淺析熱浴間接加熱方式

俞真蓉

摘 要：化學實驗室為了加快化學反應，往往需要加熱，常用的熱源有煤氣、酒精和電能。常用的加熱方式有直接加熱和間接加熱，為了保證加熱均勻，一般使用熱浴間接加熱，作為傳熱的介質有空氣、水、有機液體、熔融的鹽和金屬。

關鍵詞：水浴；油浴；空氣浴

熱浴間接加熱方式，根據加熱溫度、升溫速度等的需要，常采用下列手段。

一、水浴

1.原理

水浴為較常用的熱浴，當加熱溫度在90℃以下時，可將容器浸入水浴中小心加熱以保持所需的溫度；如需加熱到約100℃，可用沸水浴，也可將容器放在水浴鍋的銅圈或鋁圈上，用煤氣燈將水浴鍋的水煮沸，利用水蒸氣加熱；如需加熱到稍高于100℃，則可選用設當無機鹽類的飽和溶液作為熱浴液，它們的沸點如下：NaCl，沸點109℃；MgSO4，沸點108℃；KNO3，沸點116℃；CaCl2，沸點180℃.

2.注意事項

（1）使用水浴時，勿使容器底觸及水浴鍋底，控制溫度穩定在所需要的范圍內

（2）若長時間加熱，水浴中的水會汽化蒸發，適當時要添加熱水，或者在水面上加幾片石蠟，石蠟受熱熔化鋪在水面上，可減少水的蒸發

（3）使用液體熱浴時，熱浴的液面應略高于容器中的液面

（4）常用一大小合適的燒杯代替水浴鍋

（5）當用到金屬鉀或鈉的操作時，決不能在水浴上進行

（6）電熱多孔恒溫水浴，用起來比較方便

二、油浴

1.原理

以油代替水浴鍋中的水即是油浴，適用于加熱溫度在100～250℃范圍內，常用的油浴介質的極限溫度如下：甘油，150℃；植物油，220℃；石蠟油，220℃；甲基硅油，250℃。

2.注意事項

（1）油浴時，反應物的溫度一般低于油浴液20℃左右

（2）油浴所能達到的最高溫度取決于所用油的沸點。使用油浴時要特別小心，防止著水，當油受熱冒煙時，應立即停機加熱。油浴中應掛一支溫度計，可以觀察油浴的溫度和有無過熱現象，便于調節火焰控制溫度

（3）量不能過多，否則受熱后有溢出而引起火災的危險。

三、硫酸浴

1.原理

用濃硫酸作為加熱載體，可加熱至250～270℃。若酌加硫酸鉀，則加熱溫度可以升高到350℃左右。濃硫酸—硫酸鉀作熱浴液：混合比例（W/W）（濃硫酸/硫酸鉀）是70%/30%，極限溫度325℃；60%/40%，極限溫度365℃。

2.注意事項

濃硫酸和硫酸鉀混合冷卻時，即成半固體或固體，因此，溫度計應在未完全冷卻前取出。

四、砂浴

1.原理

砂浴是將均勻干燥的細海砂（或河砂）盛在一個鐵制器皿中，加熱沸點在80℃以上的液體時可以采用，特別適用于加熱溫度在220℃以上者。

2.注意事項

（1）砂浴傳熱慢，升溫慢，且不易控制，因此砂層盡量要薄一些

（2）砂浴中應插入溫度計，溫度計水銀球要靠近反應器

五、空氣浴

1.原理

空氣浴就是利用熱空氣間接加熱，對于沸點在80℃以上的液體均可采用。把容器放在石棉網上加熱，就是最簡單的空氣浴。

半球型的電熱套是比較好的空氣浴，它是玻璃纖維包裹著電熱絲織成帽的加熱器，加熱溫度用調壓變壓器控制，最高加熱溫度可達400℃左右，是化學實驗中一種簡便、安全的加熱裝置。加熱和蒸餾時，由于電熱套不是明火，因此有不易引起火的優點，并且熱效高，缺點是受熱不均勻。

2.注意事項

（1）不要空套取暖或干燒

（2）液體溢入套內時，請迅速關閉電源，將電熱套放在通風處，待干燥后方可使用，以免漏電或電器短路發生危險

六、金屬浴

1.原理

選擇適當的液態金屬或合金作為加熱載體，且比較恒定。常用的金屬浴介質的極限溫度如下：銅或鉛，極限溫度500℃；錫，極限溫度600℃；鋁青銅（90%Cu、10%Al合金），極限溫度700℃。

2.注意事項

（1）在使用金屬浴時，要預先涂上一層石墨在器皿底部，用以防止熔融金屬粘附在器皿上，尤其是在使用玻璃器皿時

（2）要切記在金屬凝固前應將其移出金屬浴

（3）恒溫金屬浴，用起來比較方便

參考文獻：

[1]中山大學等校.無機化學實驗[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2]王祖浩.實驗化學[M].江蘇：江蘇教育出版社，2009.

（作者單位 浙江省湖州市德清縣第三中學）

編輯 李建軍