河北省大城县第四中学 张铁峰

一、设计目的

化学实验室是学生进行化学实验、验证科学理论、训练实验操作能力、培养分析问题能力的重要实训基地，是教师进行产学研的重要场所。

在学习和教研活动中每天都在排放若干成分复杂的污染物，因此中学化学实验室内的空气污染物种类很多，虽然数量和强度方面不及工业企业单位，但种类多，成分复杂，有强烈的毒害性，正以“聚沙成塔”的方式对环境构成潜在威胁。在实验教学中，大多数学校忽视了化学实验室的废气污染问题，很多没有添置相应的废气处理设备，或是添置的设备设计不当达不到理想效果。以最常见的封闭或半封闭式的实验室通风柜为例，它们对化学实验室的废气很少进行处理就直接排放到环境中，如不采取适当的防治措施，会影响到实验室的学习和工作环境，损害实验室工作人员和学生的身体健康。

为使化学药品柜内排放的有毒有害气体得到净化，保证教师取用药品时的安全，我们进行了创新设计——化学实验室有毒有害气体微型净化装置。

二、实验器材

亚克力板和管、定时开关、调速风机、止水夹等。

三、实验药品

高锰酸钾、活性炭、硝酸铵、碱石灰、水等。

四、实验原理

实验室产生的废气多种多样，一般来说可分为有机废气和酸碱性废气，某些情况下会有粉尘产生。一般来说，其来源主要为实验中使用的有机溶剂或酸碱溶液，还有挥发性的反应产物等。实验室常见的有害气体主要有：NH3、HCl、SO2、Cl2、HCHO、CH3CHO、苯等。这些物质毒性有强有弱，会对人体的不同系统产生危害，必须在排放到大气前进行处理。

实验室中的某些化学实验会用到酸碱性物质，许多具有挥发性，会产生酸雾等。针对这类废气，多采用吸收法处理。可单纯用水吸收，或可添置加药系统，加入酸或碱以利于中和反应的发生，大大提高吸收效率。针对含有机废气的实验室废气处理，多采用活性炭吸附法。其原理是活性炭具有很多微孔及很大的比表面积，依靠分子引力和毛细作用，能使溶剂蒸气和挥发性物质吸附于表面。

五、实验装置图（见右图）

六、实验说明

药品柜单独设有挥发性药品配置取用仓，净化装置底端右侧设有进气口，并与抽气机连接，抽气机配有定时开关，并可调节进气量大小。净化装置的左端连接有水仓及气过滤层，水仓设有进水口、出水口。工作时，抽气机把药品柜内（或实验室内）的混合气体（NH3、HCl、SO2、Cl2、HCHO、CH3CHO、苯等）送入水中，过水吸收NH3、HCl、SO2、Cl2；再经过高锰酸钾层除去HCHO、CH3CHO 等有机物，使之转化为酸性气体HCOOH、CH3COOH等；再经过碱石灰层，把剩余的酸性 气 体 SO2、HCl、HCOOH、CH3COOH等中和掉；再通过活性炭层，除去苯等有刺激性气味的有毒气体；最后通过湿润的硝酸铵，除去可能剩余的苯。

七、实验意义

经实验验证，本款装置对实验时所产生的有毒有害以及难闻气体的过滤和净化率达90%以上，改善了传统排风设备治标不治本的状况，是目前真正能够起到过滤和净化效果的装置，对于大规模生产有很大的指导意义。