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氣體發(fā)生器的發(fā)展和變革
更新時(shí)間:2017-03-30   點(diǎn)擊次數(shù):3021次

 氣體發(fā)生器的發(fā)展和變革

     在各學(xué)校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里,我們經(jīng)常可以看到各種形式的氣體發(fā)生器。這些都是常用的和*的儀器裝置,其中歷史悠久的啟普發(fā)生器可以說是它們之中的代表作,這種儀器的設(shè)計(jì)非常之巧妙,以致凡是使用過的人無不對(duì)它的結(jié)構(gòu)簡單和操作方便贊不絕口。

       說起這種氣體發(fā)生器的由來,還要追溯到18 世紀(jì)。當(dāng)時(shí)硫化氫已經(jīng)被用作分析試劑了,這種硫化氫氣體的制法一般是用酸與硫化亞鐵發(fā)生反應(yīng)。但按照分析化學(xué)操作的要求,則希望能夠產(chǎn)生隨時(shí)可供使用的硫化氫氣體,而當(dāng)不需要使用這種氣體時(shí),應(yīng)該能夠立即停止氣體的發(fā)生,另外還有一個(gè)要求,就是因?yàn)楫?dāng)酸與硫化亞鐵作用一段時(shí)期以后便會(huì)失去效用,這就要求儀器能夠比較容易地把廢酸清除掉,并換上新的酸。當(dāng)往氣體瓶中加酸時(shí),它即與固體反應(yīng),產(chǎn)生硫化氫氣體,當(dāng)把活塞關(guān)閉以后,酸還繼續(xù)與固體發(fā)生反應(yīng),結(jié)果氣體的壓力將酸液驅(qū)趕到上面的球體內(nèi),使固體不再與酸接觸從而停止反應(yīng)。但是,我們也可以明顯地看出,硫化亞鐵固體不可能*與殘留在下面球體內(nèi)的少量酸液脫離接觸,因此容器內(nèi)還在繼續(xù)不斷地產(chǎn)生硫化氫氣體、雖然量很少,但是如果時(shí)間一長,積累起來的氣體也可能產(chǎn)生較大的壓力將酸液噴出瓶外,給人造成傷害(這個(gè)問題在啟普發(fā)生器中已得到解決),這是格利芬氣體瓶的一個(gè)缺陷。為了克服格利芬氣體瓶的缺點(diǎn),格利芬便把儀器改進(jìn)成為由三個(gè)球體組成的氣體發(fā)生器,當(dāng)需要使用硫化氫氣體時(shí),便讓酸與硫化亞鐵接觸。當(dāng)停止使用時(shí),只要將容器倒置過來,就能夠使酸流到下面的球體內(nèi),這樣使硫化亞鐵不再與酸接觸,但是這種儀器也還存在著一個(gè)缺點(diǎn),即將容器倒置時(shí),只有比較大塊的硫化亞鐵才不會(huì)從兩個(gè)球體的連接處(它也是酸液流通的渠道)掉下去,而小塊的硫化亞鐵仍然會(huì)掉進(jìn)酸里與酸作用,產(chǎn)生與格利芬氣體瓶同樣的缺點(diǎn)。要想解除這個(gè)缺點(diǎn)除非在使用這種儀器時(shí),經(jīng)常把小塊的硫化亞鐵取出來,然而這是一件很麻煩的事情。后來,巴包利用相同的原理設(shè)計(jì)了另外一種硫化氫發(fā)生器。當(dāng)需要產(chǎn)生硫化氫氣體時(shí),可將左球下降,使酸與硫化亞鐵相接觸;如果停止使用,則只要將右球下落,酸液就與固體脫離了接觸。這種儀器的操作方法比格利芬氣體瓶方便一些,但是小塊的硫化亞鐵仍能掉進(jìn)酸液中,還是需要經(jīng)常清除掉。
       1865 年菲普生總結(jié)了前幾種氣體瓶的優(yōu)勢(shì)和缺陷,另外設(shè)計(jì)了一套發(fā)生氣體的瓶子。在一只玻璃瓶內(nèi)裝硫化亞鐵固體;另一只玻璃瓶用來盛酸液,當(dāng)不使用這套裝置發(fā)生氣體時(shí),則裝固體的玻璃瓶的下面填上
三塊磚,這裝固體的玻璃瓶位置就要高一些,由于盛酸液的玻璃瓶的位置低,因此固體不會(huì)與酸液接觸。而當(dāng)需要發(fā)生氣體時(shí),則把這三塊磚放在盛酸的玻璃瓶的下面,這樣它的位置就高于盛固體的玻璃瓶,則酸
液流入裝固體的瓶中,與硫化亞鐵發(fā)生反應(yīng),便不斷地產(chǎn)生硫化氫氣體,由裝在瓶子頂端的活塞中釋放出。如果想要停止使用,則可以再把三塊磚移到裝固體的玻璃瓶的下面(此時(shí)它又比盛酸液的瓶子的位置高了),原來與硫化亞鐵固體接觸的酸液就會(huì)自己流回盛酸液的玻璃瓶中,使硫化亞鐵與酸脫離接觸,不再發(fā)生反應(yīng)。

       在菲普生設(shè)計(jì)的裝置中,需要用到一種很柔軟的導(dǎo)管(輸送酸液),解決這個(gè)問題也是頗費(fèi)了一番周折的,一直到1839 年古德意發(fā)明了硫化橡膠(他于1844 年獲得了這種發(fā)明的權(quán))以后,才使化學(xué)家得以制作出各種連接玻璃容器的軟管材料。而菲普生恰好是在這種軟管材料出現(xiàn)以后才設(shè)計(jì)出他的儀器裝置的。但在這同一時(shí)代,啟普發(fā)明了一種迄今為止zui為完備和操作zui簡便的氣體的發(fā)生器,而且使用時(shí)也非常安全。后人對(duì)啟普發(fā)生器雖然進(jìn)行了無數(shù)次的改進(jìn),但是所用的基本原理和操作方法卻是大致相同的。從這一段歷史,不難想到,即使像啟普發(fā)生器這樣為人們所熟悉的普通儀器,也曾經(jīng)歷了一場不小的變革,為此許多化學(xué)家花費(fèi)了大量心血。

上海么能分析儀器有限公司

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