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实验装置气密性的检查示例

来源:作者:汪静一 点击:所属专题: 气密性检查
实验装置气密性的检查是实验前的首要环节,本文介绍几种检查实验装置气密性的方法。 ? 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。

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实验装置气密性的检查是实验前的首要环节,本文介绍几种检查实验装置气密性的方法。 

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。

实验装置气密性的检查示例

实验装置气密性的检查示例;

图1 实验装置图

图2  实验装置图

  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实验装置气密性的检查示例启普发生器装置,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.SO2是大气污染物之一,为粗略地测定周围环境中SO2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。

实验装置气密性的检查示例

图3 实验装置图

  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。

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