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氣體發生器的發展和變革
更新時間:2017-03-30   點擊次數:3019次

 氣體發生器的發展和變革

     在各學?;瘜W實驗室里,我們經??梢钥吹礁鞣N形式的氣體發生器。這些都是常用的和*的儀器裝置,其中歷史悠久的啟普發生器可以說是它們之中的代表作,這種儀器的設計非常之巧妙,以致凡是使用過的人無不對它的結構簡單和操作方便贊不絕口。

       說起這種氣體發生器的由來,還要追溯到18 世紀。當時硫化氫已經被用作分析試劑了,這種硫化氫氣體的制法一般是用酸與硫化亞鐵發生反應。但按照分析化學操作的要求,則希望能夠產生隨時可供使用的硫化氫氣體,而當不需要使用這種氣體時,應該能夠立即停止氣體的發生,另外還有一個要求,就是因為當酸與硫化亞鐵作用一段時期以后便會失去效用,這就要求儀器能夠比較容易地把廢酸清除掉,并換上新的酸。當往氣體瓶中加酸時,它即與固體反應,產生硫化氫氣體,當把活塞關閉以后,酸還繼續與固體發生反應,結果氣體的壓力將酸液驅趕到上面的球體內,使固體不再與酸接觸從而停止反應。但是,我們也可以明顯地看出,硫化亞鐵固體不可能*與殘留在下面球體內的少量酸液脫離接觸,因此容器內還在繼續不斷地產生硫化氫氣體、雖然量很少,但是如果時間一長,積累起來的氣體也可能產生較大的壓力將酸液噴出瓶外,給人造成傷害(這個問題在啟普發生器中已得到解決),這是格利芬氣體瓶的一個缺陷。為了克服格利芬氣體瓶的缺點,格利芬便把儀器改進成為由三個球體組成的氣體發生器,當需要使用硫化氫氣體時,便讓酸與硫化亞鐵接觸。當停止使用時,只要將容器倒置過來,就能夠使酸流到下面的球體內,這樣使硫化亞鐵不再與酸接觸,但是這種儀器也還存在著一個缺點,即將容器倒置時,只有比較大塊的硫化亞鐵才不會從兩個球體的連接處(它也是酸液流通的渠道)掉下去,而小塊的硫化亞鐵仍然會掉進酸里與酸作用,產生與格利芬氣體瓶同樣的缺點。要想解除這個缺點除非在使用這種儀器時,經常把小塊的硫化亞鐵取出來,然而這是一件很麻煩的事情。后來,巴包利用相同的原理設計了另外一種硫化氫發生器。當需要產生硫化氫氣體時,可將左球下降,使酸與硫化亞鐵相接觸;如果停止使用,則只要將右球下落,酸液就與固體脫離了接觸。這種儀器的操作方法比格利芬氣體瓶方便一些,但是小塊的硫化亞鐵仍能掉進酸液中,還是需要經常清除掉。
       1865 年菲普生總結了前幾種氣體瓶的優勢和缺陷,另外設計了一套發生氣體的瓶子。在一只玻璃瓶內裝硫化亞鐵固體;另一只玻璃瓶用來盛酸液,當不使用這套裝置發生氣體時,則裝固體的玻璃瓶的下面填上
三塊磚,這裝固體的玻璃瓶位置就要高一些,由于盛酸液的玻璃瓶的位置低,因此固體不會與酸液接觸。而當需要發生氣體時,則把這三塊磚放在盛酸的玻璃瓶的下面,這樣它的位置就高于盛固體的玻璃瓶,則酸
液流入裝固體的瓶中,與硫化亞鐵發生反應,便不斷地產生硫化氫氣體,由裝在瓶子頂端的活塞中釋放出。如果想要停止使用,則可以再把三塊磚移到裝固體的玻璃瓶的下面(此時它又比盛酸液的瓶子的位置高了),原來與硫化亞鐵固體接觸的酸液就會自己流回盛酸液的玻璃瓶中,使硫化亞鐵與酸脫離接觸,不再發生反應。

       在菲普生設計的裝置中,需要用到一種很柔軟的導管(輸送酸液),解決這個問題也是頗費了一番周折的,一直到1839 年古德意發明了硫化橡膠(他于1844 年獲得了這種發明的權)以后,才使化學家得以制作出各種連接玻璃容器的軟管材料。而菲普生恰好是在這種軟管材料出現以后才設計出他的儀器裝置的。但在這同一時代,啟普發明了一種迄今為止zui為完備和操作zui簡便的氣體的發生器,而且使用時也非常安全。后人對啟普發生器雖然進行了無數次的改進,但是所用的基本原理和操作方法卻是大致相同的。從這一段歷史,不難想到,即使像啟普發生器這樣為人們所熟悉的普通儀器,也曾經歷了一場不小的變革,為此許多化學家花費了大量心血。

上海么能分析儀器有限公司

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