在化学实验中,有多种玻璃仪器可用于收集气体,这些仪器的选择取决于气体的性质、收集方法以及实验的具体要求。
一、集气瓶
集气瓶是最常用的收集气体的玻璃仪器之一。它的形状通常是广口瓶,瓶口是磨砂的,可以与磨砂玻璃片紧密配合,从而保证良好的密封性。
1. 排水法收集气体
- 当收集的气体难溶于水或不易溶于水时,常采用排水法。例如,收集氧气、氢气等气体时,将集气瓶装满水,用玻璃片盖住瓶口,然后倒立在水槽中。当气体产生后,通过导管将气体导入集气瓶中,随着气体的进入,瓶内的水被排出。这种方法收集的气体比较纯净,因为它避免了气体与空气中其他成分的混合。
- 排水法收集气体时,集气瓶的大小可以根据所需收集气体的量来选择。如果需要收集较多量的气体,可以使用较大容积的集气瓶。
2. 排空气法收集气体
- 对于不与空气反应且密度与空气有差异的气体,可以采用排空气法收集。如果收集的气体密度比空气大,如二氧化碳,就用向上排空气法。将集气瓶正放,导管插入瓶底,气体从导管进入集气瓶,将瓶内的空气向上排出。如果收集的气体密度比空气小,如氢气,就用向下排空气法,集气瓶倒放,气体从下往上将瓶内空气排出。
二、气体洗气瓶(也可用于收集气体)
气体洗气瓶在结构上有进气管和出气管,在特定情况下也能用于收集气体。
1. 多功能用途
- 当需要收集干燥的气体时,洗气瓶可以发挥重要作用。例如,在收集氯气时,先在洗气瓶中放置合适的干燥剂(如浓硫酸),气体通过洗气瓶时,水分被除去,然后再收集到另一个集气瓶或者合适的容器中。
- 它还可以用于收集经过净化的气体。如果产生的气体中含有杂质,通过在洗气瓶中放置能与杂质反应的试剂,如在收集二氧化碳时,如果气体中含有氯化氢杂质,可以在洗气瓶中放置饱和碳酸氢钠溶液,氯化氢与碳酸氢钠反应而被除去,经过净化后的二氧化碳再被收集。
三、注射器
注射器作为一种玻璃仪器(玻璃针筒部分),在某些情况下也可用于收集气体。
1. 小量精确收集
- 对于需要收集少量且对量的控制要求精确的气体,注射器是很好的选择。例如,在一些微量分析实验或者气体标准样品的制备中,将注射器的针头插入气体发生装置或者气体储存装置,拉动活塞就可以收集一定体积的气体。而且,收集后的气体可以直接用于注射到其他分析仪器或者反应装置中,操作方便,减少了气体转移过程中的损失和污染。