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化学实验中多样的漏斗

2020-09-10毛宇鸿石岗岭

高考·下 2020年7期
关键词:化学实验

毛宇鸿 石岗岭

摘 要:漏斗是一种常被用作将液体或干燥粉末状物体注入入口较细小容器的仪器,有时会配合滤纸一起使用以分离不溶性固体物质与液体。其中有些漏斗在咀部设计可旋转的活塞,实验操作者可通过此活塞控制液体滴入的速度。目前中学化学教材中主要介绍了普通漏斗在过滤操作中的应用,以及梨形分液漏斗在萃取与分液操作中的应用,而在部分实验组合装置中用到了长颈漏斗、球形分液漏斗,在高考试题中也出现过布氏漏斗、滴液漏斗,甚至在部分高考模拟题中出现安全漏斗、砂芯漏斗、热水漏斗等不常见的。本文主要从漏斗的分类以及具体用途角度说明化学实验中常用的漏斗。

关键词:化学实验、漏斗、分液漏斗、滴液漏斗

漏斗最大的用途就是添加液体和分离物质,因使用的用途、条件不同我们选择的漏斗类型也不同。通过查阅资料,将各类漏斗从形状、配套使用等方面做详细介绍,期望能够对我们教师的教和学生的学有所帮助。

普通漏斗,一般是用来向瓶口较小的容器中装入液体试剂或向酒精灯、酒精喷灯中添加酒精。该漏斗最重要的用途是用于过滤分离不溶性固体物质与液体,进行大颗粒物的过滤操作。

热水漏斗,一般为金属铜所制,内壁与外壁间为中空空腔,可以盛放热水。在热水漏斗中放置一个普通漏斗,使用时可在外壁支管处加热使水保持温热,常在趁热过滤中使用,主要是防止因热溶液冷却时,有固态物质析出,导致漏斗堵塞或所需溶质损失。

长颈漏斗是向入口较细小容器中添加液体,或与双孔橡胶塞一起使用组装成制备气体装置,该装置一定要注意将长颈漏斗末端浸入液面以下,防气体从漏斗中逸出。例如金属锌与稀硫酸制备氢气就可用此装置,在实验室没有启普发生器时,也可以用长颈漏斗来组装简易启普发生器,用于不溶性固体与液体常温下制备气体,相比上一个装置制备氢气,用金属锌与稀硫酸在此装置中制备氢气就有“随关随停,随制随用”的优点。

安全漏斗,用途与长颈漏斗基本一致,用于制气添加液体所用,其中回形或二球部分的作用是起缓冲作用。用安全漏斗在进行加液操作时能使液体缓缓流下,且在停止加液后,在回形管或二球中残留少量的液体起到隔绝漏斗口上方空气与漏斗下方容器的作用。当容器内部气压过大时,气体可从容器通过残留的少量液体再从漏斗上口放出,以起到保证操作安全的作用又能隔离内外的作用。

布氏漏斗,非玻璃仪器,一般材质为陶瓷,呈圆筒状且筒底面上有分布均匀的小孔,下部为细长的筒状出口。使用时,需要先在其内底面铺上与其规格相符的滤纸,并将滤纸湿润,再将漏斗插进带有单孔橡胶塞的抽滤瓶上,抽滤瓶的侧口连抽气系统,可以用抽真空循环水泵,在没有该装置的情况下也可以连接在自来水龙头上代替抽真空循环水泵。将欲分离的固体、液体混合物倒入布氏漏斗,因抽滤瓶内的负压作用,过滤操作速度较常规过滤速度要快。最终液体被抽进抽滤瓶内,而固体留在布氏漏斗内,同时还可以在上方加入少量水(或其他溶剂)洗掉固体表面粘附的杂质。该装置在有机化学实验中分离提纯固态产品较为常见。

砂芯漏斗,是由相应规格的砂芯滤板和配套杯形玻璃漏斗而组成,砂芯滤板一般是由陶瓷或烧结玻璃所制,较耐酸但不耐碱,所以一般不能用其过滤碱性较强的物质。砂芯漏斗因其滤板具有分离固体与液体的能力,所以在过滤时无需再提供滤纸等其他滤材,只需根据所过滤物质颗粒大小,选择孔径不同的砂芯滤板,使用该装置进行过滤操作方便、快捷、简单。

分液漏斗一般分为梨形分液漏斗,球形分液漏斗,筒形分液漏斗。分液漏斗的主要用途是萃取与分液操作,在中学所学的萃取与分液操作中为了更彻底的分離两种互不相容的液体采用咀部较细的梨形分液漏斗,而球形分液漏斗与筒形分液漏斗主要用于普通分液操作或代替滴液漏斗向反应容器中滴加液体。

滴液漏斗一般分为球形滴液漏斗、恒压滴液漏斗,主要被用来向实验装置中滴加液体,球形滴液漏斗活塞下部的空腔小球部分是与球形分液漏斗的最明显区别之处,其优势就是向反应器中滴加液体时可以明显观察到液滴的滴加速度,便于通过活塞控制液体滴加速度。恒压滴液漏斗装置的主要作用是能将漏斗内部液体与活塞下部液体气压相同,在漏斗上方不用连通大气的情况下,也能使液体顺利滴下。常用于反应装置中易挥发、有刺激性气味或有毒性的液体的滴加。

分液漏斗与滴液漏斗常常外形酷似,但仔细观察不难发现两者虽同为瓶斗类玻璃仪器,因其用途的不同才致使这两种漏斗的构造不同。滴液漏斗的作用主要是满足不同需求条件下添加液体的一种工具,能较好地控制液滴和滴加速度;而分液漏斗虽然可作为在反应操作过程中添加溶液的工具,但是我们应该认识到它主要是用于液体的分离和萃取[2]。

通过以上所述对漏斗的归纳,希望对教师和学生关于漏斗相关知识有所帮助,并能体会仪器设计者设计仪器的精妙,为学生在今后的学习与工作中发明创造提供借鉴。

参考文献

[1]刘志宏主编.无机化学实验[M].高等教育出版社,2016:9.

[2]张金水.化学实验常用的滴液漏斗和分液漏斗[J].化学教学.2017:3.63-65.

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