Получение газов

Вещества в газообразном состоянии в лабораторных условиях получают:

1. Взаимодействием смеси твердых веществ при нагревании;

2. Прокаливанием твердого вещества;

3. Взаимодействием твердого вещества с жидкостью при нагревании или без

нагревания.

Для получения газов используют различные приборы. Простейшим из них является прибор, представляющий собой пробирку с газоотводной трубкой

(рис. 26, а). При использовании данного прибора следует учитывать условия протекания химических реакций. Если реакция идет только при нагревании, то остановить ее можно прекращением нагревания. Если же нагревание для протекании реакции не требуется, то она идет до тех пор, пока не израсходуются исходные вещества (или одно из них).

Преимущество такого прибора заключается в его простоте. Недостаток – в необходимости разбирать прибор после каждого опыта по получению газа.

На рис. 26, б изображен прибор, состоящий из колбы Вюрца и капельной воронки. Он удобен для получения газов, когда хотя бы одно из реагирующих веществ является жидким. Такой прибор используется для получения многих газов: хлора (действием соляной кислоты на перманганат калия), оксидов азота, оксида углерода (II), аммиака и других. Капельная воронка позволяет регулировать скорость подачи жидкого реагента в колбу Вюрца, поддерживая непрерывный ровный ток газа. Такой прибор для получения газа можно использовать неоднократно, и следовательно нет необходимости его разбирать после каждого опыта.

Приборы для получения газов необходимо перед использованием проверять на герметичность. Для этого опускают конец газоотводной трубки от прибора в сосуд с водой и слегка обогревают реакционный сосуд. Если прибор герметичен, то в воду пойдут пузырьки воздуха, а при прекращении нагревания вода из сосуда начнет засасываться в прибор.

Рис. 26. Приборы для получения газов: а) – пробирка с газоотводной трубкой;

б) – колба Вюрца с капельной воронкой

Существуют конструкции аналогичных мини приборов с пользованием пробирок Вюрца (рис. 27).

Однако они небезопасны в эксплуатации, так как не предусмотрен дополнительный выход газа из колбы при закупоривании основного выхода. В этом случае возможно выбивание пробки из капельной воронки или самой капельной воронки. Работа с приборами такой конструкции допускается только в защитной маске или очках. Необходимо все время следить за наличием свободного выхода газа из колбы и прибора.

В практике часто используют приборы автоматического действия. Одним из таких приборов является аппарат Киппа. Это один из самых удобных и безопасным методов получения газов в лаборатории. Аппараты Кип-

па выпускаются самых разных размеров.

Рис. 27. Мини-прибордля получения газов скапельной воронкой

С использованием аппарата Киппа в практикуме получают водород, угле-

кислый газ, сероводород и некоторые другие газы.

Аппарат Киппа состоит из трех сообщающихся резервуаров 1, 2 и 4 (рис. 28).

Твердый реагент помещают в средний шарообразный резервуар 2 на пластмассовый кольцевой вкладыш 3, предохраняющий от попадания твердого реагента в резервуар 4.

Аппарат Киппа для большой прочности изготавливают из толстостенного

стекла, так как он должен выдержать большое давление находящегося в нем газа. В качестве твердого реагента для получения водорода используют цинковые палочки, углекислого газа – куски и обрезки мрамора, сероводорода – куски сульфида железа.

Рис. 28. Аппарат Киппа: а) – заряжен и готов к работе; б – в работе;

1 – верхний резервуар; 2 – средний резервуар; 3 – кольцевой вкладыш для

размещения твердого реагента; 4 – нижний резервуар; 5 – кран

Для загрузки аппарата Киппа необходимо приподнять или снять верхний шаровой резервуар (1) и поместить крупные куски реагента на кольцо (3) вокруг центрального отверстия. Можно вынуть трубку с краном (5) и через образовавшееся отверстие загрузить средний шар примерно на 1/3 кусочками среднего размера.

Мелкодисперсный реагент использовать не следует, так как он может провалиться через щели у кольца (3) в нижний резервуар (4);

При включении аппарата Киппа (кран 5 открыт) жидкость из верхнего резервуара перетекает в нижний и поднимается до уровня твердого реагента. В результате реакции начинает выделяться газ. Аппарат Киппа способен автоматически длительно поддерживать заданный ток газа и прекращать выработку газа при перекрывании выхода. В последнем случае за счет генерации газа уровень жидкостиопускается ниже твердого реагента и реакция прекращается. Жидкость при этом перетекает из нижнего резервуара в верхний.

Дата добавления: 2014-10-15