一種實驗室常用的氣體發生裝置,以荷蘭的D.J.啟普的姓命名。它用普通玻璃制成,構造見圖。適用于塊狀固體與液體在常溫下反應制取難溶的氣體,如氫氣、二氧化碳、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。只要生成的氣體難溶于反應液才可,如二氧化碳可溶于水,但難溶于鹽酸,故用石灰石與鹽酸反應制二氧化碳時可用啟普發生器。啟普發生器不能加熱。
使用前應先檢查裝置的氣密性,方法是,開啟旋塞,向球形漏斗中加水,當水充滿容器下部的半球體時關閉旋塞,繼續加水,使水上升到球形漏斗中。靜置片刻,觀察水面是否下降,如下降說明漏氣。漏氣處可能是容器上氣體出口處的橡皮塞、導氣管上的旋塞或球形漏斗與容器接觸的磨口處。如漏氣應塞緊橡皮塞或在磨口處涂一薄層凡士林。
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皮墊圈,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。液體試劑從球形漏斗口注入,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為宜。
使用時,打開導氣管上的旋塞,球形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,將液體壓回球形漏斗,使液體和固體脫離接觸,反應停止。為保證安全,可在球形漏斗口加安全漏斗,防止氣體壓力過大時炸裂容器。
反應原理
實驗室里制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,然后放正儀器,再將裝導氣管的塞子塞好。接著由球形漏斗口加入稀硫酸。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,把酸壓回球形漏斗,使酸液與鋅粒脫離接觸,反應即自行停止。使用啟普發生器制取氫氣十分方便,可以及時控制反應的發生或停止。
使用
1、發明
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。
儀器的發明人啟普是荷蘭的一名藥物商人,曾經學過一些化學。他根據前人制作的制取硫化氫氣體的簡易裝置,設計出一種可以隨時使反應發生或停止的氣體發生裝置,后人為紀念他,將這種裝置叫做啟普發生器。
2、工作原理(以用稀硫酸和鋅粒制取氫氣為例)
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,由于酸液繼續與鋅粒接觸,氫氣依然生成,此時容器內部壓強大于外界大氣壓,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、使用范圍
啟普發生器是用固體與液體試劑在常溫條件(不用加熱)下起反應制取氣體的典型裝置。如氫氣、二氧化碳、硫化氫等均可以用它來制取。但對于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,都不適宜用此裝置制取。