气体摩尔体积测定仪的制作方法

气体摩尔体积测定仪的制作方法专利名称:气体摩尔体积测定仪的制作方法本实用新型涉及一种教学仪器，特别是一种在理化教学中进行定量测定的测示仪器。气体摩尔体积的量的概念，在中学化学教学中是这样给出的“经过许多实验发现和证明，1摩尔的任何气体在标准状况下所占的体积都约是22.4升”(《化学》高级中学课本(甲种本)第一册第8页，人民教育出版社化学室编，1983年人民教育出版社出版)。长期以来，气体摩尔体积一直只能采用数学推论的方法得出。如在压强为1个标准大气压和温度为0℃的标准状况下，使用公式V＝(M)/(ρ)求出。式中V是气体的摩尔体积(升／摩尔)，M是气体的摩尔质量(克／摩尔)，ρ是气体的密度(克／升)。其中，ρ值采用查手册得出。由于ρ值的测量需要测量者具有高的知识水平，使用十分精密的仪器，在中学和大学的教学内容中，没有编入ρ值的测量试验，也无法进行实验。因此，在原来的教学实验仪器中，一直没有任何一种仪器能实际测出气体的摩尔积积。本实用新型的目的就在于解决上述长期存在的问题，提供一种能实际测得气体摩尔体积的教学仪器，增强教学的直观性。本实用新型的气体摩尔体积测定仪，包括造气组件、恒温箱〔21〕、调压组件、测量组件。上述造气组件包括反应容器〔2〕、反应容器的塞〔3〕、将反应物注入反应容器内的注入器〔4〕；上述调压组件包括调压器〔31〕、气压计〔34〕、按需将两端分别与调压气和气压计接通的导管〔32〕、导管的开关〔33〕、上述测量组件包括设置在恒温箱中并能与调压组件相接的计量器〔41〕、两端分别与计量器和反应容器接通的导管〔42〕、导管的开关〔43〕。本实用新型的测定仪，由造气组件制造一定摩尔数的被测气体，并将其输入测量组件，依靠恒温箱和调压组件将测量组件中的被测气体调整到温度为0℃、压强为一个大气压的标准状况，用测量组件测得其体积。然后通过简单的计算，求得每摩尔被测气体所占的体积，即气体摩尔体积，约为22.4升。本实用新型的气体摩尔体积测定仪，具有如下优点和效果。1.解决了学校化学教学中长期存在的气体的摩尔体积只能计算不能实测的问题，从而改革了较为陈旧的教学内容。2.为教师的教学提供了一种直观地演示实验，有利于贯彻启发式教育，使学生学得更生动。3.为学生提供了一种实验设备，能进一步培养学生的动手能力。4.本测定仪的操作方法简单、测示迅速。5.本测定仪的大部份组件可采用市售件组装构成，其结构可以很简单、其造价低、便于推广。下面，再用实施例并对照实施例附图，对本实用新型的气体摩尔体积测定仪作进一步地说明。对附图的简单说明如下。图1是本实用新型的一种气体摩尔体积测定仪的示意图。显示全部构成件及测定时的大致安装位置。图2是测定仪的造气组件、恒温箱、测量组件组合在一起的结构示意图。图3是测定仪在测定0℃时气体摩尔体积的示意图。显示用冰块获得0℃，利用注射器刻度计量。图4是图1测定仪在测定标准状态下气体摩尔体积的示意图。显示使其获得标准大气压的操作。图中，各符号含意如下1－试管架，2－反应容器，3－塞，4－注入器，5－针头，21－恒温箱，22－冰水混熔物，23－孔，24－盖，26－孔，31－调压器，32－导管，33－开关，34－气压计，41－计量器，42－导管，43－开关。实施例1本实用新型的一种气体摩尔体积测定仪(附图)，由造气组件、恒温器、调压组件、测量组件4部份组成。上述造气组件由试管架1、装在试管架上作为反应容器的具支试管2、作为反应容器的塞封闭具支试管口的橡皮塞3、作为注入器的5毫升医用注射器4、该注射器的针头5构成。上述恒温器是用透明材料如聚苯乙烯制成的长方箱形的恒温箱21，该箱有箱体和箱盖两部份，箱体的一侧壁与试管架固连，在另一侧壁上有孔23，箱盖24与箱体密合，其上有把手25和孔26；该恒温箱依靠装在其内的冰水混熔物22，使在测定过程中箱内温度恒定在0℃。上述测量组件由作为计量器的100毫升医用注射器41、作为导管的橡皮管42、作为导管开关的弹簧夹43组成；注射器41从恒温箱的孔23插入箱内并与该孔密合，使箱内的冰水混熔物不致泄漏，注射器安装时，为便于操作应使注射器的活塞头部露在箱外，为使注射器内温度均衡应使注射器横卧箱内，注射器除活塞头部外其余部份应尽量装入箱内；橡皮管42穿过箱盖上的孔26，其一端与具支试管2的接头连通，另一端与注射器的针头接头连通，弹簧夹43用来夹断橡皮管42的通路。上述调压组件由作为调压器的100毫升医用注射器31、作为气压计的水银气压计34、作为导管的橡皮管32、作为导管开关的弹簧夹33组成；橡皮管32的一端与注射器31的针头接头连通、另一端按需与水银气压计34的接头连通；橡皮管42和橡皮管32的规格、长度相同，在测定过程中其形变程度也应相似；弹簧夹43用来夹断和开通橡皮管42的通路。本测定仪可以测定任何气体的摩尔体积。现在以测定二氧化碳的气体摩尔体积为例，说明本测定仪的测定程序和原理。其测定程序如下。1.将冰水混熔物22装入恒温箱21，使冰层与水层的界面位于注射器的中部。即使恒温箱内的温度为0℃。2.将过量的固体碳酸氢钠放入具支试管2、用橡皮塞3塞紧试管口。3.用带针头5的注射器4，吸取M摩尔的标准盐酸VHC1(毫升)排尽针管内的气泡，记下盐酸的准确体积。通常VHC1可选用3～4毫升，M选用1摩尔／升。4.用注射器4的针头5刺穿橡皮塞3，将其内的盐酸全部注入具具支试管2。则在试管内发生如下反应。5.反应生成的二氧化碳气经橡皮管42，进入注射器41。待反应完毕后，用注射器4抽取所生存的二氧化碳VHC1(毫升)，拔出带针头5的注射器4。6.用弹簧夹43夹紧橡皮管42，切断具支试管2与注射器41的通道。7.利用注射器41的刻度，记下二氧化碳的体积a(毫升)。8.在注射器31中吸入空气a(毫升)后，用橡皮管32与水银气压计34连通，推动注射器活塞，当水银液面升到760毫米高时记下注射器31的上述空气的体积n(毫升)，此时，注射器31的内压为1个大气压。9.用弹簧夹33夹紧橡皮管32，切断注射器31与水银气压计34的通路。10.将橡皮管32与水银气压计34脱离。推动注射器31的活塞，使其内的空气的体积仍回复到a(毫升)。11.将注射器31的活塞头与注射器41的活塞头对接，对接时应尽量使两注射器的中心线平行，最好是重合。沿中心线方向，使注射器31和注射器41相互自由对推，当对推到注射器31内活塞移动到其内空气体积为n(毫升)时，记下注射器41内二氧化碳的体积m(毫升)。此时，注射器41内的二氧化碳处于温度为0℃和压强为1个大气压的状况。如果选用规格和大小都相同的注射器31和注射器41，并在对推时两中心线平行或重合，则两注射器活塞在中心线方向移动中的摩擦力的大小相近，方向相反，其两摩擦力的合力近似为0。从而可以消除注射器41内活塞摩擦力对测量气体体积所带来的误差。12.用下列公式计算二氧化碳气体的摩尔体积。V＝(m)/(M·VHCl)≈22.4(升／摩尔)式中，m、M、VHC1值均由本测定过程中得出，故无需查表取值计算。权利要求1.一种气体摩尔体积测定仪，其特征在于包含由反应容器[2]、反应容器的塞[3]、将反应物注入反应容器内的注入器[4]构成的造气组件，恒温箱[21]，由调压器[31]、气压计[34]、按需将其两端分别与调压器和气压计接通的导管[32]、导管的开关[33]构成的调压组件，由设置在恒温箱中并能与调压组件相接的计量器[41]、两端分别与计量器和反应容器接通的导管[42]、导管的开关[43]构成的测量组件。2.根据权利要求1所述的测定仪，其特征在于所述恒温箱〔21〕用透明材料制成，用在箱内盛装冰水混熔物来获得在测定期内的恒定温度0℃。3.根据权利要求2所述的测定仪，其特征在于在所述的冰水混熔物中，埋设制有计量刻度的作计量器〔41〕的医用注射器。4.根据权利要求1所述的测定仪，其特征在于所述调压器〔31〕用制有计量刻度的医用注射器作成，利用气压计〔34〕计量，采用推拉活塞使其获得1个大气压。专利摘要测定仪由有反应容器及其塞和注入器的造气组件，恒