微型化学实验中加液管的开发及应用

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文章编号:1005-6629(2010)09-0005-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:C

微型化学实验是在微型化的仪器装置中进行的化学实验,其试剂用量比对应的常规实验节约90%以上。微型实验有两个基本特征:试剂用量少和仪器微型化。微型化实验不是常规实验的简单缩微或减量,而是在微型化的条件下对实验进行重新设计和探索, 达到以尽可能少的试剂来获取尽可能多的化学信息[1]。

1开发加液管的价值

中学化学实验中,用微型实验(化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一)和半微型实验(化学试剂用量一般只为常规实验用量十分之一)[2] 代替常量实验是切实可行的,在这些实验中,加入液体反应物时,由于微量实验仪器中没有专用分液漏斗(或滴液漏斗), 有的用普通滴管加液, 有的用塑料制成的加液器[3,4]; 塑料的耐热性能差,对有机溶剂比较敏感;滴管一次吸入液体的体积一般只有1~2 mL左右,当加入液体的量大于普通滴管加入量时,在微型或半微型实验仪器中都没有对应的加液仪器。本仪器的开发将弥补这一空白,作为微型或半微型化学实验中的加液仪器,与其他微型仪器配套使用,有实际的应用前景和价值。

2构造、功能及使用方法

我们开发的微型半微型化学实验用加液管,是一种可以分段加注液体的简单仪器,一次最大吸入量约10 mL左右,可分成若干次分别加入,在常压下进行物质制备和性质实验中能广泛应用。仪器的构造如图1所示。

本仪器的设计灵感来自对“自来水笔”(钢笔)吸墨水原理的解剖研究。主要创新之处是在普通滴管内加了一个内吸管和一个滴液孔,加大了贮液球的容积。该仪器的最大优点是,既有分液漏斗(滴液漏斗)的贮液和加液功能,又有普通滴管使用方便、结构简单和微形化的优点,还能改制成微形长颈漏斗。

本加液管与其他标准磨口或非标准仪器的连接如图2所示。

在吸入液体时,将加液管嘴部插入液体中,反复挤压乳胶滴头几次后,液体就会不断地被吸入贮液球中,滴加液体的方法与普通胶头滴管相同,挤压乳胶滴头时,液体便可滴下,反复挤压可将液体滴入反应容器中。

3 应用举例

用作分液漏斗做SO2的制备与性质一体化实验。

3.1 装置和实验操作

(1)在具支试管中加入约1 g固体Na2SO3(约 8 mmol),固定在铁架台上;用加液管吸取1∶4的硫酸约5 mL(约18 mmol),与具支试管连接好。

(2)在W管的a处加入石蕊试液, b处加入0.2% 品红溶液,c处加入0.2 %的溴水,d处加入2% Na2S溶液。加入量都以液面刚好接触上部玻璃为止,并与具支试管连接。

(3)在干燥管中塞一团浸有10% NaOH溶液的棉花,设法使棉花充满整个干燥管,并与W管连接,如图3所示。

(4)反复挤压加液管的乳胶滴头,加入约3 mL硫酸,反应开始,必要时可通过挤压乳胶滴头补加液体。

3.2实验现象

加入硫酸后,在具支试管中硫酸与亚硫酸钠反应生成SO2气体,a处紫色石蕊变红色,但不褪色。说明SO2溶于水生成H2SO3显酸性,也说明SO2气体不能漂白石蕊试液;b处品红褪色,说明SO2气体有漂白性;c处溴水褪色,说明SO2有还原性;d处出现浑浊,说明SO2溶于水生成H2SO3的酸性比氢硫酸的酸性强,H2SO3(或SO2)与H2S反应生成硫磺沉淀,即SO2有氧化性。

干燥管中的氢氧化钠溶液的作用是吸收多余的SO2气体,不使其污染环境。

参考资料:

[1]武汉大学大学化学实验教学网站.实验课程内容,有机化学实验,第六章,微型有机化学实验.chemlab.whu.省略/chem/content/content1.htm.

[2]邵国强.开设小量-半微量化学实验的尝试[J].杭州:浙江教育学院学报,2004,(0)75～77.

[3]卢家利等.微型化学实验仪器的研制[J].南宁:广西民族学院学报(自然科学版),2003,(12增刊):42～46.

[4]沈戮等.气体制备与性质一体化微型实验的研究[J].呼和浩特:内蒙古民族大学学报(自然科学版), 2004,(10):518~520.

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