耿雁冰


發明者啟普的故事
啟普發生器是一種氣體發生器,又稱“啟氏氣體發生器”或“氫氣發生器”。它是化學實驗室里極為普通、使用很廣的玻璃儀器,設計巧妙,堪稱化學儀器中的一絕。它是荷蘭科學家皮特魯斯·杰克巴斯·啟普發明的,并以他的姓名命名。
啟普生于1808 年3 月5 日,1864 年2 月3 日病故,終年56 歲。啟普曾經學過一點兒化學,但基本上是一個藥物商人。他在經商之余,根據前人制作的發生硫化氫氣體的簡單裝置,設計出一種氣體發生器,并由會吹玻璃的工人吹制而成。這種氣體發生器,用的時候就發生氣體,不用的時候關閉活塞,氣體就停止產生了,這就是啟普發生器。除了啟普發生器,啟普還發明過一些小東西,例如畫家繪畫用的彩色鉛筆,也是啟普首先制成的。
19 世紀初期,荷蘭的化學并不怎么發達,當時荷蘭成立了一所工業大學,想請啟普擔任教授,但他因為生意比較繁忙,所以就沒有接受大學的聘請。
啟普死得比較早,他的公司由兒子繼承下來,后來雖然轉讓給別人了,但是公司的名稱仍然叫作“啟普父子公司”。至今,它仍然是荷蘭有名的科學儀器公司。
啟普發生器的構造及工作原理
啟普發生器由上部的球形漏斗、下部的葫蘆形容器、活塞、帶活塞的導氣管幾部分組成。漏斗與葫蘆形容器的腰部之間有空隙,利于液體流通。
啟普發生器的使用非常方便,安裝完畢,檢查裝置的氣密性之后,就可以裝入試劑讓其反應了。打開導氣管的活塞,球形漏斗中的液體會進入容器,穿過窄口,與窄口上的固體接觸而產生氣體;關閉活塞,生成的氣體會將液體壓回球形漏斗,使固體與液體脫離接觸而停止反應。也就是說,通過活塞的開與關,就可以控制反應的發生與停止,并且該裝置可供較長時間反復使用。
從啟普發生器的工作原理,不難判斷出它的使用注意點。它適用于塊狀固體(不可用于粉末藥品)與液體在常溫下反應制取氣體,如氫氣、硫化氫等。如果塊狀固體在反應中很快溶解或變成粉末時,則不能使用。
教材中為什么見不到它了
如此完美的實驗裝置,怎么就沒有出現在教材中呢?這是由我國的教學改革不斷發展以及啟普發生器的特點所決定的。
在新課程改革之前的舊教材中,氫氣的性質、制取都是需要重點掌握的知識內容,并且只有演示實驗,沒有學生分組實驗。教師上課演示實驗需要的氫氣量比較多且需要隨時可以收集,此時啟普發生器就充分發揮了它的作用。
啟普發生器的規格以球形漏斗的容積大小來區別,常為250 毫升或500 毫升,相對試管來說,裝置較大,攜帶不是很方便。新課程改革之后,氫氣性質的相關內容略有縮減,演示實驗所需的氫氣量很少,所以教材中的啟普發生器就見不到了。
但是,教材中沒有并不意味著這套裝置不重要,相反,利用啟普發生器原理制作的氣體發生裝置在九年級化學學習中常常遇到。最常見的就是多孔隔板的裝置,它的原理與操作都和啟普發生器一致,通過活塞的開與關來控制反應的發生與停止。但是相對于啟普發生器來說,它的試劑用量就少得多了,可以說,既便捷又節約。