教你檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性

王榮橋，中學(xué)高級(jí)教師。山東省優(yōu)秀教師，淄博市淄川區(qū)畢業(yè)班化學(xué)備課組核心成員，教學(xué)能手、科研標(biāo)兵。發(fā)表教育教學(xué)論文100余篇。

在氣體的制備實(shí)驗(yàn)或氣體的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，都需要檢驗(yàn)裝置的氣密性，檢驗(yàn)裝置的氣密性是正確進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，現(xiàn)將需檢驗(yàn)氣密性的常見實(shí)驗(yàn)裝置匯集于此并加以解析，望對(duì)同學(xué)們有所裨益。

【原型題】某同學(xué)欲用如右圖所示裝置制取和收集氧氣。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)如何檢查該裝置的氣密性？

解析： 檢驗(yàn)時(shí)抓住四個(gè)要點(diǎn)：（1） 把導(dǎo)管一端浸入水中；（2） 用手緊握試管A；（3） 觀察水中的導(dǎo)管口有否氣泡；（4） 松開手后，觀察導(dǎo)管內(nèi)是否形成一段水柱。

答案：把導(dǎo)管口的下端浸入水中，用手緊握試管，如果裝置不漏氣，導(dǎo)管口會(huì)有氣泡冒出，而且在松開手后，導(dǎo)管中會(huì)形成一段水柱，否則說(shuō)明裝置氣密性不好。

【變型1】小紅同學(xué)欲用右圖所示裝置制取氧氣，在加入藥品之前，他如何檢查該裝置的氣密性？

解析： 本裝置由分液漏斗、試管、導(dǎo)氣管三部分組成，分液漏斗通常用于盛裝液體，因此可以用“液封”的方法檢驗(yàn)該裝置的氣密性。

答案：加緊止水夾a，在分液漏斗中加入較多的水后，開啟分液漏斗活塞，使液面浸過漏斗下端管口，過一會(huì)兒，分液漏斗中液面不再下降，說(shuō)明裝置氣密性良好。

【變型2】根據(jù)右圖及描述，回答有關(guān)問題。

（1）關(guān)閉圖A裝置中的彈簧夾a后，從長(zhǎng)頸漏斗向試管中注入一定量的水，靜置后如圖所示。A裝置是否漏氣？判斷理由：______。

（2）關(guān)閉圖B裝置中的彈簧夾a后，開啟分液漏斗的活塞b，水不斷往下滴，直至全部流入燒瓶。B裝置是否漏氣？_________（填“漏氣”、“不漏氣”或“無(wú)法確定”）。判斷理由：_________。

解析： B裝置的特殊性在于分液漏斗與燒瓶之間連有一導(dǎo)氣管，使分液漏斗中液面上方與燒瓶?jī)?nèi)液面上方的氣體壓強(qiáng)始終相等。

答案：（1）A裝置不漏氣。由于不漏氣，加水后試管內(nèi)氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，故長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)的水面高出試管內(nèi)的水面。

（2）無(wú)法確定 因?yàn)榉忠郝┒放c燒瓶之間連有一導(dǎo)氣管，使分液漏斗液面上方與燒瓶?jī)?nèi)液面上方的氣體壓強(qiáng)始終相等，無(wú)論裝置是否漏氣，都不會(huì)影響分液漏斗中的水滴入燒瓶。

【變型3】可用推注射器活塞的方法檢驗(yàn)右圖裝置的氣密性。當(dāng)緩慢拉活塞時(shí)，如果裝置氣密性良好，可觀察到（ ）。

A. 長(zhǎng)頸漏斗下端產(chǎn)生氣泡

B. 瓶中液面明顯上升

C. 長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面明顯上升

D. 注射器內(nèi)有液體

解析： 當(dāng)緩慢拉活塞時(shí)，若裝置不漏氣，錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小，外界的大氣壓大于錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)，長(zhǎng)頸漏斗下端產(chǎn)生氣泡。

答案：A

解題策略小結(jié)

１． 通過氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成，水柱的形成，液面的升降等）來(lái)判斷裝置氣密性的好壞。

２． 檢驗(yàn)氣密性常用方法有三種：（1） 手握加熱法，適用于簡(jiǎn)單的且體系相對(duì)密封、帶有導(dǎo)管的實(shí)驗(yàn)裝置；（2） 加水液封法，適用于啟普發(fā)生器及其簡(jiǎn)易裝置類的檢驗(yàn)；（3） 直接加熱法，適用于復(fù)雜的多儀器連續(xù)系列裝置，而且此類裝置宜用分段檢驗(yàn)法。