Аппарат Киппа
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с аппарата Киппа )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Опорожните аппарат Киппа с краном и затвором для брожения .
Чертеж наполненного аппарата Киппа.

Аппарат Киппа , также называемый генератором Киппа , - это аппарат, предназначенный для подготовки небольших объемов газов . Он был изобретен примерно в 1844 году голландским фармацевтом Петрусом Якобусом Киппом и широко использовался в химических лабораториях и для демонстрации в школах во второй половине 20 века.

Позже он вышел из употребления, по крайней мере, в лабораториях, потому что большинство газов затем стали доступны в небольших газовых баллонах . Эти промышленные газы намного чище и суше, чем газы , изначально получаемые из аппарата Киппа без дальнейшей обработки.

Конструкция и работа

Аппарат обычно делается из стекла , а иногда из полиэтилена., и состоит из трех вертикально расположенных камер, примерно напоминающих снеговика. Верхняя камера проходит вниз в виде трубки, которая проходит через среднюю камеру в нижнюю камеру. Между средней и верхней камерами нет прямого пути, но средняя камера отделена от нижней камеры удерживающей пластиной, такой как конический кусок стекла с небольшими отверстиями, через который проходит жидкость и газ. Твердый материал (например, сульфид железа) помещается в среднюю камеру кусками достаточно большого размера, чтобы избежать падения через удерживающую пластину. Жидкость, например кислота, заливается в верхнюю камеру. Хотя кислота может свободно стекать по трубке в нижнюю камеру, она не может подниматься там из-за давления газа, находящегося над ней.который может покинуть аппарат только с помощью запорного крана в верхней части средней камеры. Этот запорный кран может быть открыт сначала, чтобы позволить воздуху покинуть устройство, позволяя жидкости в нижней камере подниматься через удерживающую пластину в среднюю камеру и реагировать с твердым материалом. В результате этой реакции выделяется газ, который при желании можно отводить через запорный кран. Когда запорный кран закрыт, давление выделяющегося газа в средней камере повышается и толкает кислоту обратно в нижнюю камеру, пока она не перестанет контактировать с твердым материалом. На этом этапе химическая реакция останавливается, пока снова не откроется запорный кран и не будет откачано больше газа.позволяя жидкости в нижней камере подниматься через удерживающую пластину в среднюю камеру и реагировать с твердым материалом. В результате этой реакции выделяется газ, который при желании можно отводить через запорный кран. Когда запорный кран закрыт, давление выделяющегося газа в средней камере повышается и толкает кислоту обратно в нижнюю камеру, пока она не перестанет контактировать с твердым материалом. В этот момент химическая реакция прекращается, пока снова не откроется запорный кран и не будет откачано больше газа.позволяя жидкости в нижней камере подниматься через удерживающую пластину в среднюю камеру и реагировать с твердым материалом. В результате этой реакции выделяется газ, который при желании можно отводить через запорный кран. Когда запорный кран закрыт, давление выделяющегося газа в средней камере повышается и толкает кислоту обратно в нижнюю камеру, пока она не перестанет контактировать с твердым материалом. В этот момент химическая реакция прекращается, пока снова не откроется запорный кран и не будет откачано больше газа.давление выделяющегося газа в средней камере повышается и толкает кислоту обратно в нижнюю камеру, пока она не перестанет контактировать с твердым материалом. В этот момент химическая реакция прекращается, пока снова не откроется запорный кран и не будет откачано больше газа.давление выделяющегося газа в средней камере повышается и толкает кислоту обратно в нижнюю камеру, пока она не перестанет контактировать с твердым материалом. В этот момент химическая реакция прекращается, пока снова не откроется запорный кран и не будет откачано больше газа.

Генераторы Киппа работают должным образом описанным образом только в том случае, если твердый материал нерастворим в кислоте, поскольку в противном случае растворенный материал продолжал бы выделять газ даже после падения уровня. Полученный газ часто требует дополнительной очистки и / или сушки из-за содержания водяного пара и, возможно, тумана, если реакция идет интенсивно.

Примеры подготовленных газов и их выбросов

Для успешного использования в аппарате Киппа твердый материал должен быть достаточно большим, чтобы оставаться на удерживающей пластине и не проваливаться через ее отверстия.

Как правило, слабокислые газы могут выделяться из их солей металлов разбавленными кислотами, а иногда и просто водой: [1]

  • Сероводород из сульфидов металлов
  • Селенид водорода из селенидов , например селенид алюминия
  • Теллурид водорода из теллуридов , например теллурид алюминия
  • Некоторые углеводороды можно получить из определенных карбидов.
    • Метан из метанидов
    • ацетилен из ацетилидов
    • Метилацетилен и пропадиен из сесквикарбидов, например карбида магния.
  • Аммиак из некоторых нитридов , например нитрида магния
  • Фосфин из фосфидов , например фосфид кальция (часто образуется вместе с небольшим количеством дифосфана )
  • Арсин из арсенидов , например арсенида цинка
  • Стибин из антимонидов , например антимонида магния
  • Силаны из некоторых силицидов (аналог углеводородов с числом атомов кремния, соответствующим структуре силицид-аниона, иногда большее количество получают из того же соединения; например, силан, дисилан и трисилан из разложения силицида магния )
  • Германиды из германидов , например германид магния
  • Станнаны из станнидов , например станнид магния
  • Бораны из боридов (например , тетраборан из магния борида , алюминий борида , или бериллиевого борида и кислоты)
  • Фтористый водород может быть получен из концентрированной серной кислоты и, например, фторида кальция.
  • Бромистый водород можно получить из бромидов с помощью концентрированной фосфорной кислоты (концентрированная серная кислота является слишком окисляющей).

Вариант устройства может быть использован для реакции между двумя жидкими прекурсорами. В качестве обратного клапана должна быть добавлена ​​ловушка для ртути, а средняя колба заполняется инертным пористым материалом, например пемзой , на которую падает один из прекурсоров. [3]

  • Хлороводород получают из соляной кислоты и концентрированной серной кислоты.
  • Сероводород из концентрированного раствора сульфида натрия и разбавленной серной кислоты
  • Диоксид серы из 40% раствора метабисульфита натрия и концентрированной серной кислоты
  • Оксид азота из хлорида железа в соляной кислоте и 20% растворе нитрита натрия
  • Триоксид диазота , он же азотистый ангидрид, из 20% раствора нитрита натрия и концентрированной серной кислоты.
  • Окись углерода из концентрированной муравьиной кислоты и концентрированной серной кислоты.

Дальнейшие газовые обработки

Приготовленный газ обычно нечистый, загрязненный мелкодисперсным аэрозолем реагентов и водяным паром. Перед дальнейшим использованием газы, возможно, потребуется отфильтровать, промыть и высушить.

Водород можно отмыть от сульфана, арсина и кислорода с последующим барботированием через растворы ацетата свинца , нитрата серебра и щелочной пирогалловой кислоты . [4]

Кислые газы (например, сероводород, хлористый водород, диоксид серы) можно сушить с помощью концентрированной серной кислоты или пятиокиси фосфора . Основные газы (например, аммиак) можно сушить оксидом кальция , гидроксидом натрия или натронной известью .

Утилизация газов может быть осуществлена ​​путем сжигания легковоспламеняющихся газов (оксид углерода, водород, углеводороды), абсорбции их водой (аммиак, сероводород, диоксид серы, хлор) или их реакции с подходящим реагентом. [2]

Варианты

Существует множество вариантов установки для добычи газа. Некоторые подходят для производства большего количества газов (Гей-Люссак и Верховский), некоторые - для меньшего (Кирюшкин, U-образная трубка).

А огниво дёберейнер представляет собой небольшой аппарат модифицированного Kipp для получения водорода. Водород проходит над катализатором из платиновой губки , где он вступает в реакцию с кислородом воздуха, нагревает катализатор и воспламеняется от него, образуя слабое пламя. Он был коммерциализирован для разжигания костров и труб. Говорят, что в 1820-х годах было продано более миллиона «трутовиков» («Feuerzeug»). [5]

дальнейшее чтение

  • Гриффин, Джон Джозеф (1860). Химические развлечения: популярное руководство по экспериментальной химии (10-е изд.). Джон Джозеф Гриффин. п. 616 . Проверено 12 ноября 2007 . аппарат киппа.
  • Селла, Андреа (ноябрь 2007 г.). "Аппарат Киппа" . Химия Мир : 81 . Проверено 13 ноября 2007 .
  • Аппарат Киппа - подробное объяснение с изображениями и ссылками

использованная литература

  1. ^ а б Эгон Виберг; Нильс Виберг (2001). Неорганическая химия . Академическая пресса. С. 267–. ISBN 978-0-12-352651-9.
  2. ^ a b Ласло Эрдей (22 октября 2013 г.). Гравиметрический анализ: Международная серия монографий по аналитической химии . Эльзевир. С. 221–. ISBN 978-1-4832-2259-2.
  3. ^ http://users.humboldt.edu/rpaselk/MuseumProject/Instruments/Kipp-Erdmann/GasCurrents.htm
  4. ^ Данн, CL; Пандья, Д.Д. (22 октября 2013 г.). Химия и бактериология общественного здравоохранения . ISBN 9781483195537.
  5. ^ Томас, Джон Мейриг; Томас, У. Джон (февраль 2015 г.). Принципы и практика гетерогенного катализа (Google Книги) (2-е изд.). Джон Вили и сыновья. С. 16–17. ISBN  9783527314584.

внешние ссылки

  • Демонстрация аппарата Киппа в Периодической таблице видео
Источник « https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kipp%27s_apparatus&oldid=1045125366 »
Contribute a better translation