排空氣法也是收集氣體的一種方法 排空氣法是用于不與空氣中成分反應(yīng)的氣體、密度與空氣比較懸殊的氣體（如H2、CO2）向上排空氣法用于氣體密度比空氣大?向下排空氣法用于氣體密度比空氣小 注意的是，需要將出氣管或進(jìn)氣管插于瓶內(nèi)底部，排空氣法不適合于有毒有害氣體。（如二氧化硫）下面的圖片也很重要?向上排空氣法（相對分子質(zhì)量大于空氣的，即>29）可以制氧氣?二氧化碳?向下排空氣法（相對分子質(zhì)量小于空氣，即<

中文名

排空氣法

外文名

Air discharge method

拼音

pai kong qi fa

定義

收集氣體的一種方法

出處

化學(xué)

類型

化學(xué)術(shù)語

實(shí)驗(yàn)器材

集氣瓶，雙孔膠塞，導(dǎo)管等

用途

可以制氧氣、制氫氣

摘要

本文通過對一次性注射器的簡單加工，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)的對比，選擇合適的指示劑，使得用排空氣法收集有害氣體時不容易泄漏，裝置微型化，符合綠色化學(xué)的新理念。

關(guān)鍵詞

排空氣法；注射器；指示劑

中學(xué)化學(xué)教材重點(diǎn)介紹的14種常見氣體中有7種有害氣體（SO2、NO2等 注：co2不是有害氣體）只能用排空氣法進(jìn)行收集，而傳統(tǒng)的排空氣法是敞口的，容易造成泄漏。雖然這類實(shí)驗(yàn)都要求在通風(fēng)櫥里進(jìn)行，但很多偏遠(yuǎn)地區(qū)的中學(xué)往往無專門的實(shí)驗(yàn)室，對當(dāng)?shù)刂袑W(xué)教師在此類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中造成了極大的不便。為此，我們利用人們熟悉的醫(yī)用注射器對排空氣法的收集裝置進(jìn)行改進(jìn)。注射器具有密封性好，有上下可移動的活塞，能經(jīng)受較高的溫度，耐腐蝕等優(yōu)特點(diǎn)。我們利用這些特性，將注射器運(yùn)用到排空氣法收集氣體的裝置上，有效地防止了有害氣體的泄漏，減少了大氣污染。

裝置設(shè)計

實(shí)驗(yàn)器材

集氣瓶，雙孔膠塞（與集氣瓶配套），導(dǎo)管，一次性注射器

裝置的制作

用燒紅的鐵釘在注射器的上方鉆一小孔，用銼刀將小孔的周邊銼平，使注射器的活塞上下移動不受影響。如圖1把整個裝置安裝好。

操作原理

本裝置適用于一切排空氣法收集氣體的實(shí)驗(yàn)（向下排空氣法將圖1倒過來使用即可）。實(shí)驗(yàn)開始前，必須根據(jù)氣體的性質(zhì)找到合適的指示劑，可以是濕潤的試紙或者沾某種指示溶液的棉花團(tuán)（棉花團(tuán)必須盡量擰干），將指示劑置于圖1所示的位置，有時氣體自身的顏色也可以作為一種指示劑。實(shí)驗(yàn)時，待收集的氣體通過長導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶中，空氣會通過短導(dǎo)管進(jìn)入注射器，指示劑不變色，之后從注射器上的排氣孔排出。當(dāng)待收集的氣體充滿整個集氣瓶而進(jìn)入注射器時，指示劑會變色，這時只要把注射器的活塞向下移到小孔以下，整個裝置便變?yōu)槊芊庋b置，防止了氣體的泄漏。

具體運(yùn)用

針對在中學(xué)化學(xué)教材中重點(diǎn)介紹的14種常見氣體中有7種有害氣體必須通過排空氣法進(jìn)行收集，我們利用該裝置對這7種氣體進(jìn)行了收集并根據(jù)每種氣體的性質(zhì)采用不同的指示劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比，分別找出適合這7種氣體的指示劑。

P.S:在做實(shí)驗(yàn)室要注意有害氣體的尾氣處理，一半有尾氣點(diǎn)燃，通入Ca（OH）2等，HCL（氯化氫）可通入水中得到鹽酸，鹽酸可在利用。

指示劑種類

7種實(shí)驗(yàn)氣體

：

向上排空氣法：CO2、SO2、NO2 、HCl、H2S 、Cl2；

向下排空氣法：NH3

指示劑種類

試紙類：藍(lán)色石蕊試紙，紅色石蕊試紙，KI淀粉試紙；

棉花團(tuán)類：品紅溶液，CuSO4溶液，高錳酸鉀溶液，酚酞溶液；

氣體顏色類

結(jié)果及分析

二氧化碳CO2

常用檢驗(yàn)二氧化碳的方法：能使燃著的木條熄滅或能使澄清石灰水變渾濁。但這兩種方法的本文的裝置中用不上。所以實(shí)驗(yàn)時，我們根據(jù)CO2的酸性選用藍(lán)色石蕊試紙做指示劑。藍(lán)色石蕊試紙由藍(lán)變紅現(xiàn)象很明顯，可以作為CO2收集的指示劑。

硫化氫H2S

常用檢驗(yàn)硫化氫的方法比較多，實(shí)驗(yàn)時，我們只選用了CuSO4溶液，高錳酸鉀溶液，藍(lán)色石蕊試紙三種指示劑，所得結(jié)果如表1所示：

指示劑CuSO4溶液高錳酸鉀溶液藍(lán)色石蕊試紙
現(xiàn)象藍(lán)黑紫棕?zé)o藍(lán)紅
效果明顯不明顯明顯

表1

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：CuSO4溶液和藍(lán)色石蕊試紙均可作為H2S收集的指示劑，而高錳酸鉀由于顏色的很深，在褪色的時候有一個漸變的過程，不能很好的判斷，所以不能作為H2S收集指示劑。

二氧化硫SO2

實(shí)驗(yàn)時，選用品紅溶液，藍(lán)色石蕊試紙兩種作指示劑，所得結(jié)果如表2所示：

指示劑品紅溶液藍(lán)色石蕊試紙
現(xiàn)象褪色藍(lán)紅
效果不明顯明顯

表2

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：由于品紅在實(shí)驗(yàn)過程中褪色十分緩慢，不能在這里作為指示劑，只能選用藍(lán)色石蕊試紙。

氯氣Cl2

實(shí)驗(yàn)時，選用氣體顏色，品紅，藍(lán)色石蕊試紙，KI淀粉試紙四種指示劑，所得結(jié)果如表3所示：

指示劑氣體顏色品紅溶液藍(lán)色石蕊試紙KI淀粉試紙
現(xiàn)象黃綠色褪色褪色淺藍(lán)深藍(lán)褪色
效果不明顯明顯明顯明顯

表3

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：雖然氯氣本身具有黃綠色，但在濃度很稀的時候不容易被察覺，不能作為收集氯氣時的指示劑。而氯氣溶于水后可以使有色物質(zhì)褪色，而且褪色的效果很好，速度快，很明顯，顏色越深越容易看出。所以，本實(shí)驗(yàn)選用的其它三種指示劑均可作為收集氯氣時的指示劑。

二氧化氮NO2

實(shí)驗(yàn)時，選用氣體顏色，藍(lán)色石蕊試紙兩種指示劑，

指示劑氣體顏色藍(lán)色石蕊試紙
現(xiàn)象紅棕色藍(lán)紅
效果明顯明顯

表4

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：二氧化氮是紅棕色的氣體，流入注射器時現(xiàn)象很明顯，同時也可以使藍(lán)色的石蕊試紙變紅，因此本實(shí)驗(yàn)所選用的兩種指示劑均可作為二氧化氮收集的指示劑。

氯化氫HCl

適合本裝置用來檢驗(yàn)氯化氫的指示劑并不多，實(shí)驗(yàn)時只選用了藍(lán)色石蕊試紙作為指示劑，由藍(lán)變紅的現(xiàn)象很明顯，可以作為實(shí)驗(yàn)時的指示劑。

氨氣

NH3

氨氣是一種堿性氣體，所以實(shí)驗(yàn)時選用了紅色石蕊試紙，酚酞兩種指示劑，所得結(jié)果如表5所示：

指示劑紅色石蕊試紙酚酞
現(xiàn)象紅藍(lán)無藍(lán)
效果明顯明顯

表5

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氨氣的溶解度很大，所以作用在此類實(shí)驗(yàn)的指示劑上，效果十分明顯，以上提供的兩種均可作為實(shí)驗(yàn)收集時的指示劑。

結(jié)論

一次性注射器在生活中很容易找到，如果能夠巧妙的運(yùn)用，完全可以成為中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上理想的教具。本文就是通過對一次性注射器的簡單加工，設(shè)計了一套適用于中學(xué)化學(xué)排空氣法收集氣體的裝置，而且利用該裝置對中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中7種只能用排空氣法收集的有害氣體做了實(shí)驗(yàn)研究，分別為每種氣體找到了一種以上合適的指示劑。指示劑所選材料也是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常見的藥品，能夠?yàn)橹袑W(xué)教師提供一個很好的參考。本裝置取材容易，制作簡單，操作也十分容易，只要找到合適的指示劑，便能對一切排空氣法收集的氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有效地防止了有害氣體對大氣的污染，值得推廣。