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啟普發(fā)生器（一種氣體發(fā)生器）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-23

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啟普發(fā)生器

一種氣體發(fā)生器

啟普發(fā)生器（Kipp's apparatus）是一種氣體發(fā)生器，又稱啟氏氣體發(fā)生器或氫氣發(fā)生器。它常被用于固體顆粒和液體反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中以制取氣體。典型的實(shí)驗(yàn)就是利用稀硫酸和鋅粒制取氫氣。它是荷蘭科學(xué)家皮特魯斯·杰克巴斯·啟普（Petrus Jacobus Kipp，1808~1864）發(fā)明，并以他的姓名命名的。

基本信息

中文名	啟普發(fā)生器
別名	啟氏氣體發(fā)生器
外文名	Gas generators
發(fā)明者	皮特魯斯·杰克巴斯·啟普

簡介

啟普發(fā)生器是一種實(shí)驗(yàn)室常用的氣體發(fā)生裝置，是最普通、應(yīng)用最廣的化玻儀器之一。由荷蘭科學(xué)家啟普（Petrus Jacobus Kipp，1808~1864）發(fā)明，并以他的姓命名。它用普通玻璃制成。它由球形漏斗、容器和導(dǎo)氣管三部分組成。適用于塊狀固體(不可用于粉末藥品)與液體在常溫下反應(yīng)制取氣體，如氫氣、硫化氫等。

使用方法

使用注意事項(xiàng)

塊狀固體在反應(yīng)中很快溶解、或變成粉末時，不能使用啟普發(fā)生器。

如果生成氣體難溶于反應(yīng)液，可以使用啟普發(fā)生器。如二氧化碳可溶于水，但難溶于鹽酸；故用石灰石與鹽酸反應(yīng)制二氧化碳時可用啟普發(fā)生器。

注意！啟普發(fā)生器不能用于加熱！

氣密性檢查

使用前應(yīng)先檢查裝置的氣密性。方法：開啟導(dǎo)氣管上的旋塞，向球形漏斗中加水。當(dāng)水充滿容器下部的半球體時，關(guān)閉旋塞。繼續(xù)加水，使水上升到長頸漏斗中。靜置片刻，若水面不下降，則說明裝置氣密性良好，反之則說明裝置漏氣。漏氣處可能是容器上氣體出口處的橡皮塞、導(dǎo)氣管上的旋塞或長頸漏斗與容器接觸的磨口處。如漏氣，應(yīng)塞緊橡皮塞或在磨口處涂上一薄層凡士林。具體操作

固體試劑由容器上的氣體出口加入，加固體前應(yīng)在容器的球體中加入一定量的玻璃棉或放入橡膠墊圈，以防固體掉入半球體中。加固體的量不得超過球體容積的1/3。液體試劑從球形漏斗口注入，注液方法與上述注水方法相同。液體的量以反應(yīng)時剛剛浸沒固體，液面不高過導(dǎo)氣管的橡膠塞為宜。

使用時，打開導(dǎo)氣管上的旋塞（使容器內(nèi)氣壓與外界大氣壓相等），球形漏斗中的液體進(jìn)入容器與固體反應(yīng)，氣體的流速可用旋塞調(diào)節(jié)。停止使用時，關(guān)閉旋塞，容器中的氣體壓強(qiáng)增大（因?yàn)槿萜髦械姆磻?yīng)仍在進(jìn)行，仍有氣體生成），將液體壓回球形漏斗，使容器中液體液面降低，與固體脫離，反應(yīng)停止。為保證安全，可在球形漏斗口加安全漏斗，防止氣體壓力過大時炸裂容器。

特點(diǎn)：符合“隨開隨用、隨關(guān)隨停”的原則。能節(jié)約藥品，控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，可隨時向裝置中添加液體藥品。

規(guī)格

容量/ml	底直徑/mm	中球直徑/mm	上球直徑/mm	全高/mm	容量/ml	底直徑/mm	中球直徑/mm	上球直徑/mm	全高/mm
250	120	82	90	314	1000	175	130	140	450
500	145	98	110	360	2000	210	160	170	580

發(fā)明者

啟普發(fā)生器的發(fā)明人叫啟普，是荷蘭人，他生于1808年3月5日，1864年2月3日病故，終年57歲。啟普曾經(jīng)學(xué)過一點(diǎn)化學(xué)，但基本上是一個藥物商人。19世紀(jì)初期，荷蘭的化學(xué)并不怎么發(fā)達(dá)，當(dāng)時在荷蘭成立了一所工業(yè)大學(xué)，想請啟普擔(dān)任地質(zhì)教授，因?yàn)樗约恨k的商業(yè)比較發(fā)達(dá)，所以他沒有接受工業(yè)大學(xué)的聘請。

啟普除了經(jīng)商以外，還根據(jù)前人制作的發(fā)生硫化氫氣體的簡單裝置，設(shè)計出一種氣體發(fā)生器，用的時候就發(fā)生氣體，不用的時候，酸液上升，氣體就停止了。因?yàn)檫@種氣體發(fā)生器基本上是啟普創(chuàng)造出來的，并由會吹玻璃的工人吹制成的，所以后人都稱這種儀器為啟普發(fā)生器。他設(shè)計出這種實(shí)驗(yàn)室用的氣體發(fā)生器，一直沿用，基本上沒有改變。

除了啟普發(fā)生器以外，啟普還發(fā)明過一些小東西。例如，畫家繪畫用的彩色鉛筆也是啟普首先制成的，所以他同當(dāng)時的許多畫家很熟悉。啟普死得比較早，他的產(chǎn)業(yè)由他的兒子繼承下來，后來雖然轉(zhuǎn)讓給別人了，公司的名稱仍然叫做“啟普父子公司”，它仍然是荷蘭有名的科學(xué)儀器公司。

反應(yīng)原理

實(shí)驗(yàn)室里制取較多的氫氣，常用啟普發(fā)生器。它由長頸漏斗、容器和導(dǎo)氣管三部分組成。

最初使用時，將儀器橫放，把鋅粒由容器上插導(dǎo)氣管的口中加入，然后放正儀器，再將裝導(dǎo)氣管的塞子塞好。接著由球形漏斗口加入稀鹽酸。使用時，扭開導(dǎo)氣管活塞，酸液由球形漏斗流到容器的底部，再上升到中部跟鋅粒接觸而發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣從導(dǎo)氣管放出。不用時關(guān)閉導(dǎo)氣管的活塞，容器內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣使容器內(nèi)壓強(qiáng)加大，把酸液壓回球形漏斗，使酸液與鋅粒脫離接觸，反應(yīng)自行停止。使用啟普發(fā)生器制取氫氣十分方便，可以及時控制反應(yīng)的發(fā)生或停止。

使用

1.工作原理（以用稀硫酸和鋅粒制取氫氣為例）十分有效

打開活塞，容器內(nèi)壓強(qiáng)與外界大氣壓相同，球形漏斗內(nèi)的稀硫酸在重力作用下流到容器中，與鋅粒接觸，產(chǎn)生氫氣；關(guān)上活塞后，由于酸液繼續(xù)與鋅粒接觸，氫氣依然生成，此時容器內(nèi)部壓強(qiáng)大于外界大氣壓，壓力將酸液壓回球形漏斗，使酸液與鋅粒脫離接觸，氫氣不再產(chǎn)生。

2.使用范圍

啟普發(fā)生器是用固體與液體試劑在常溫條件（不用加熱）下起反應(yīng)制取氣體的典型裝置。如氫氣、二氧化碳、硫化氫等均可以用它來制取。但對于固體呈粉末狀或固體與液體相遇后溶解或反應(yīng)時產(chǎn)生高溫者，如二氧化硫、二氧化氮等，都不適宜用此裝置制取。

3.規(guī)格

啟普發(fā)生器的規(guī)格以球形漏斗的容積大小區(qū)別，常用為250mL或500mL。

注意事項(xiàng)

1.使用前要檢查裝置氣密性，排盡空氣后再收集氣體；

2.使用啟普發(fā)生器制備氫氣，應(yīng)遠(yuǎn)離火源；

3.移動啟普發(fā)生器時，要握住球形容器的蜂腰處，千萬不可單手握住球形漏斗，以免底座脫落造成事故。

4.不能用于制乙炔。因?yàn)椋?/span>

a.反應(yīng)會產(chǎn)生糊狀物Ca(OH)2，即氫氧化鈣，堵住支管口；

b.碳化鈣（CaC2）與水反應(yīng)較劇烈，難以控制反應(yīng)速率；

c.反應(yīng)會放出大量熱量，若操作不當(dāng)，會炸裂啟普發(fā)生器；

5.向啟普發(fā)生器中添加固體時，需用橡膠塞將球形漏斗口塞緊，然后取下容器上的橡膠塞加入固體。液體需要更換時，也應(yīng)塞緊漏斗口，然后拔下容器底部的液體出口塞，使廢液緩緩流出，塞上液體出口塞后，再從球形漏斗口注液。移動啟普發(fā)生器時，應(yīng)握住容器的球體，切不可只握球形漏斗，否則會使之與容器脫離，造成漏液或損壞容器；

6.啟普發(fā)生器不能進(jìn)行加熱，也不能用于強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)和劇烈放出氣體的反應(yīng)；

7.必須是塊狀固體和液體，不加熱制取難溶于水(或微溶于水)的氣體的反應(yīng)，方可使用。

8.添加液體以剛好浸沒固體為宜。

應(yīng)用范圍

1.用于固體與液體的反應(yīng)，與液體與液體的反應(yīng)（但在溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)上需慎重考慮）。

2.啟普發(fā)生器用于制取氣體，所以在使用前需檢查裝置氣密性。

藥品的選用

H2O2、KClO3、KMnO4都不行。啟普發(fā)生器必須是塊狀固體和液體反應(yīng)，且反應(yīng)平和。以上三種制法都不符合。MnO2、KClO3、KMnO4均為固體，但是粉末狀的，O2將液體壓回，但粉末無法與液體完全分離，所以說，不是原理不行，而是它們的物質(zhì)狀態(tài)不合要求。按上面的條件，Al、Zn、Fe與HCl、H2SO4制H2；CaCO3與HCl制CO2，等等，都是可以的。但像CaC2與H2O制C2H2（乙炔），以及實(shí)驗(yàn)室制取SO2、NO2都是不行的——反應(yīng)劇烈且放出大量熱，用啟普發(fā)生器是非常危險的。

檢查漏液、漏氣的方法

打開導(dǎo)氣管的活塞，從球形漏斗口注入水至充滿半球體，檢查半球體的下口塞是否漏水。若漏水，則將塞子取出，擦干、塞緊，或更換塞子后再檢查。若不漏水，再檢查是否漏氣。

檢查方法是：關(guān)閉導(dǎo)氣管的活塞，繼續(xù)從球形漏斗注入水至漏斗1/2處時，停止加水，并標(biāo)記水面的位置，靜置，然后觀察水面是否下降。若水面不下降，則表明不漏氣。若漏氣，則應(yīng)檢查原因，可從導(dǎo)氣管活塞、膠塞和球形漏斗與容器的連接處去檢查，并加以處理。

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