气体收集(排水法和排气法气体收集操作方法说明空气体法)
气体是在化学实验中产生的,气体的收集是中学化学学习的重点内容。集气方式主要分为两种:排水方式和空排气方式。
1.排水方法
原理:将产生的气体引入装满水的集气瓶,让气体排出集气瓶内的水,达到收集气体的目的。
优点:可以得到纯净的气体。
缺点:得不到干气。
排水法可收集的气体:不溶于水或难溶于水,不与水发生化学反应的气体,如氧气(O2)、氢气(H2)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)等。
注:二氧化硫(SO2)和二氧化碳(CO2)气体与水发生化学反应,不能用排水法收集。
排水操作方法
1.1.水箱+气瓶+磨砂玻璃片
将集气瓶装满水,并用玻璃片盖住。注意集气瓶内没有气泡(气泡含有空气体,会导致收集的气体不纯);
将气瓶倒入水箱,取下液面以下的玻璃片;
当导管口的气泡连续均匀喷出时,将导管放入集气瓶,开始收集气体。
当集气筒内的水排尽,集气筒口冒出气泡时,说明集气筒已满;
水下用玻璃片盖住气瓶,取出放在桌面上。如果气体的密度大于空气体,应放在桌面上,如氧气(O2);如果气体的密度小于空气体的密度,应将其倒置放置在表面,如氢气(H2)和氮气(N2)。
1.2、导管+气瓶长度
用双孔塞和长短管将气瓶注满水,塞紧塞子,内部不应有气泡。装置如图,长管不宜太短,最好靠近瓶底。短管不宜过长,只需稍微伸出插头即可。
将长管的另一端放入烧杯或量筒中,从短管的另一端通入气体,将瓶中的水慢慢压入烧杯或量筒中。量筒或烧杯中的水的体积等于收集的气体的体积。最后,集气罐中的气体就是收集的气体。
2.排气空气法
原理:根据气体密度与空气体密度的差异,不断向集气瓶内引入气体,排出集气瓶内的空气体。达到收集气体的目的。
优点:可获得干气。
缺点:无法获得相对纯净的气体(空气体容易被收集和混合)。
可通过排气空气体收集的气体:不与空气体发生化学反应,密度与空气体差异较大的气体,以及接近空气体的气体,不应通过排气空气体收集。
气体密度高于空的气体:
氧气(O2)、二氧化硫(SO2)、二氧化碳(CO2)
气体密度小于空的气体:
氢(H2)、甲烷(CH4)、氨(NH3)。
气体密度接近空的气体:
氮气(N2)、一氧化碳(一氧化碳)。
排气空气体操作方法
2.1、磨砂玻璃片+气瓶+导管
向上排气空气法
气体密度高于空的气体(O2、SO2、CO2)
将集气瓶的瓶口朝上放在实验台上,将导管插入瓶底,用磨砂玻璃片盖住部分瓶口,引入待采集气体。一段时间后,检查气体收集是否充分,取出导管,平移推动玻璃片,将集气瓶口完全盖住。
氧气(O2)富集的试验方法:使用带有火星的木条。放入集气瓶口,木棒重新点燃,表示氧气已经收集完毕。
完全收集二氧化碳的试验方法:使用燃烧棒。放在集气筒口,木条露出来,表示二氧化碳已经收集好了。
向下排气空气法
气体密度低于空的气体(H2、CH4、NH3)
将集气器倒置放在实验台上,将玻璃片紧压在集气器的口部,将导管插入瓶底,引入待收集的气体。一段时间后,检查气体收集是否充分,取出导管,平移推动玻璃板,并盖住气体收集器的所有开口。
2.2.长短导管+气瓶
双孔塞、长短管的集气瓶,长管不宜太短,最好靠近瓶底。短管不宜过长,只需稍微伸出插头即可。设备如图所示。
密度低于空气体的气体(H2、CH4、NH3)应从短管引入,因为密度低于空气体的气体首先集中在集气瓶的上部。如果从长管引入,气体会从底部流向顶部,从短管流出,因此无法收集气体。
密度高于空气体的气体(O2、SO2、CO2)应从长管引入,因为密度高于空气体的气体首先集中在集气瓶的下部。如果从短管引入气体,气体会从上到下流动,从长管流出,所以不能收集气体。