化學儀器中復雜儀器的種類

化學實驗中使用到的儀器稱為化學儀器??梢詫Σ牧线M行計量或反應。主要分為計量儀器和反應儀器。將儀器以特定方式進行組合構成裝置,實現實驗目的。

啟普發生器

主詞條:啟普發生器

一種實驗室常用的氣體發生裝置,是荷蘭科學家啟普(Petrus

Jacobus Kipp 1808~1864)發明,并以他的姓命名。它用普通玻璃制成,構造見圖。它由球形漏斗、容器導氣管三部分組成。適用于塊狀固體與液體在常溫下反應制取氣體,如氫氣、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。

如果生成氣體難溶于反應液,可以使用。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。

注意:啟普發生器不能用于加熱!

氣密性檢查

使用前應先檢查裝置的氣密性。

方法: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,使水上升到長頸漏斗中。靜置片刻,若水面不下降,則說明裝置氣密性良好,反之則說明裝置漏氣。漏氣處可能是容器上氣體出口處的橡皮塞、導氣管上的旋塞或長頸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上一薄層凡士林。

具體操作

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膠墊圈,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。液體試劑從長頸漏斗口注入,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,液面不高過導氣管的橡膠塞為宜。

使用時,打開導氣管上的旋塞,長頸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,將液體壓回長頸漏斗,使液體和固體脫離,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。

特點:符合“隨開隨用、隨關隨?!钡脑瓌t。能節約藥品,控制反應的發生和停止,可隨時向裝置中添加液體藥品。

酒精噴燈

主詞條:酒精噴燈

常用的酒精噴燈有座式酒精噴燈和掛式酒精噴燈兩種。座式酒精噴燈的酒精貯存在燈座內,掛式噴燈的酒精貯存罐懸掛于高處。酒精噴燈的火焰溫度可達1000℃左右。使用前,先在預熱盆中注入酒精,點燃后銅質燈管受熱;待盆中酒精將近燃完時,開啟燈管上的開關(逆時針轉);來自貯罐的酒精在燈管內受熱氣化,跟來自氣孔的空氣混合;這時用火點燃管口氣體,就產生高溫火焰;調節開關閥來控制火焰的大小。用畢后,掛式噴燈座旋緊開關,同時關閉酒精貯罐下的活塞,就能使燈焰熄滅。

構造

學校實驗室用的座式酒精噴燈,由燈管、空氣調節器、引火碗、螺旋蓋、貯酒精罐等部分構成(如圖)?;鹧鏈囟仍?00℃左右,最高可達1000℃,每耗用酒精200毫升,可連續工作半小時左右。

使用

1.旋開加注酒精的螺旋蓋,通過漏斗把酒精倒入貯酒精罐。為了安全,酒精的量不可超過罐內容積的80%(約200毫升)。隨即將蓋旋緊,避免漏氣。然后把燈身傾斜70度,使燈管內的燈芯沾濕,以免燈芯燒焦。

2.燈管內的酒精蒸氣噴口直徑為0.55毫米,容易被灰粒等堵塞,堵塞后就不能引燃,所以每次使用前要檢查噴口,如發現堵塞,就應該用通針或細鋼針把噴口刺通。

3.在引火碗內注2/3容量的酒精,用火柴把酒精點燃,對燈管加熱(此時要轉動空氣調節器把入氣孔調到最?。?,待酒精氣化,從噴口噴出時,引火碗內燃燒的火焰便可把噴出的酒精蒸氣點燃。如不能點燃,也可用火柴來點燃。

4.當噴口火焰點燃后,再調節空氣量,使火焰達到所需的溫度。在一般情況下,進入的空氣越多,也就是氧氣越多,火焰溫度越高。

5.熄滅噴燈,可用事先準備的廢木板平壓燈管上口,火焰即可熄滅,然后墊著布旋松螺旋蓋(以免燙傷),使罐內溫度較高的酒精蒸氣逸出。

注意

1.噴燈工作時,燈座下絕不能有任何熱源,環境溫度一般應在35℃以下,周圍不要有易燃物。

2.當罐內酒精耗剩20毫升左右時,應停止使用,如需繼續工作,要把噴燈熄滅后再增添酒精,不能在噴燈燃著時向罐內加注酒精,以免引燃罐內的酒精蒸氣。

3.使用噴燈時如發現罐底凸起,要立即停止使用,檢查噴口有無堵塞,酒精有無溢出等,待查明原因,排除故障后再使用。

4.每次連續使用的時間不要過長。如發現燈身溫度升高或罐內酒精沸騰(有氣泡破裂聲)時,要立即停用,避免由于罐內壓強增大導致罐身崩裂。

布氏漏斗

主詞條:布氏漏斗

布氏漏斗是實驗室中使用的一種陶瓷儀器,也有用塑料制作的,用來使用真空或負壓力抽吸進行過濾。普遍認為發明者為1907年諾貝爾化學獎獲得者愛德華·比希納,事實上布氏漏斗是由化學家Ernst Büchner發明的。形狀為扁圓筒狀,圓筒底面上開了很多小孔。下連一個狹長的筒狀出口。

使用的時候,一般先在圓筒底面墊上濾紙,將漏斗插進布氏燒瓶上方開口并將接口密封(例如用橡膠環)。布氏燒杯的側口連抽氣系統。然后將欲分離的固體、液體混合物倒進上方,液體成分在負壓力作用下被抽進燒杯,固體留在上方。常用于有機化學實驗中提取結晶。這種情況的過濾完成后,還可以在上方用少量純溶劑來洗掉結晶表面的雜質。

坩堝

主詞條:坩堝鉗

坩堝鉗(crucible

tongs),一種常見的化學儀器。通常用來夾取坩堝。一般由不銹鋼,或不可燃、難氧化的硬質材料制成。

注意事項

1.必須使用干凈的坩堝鉗。

2.用坩堝鉗夾取灼熱的坩堝時,必須將鉗尖先預熱,以免坩堝因局部冷卻而破裂,用后鉗尖應向上放在桌面或石棉網上。

3.實驗完畢后,應將坩堝鉗擦干凈,放入實驗器材柜中,干燥放置。

4.夾持坩堝使用彎曲部分,其它用途時用尖頭。

5.坩堝鉗不一定與坩堝配合使用。

索氏提取器

主詞條:索氏提取器

索氏提取器是由提取瓶、提取管、冷凝器三部分組成的,提取管兩側分別有虹吸管和連接管,各部分連接處要嚴密不能漏氣。提取時,將待測樣品包在脫脂濾紙包內,放入提取管內。提取瓶內加入石油醚,加熱提取瓶,石油醚氣化,由連接管上升進入冷凝器,凝成液體滴入提取管內,浸提樣品中的脂類物質。待提取管內石油醚液面達到一定高度,溶有粗脂肪的石油醚經虹吸管流入提取瓶。流入提取瓶內的石油醚繼續被加熱氣化、上升、冷凝,滴入提取管內,如此循環往復,直到抽提完全為止。

從固體物質中萃取化合物的一種方法是,用溶劑將固體長期浸潤而將所需要的物質浸出來,即長期浸出法。此法花費時間長.溶劑用量大、效率不高。

在實驗室多采用脂肪提取器(索氏提取器)來提取。脂肪提取器(如圖所示) 就是利用溶劑回流及虹吸原理,使固體物質連續不斷地被純溶劑萃取,既節約溶劑,萃取效率又高。

萃取前先將固體物質研碎,以增加固液接觸的面積。然后,將固體物質放在濾紙包內,置于提取器中,提取器的下端與盛有浸出溶劑的圓底燒瓶相連,上面接回流冷凝管。加熱圓底燒瓶,使溶劑沸騰,蒸氣通過連接管上升,進入到冷凝管中,被冷凝后滴入提取器中,溶劑和固體接觸進行萃取,當提取器中溶劑液面達到虹吸管的最高處時,含有萃取物的溶劑虹吸回到燒瓶,因而萃取出一部分物質。然后圓底燒瓶中的浸出溶劑繼續蒸發、冷凝、浸出、回流,如此重復,使固體物質不斷為純的浸出溶劑所萃取,將萃取出的物質富集在燒瓶中。

液—固萃取是利用溶劑對固體混合物中所需成分的溶解度大,對雜質的溶解度小來達到提取分離的目的。

索氏提取裝置

索氏提取裝置,又稱脂肪抽取裝置或脂肪抽出裝置。將液體滴入提取管內,如此循環往復,直到抽提完全為止。

布氏燒瓶

布氏燒瓶,又稱抽濾瓶,是實驗室中使用的一種玻璃器皿,為燒瓶的一種。配合布氏漏斗過濾用。發明者為1907年諾貝爾化學獎獲得者Eduard

Buchner。

形狀類似錐形瓶,但有兩個不同:側面有一個細頸,與真空連接。為了抗衡真空造成的負氣壓,布氏燒瓶的壁比錐形瓶要厚。抽濾瓶的外形極似錐形瓶,只是在管口處多開了一個側向的連接口,用來接上塑膠管再接到水流抽氣幫浦(即水流抽氣泵)上。當抽濾瓶口放上漏斗過濾時,此時水流抽氣幫浦(即水流抽氣泵)開始抽氣,使抽濾瓶內的空氣壓力降低;若漏斗上的濾紙內有任何的溶液存在,由于大氣壓力和重力的作用,這些溶液即會經過濾紙流入下方的抽濾瓶中,殘馀的固體則留在濾紙上,而達到過濾的目的。利用吸濾瓶過濾時,通常使用瓷漏斗置於其上,不能用錐形漏斗。還可以用吹風機對著濾紙吹,加快氣流,從而加速抽濾過程。

砂芯漏斗

主詞條:砂芯漏斗

砂芯漏斗是耐酸玻璃濾過儀器,系采用優良硬質高硼玻璃組成,

具有較高的理化性能。產品適用于化學分析、衛生檢驗、石油工業、制藥工業、染料工業等方面。

注意事項

1、新購置的濾過儀器使用前需用酸溶液進行抽濾,并用蒸餾水沖洗干凈,烘干后使用。對于除菌濾器,使用前需高壓滅菌,使用后應用洗滌液進行抽濾,然后放入洗滌液中浸泡48小時,取出用蒸餾水沖洗、抽濾、烘干、保存。在烘干過程中,切勿中途開烘箱,要待烘箱降至室溫后再打開烘箱取出,以防炸裂。

2、濾器使用后須進行洗滌處理,以免因沉淀物堵塞而影響過濾功效。

三梁天平

主詞條:三梁天平

三梁天平因其有三支具刻度的橫桿量尺而得名。三梁天平有三組騎碼但沒有砝碼

先使用刻度最大的騎碼若指針沒歸零再調較小刻度的騎碼。三梁天平有三支橫桿,每支橫桿各有不同質量的砝碼置于其上,移動砝碼的位置即可調整以天平支點為中心,和物體相對邊的抗力大小。待測物則盛裝在稱量紙或是稱量盤內再放于天平的稱盤上。

使用方法

A.天平之水平位置的調整:旋轉天平底盤上的水平螺旋,使底盤中央水平儀之氣泡維持在正中央位置。

B.零點校正:把天平橫桿支點下方之固定鎖鎖住,再將三根橫桿上的砝碼放置在零刻度的刻齒或刻度上。打開固定鎖,使橫桿自由擺動,當橫桿靜止時,橫桿最右端之水平指針是否指在標度盤之中央零點上?如果指針恰好指在零標度,則天平已歸零,可以使用。如果指針指在零標度的下方,則鎖住固定鎖,旋轉平衡調整器之調整螺使向左移,一直到打開固定鎖而指針恰指在零標度為止。如果指針指在零標度的上方,則使調整螺向右移。

C.測質量(稱重):鎖住固定鎖,把等測物體置于物盤中央,如果物體會腐蝕稱物盤,則用適當容器或紙張盛墊。預估物體的質量(重量),把砝碼移在預估質量的相應刻度上,打開固定鎖,由指針之平衡位置判定物體質量是大于或小于預估質量,改變或移動三根橫桿上砝碼的位置,直至橫桿平衡靜止時,指針恰指在零標度。而由三根橫桿上之砝碼位置,讀記物體的質量值。

D.重復上述各步驟,測量待測物體之質量三次,求取平均值,并用有效數字表示其質量大小。

冷凝管

主詞條:冷凝管

利用熱交換原理使冷凝性氣體冷卻凝結為液體的一種玻璃儀器。有直形、球形、蛇形三種,規格以長度(mm)表示,有150~300等多種。

用途

用于蒸餾液體或有機備置中,起冷凝或回流作用。

使用范圍:蒸汽的溫度大于140攝氏度,用空氣冷凝管,溫度小于140攝氏度,用直形冷凝管。

冷凝管通常使用于欲在回流狀況下做實驗的燒瓶上或是欲搜集冷凝後的液體時的蒸餾瓶上。蒸氣的冷凝發生在內管的內壁上。內外管所圍出的空間則為行水區有吸收蒸氣熱量并將這熱量移走的功用。進水口處通常有較高的水壓,為了防止水管脫落,塑膠管上應以管束綁緊。當在回流狀態下使用時,冷凝管的下端玻璃管要插入一個橡皮塞,以便能塞入燒瓶口中,承接燒瓶內往上蒸發的蒸氣。

回流冷凝管

有易揮發的液體反應物時,為了避免反應物損耗和充分利用原料,要在發生裝置設計冷凝回流裝置,使該物質通過冷凝后由氣態恢復為液態,從而回

流并收集。實驗室可通過在發生裝置安裝長玻璃管或冷凝回流管等實現。

直形冷凝管

由內外組合的直玻璃管構成,多用于蒸餾操作蒸汽溫度小于140度,不可用于回流。在其外管的上下兩側分別有連接管接頭,用作出水口和進水口。

使用方法:使用時,將靠下端的連接口以塑膠管接上水龍頭,當作進水口。因為進水口處的水溫較低而被蒸氣加熱過后的水,溫度較高;較熱的水因密度降低會自動往上流,有助于冷卻水的循環。

空氣冷凝管

空氣冷凝管和直形冷凝管主要是蒸出產物時使用(包括蒸餾和分餾),當蒸餾物沸點超過140度時,一般使用空氣冷凝管,以免直形冷凝管通水冷卻導致玻璃溫差大而炸裂。

球形冷凝管

內管為若干個玻璃球連接起來,用于有機制備的回流,適用于各種沸點的液體。

長期使用后,隔套中的鐵銹可以用鹽酸洗去。缺點:冷凝后的液體凝固后容易卡在玻璃球中。由于進水口水壓較高所以膠管容易脫落,使用時要用鐵絲綁住。

蛇形冷凝管

用于有機制備的回流,適用于沸點較低的液體。

洗瓶

主詞條:洗瓶

化學實驗室中用于裝純水的一種容器,并配有發射細液流的裝置。常用的有吹出型和擠壓型兩種。吹出型由平底玻璃燒瓶和瓶口裝置一短吹氣管和長的出水管組成;擠壓型由塑料細口瓶和瓶口裝置出水管組成。

洗瓶用于溶液的定量轉移和沉淀的洗滌和轉移。經濟洗瓶(常用500ml經濟洗瓶)、安全洗瓶(蒸餾水洗瓶、甲苯洗瓶、乙醇洗瓶、甲醇洗瓶、丙酮洗瓶、異丙醇洗瓶、次氯酸鈉洗瓶)、耐溶劑洗瓶,塑料洗瓶(紅)(即紅嘴洗瓶)

克氏燒瓶

主詞條:克氏燒瓶

1883年發明測定有機化合物中氮含量的方法:他將一定重量的試樣與硫酸作用,使試樣中的氮全部轉變為硫酸銨,然后往硫酸銨溶液中加入堿,再將生成的氨蒸餾到一定體積的標準酸溶液中,再滴定過量的酸,就能測出試樣的含氮量。此法普遍用于化學和醫學研究及農業生產和藥物工業。后人稱此法為克氏定氮法。

此法所用的儀器是一種梨形長頸燒瓶,容量通常約300毫升,微量分析用的可以小到10毫升,后人稱這種燒瓶為克氏燒瓶。

稱量瓶

主詞條:稱量瓶

磨口塞的筒形玻璃瓶,用于差減法稱量試樣的容器。因有磨口塞,可以防止瓶中的試樣吸收空氣中的水分和CO2等,適用于稱量易吸潮的試樣。

稱量瓶的蓋子是磨口配套的,不得丟失、弄亂。稱量瓶使用前應洗凈烘干,不用時應洗凈,在磨口處墊一小紙,以方便打開蓋子。

稱量瓶主要用于使用分析天平時稱取一定質量的試樣,也可用于烘干試樣。稱量瓶平時要洗凈,烘干,存放在干燥器內以備隨時使用。稱量瓶不能用火直接加熱,瓶蓋不能互換,稱量時不可用手直接拿取,應帶指套或墊以潔凈紙條。

常見的稱量瓶有高型和扁型兩種,高型的瓶高40mm至60mm不等;扁型的瓶高40mm至60mm不等。扁型用作測定水分或在烘箱中烘干基準物;高型用于稱量基準物、樣品。稱量瓶不可蓋緊磨口塞烘烤,磨口塞要原配。

干燥器

主詞條:干燥器

干燥器是通過加熱使物料中的濕分(一般指水分或其他可揮發性液體成分)汽化逸出,以獲得規定濕含量的固體物料的機械設備。

注意事項

(1)干燥劑不可放得太多,以免沾污坩堝底部。

(2)搬移干燥器時,要用雙手拿著,用大拇指緊緊按住蓋子。

(3)打開干燥器時,不能往上掀蓋,應用左手按住干燥器,右手小心地把蓋子稍微推開,等冷空氣徐徐進入后,才能完全推開,蓋子必須仰放在桌子上。

(4)不可將太熱的物體放入干燥器中。

(5)有時較熱的物體放入干燥器中后,空氣受熱膨脹會把蓋子頂起來,為了防止蓋子被打翻,應當用手按住,不時把蓋子稍微推開。

(6)灼燒或烘干后的坩堝和沉淀,在干燥器內不宜放置過久,否則會因吸收一些水分而使質量略有增加。

(7)變色硅膠干燥時為藍色,受潮后變粉紅色??梢栽?20℃烘受潮的硅膠待其變藍后反復使用,直至破碎不能用為止。

鹽橋

主詞條:鹽橋


鹽橋常出現在原電池中,是由瓊脂和飽和氯化鉀或飽和硝酸銨溶液構成的。用來在兩種溶液中轉移電子。常用于原電池實驗,材料:瓊脂+飽和氯化鉀溶液或飽和硝酸銨溶液。

為了減小液界電位,通常在兩種溶液之間連接一個高濃度的電解質溶液作“鹽橋”。

作用原理:

在兩種溶液之間插入鹽橋以代替原來的兩種溶液的直接接觸,減免和穩定液接電位(當組成或活度不同的兩種電解質接觸時,在溶液接界處由于正負離子擴散通過界面的離子遷移速度不同造成正負電荷分離而形成雙電層,這樣產生的電位差稱為液體接界擴散電位,簡稱液接電位),使液接電位減至最小以致接近消除。

防止試液中的有害離子擴散到參比電極的內鹽橋溶液中影響其電極電位。

原理:

飽和KCl溶液的濃度高達4.2mol·dm-3,當鹽橋插入到濃度不大的兩電解質溶液之間的界面時,產生了兩個接界面,鹽橋中K+和Cl-向外擴散就成為這兩個接界面上離子擴散的主流。由于K+和Cl-的擴散速率相近,使鹽橋與兩個溶液接觸產生的液接電勢均很小,且兩者方向相反,故相互抵消后降至1~2mV。

選擇鹽橋中的電解質的原則是高濃度、正負離子遷移速率接近相等,且不與電池中溶液發生化學反應。常采用KCl、NH4NO3和KNO3的飽和溶液。


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