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第6章 实验仪器的制作和巧用(6)

侧面带有开口的大瓶一个、单孔橡皮塞二个、玻璃管若干段、乳胶管若干段、长柱形气球一个、夹子二个、小气筒一个(可由家用小喷雾器改造)。

(1)将一段玻璃管一端放在酒精灯上灼烧,软化后,使其玻璃管口外卷,冷却,将气球套上,用线扎牢,与预备好的单孔橡皮塞连接好,再将玻璃管的另一端安一乳胶管,最后将此装置(气球悬在瓶中)安在瓶的上口。

(2)同取一段玻璃管,一端与橡皮塞连接,另一端与乳胶管相连,乳胶管另一端再连接一段玻璃管,将这一装置安在瓶的侧面开口上。

(3)用夹子夹住侧面开口处连接的乳胶管,在两橡皮塞与瓶相接处涂上一层水,然后用小气筒与瓶上口的乳胶管连接,充气,检查储气瓶的气密性。

使用方法(图2)(1)取下上口的橡皮塞,将发生器产生的氯气用导管送入储气瓶中(按收集氯气的方法操作),收满后,塞上上口橡皮塞,用夹子夹住乳胶管,便可拿进教室以备演示实验之用。

(2)先将储气瓶上口的乳胶管与小气筒连接好,再将两个夹子拿下,将底端的导管插入集气瓶中,即可用小气筒给气球充气,氯气被挤压出储气瓶,进入集气瓶。

(3)待讲完这一节内容后,应将储气瓶拆开冲洗,以备下一次再用。

新型试管架

试管架是放置试管和观察试管实验现象的常用实验仪器。用目前普遍使用的试管架观察实验现象,由于是在自然光照的条件下进行的,保有当实验反应剧烈或是现象很明显时,才能使全体学生清楚地观察到;当自然光线较弱时,绝大多数学生根本观察不到那些较不明显的实验现象。为解决这一问题,山东省临邑师范学校王建国老师对原来的试管架进行了改进。

改进后的试管架通过课堂实验证明效果奇佳,那些很不明显的试管实验现象,当放在新型试管架上观察时,现象极清楚可见。

制作方法:

反光部分根据试管架的大小选取废玻璃镜片,割制出与试管架背面、底面及侧面相合适的三片玻璃镜片,按图所示镶嵌中试管架上,起反射光的作用。

光源部分材料一导线、电池、电池盒、开关、小灯泡、手电筒前凹面镜装置部分(也可用乐百氏钙奶饮料瓶沿虚线处剪下,取上部,内粘贴银光纸,即制成凹面镜或选用其它材料制造该部分)。

将光源按图1所示安装在试管架上,新型试管架就完成了。

实验时,把生成沉淀或产生气体、呈现颜色及发生颜色变化的实验试管,放置在试管架上,打开开关,光源及镜面反射的光照射在试管上,试管中很微弱的现象也会清楚地观察到。用这种新型的试管架观察实验现象,不仅不受自然光强弱的影响,消除了旧式试管架存在的弊端,而且操作简便灵活,直观性强,同时也能激起学生观察实验的兴趣。

简易热量计的制造

为了解决“中和热测定”中玻璃器皿易损坏,保暖性较差的问题,无锡东林学校秦汝栩老师用塑料容器自制了简易热量计。

外壳是用废塑料圆盒子(如海鸥洗头膏的外壳)替代大烧杯;内壳为商店出售的小号塑料奶瓶(不需奶头)以代替小烧杯。制作时,先在塑料圆盆盆盖上挖一圆孔,大小使之正好紧匝在小奶瓶的1/4处;在外壳与内壳之间的空隙处垫满泡沫塑料块(或棉花)用以保温隔热,再盖紧塑料盒盖。取下小奶瓶的盖子,剪一块约6mm厚的圆形泡沫塑料垫衬在盖子的奶头空隙中,泡沫塑料中间开一小孔,正好让一支温度计从中插入,这样就成了一只简易热量计。

自制蒸馏锅控制器

控制原理:

控制主要有两个方面,一个水,一个电。

电可以由交流接触器来控制,水可调节水的流量,通过控制瓶中浮子的沉浮,以达到控制电源的目的。

材料

交流接触器,380V、40A,1个。

三相闸刀开关,30A,1个。

塑料瓶(有内外盖)1000ml,1个。

吸耳球,大号,1个。

硬质塑料棒3mm,130mm。

控制瓶的制做

将塑料瓶内外盖中央钻一小孔4mm,以便浮子的绝缘棒能自由通过。进水口、出水口、逸出口的连接管,可直接使用自行车内胎气咀,将塑料并钻孔,刚好能将气咀固定于塑料瓶上。

固定箱:

用杉木板制作,上盖用胶木板。

使用时合上电源,调节水的流量,使水刚刚从出口有水逸出;此时,浮子上升接通接触器控制线圈,蒸馏锅电源接通。当停水后,浮子下降,接触器线圈不工作,自动切断电源。

定量给液试剂瓶的制作

仪器构造三个图所示为不同材料制作或定容刻度方法不同。Ⅰ、Ⅱ为利用现成玻璃仪器组合而成。Ⅲ为塑性材料专门生产的定型产品。

使用方法

(1)取下瓶塞(或盖),将配好的药液注入瓶内然后塞紧瓶塞(或拧紧瓶盖)。

(2)如需定量取液,取下气孔帽,打开弹簧夹挤压洗耳球,(或塑料瓶壁)即可随意取液。

(3)定量取液:

a将定容导管口调至所需刻度,取下气孔帽挤压洗耳球,使定容瓶内的液面稍高于定容刻度。松开洗耳球,打开弹簧夹,即可取出一定量液体。

b若如图Ⅲ定容刻度方法,可将定容瓶上方导管固定下来,像使用滴定管一样操作,即可任意取出一定量液体。

投影器的制作

演示实验是化学教学过程中的重要环节。演示必须做到现象明显,可见性好,尽可能使每个同学都能清楚和无遗漏地看到演示的全过程。幻灯投影在化学教学中的应用为提高演示效果创造了优越的条件。

为了促进电教手段在化学教学中的应用,重庆一中徐长华老师将化学投影器的制作做以下介绍:为了保证良好的透光效果和取材容易价廉,选用普通平板玻璃(尽可能色浅的)作投影器的两透光壁面。投影器的成形材料可选用玻棒、有机玻璃加工成烧杯,试管等形状。

加工制作:

(1)试管将厚02~03厘米的有机玻璃割成长25厘米、宽12~13厘米的带状(保证试管制成后有10~12厘米内空),用细砂纸磨平备用。用厚12厘米、宽2厘米、长约12厘米的木条作成试管形状的内模。把初步磨平整的有机玻璃条中部3-4厘米的一段,在酒精灯焰上烘烤软化(注意不停来回移动,切不可烧焦),立即靠在平放在一平板上的内模上弯成试管形状。待冷却后取下,再用砂纸将两粘接面磨平。务必使整个粘接面在同一平面内。检查方法可将其靠在一平玻片上观察不到缝即可。然后用脱脂棉浸酒精擦去灰沙等物。凉干备用。

玻片的清洁:割取两片长13厘米,宽28厘米的玻片用碱水(NaOH溶液或洗衣粉水)浸泡或煮沸除去表面油污,冲洗干净凉干,再用酒精棉球擦洗,凉干备用。

粘合:用市售通用双管型环氧树脂基质的胶粘剂调好后,在清洁的有机玻璃粘合面上涂匀(不能堆积),与处理好的玻片合拢,用橡皮圈扎好(此时粘合缝不允许有气泡)固定。室温(20℃~30℃)固化二天后即可使用。

(2)烧杯、U形管、烧瓶、集气瓶、锥形瓶等投影器的制作与试管基本相同,但不同投影器的大小,厚薄应根据用途具体确定。如一般烧杯、锥形瓶、U形管、试管做成,10~12厘米厚即可;集气瓶可做成2~3厘米较好;电泳用的小U形管只需05-06厘米厚。应特别注意的是不论哪种形状、规格的投影器,它的长、宽及各部比例要适当,尽可能与常规仪器一致,这样投影图像才具有真实感。

多功能贮气瓶的使用结构

A带导管的双孔橡皮塞B截去底部的可乐类饮料瓶C玻璃筒或截去上口的可乐类饮料瓶,瓶内盛水D进气玻璃管E活塞F排气橡皮管原理

关闭E,导入气体,B充气上浮,因B的上口有A塞紧。B和D的底部有水封,E关闭,故B可贮气,扭开E,B因重力作用下沉,使气体由F排出。若以手下按B,则可增大B内气压。

特点

(1)饮料瓶系废物利用,来源广。

(2)装置结构简单,制作容易。

(3)贮气和用气操作均简便,例如用于可燃性气体的燃烧实验时,可免除教材所示贮气瓶添水加压的麻烦。

说明

(1)该装置只适用于不溶于水的气体的贮存。

(2)B、C两瓶直径不宜相差过大。

(3)如果用容量为125升的雪碧瓶和2升的莱蒙瓶(均为上海产)制作B和C,最大贮气量可达800ml。

应用实例

在用一氧化碳还原三氧化二铁的实验中(高中化学第二册[实验3-5],用本装置代替教材中所用橡皮球,待B上升后,可适时将气体排出,在灯焰上烧尽。初三化学[实验3-10](用一氧化碳还原氧化铜)中,也可同样使用本装置。

(1)保护启普发生器

在氢气制取和燃烧实验中,将本装置连接于启普发生器的导管上,因C内的水将点火玻璃管与气体发生部分隔开,故本装置可对启普发生器的瓶体起防爆保护作用。

(2)缓冲气体流速

在高中化学第二册[实验4-9]中,将制得的乙炔边通入B内,边经由F排出,调节E,控制气体流速,与教材方法相比,可有效减少黑烟的形成,减轻对环境的污染。

(3)氢气爆鸣实验

①实验步骤

a)关闭E,将上口敞开的B适当上提,塞紧A后放回,上浮的B内就贮有一部分空气。

b)向B内导入氢气,B继续上浮。估计氢气与空气达到一定体积比后停止供氢。

c)在F末端接装15mm×150mm的玻璃管,扭开E,向玻璃管内排足混合气体。

d)关闭E,将玻璃管口靠近灯焰,可听到响亮的爆鸣声。

②实验分析

a)本实验可控制混合气体中氢气与空气的不同体积比,以获得不同的爆鸣效果。

b)一次气体的混合,可多次重现爆鸣现象。

c)安全,成功率高。

自制样品称量转移工具

通常用称量纸、表面皿或小烧杯称量固体样品。如果配制的试剂样数多,称量纸扔得到处都是,很不卫生。用表面皿或小烧杯也得溶解后倒入储液瓶中,然后再加入蒸馏水。这样常使操作者感到不便。为了简化这一操作,山东枣庄师专化学系柏冬老师介绍,可自制一种兼称量和转移漏斗功能的器具。将一支125毫升的塑料止咳药水瓶的瓶盖取下,然后在离瓶底35厘米处的一边开一个矩形口如图所示。称量时把瓶子竖放或横放(样品多时横放)在台称盘上,进行称量。称取的物料可以在此瓶中用水溶解后,直接冲洗到储液瓶中。通常这种瓶子是由聚乙烯材料制成的,它对大多数物质是惰性的而且容易清洗。

一种实用的曲架台的探究与自制

铁架台在化学实验中尽管起到了一定的作用,但从行为科学方面分析,还不是十分科学的,还不能完全便利实验操作。为此,江苏省赣榆县九里中学李家亮老师对此类仪器及实验操作进行了细致地分析、探究,设计并自制了一套实用、灵活的铁架台的代替品——曲架台如下图。

曲架台及其部件

①三脚底座②、④钢管③软管⑤铁夹(有弹簧及压片)曲架台的制作

(1)用品:

金属软管(10mm)一段,长300mm(即话筒支架杆用的一种可以任意弯曲的蛇形金属管);生铁三脚底座一个;冷拉无缝钢管(外12mm,内105mm)两段。长各为100mm、60mm;带有弹簧及压片的铁夹一个;金属胶粘剂。

(2)制法:

①在长100mm的钢管一端割外螺丝口,在三脚底座中间垂直方向上割内螺丝口,使这两者的内外丝口型号对应,以便上丝;割丝长各约12mm。

②在长60mm的钢管一端割内螺丝口,在铁夹杆柄端割外螺丝口,使这两者内外丝口型号对应,以便上丝;割丝长各约12mm。

③金属软管两端分别抹上金属胶粘剂,然后分别插入上述两段钢管内(均指钢管未割丝的一端),插入深各约20mm,后用台钳外压钢管紧固。

④把铁夹的杆柄端丝口对准上述长度为60mm的钢管的丝口,上丝,拧紧。

⑤把长度为100mm的钢管丝口对准三脚底座的丝口,上丝、拧紧,即制成曲架台。

在上述组装过程中,可在金属软管外套上一根薄的软塑料管,以防腐蚀。

曲架台的优点及其与铁架台的比较

(1)操作极为便利

以夹持试管为例。用曲架台固定试管后,用一只手足可以灵活自如地调节试管的倾斜度,任意调节试管的前后、左右,高低幅度;而使用铁架台则需要左右手同时操作。

(2)操作省时

用曲架台固定试管并确定最佳位置,一般需要5秒时间即可,而用铁架台需要时间多于35秒。曲架台上的铁夹选用带有弹簧及压片的铁夹,方便了夹持操作,架杆用软管方便了调姿;而使用铁架台夹持、紧固试管;则需要繁琐地调节十字夹及铁夹上的螺丝,极为费时。

(3)安全性能好

用铁架台铁夹夹持试管,若固定铁夹的螺丝拧不紧,易滑落砸碎试管或酒精灯,而曲架台则可以避免滑落。底座用三脚形的,可以维持曲架台的平衡、稳定,即使软管任意弯曲改变方向,也不会翻倒;而铁架台铁夹夹持试管一般需要把所夹持的仪器放在与底台的同一方向上,若方向相反,不稳定,易翻倒。

(4)不错位

用软管作架杆,虽是软管,实而不软,调节好后,不会改变位置,因其所支撑的质量不足以把它压变形。

(5)调姿幅度大

由于软管长度为300mm,外加两小段小合约150mm的钢管,和高约为30~40mm的底座,因此,对于一般性的实验(教师演示,学生操作等),从其离桌面的高低距离等方面考虑,均能适用。而用铁架台上铁夹夹持仪器只能以铁夹的杆柄长短,调节距铁架台铁杆的距离,且在单一方向,其杆柄长不过只有十多厘米。

(6)多用

对于夹持烧瓶等仪器做实验,同样适宜、方便,在其它学科实验中也有其特有的作用。

(7)寿命长、美观大方

由于曲架台各部分均为金属部件,故使用寿命长;各部件长短协调得体,且部件均有镀层,又显美观大方。

一种新型实用胶水的制备

目前,建筑市场上使用的107胶水正悄悄地被一种新型胶水所取代。这种胶水与白水泥一起使用,其牢固度可与107胶相媲美,而成本仅有107胶的1/4。这种胶水很适宜学校、家庭生产且前(钱)途广阔。江苏如东石旬初级中学殷建军老师介绍其制备方法:

设备:

蒸气锅(可自制)、反应缸、温度计、15-20m2房一间。

原料及配方(重量份)26%的丙烯酰胺工业品50kg过硫酸铵工业品20g水200kg生产工艺与反应原理

(1)在反应缸中加入总量5%的水且升温至40℃。

(2)向反应缸中加入全部丙烯酰胺并搅拌,后加入20g过硫酸铵搅拌均匀。

(3)用蒸气锅给反应液慢慢升温,约50分钟后升温到70℃,停止通气,并不断搅拌。

(4)待粘度迅速变化且有起泡现象后,慢慢加入余下的水,并不断搅拌,降温即得成品。

原理:丙烯酰胺单体在70℃时,以过硫酸铵为引发剂,发生加聚反应。

产品质量指标

外观:半透明粘胶pH值:7~8固体含量(%):5~6说明

(1)上述成品在与白水泥一起使用之前,还需以1∶5的比例加水稀释。

(2)保存时间不宜太长,可加少量甲醛封口保存,以防变质。

利用废品制教具——多用气体发生器

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