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啟普發生器,英文名:Gas generators,是一種氣體發生器,又稱啟氏氣體發生器或氫氣發生器。它常被用於固體顆粒和液體反應的實驗中以製取氣體。典型的實驗就是利用稀鹽酸和鋅粒製取氫氣。它是荷蘭科學家啟普(Petrus Jacobus Kipp 1808~1864)發明,並以他的姓命名的。

1簡介

英文名:Gas generators

啟普發生器

啟普發生器
一種實驗室常用的氣體發生裝置,是荷蘭科學家啟普(Petrus Jacobus Kipp 1808~1864)發明,並以他的姓命名。它用普通玻璃製成,構造見圖。它由球形漏斗、容器和導氣管三部分組成。適用於塊狀固體與液體在常溫下反應製取氣體,如氫氣、硫化氫等。
塊狀固體在反應中很快溶解、或變成粉末時,不能用啟普發生器。
如果生成氣體難溶於反應液,可以使用。如二氧化碳可溶於水,但難溶於鹽酸;故用石灰石與鹽酸反應制二氧化碳時可用啟普發生器。
注意!啟普發生器不能用於加熱
具體操作
固體試劑由容器上的氣體出口加入,加固體前應在容器的球體中加入一定量的玻璃棉或放入橡膠墊圈,以防固體掉入半球體中。加固體的量不得超過球體容積的1/3。液體試劑從長頸漏鬥口注入,注液方法與上述注水方法相同。液體的量以反應時剛剛浸沒固體,液面不高過導氣管的橡膠塞為宜。
使用時,打開導氣管上的旋塞,長頸漏斗中的液體進入容器與固體反應,氣體的流速可用旋塞調節。停止使用時,關閉旋塞,容器中的氣體壓力增大,將液體壓回長頸漏斗,使液體和固體脫離,反應停止。為保證安全,可在球形漏鬥口加安全漏斗(見圖),防止氣體壓力過大時炸裂容器。
特點:符合「隨開隨用、隨關隨停」的原則。能節約藥品,控制反應速率和反應的發生和停止,可隨時向裝置中添加藥品。

2規格

容量/ml
底直徑/mm
中球直徑/mm
上球直徑/mm
全高/mm
容量/ml
底直徑/mm
中球直徑/mm
上球直徑/mm
全高/mm
250
120
82
90
314
1000
175
130
140
450
500
145
98
110
360
2000
210
160
170
580

3發明者

啟普發生器的發明人叫啟普,是荷蘭人,他生於1808年3月5日,1864年2月3日病故,終年57歲。啟普曾經學過一點化學,但基本上是一個藥物商人。19世紀初期,荷蘭的化學並不怎麼發達,當時在荷蘭成立了一所工業大學,想請啟普擔任地質教授,因為他自己辦的商業比較發達,所以他沒有接受工業大學的聘請。
啟普除了經商以外,還根據前人製作的發生硫化氫氣體的簡單裝置,設計出一種氣體發生器,用的時候就發生氣體,不用的時候,酸液上升,氣體就停止了。因為這種氣體發生器基本上是啟普創造出來的,並由會吹玻璃的工人吹製成的,所以後人都稱這種儀器為啟普發生器。 他設計出這種實驗室用的氣體發生器,一直沿用到今天,基本上沒有改變。
除了啟普發生器以外,啟普還發明過一些小東西。例如,畫家繪畫用的彩色鉛筆也是啟普首先製成的,所以他同當時的許多畫家很熟悉。啟普死得比較早,他的產業由他的兒子繼承下來,後來雖然轉讓給別人了,公司的名稱仍然叫做「啟普父子公司」,至今它仍然是荷蘭有名的科學儀器公司。

4反應原理

實驗室里製取較多的氫氣,常用啟普發生器。它由球形漏斗、容器和導氣管三部分組成。最初使用時,將儀器橫放,把鋅粒由容器上插導氣管的口中加入,然後放正儀器,再將裝導氣管的塞子塞好。接著由球形漏鬥口加入稀鹽酸。使用時,扭開導氣管活塞,酸液由球形漏斗流到容器的底部,再上升到中部跟鋅粒接觸而發生反應,產生的氫氣從導氣管放出。不用時關閉導氣管的活塞,容器內繼續反應產生的氫氣使容器內壓強加大,把酸液壓回球形漏斗,使酸液與鋅粒脫離接觸,反應自行停止。使用啟普發生器製取氫氣十分方便,可以及時控制反應的發生或停止。

5使用

1.發明的由來是經過歲月的洗禮
啟普發生器是化學實驗室中最普通、應用最廣的玻璃儀器。它設計上的巧妙,堪稱化學儀器中的一絕。
2.工作原理(以用稀硫酸和鋅粒製取氫氣為例)十分有效
打開活塞,容器內壓強與外界大氣壓相同,球形漏斗內的稀硫酸在重力作用下流到容器中,與鋅粒接觸,產生氫氣;關上活塞后,由於酸液繼續與鋅粒接觸,氫氣依然生成,此時容器內部壓強大於外界大氣壓,壓力將酸液壓回球形漏斗,使酸液與鋅粒脫離接觸,氫氣不再產生。
3.使用範圍
啟普發生器是用固體與液體試劑在常溫條件(不用加熱)下起反應製取氣體的典型裝置。如氫氣、二氧化碳、硫化氫等均可以用它來製取。但對於固體呈粉末狀或固體與液體相遇后溶解或反應時產生高溫者,如二氧化硫、二氧化氮等,都不適宜用此裝置製取。
4. 規格
啟普發生器的規格以球形漏斗的容積大小區別,常用為250 mL或500 mL。

6注意事項

1.使用前要檢查裝置氣密性,排盡空氣后再收集氣體;
2.使用啟普發生器製備氫氣,應遠離火源;
3.移動啟普發生器時,要握住球形容器的蜂腰處,千萬不可單手握住球形漏斗,以免底座脫落造成事故。
4、不能用於制乙炔。因為:
a.反應會產生糊狀物Ca(OH)2,即氫氧化鈣,堵住支管口;
b.碳化鈣(CaC2)與水反應較劇烈,難以控制反應速率;
c.反應會放出大量熱量,若操作不當,會炸裂啟普發生器;
5、向啟普發生器中添加固體時,需用橡膠塞將球形漏鬥口塞緊,然後取下容器上的橡膠塞加入固體。液體需要更換時,也應塞緊漏鬥口,然後拔下容器底部的液體出口塞,使廢液緩緩流出,塞上液體出口塞后,再從球形漏鬥口注液。移動啟普發生器時,應握住容器的球體,切不可只握球形漏斗,否則會使之與容器脫離,造成漏液或損壞容器;
6、啟普發生器不能進行加熱,也不能用於強烈的放熱反應和劇烈放出氣體的反應;
7、必須是塊狀固體和液體,不加熱製取難溶於水(或微溶於水)的氣體的反應,方可使用。
8、添加液體以剛好浸沒固體為宜。

7應用範圍

用於固體與液體的反應,與液體與液體的反應(但在溶液的質量分數上需慎重考慮)。
啟普發生器用於製取氣體,所以在使用前需檢查裝置氣密性。

8藥品的選用

啟普發生器
H2O2,KClO3,KMnO4都不行。 啟普發生器必須是塊狀固體和液體反應,且反應平和。 以上三種製法都不符合。MnO2,KClO3,KMnO4均為固體,但是粉末狀的,O2將液體壓回,但粉末無法與液體完全分離,所以說,不是原理不行,而是它們的物質狀態不合要求。按上面的條件,Al,Zn,Fe與HCl,H2SO4制H2;CaCO3與HCl制CO2,等等,都是可以的。但像CaC2與H2O制C2H2(乙炔), 以及實驗室製取SO2、NO2都是不行的——反應劇烈且放出大量熱,用啟普發生器是非常危險的。
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