化学实验装置的气密性检查
山西省运城市康杰中学2012-14班 作者 薛睿泽 指导教师 杜艳丽
摘要：
为了更好的解决化学实验中装置气密性的检查问题，本文从气密性检查的原理、具体实验操作、各种方法的优缺点及适当的改进等方面论述，并可对一些漏气情况进行适当的处理。
关键词：装置气密性、压强
前言：
化学是一门以实验为主导的学科，做好实验对化学研究尤为重要，而实验操作需要实验仪器，特别是在做关于气体的实验中，在装置连接完成后，为了确保实验的顺利进行，对装置的气密性进行检查就显得至关重要，这关系到整个实验的成败。那么如何对装置的气密性进行检查呢？
正文：
一、理论分析
一般来说，装置的气密性检验，需要先将整个装置构成封闭体系，然后通过改变反应体系压强时所产生的现象来判断气密性的好坏。若气密性不好，则整个装置与外界相连，不会出现一些特定的现象（在后文将提到）。在检验装置的气密性时往往是使装置中的气体体积发生变化，但变化的程度要小，大幅度的变化是不能看出装置是否漏气的。
根据上述原理，我们不难给出检查装置的气密性检验的基本步骤：
1) 密封操作
2) 变压操作
3) 观察现象
4) 得出结论
那么我们如何实现上述操作呢？
（一）、对于密封操作，我们一般采用以下几种方法：
1) 用胶塞塞住管口或瓶口
2) 用止水夹夹住橡胶管
3) 用液体封住出气口
（二）、下来，如何改变压强是检查装置的气密性的关键和难点。
经常用来描述气体物理性质的物理量，有压强（p ）、体积（V ）、温度（T ）和物质的量（n ）。
由Boyle 定律可得，当n 和T 一定时，气体的V 与p 成反比，即
V∝1/p
由Charles-Gay ·Lussac 定律可得，当n 和p 一定时，气体的V 与T 成正比，即
V∝T
由Avogadro 定律可得，当p 和T 一定时，气体的V 与n 成正比，即
V∝n
合并以上三个经验定律的表达式，可表示如下
V∝nT/p ①
由实验测得①式中的比例系数是R ，于是
V=nRT/p
通常写成
pV=nRT ②
式②称为理想气体状态方程。在国际单位制中，p 用Pa(帕斯卡) 、V 用m ³(立方米) 、n 用mol （摩尔）、T 用K(开尔文) 为单位，此时R=8.314 J/（mol ·K ）。[1]
由上可知，可以通过改变n 、T 、V 来改变p 。
所以改变压强的基本方法有：
1) 加热法：利用气体热胀冷缩的性质，通过加热来增大气体体积，从而增大气体压强。一般采用手捂、热毛巾捂或酒精灯微热的方法。
2) 注水法：通过注入一部分水，使气体体积压缩，从而增大压强。
3) 充（抽）气法：通过注入或抽出一部分气体，改变容器中气体分子的物质的量，从而改变压强。一般用注射器向容器中充气或抽气。
（三）、通过一定的操作后，可以观察到以下实验现象：
1) 导管口有气泡产生
2) 玻璃导管中形成一段稳定的液体柱
3) 液体倒流回导管并在一段时间内保持稳定
（四）、最后，就可根据现象判断装置气密性的好坏。
二、实验装置具体分析
（一）、接下来，我们来通过一些简单的实验装置来分析一下。
例1、检验如图A 示的装置的气密性
解：1）用手将导管出口浸入水中，---密封操作
2）双手紧贴容积外壁，---变压操作
3）若导管口有气泡产生；移开手掌后，导管末端有水上升形成稳定水柱，---现象
4）证明装置不漏气。---结论
出现的现象
例2、如图B 所示的启普发生器气密性检查
图B
解： 关闭导气管活塞，从球形漏斗上口注入水，待球形漏斗下口完全浸没于水中后，继续加入适量水到球形漏斗球体高度约1/2处，做好水位记号，静置几分钟，水位下降的说明漏气，不下降的说明不漏气。
出现的现象
例3、如图C 所示的U 型管的气密性检查
图C
解： 关闭导气管活塞，从U 型管的一侧注入水，待U 型管两侧出现较大的高度差为止， 静置几分钟，两侧高度差缩小的说明漏气，不缩小的说明不漏气。
出现的现象
例4、如图D 所示的干燥管的气密性检查
图D
解： 先在烧杯中加入部分水，再关闭K ，把干燥管下端深度浸入水中，使干燥管内液体面低于烧杯中水的液面，静置一段时间，若液面差不变小，表明气密性良好。
出现的现象
例5、如图E 所示的装置的气密性检查
图E
解： 先在试管中装入适量的水(保证玻璃管下端浸没在水中) ，然后向外轻轻拉动注射器的活塞，将会看到浸没在水中的导管中有气泡冒出，表明气密性良好。
（二）、若装置较复杂时，一次性检查效果不好，可以分段检查气密性。
如图F 所示的较为复杂的装置的气密性检查
解： 应用止水夹夹住b 、c 装置间的导管的橡皮管，并关闭分液漏斗用酒精灯在a 装置下微热，若b 装置中的导管产生一段水柱，表明止水夹前面的装置气密性良好。再在C 处的锥形瓶中用酒精灯微热，若e 处出现气泡，停止微热，插在e 处液面下的导管产生一段液柱，表明这部分装置的气密性良好。
三、方法的不足之处
但应注意，加热法和注水法虽操作比较简单易行，但存在一些缺点：a 、可能导致装置被水浸湿，不适宜做避免水参与的实验（如制氨气、制氯化氢等）。b 、若装置内已经装入了试剂就不能再行检查。
四、适当的改进
为避免装置被水浸湿，可在装置尾端连接一些新的仪器，将水注入其中，检验完气密性后再将多余的装置撤去，这样就可达到目的。
若装置中已经装入了试剂，则可采用充（抽）气法进行气密性的检查。
五、发现漏气后的操作
当装置判定为漏气后，应优先考虑装置连接处未连接紧密导致的漏气，此时应密封所有出气口，并在所有连接处涂上肥皂水，之后用酒精灯微热装置，若发现某连接处有肥皂泡产生，则证明该处漏气。若未发现肥皂泡，则很可能是仪器破损，应更换部分仪器，再重新进行气密性的检查。
总结：
通过上述分析与简单的练习，我们应该可以初步的对一般的实验装置进行气密性检验，并且会对一些漏气情况进行适当的处理，从而使得实验可以更安全、顺利的进行。
在此，我感谢给予过我帮助的同学们和杜艳丽老师。文中有些内容参考并借鉴过百度文库中文章，在此郑重感谢 。
参考文献：[1] 《无机化学》上册 吉林大学 武汉大学 南开大学 宋天佑 程鹏 王杏乔 编
[2] 图片均来自百度文库
化学实验装置的气密性检查
山西省运城市康杰中学2012-14班 作者 薛睿泽 指导教师 杜艳丽
摘要：
为了更好的解决化学实验中装置气密性的检查问题，本文从气密性检查的原理、具体实验操作、各种方法的优缺点及适当的改进等方面论述，并可对一些漏气情况进行适当的处理。
关键词：装置气密性、压强
前言：
化学是一门以实验为主导的学科，做好实验对化学研究尤为重要，而实验操作需要实验仪器，特别是在做关于气体的实验中，在装置连接完成后，为了确保实验的顺利进行，对装置的气密性进行检查就显得至关重要，这关系到整个实验的成败。那么如何对装置的气密性进行检查呢？
正文：
一、理论分析
一般来说，装置的气密性检验，需要先将整个装置构成封闭体系，然后通过改变反应体系压强时所产生的现象来判断气密性的好坏。若气密性不好，则整个装置与外界相连，不会出现一些特定的现象（在后文将提到）。在检验装置的气密性时往往是使装置中的气体体积发生变化，但变化的程度要小，大幅度的变化是不能看出装置是否漏气的。
根据上述原理，我们不难给出检查装置的气密性检验的基本步骤：
1) 密封操作
2) 变压操作
3) 观察现象
4) 得出结论
那么我们如何实现上述操作呢？
（一）、对于密封操作，我们一般采用以下几种方法：
1) 用胶塞塞住管口或瓶口
2) 用止水夹夹住橡胶管
3) 用液体封住出气口
（二）、下来，如何改变压强是检查装置的气密性的关键和难点。
经常用来描述气体物理性质的物理量，有压强（p ）、体积（V ）、温度（T ）和物质的量（n ）。
由Boyle 定律可得，当n 和T 一定时，气体的V 与p 成反比，即
V∝1/p
由Charles-Gay ·Lussac 定律可得，当n 和p 一定时，气体的V 与T 成正比，即
V∝T
由Avogadro 定律可得，当p 和T 一定时，气体的V 与n 成正比，即
V∝n
合并以上三个经验定律的表达式，可表示如下
V∝nT/p ①
由实验测得①式中的比例系数是R ，于是
V=nRT/p
通常写成
pV=nRT ②
式②称为理想气体状态方程。在国际单位制中，p 用Pa(帕斯卡) 、V 用m ³(立方米) 、n 用mol （摩尔）、T 用K(开尔文) 为单位，此时R=8.314 J/（mol ·K ）。[1]
由上可知，可以通过改变n 、T 、V 来改变p 。
所以改变压强的基本方法有：
1) 加热法：利用气体热胀冷缩的性质，通过加热来增大气体体积，从而增大气体压强。一般采用手捂、热毛巾捂或酒精灯微热的方法。
2) 注水法：通过注入一部分水，使气体体积压缩，从而增大压强。
3) 充（抽）气法：通过注入或抽出一部分气体，改变容器中气体分子的物质的量，从而改变压强。一般用注射器向容器中充气或抽气。
（三）、通过一定的操作后，可以观察到以下实验现象：
1) 导管口有气泡产生
2) 玻璃导管中形成一段稳定的液体柱
3) 液体倒流回导管并在一段时间内保持稳定
（四）、最后，就可根据现象判断装置气密性的好坏。
二、实验装置具体分析
（一）、接下来，我们来通过一些简单的实验装置来分析一下。
例1、检验如图A 示的装置的气密性
解：1）用手将导管出口浸入水中，---密封操作
2）双手紧贴容积外壁，---变压操作
3）若导管口有气泡产生；移开手掌后，导管末端有水上升形成稳定水柱，---现象
4）证明装置不漏气。---结论
出现的现象
例2、如图B 所示的启普发生器气密性检查
图B
解： 关闭导气管活塞，从球形漏斗上口注入水，待球形漏斗下口完全浸没于水中后，继续加入适量水到球形漏斗球体高度约1/2处，做好水位记号，静置几分钟，水位下降的说明漏气，不下降的说明不漏气。
出现的现象
例3、如图C 所示的U 型管的气密性检查
图C
解： 关闭导气管活塞，从U 型管的一侧注入水，待U 型管两侧出现较大的高度差为止， 静置几分钟，两侧高度差缩小的说明漏气，不缩小的说明不漏气。
出现的现象
例4、如图D 所示的干燥管的气密性检查
图D
解： 先在烧杯中加入部分水，再关闭K ，把干燥管下端深度浸入水中，使干燥管内液体面低于烧杯中水的液面，静置一段时间，若液面差不变小，表明气密性良好。
出现的现象
例5、如图E 所示的装置的气密性检查
图E
解： 先在试管中装入适量的水(保证玻璃管下端浸没在水中) ，然后向外轻轻拉动注射器的活塞，将会看到浸没在水中的导管中有气泡冒出，表明气密性良好。
（二）、若装置较复杂时，一次性检查效果不好，可以分段检查气密性。
如图F 所示的较为复杂的装置的气密性检查
解： 应用止水夹夹住b 、c 装置间的导管的橡皮管，并关闭分液漏斗用酒精灯在a 装置下微热，若b 装置中的导管产生一段水柱，表明止水夹前面的装置气密性良好。再在C 处的锥形瓶中用酒精灯微热，若e 处出现气泡，停止微热，插在e 处液面下的导管产生一段液柱，表明这部分装置的气密性良好。
三、方法的不足之处
但应注意，加热法和注水法虽操作比较简单易行，但存在一些缺点：a 、可能导致装置被水浸湿，不适宜做避免水参与的实验（如制氨气、制氯化氢等）。b 、若装置内已经装入了试剂就不能再行检查。
四、适当的改进
为避免装置被水浸湿，可在装置尾端连接一些新的仪器，将水注入其中，检验完气密性后再将多余的装置撤去，这样就可达到目的。
若装置中已经装入了试剂，则可采用充（抽）气法进行气密性的检查。
五、发现漏气后的操作
当装置判定为漏气后，应优先考虑装置连接处未连接紧密导致的漏气，此时应密封所有出气口，并在所有连接处涂上肥皂水，之后用酒精灯微热装置，若发现某连接处有肥皂泡产生，则证明该处漏气。若未发现肥皂泡，则很可能是仪器破损，应更换部分仪器，再重新进行气密性的检查。
总结：
通过上述分析与简单的练习，我们应该可以初步的对一般的实验装置进行气密性检验，并且会对一些漏气情况进行适当的处理，从而使得实验可以更安全、顺利的进行。
在此，我感谢给予过我帮助的同学们和杜艳丽老师。文中有些内容参考并借鉴过百度文库中文章，在此郑重感谢 。
参考文献：[1] 《无机化学》上册 吉林大学 武汉大学 南开大学 宋天佑 程鹏 王杏乔 编
[2] 图片均来自百度文库