分液漏斗和滴液漏斗在化學實驗中的聯系與區別

包軍

摘 要： 對常見的氣體實驗室制法（包括所用試劑、儀器，反應原理和收集方法）的掌握，結合實驗試題了解控制實驗條件的方法、繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖等能力既是中學化學教學所重點培養的，在考綱中又有明確要求，鑒于學校實驗條件，在部分氣體制備中可以用球形分液漏斗代替球形滴液漏斗使用，然而，中學化學教材與相關高考題將氯氣、二氧化硫、二氧化氮和乙炔等氣體制備所用的滴液漏斗也表述為球形分液漏斗，本文從滴液漏斗和分液漏斗兩類儀器的結構與功能分析比較，闡述分液漏斗與滴液漏斗的使用范圍。

關鍵詞： 滴液漏斗 分液漏斗 化學實驗 聯系 區別

1.問題的提出

對常見的氣體實驗室制法（包括所用試劑、儀器，反應原理和收集方法）的掌握，結合實驗試題了解控制實驗條件的方法、繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖等能力既是中學化學教學所重點培養的，在考綱中又明確要求，鑒于學校實驗條件，在部分氣體制備中可以用球形分液漏斗代替球形滴液漏斗使用，中學化學教材中多處講到用滴加液體試劑的方法進行氣體制備，如實驗室制備氯氣、氧氣、二氧化硫、二氧化氮、氯化氫、和乙炔等氣體，改進的乙酸乙酯制備實驗與溴苯的實驗室制備同樣以滴加液體試劑的實驗方式出現在教材中，也有一些反應原理探究實驗涉及滴加液體試劑，如比較乙酸、碳酸和苯酚的酸性強弱，鋅與稀硫酸反應測定反應速率，有教材集中列出常見氣體制備裝置圖，在上述實驗中液體試劑滴加所用儀器，中學化學教材均表述為球形分液漏斗，教材在總結儀器的功能時，將球形分液漏斗的功能表述為：常用于氣體發生裝置中滴加液體試劑或用作氣體發生裝置。氯氣、二氧化硫和二氧化氮等氣體實驗室制法（包括所用試劑、儀器，反應原理和收集方法）、性質驗證和尾氣處理成為高考的必考點，在這些涉及液體試劑滴加裝置圖中，高考試題也均將液體試劑滴加儀器圖示為球形分液漏斗。球形分液漏斗的功能首先是分液所用，其次是在一些實驗中若沒有球形滴液漏斗則可用其代替使用。然而，在實驗室制氯氣、二氧化氮等有顏色氣體，或由于反應劇烈導致反應容器內產生煙霧。對兩種漏斗的結構與功能進行分析比較，從而找出相應使用范圍非常必要。

2.分液漏斗的結構、功能及分類

分液漏斗的組成部分有：上端磨砂玻璃塞，中間為一定形狀容器，下端有兩通活塞（活塞芯分玻璃材料與聚四氟乙烯材料兩種，后者耐酸堿，不易粘連）及漏斗管柄，漏斗管柄為單層玻璃管（一般較短）。分液漏斗的功能為萃取分液，操作時為了減少液體濺出要求管柄末端與容器壁接觸。依據分液漏斗的容器形狀分為球形分液漏斗、梨形（錐形）分液漏斗和筒形（柱形）分液漏斗，目前市場所售的梨形（錐形）分液漏斗和筒形（柱形）分液漏斗又有普通與帶刻度兩類常見分液漏斗。

球形分液漏斗的直徑在相同體積規格的三種分液漏斗中直徑最大，所以在操作時容易搖勻，混合速度快，同樣由于容器為球形，第一分液時容易造成視覺假象，即裝入一定體積的純凈液體（如水）初看起來像兩相，導致分離的失敗，其次直徑大，分層后不易將液體較好分離。因此球形分液漏斗多用于工業分析，尤其是厚料球形分液漏斗，由于耐撞擊，在冶金、植物研究和制藥等工業作固體物質的初步萃取更為常用，在實驗室或教學中分液時較少使用，在一些反應比較緩和、不產生煙霧、不需要插入液面以下的無色氣體制備實驗中，若沒有滴液漏斗，則亦可用球形分液漏斗作為滴加液體儀器使用。

梨形（錐形）分液漏斗主體是一個倒椎體形狀容器，由于其長形椎體容器結構，使得利用其下端錐形分層分離更易操作，同時分離效果較好，在實驗室或教學中分液時最為常用。

筒形（柱形）分液漏斗主體是一只筒狀容器，容器為細長筒狀，便于分層操作，同時在水平平面內占用面積小，適合于多個儀器同時使用，然而由于相同規格直徑最小，因此萃取分液時不易搖勻。

3.滴液漏斗的分類、結構及功能

滴液漏斗按照滴液時上下液面接觸的氣壓是否相同，可以分為常壓滴液漏斗和恒壓滴液漏斗，按照滴液漏斗的容器形狀可分為球形滴液漏斗和筒形滴液漏斗。常壓滴液漏斗由上端的磨砂玻璃塞、中間的容器和下端的兩通及管柄組成，滴液漏斗與分液漏斗的最大區別是管柄，滴液漏斗的管柄由兩部分組成，常壓球形滴液漏斗的下端管柄由短玻璃管和外套球形長玻璃管組成，球形滴液漏斗的主要功能為：（1）制備一些氣體（尤其是有毒氣體）時控制液體的滴加速度，從而控制反應速度，尤其是一些反應比較劇烈、反應時容器內產生煙霧或者制備有顏色氣體，例如在實驗室制氯氣（特別是高錳酸鉀與濃鹽酸反應制氯氣）、二氧化氮、二氧化錳催化過氧化氫分解制氧氣和實驗室制乙炔等氣體時，在反應容器內不便于通過觀察液體滴加的快慢控制反應速率，綠色化學的理念是首先進行預防，控制反應，而非發現反應過快或過慢了再調節，滴液漏斗的下端結構，決定通過其在氣體制備時滴加液體，可以非常方便地在下端管柄的球形處觀察到液滴滴加的快慢。（2）對于一些可逆反應，通過不斷滴加液體同時蒸餾出反應生成物，促使平衡不斷向目標產物方向移動，實驗中，滴液漏斗的下端要伸到液面以下。在現用的磨口玻璃儀器中，無論是常壓筒形滴液漏斗還是恒壓筒形滴液漏斗，其下端均為雙層套管，并且內管略長于外管，主要用于有機反應中液體的滴加，外管帶有磨口，用于插入反應容器使其接觸處密封，同時對滴液漏斗的固定起到一定作用，內管通過活塞與漏斗容器相連，用于液體的滴加，該結構保證液體滴加時呈滴狀加入，而非沿反應器壁流入，既便于觀察液體的滴加的速度，又液滴滴入靠容器中間位置，便于反應物的攪拌混合，提高反應速率，減少副反應，若使用磨口分液漏斗，由于分液漏斗下端管柄為單層玻璃管，液體滴加時液體將沿器壁流入反應容器，不利于實驗的操作，同時可能減慢反應速率或降低產率。

4.結語

滴液漏斗與分液漏斗在結構上有明顯區別，二者分別有其相應用途，球形分液漏斗的主要功能是快速進行混合液搖勻靜置分液，對于一些反應緩和的氣體制備實驗，例如鋅與稀硫酸反應測定反應速率，2011年福建理綜試卷第25題用滴液漏斗滴加稀鹽酸控制二氧化碳的生成速度等，可以用球形分液漏斗代替滴液漏斗，教材中對于可用球形分液漏斗代替滴液漏斗實驗，裝置圖用球形滴液漏斗并加以說明若沒有球形滴液漏斗則可用球形分液漏斗代替，然而對于實驗室制備氯氣、過氧化氫催化分解制氧氣、二氧化氮和乙炔等氣體制備時，以及一些需要插入液面以下液體滴加實驗不宜用球形分液漏斗代替球形滴液漏斗，最好在裝置圖中用球形滴液漏斗，教材中集中列出常見氣體制備裝置圖時，也最好在液體滴加的裝置圖中用球形滴液漏斗，對于球形分液漏斗的功能描述：用于分液，個別實驗也可代替球形滴液漏斗使用相對科學，否則學生通過課堂學習加之一些高考題及強化練習（均將氣體制備中的球形滴液漏斗描述為球形分液漏斗），要么高中畢業生的對于球形滴液漏斗和球形分液漏斗區別不清，要么根本不知道球形滴液漏斗儀器，通過對分液漏斗和滴液漏斗結構、功能比較分析，以助于學生學習。

參考文獻：

[1]王磊，主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學（必修2）[M].第3版，濟南：山東科學技術出版社，2007：48～56.

[2]王祖浩，主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學（必修1）[M].第5版，南京：江蘇教育出版社，2009：41.