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气体操作的八种方式

一 、制备气体--制气

制备气体的方法有工业制法和实验室制法,工业制法和实验室制法中又有物理方法、化学方法。常见的用物理方法制备的气体有:工业上用液化空气蒸馏法分离出氮气和氧气,实验室用加热浓氨水、浓盐酸的简易方法制备氨气、氯化氢气等气体;用化学方法制备的气体很多,如工业上合成氨、氨催化氧化法制一氧化氮,实验室制氨气、氧气、乙烯等气体。实验室制备气体的发生器主要有三种类型:1. 固体与固体加热型。如制备NH3、O2、CH4等气体。2 .固体和液体或液体和液体加热反应型。如制备Cl2、C2H4、HCl、HF、CH3COOH、CO、N2等气体。3. 固体和液体或液体和液体不加热反应型。如制备H2、CO2、SO2、NO2、NO、C2H2、H2S等气体。

二 、收集气体--集气

收集气体的方式据气体的性质而定。常用的收集气体的方法有排水法和排气法两种。对于易溶于水的气体,不能用排水法。如Cl2、NH3、HCl、HF、CO2、SO2、NO2、H2S等气体。只能用排气或排其它溶液的方法。对于能与空气反应或与空气密度很相近的气体,不能用排空气法。如NO、C2H4、CO、N2等。可用排水法收集这些气体。比空气轻的气体,可用向下排空气取气法;比空气重的气体,可用向上排空气取气法收集。空气的平均式量为29,相对分子质量大于29的气体都比空气重,反之则比空气轻。排水法集气时,既可用向下排水又可用向上排水法。排水时,集气瓶内应装满水,进气管伸入瓶口或伸过塞即可。

三、 检验气体--验气

检验气体有检验气体是否收集满、检验气体是否纯净和检验是什么气体几类。一般是根据气体的特性,采用一定的实验手段验证气体的存在或成分。如“验满”是将湿润的试纸贴在玻璃棒一端,将试纸放在容器口附近检验。检验易爆炸气体是否纯净,收集满后移近火焰,看是否有爆鸣声。检验水蒸气的存在,可用无水硫酸铜试剂,试剂变蓝,则有水存在。检验二氧化硫是否除尽,可用品红溶液或酸化的高锰酸钾溶液,若溶液不褪色,则已除尽。

四、 测量气体的体积--量气

测量气体的体积的方法之一是先将容器装满水,然后倒出水,测该水的体积而知容器的体积,再用该容器集满气体,就知气体的体积。如CCl4蒸气分子量的测定,就是用这种方法。测量气体的体积的方法之二是用量气装置,通过进气出水量器量排出水的体积而知生成气体的体积。注意量得的气体体积并非标准状况下的体积,而是实验条件下的体积。

五、洗涤气体--洗气

洗气就是将混有杂质气的气体通过特定的溶液,让溶液只吸收杂质气体,从而使气体净化。洗涤气体也是气体的除杂。如氯气中混有氯化氢气体,可将混合气通过饱和食盐水洗气,饱和食盐水可吸收氯化氢气体而难溶解氯气。洗气后的气体通常还含有水蒸气,要得到纯净而干燥的气体,必须再进行干燥。

六、干燥气体

干燥气体就是将混有水蒸气的气体通过干燥剂进行干燥,以除去气体中混有的水蒸气。干燥装置常见的有干燥塔、球型干燥管、U型干燥管及盛浓硫酸的洗气瓶等。干燥时依据气体的性质选择合适的干燥剂进行干燥。常用的干燥剂有三类:酸性干燥剂。如浓硫酸、无水硫酸铜、五氧化二磷、硅胶等;碱性干燥剂。如碱石灰、氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钙等;中性干燥剂。如无水氯化钙、硝酸镁等。一般酸性气体用酸性或中性干燥剂干燥,不能用碱性干燥剂干燥;碱性气体用碱性干燥剂干燥,不能用酸性干燥剂干燥;中性气体都可以干燥。但有些特例应特别注意,如浓硫酸是一种强氧化性试剂,不能用它干燥HBr、H2S、HI等还原性气体;氯化钙不能干燥氨气、乙醇等。

七、储存气体--储气

储存气体可用储气袋或储气瓶。使用时在储气瓶内加水或储气袋上加压就可导出气体。储气时一定要注意密封。

八、处理尾气

很多气体会污染空气,不能直接排放,必须处理。尾气的处理方法有:1. 吸收法。一般酸性气体用碱液吸收,碱性气体用酸液吸收,极易溶于水的气体可用水吸收。如HCl、NH3可用水吸收,二氧化硫用氨水吸收再利用,氯气用氢氧化钠溶液吸收,氮氧化物用氢氧化钠吸收等。对于极易溶于水的气体,吸收时,导管不能直接插入液面下,应用倒置的漏斗倒扣在水面上,防止倒吸。少量时将导管伸到液面上2-3㎜处,让气体溶于水。2.点燃法。如CO气体用点燃的方法使之变为无害的二氧化碳。3 .气袋储存。用这种方法把气体暂时储存起来,再作利用和处理。 

(责任编辑:化学自习室)
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