2018-08-20 16:14:48

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启普发生器(Kipp's apparatus),是一种气体发生器,又称启氏气体发生器或氢气发生器。

它常被用于固体颗粒和液体反应的实验中以制取气体。典型的实验就是利用稀硫酸和锌粒制取氢气。它是荷兰科学家皮特鲁斯·杰克巴斯·启普(Petrus Jacobus Kipp,1808~1864)发明,并以他的姓命名的。

基本信息

  • 中文名

    启普发生器

  • 外文名

    Kipp's apparatus

  • 别称

    启氏气体发生器

  • 发明者

    皮特鲁斯·杰克巴斯·启普

折叠 编辑本段 简述

一种实验室常用的气体发生装置,是荷兰科学家启普(Petrus Jacobus Kipp,1808~1864)发明,并以他的姓命名。它用普通玻璃制成,构造见图。它由球形漏斗、容器和导气管三部分组成。适用于块状固体与液体在常温下反应制取气体,如氢气、硫化氢等。

折叠 编辑本段 使用方法

折叠 使用注意事项

块状固体在反应中很快溶解、或变成粉末时,不能使用启普发生器。

如果生成气体难溶于反应液,可以使用启普发生器。如二氧化碳可溶于水,但难溶于盐酸;故用石灰石与盐酸反应制二氧化碳时可用启普发生器。

注意!启普发生器不能用于加热!

折叠 气密性检查

使用前应先检查装置的气密性启普发生器启普发生器方法:开启导气管上的旋塞,向球形漏斗中加水。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上一薄层凡士林。具体操作

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胶垫圈,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。液体试剂从球形漏斗口注入,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(使容器内气压与外界大气压相等),球形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,容器中的气体压强增大(因为容器中的反应仍在进行,仍有气体生成),将液体压回球形漏斗,使容器中液体液面降低,与固体脱离,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。

特点:符合"随开随用、随关随停"的原则。能节约药品,控制反应的发生和停止,可随时向装置中添加液体药品。

折叠 编辑本段 规格

容量/ml

底直径/mm

中球直径/mm

上球直径/mm

全高/mm

容量/ml

底直径/mm

中球直径/mm

上球直径/mm

全高/mm

250

120

82

90

314

1000

175

130

140

450

500

145

98

110

360

2000

210

160

170

580

折叠 编辑本段 发明者

启普发生器的发明人叫启普,是荷兰人,他生于1808年3月5日,1864年2月3日病故,终年57岁。启普曾经学过一点化学,但基本上是一个药物商人。19世纪初期,荷兰的化学并不怎么发达,当时在荷兰成立了一所工业大学,想请启普担任地质教授,因为他自己办的商业比较发达,所以他没有接受工业大学的聘请。

启普除了经商以外,还根据前人制作的发生硫化氢气体的简单装置,设计出一种气体发生器,用的时候就发生气体,不用的时候,酸液上升,气体就停止了。因为这种气体发生器基本上是启普创造出来的,并由会吹玻璃的工人吹制成的,所以后人都称这种仪器为启普发生器。他设计出这种实验室用的气体发生器,一直沿用到今天,基本上没有改变。

除了启普发生器以外,启普还发明过一些小东西。例如,画家绘画用的彩色铅笔也是启普首先制成的,所以他同当时的许多画家很熟悉。启普死得比较早,他的产业由他的儿子继承下来,后来虽然转让给别人了,公司的名称仍然叫做"启普父子公司",至今它仍然是荷兰有名的科学仪器公司。

折叠 编辑本段 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。它由长颈漏斗、容器和导气管三部分组成。

最初使用时,将仪器横放,把锌粒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稀盐酸。使用时,扭开导气管活塞,酸液由球形漏斗流到容器的底部,再上升到中部跟锌粒接触而发生反应,产生的氢气从导气管放出。不用时关闭导气管的活塞,容器内继续反应产生的氢气使容器内压强加大,把酸液压回球形漏斗,使酸液与锌粒脱离接触,反应自行停止。使用启普发生器制取氢气十分方便,可以及时控制反应的发生或停止。

折叠 编辑本段 使用

1.发明的由来是经过岁月的洗礼

启普发生器是化学实验室中最普通、应用最广的玻璃仪器。它设计上的奇妙,堪称化学仪器中的一绝。

2.工作原理(以用稀硫酸和锌粒制取氢气为例)十分有效

打开活塞,容器内压强与外界大气压相同,球形漏斗内的稀硫酸在重力作用下流到容器中,与锌粒接触,产生氢气;关上活塞后,由于酸液继续与锌粒接触,氢气依然生成,此时容器内部压强大于外界大气压,压力将酸液压回球形漏斗,使酸液与锌粒脱离接触,氢气不再产生。

3.使用范围

启普发生器是用固体与液体试剂在常温条件(不用加热)下起反应制取气体的典型装置。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。

4.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250 mL或500 mL。

折叠 编辑本段 注意事项

1.使用前要检查装置气密性,排尽空气后再收集气体;

2.使用启普发生器制备氢气,应远离火源;

3.移动启普发生器时,要握住球形容器的蜂腰处,千万不可单手握住球形漏斗,以免底座脱落造成事故。

4、不能用于制乙炔。因为:

a.反应会产生糊状物Ca(OH)2,即氢氧化钙,堵住支管口;

b.碳化钙(CaC2)与水反应较剧烈,难以控制反应速率;

c.反应会放出大量热量,若操作不当,会炸裂启普发生器;

5、向启普发生器中添加固体时,需用橡胶塞将球形漏斗口塞紧,然后取下容器上的橡胶塞加入固体。液体需要更换时,也应塞紧漏斗口,然后拔下容器底部的液体出口塞,使废液缓缓流出,塞上液体出口塞后,再从球形漏斗口注液。移动启普发生器时,应握住容器的球体,切不可只握球形漏斗,否则会使之与容器脱离,造成漏液或损坏容器;

6、启普发生器不能进行加热,也不能用于强烈的放热反应和剧烈放出气体的反应;

7、必须是块状固体和液体,不加热制取难溶于水(或微溶于水)的气体的反应,方可使用。

8、添加液体以刚好浸没固体为宜。

折叠 编辑本段 应用范围

用于固体与液体的反应,与液体与液体的反应(但在溶液的质量分数上需慎重考虑)。

启普发生器用于制取气体,所以在使用前需检查装置气密性。

折叠 编辑本段 药品的选用

H2O2、KClO3、KMnO4都不行。启普发生器必须是块状固体和液体反应,且反应平和。以上三种制法都不符合。MnO2、KClO3、KMnO4均为固体,但是粉末状的,O2将液体压回,但粉末无法与液体完全分离,所以说,不是原理不行,而是它们的物质状态不合要求。按上面的条件,Al、Zn、Fe与HCl、H2SO4制H2;CaCO3与HCl制CO2,等等,都是可以的。但像CaC2与H2O制C2H2(乙炔),以及实验室制取SO2、NO2都是不行的--反应剧烈且放出大量热,用启普发生器是非常危险的。

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