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喷泉设备的基本原理

文章出处:文锦喷泉设备 人气:发表时间:2018-08-08 19:07:05
  喷泉的基本原理是:气体在液体中溶解度很大,在短时间内产生足够的压强差(负压),则打开活塞后,大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉设备。为了解决这个问题,我们想起影响气压的几个因素。根据克拉伯龙方程:PV=nRT,推出P=(nRT)/V (R为常数)。要使P变小,可改变n、T、V中的一个变量。所以减小气压的方法有三种:①减少气体的物质的量(n);②降低气体的温度(T);③增大气体的体积(V)。减少气体的物质的量有两种方法:物理方法与化学方法。物理方法可把气体抽走或物理溶解,化学方法可通过化学反应或化学溶解;降低气体的温度,我们可以采用冷水浇注或用湿毛巾放于瓶底,也可以把装置转移入较低温的环境;而增大气体的体积,可以采取,升高温度(如,用热水浇注或热毛巾放于瓶底)或改变容器的体积的方法。
 
  对于用化学方法来减少气体的物质的量的方法又和气体的溶解度、吸收液的种类有关。①气体溶解性大小会对喷泉的形成产生影响。如,易溶于水的气体、在水中溶解度不大的气体、难溶于水的气体;由于它们在水中的溶解度不一样,从而就使得压强的减少不一样,是喷泉设备能否产生以及喷泉大小的关键。②吸收液的种类也会对喷泉设备的形成产生影响,不同的吸收液,与气体之间能否反应、气体在其中溶解度的大小,都决定了喷泉实验的成败。
 
  通过分析喷泉实验的原理和条件,我们总结出了喷泉设备实验成功的关键是:①盛气体的烧瓶必须干燥,否则甁中有液体,会使瓶口留下空气,形成的喷泉压力不大(喷泉”无力”);②气体要充满烧瓶;③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性);④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。
 
  1.形成喷泉设备的组合
 
  (1)NH3、HCl、SO2、NO2 与水组合能形成喷泉。
 
  (2)酸性气体与NaOH(aq)组合能形成喷泉。
 
  (3)有机气体与有机溶剂组合也能形成喷泉。
 
  (4)O2、N2、H2 等不溶于水的气体,设计一定实验条件将其反应掉,也能形成喷泉。
 
  2.喷泉的计算
 
  根据充入烧瓶中液体的体积可以计算烧瓶内所盛气体的纯度或平均式量。
 
  3.喷泉的设计
 
  关键是如何使烧瓶内的气体大量地减少。
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