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        三、常見氣體實(shí)驗(yàn)室制備

        發(fā)布時(shí)間:2020-08-06 來(lái)源: 講話發(fā)言 點(diǎn)擊:

         三、常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制備

         1 1 、氣體發(fā)生裝置的類型

        。1)設(shè)計(jì)原則:根據(jù)反應(yīng)原理、反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)所需條件等因素來(lái)選擇反應(yīng)裝置。

         (2)裝置基本類型:

         裝置類型 固體反應(yīng)物(加熱)

         固液反應(yīng)物(不加熱)

         固液反應(yīng)物(加熱)

         裝置 示意圖

         主要儀器

         典型氣體 O 2 、NH 3 、CH 4 等 H 2 、CO 2 、H 2 S 等。

         Cl 2 、HCl、CH 2 =CH 2等

         操作要點(diǎn) (l)試管口應(yīng)稍向下傾斜,以防止產(chǎn)生的水蒸氣在管口冷凝后倒流而引起試管破裂。

        。2)鐵夾應(yīng)夾在距試管口 l/3 處。

        。3)膠塞上的導(dǎo)管伸入試管里面不能太長(zhǎng),否則會(huì)妨礙氣體的導(dǎo)出。

        。1)在用簡(jiǎn)易裝置時(shí),如用長(zhǎng)頸漏斗,漏斗頸的下口應(yīng)伸入液面以下,否則起不到液封的作用; (2)加入的液體反應(yīng)物(如酸)要適當(dāng)。

        。3)塊狀固體與液體的混合物在常溫下反應(yīng)制備氣體可用啟普發(fā)生器制備。

        。1)先把固體藥品加入燒瓶,然后加入液體藥品。

        。2)要正確使用分液漏斗。

          2 2 、 幾種氣體制備的反應(yīng)原理

         1、O 2

          2KClO 3 2KCl+3O 2 ↑

          2KMnO 4 K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑

          2H 2 O 2 2H 2 O+O 2 ↑ 2Na 2 O 2

         + 2H 2 O = 4NaOH+O 2 ↑ 2Na 2 O 2 +2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2 ↑ 2、NH 3

         2NH 4 Cl+Ca(OH) 2 CaCl 2 +2NH 3 ↑+2H 2 O

         NH 3 ·H 2 O NH 3 ↑+H 2 O

          NH 3 ·H 2 O+CaO=NH 3 ↑

         +Ca(OH)

         2 3、CH 4

          CH 3 COONa+NaOH Na 2 CO 3 +CH 4 ↑

         4、H 2

         Zn+H 2 SO 4 (稀)=ZnSO 4 +H 2 ↑

         5、CO 2

          CaCO 3 +2HCl=CaCl 2 +CO 2 ↑+H 2 O

         6、SO 2

         Na 2 SO 4 +H 2 SO 4 (濃)=Na 2 SO 4 +SO 2 ↑+H 2 O

         7、NO 2

          Cu+4HNO 3 (濃)=Cu(NO 3 ) 2 +2NO 2 ↑+2H 2 O

         8、NO

          3Cu+8HNO 3 (稀)=3Cu(NO 3 ) 2 +2NO↑+4H 2 O

         9、C 2 H 2

         CaC 2 +2H 2 O→Ca(OH) 2 +CH≡CH↑ 10、Cl 2

         MnO 2 +4HCl(濃) MnCl 2 +Cl 2 ↑+2H 2 O

         2KMnO 4 +16HCl=5Cl 2 ↑+MnCl 2 +2KCl+8H 2 O 11、C 2 H 4

         C 2 H 5 OH CH 2 =CH 2 ↑+H 2 O 12、N 2

         NaNO 2 +NH 4 Cl NaCl+N 2 ↑+2H 2 O

          3CuO +2NH 3 3Cu+N 2 ↑+3H 2 O 13、H 2 S

         FeS+H 2 SO 4 =FeSO 4 +H 2 S↑

         3 3 、收集裝置

        。1)設(shè)計(jì)原則:根據(jù)氧化的溶解性或密度 (2)裝置基本類型:

          4 4 、凈化與干燥裝置

        。1)設(shè)計(jì)原則:根據(jù)凈化藥品的狀態(tài)及條件 (2)裝置基本類型:

         (

          (3)氣體的凈化劑的選擇 選擇氣體吸收劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)和雜質(zhì)的性質(zhì)而確定,所選用的吸收劑只能吸收氣體中的雜質(zhì),而不能與被提純的氣體反應(yīng)。一般情況下:①易溶于水的氣體雜質(zhì)可用水來(lái)吸收;②酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收;③堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收;④水分可用干燥劑來(lái)吸收;⑤能與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀(或可溶物)的物質(zhì)也可作為吸收劑。

        。4)氣體干燥劑的類型及選擇 常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為三類:

        、偎嵝愿稍飫鐫饬蛩、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體,如 CO 2 、SO 2 、NO 2 、HCI、H 2 、Cl 2

         、O 2 、CH 4 等氣體。

        、趬A性干燥劑,如生石灰、堿石灰、固體 NaOH。堿性干燥劑可以用來(lái)干燥顯堿性或中性的氣體,如 NH 3 、H 2 、O 2 、CH 4 等氣體。

        、壑行愿稍飫,如無(wú)水氯化鈣等,可以干燥中性、酸性、堿性氣體,如 O 2 、H 2 、CH 4 等。

         在選用干燥劑時(shí),顯堿性的氣體不能選用酸性干燥劑,顯酸性的氣體不能選用堿性干燥劑。有還原性的氣體不能選用有氧化性的干燥劑。能與氣體反應(yīng)的物質(zhì)不能選作干燥劑,如不能用 CaCI 2 來(lái)干燥 NH 3 (因生成 CaCl 2 ·8NH 3 ),不能用濃 H 2 SO 4 干燥 NH 3 、H 2 S、HBr、HI等。

         氣體凈化與干燥注意事項(xiàng)

         一般情況下,若采用溶液作除雜試劑,則是先除雜后干燥;若采用加熱除去雜質(zhì),則是先干燥后加熱。

         對(duì)于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當(dāng)?shù)娜芤杭右晕眨ɑ螯c(diǎn)燃),使它們變?yōu)闊o(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染的物質(zhì)。如尾氣 Cl 2 、SO 2 、Br 2 (蒸氣)等可用 NaOH 溶液吸收;尾氣 H 2 S 可用CuSO 4 或 NaOH 溶液吸收;尾氣 CO 可用點(diǎn)燃法,將它轉(zhuǎn)化為 CO 2 氣體。

         5、 氣體實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)

         (1)裝置順序:制氣裝置→凈化裝置→反應(yīng)或收集裝置→除尾氣裝置 (2)安裝順序:由下向上,由左向右 (3)操作順序:裝配儀器→檢驗(yàn)氣密性→加入藥品

         裝置類型 排水(液)集氣法 向上排空氣集氣法 向下排空氣集氣法 裝

         置 示意圖

         適用范圍 不溶于水(液)的氣體 密度大于空氣的氣體 密度小于空氣的氣體 典型氣體 H 2 、O 2 、NO、CO、CH 4 、 CH 2 =CH 2 、CH≡CH Cl 2 、HCl、CO 2 、SO 2 、H 2 S H 2 、NH 3 、CH 4

         裝 置 類型 液體除雜劑(不加熱)

         固體除雜劑(不加熱)

         固體除雜劑(加熱)

         適 用 范圍

         裝 置 示意圖

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