是弄清实验原理，其次考虑实验条件发生变化后这种方法的可行性，那么就不会出现一遇到检查气密性的问题，有的同学就立即想到用手捂升温的办法来改变气体的体积了，而是思维方式做及时的转换，这对于培养学生思维的严密性、深刻性和灵活性是很有益的。气密性 指化学实验仪器的气体密封性能 气密性试验主要是检验容器的各联接部位是否有泄漏现象。介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。 压力容器应按以下要求进行气密性试验： （1）气密性试验应在液压试验合格后进行。对设计要求作气压试验的压力容器，气密性试验可与气压试验同时进行，试验压力应为气压试验的压力。 （2）碳素钢和低合金钢制成的压力容器，其试验用气体的温度应不低于5，其它材料制成的压力容器按设计图样规定。 （3）气密性试验所用气体，应为干燥、清洁的空气、氮气或其他惰性气体。 （4）进行气密性试验时，安全附件应安装齐全。 （5）试验时压力应缓慢上升，达到规定试验压力后保压10分钟，然后降至设计压力，对所有焊缝和连接部位涂刷肥皂水进行检查，以无泄漏为合格。如有泄漏，修补后重新进行液压试验和气密性试验。 气密性试验与气压试验是不一样的。首先，它们的目的不同，气密性试验是检验压力容器的严密性，气压试验是检验压力容器的耐压强度。其次试验压力不同，气密性试验压力为容器的设计压力，气压试验压力为设计压力的1.15倍。 化学反应中气密性的检验 1、微热法：（如图1） （1）将导管下端浸入水中，用手紧握捂热试管，导管口会有气泡冒出； （2）松开手后，水又会回升到导管中，这样说明整个装置的气密性良好。 2、液差法：（如图2）适用于启普发生器 （1）向球形漏斗中加水，使漏斗中的液面高于容器的液面； （2）静置片刻，液面不变，证明气密性良好。 3、液封法：（如图3） 关闭弹簧夹，从长颈漏斗加水至浸没下端管口，若漏斗颈出现稳定的高度水柱，证明装置气密性良好。 气密性 一、空气热胀冷缩法 这是教材上介绍的常用的一种方法，操作简便行，但有四个缺点：如果仪器玻璃较厚、装置较大，或者手掌温度与空气温度相差不大时，都不会产生气泡，更不能形成水柱；每检查一次用时间偏长；导气管的尾端被水浸湿，不适宜做避免水参与的实验（如制氨气、制氯化氢等）；若装置内已经装入了试剂就不能再行检查。 二、注水法 适用于检查启普发生器或类似于启普发生器的装置。首先关闭排气导管，从顶部漏斗口注水，当漏斗下端被水封闭后再注水，水面不下降，表明装置气密性好；如果水面下降，表明装置气密性差。此法有两个缺点：装置内部被水浸湿；如果已装入了固体试剂则不能再行检查。 为了消除上述两种方法中的缺点，现设计了以下三种气密性检查方法。 三、外接导管浸水法 在装置的尾端导气管上外接一段橡皮管和2030cm长的玻璃导管，导管浸入试管内的水中，水进入导管一段高度后不再进入，内外液面高度差较大，把试管上下移动几次，仍然如此，表明装置气密性好；如果水进入导管很多，液面高度差很小