Kippsův přístroj - Kipps apparatus - Wikipedia

Vyprázdněte Kippovu aparaturu s kohoutek a fermentační zámek.
Kresba naplněného Kippova aparátu.

Kippova aparatura, také zvaný Generátor Kipp, je zařízení určené k přípravě malých objemů plyny. Byl vynalezen kolem roku 1844 nizozemským lékárníkem Petrus Jacobus Kipp a široce používaný v chemii laboratoře a za demonstrace na školách do druhé poloviny 20. století.

Později se přestal používat, přinejmenším v laboratořích, protože většina plynů se poté stala dostupnou v malém plynové lahve. Tyto průmyslové plyny jsou mnohem čistší a sušší než ty, které byly původně získány z Kippova zařízení bez dalšího zpracování.

Konstrukce a provoz

Přístroj je obvykle vyroben z sklenka, nebo někdy z polyethylen, a skládá se ze tří svisle naskládaných komor, které zhruba připomínají sněhuláka. Horní komora se rozprostírá dolů jako trubka, která prochází prostřední komorou do spodní komory. Mezi střední a horní komorou není přímá cesta, ale střední komora je od spodní komory oddělena zádržnou deskou, jako je kónický skleněný kousek s malými otvory, který umožňuje průchod kapaliny a plynu. Pevný materiál (např. Sulfid železitý) se umístí do střední komory v kusech dostatečně velkých, aby se zabránilo propadnutí přes retenční desku. Kapalina, jako je kyselina, se nalije do horní komory. I když kyselina může volně proudit dolů trubkou do spodní komory, brání jí v tom, aby tam stoupala tlakem plynu obsaženého nad ní, který je schopen opustit zařízení pouze uzavíracím kohoutem v horní části střední komory . Tento uzavírací kohout může být nejprve otevřen, aby umožnil vzduchu opustit zařízení, což umožní kapalině ve spodní komoře stoupat přes zadržovací desku do střední komory a reagovat s pevným materiálem. Z této reakce se uvolňuje plyn, který může být podle potřeby odváděn kohoutem. Když je uzavírací kohout uzavřen, tlak uvolněného plynu ve střední komoře stoupá a tlačí kyselinu zpět dolů do spodní komory, dokud již není v kontaktu s pevným materiálem. V tomto bodě se chemická reakce zastaví, dokud se kohoutek znovu neotevře a neodčerpá se více plynu.

Generátory Kipp fungují popsaným způsobem správně pouze tehdy, pokud je pevný materiál nerozpustný v kyselině, protože jinak by rozpuštěný materiál pokračoval ve vývoji plynu i po poklesu hladiny. Vyrobený plyn často vyžaduje další čištění a / nebo sušení kvůli obsahu vodní páry a případně mlhy, pokud je reakce prudká.

Příklady připravených plynů a jejich eduktů

Pro úspěšné použití v Kippově aparátu musí být pevný materiál dostupný v kusech dostatečně velkých, aby zůstal na zádržné desce, aniž by propadl jejími otvory.

Slabé kyselé plyny lze z jejich solí kovů obvykle uvolňovat zředěnými kyselinami a někdy jen vodou:[1]

Pro reakci mezi dvěma kapalnými prekurzory lze použít verzi přístroje. Jako zpětný ventil musí být přidán rtuťový lapač a střední baňka je naplněna inertním porézním materiálem, např. pemza, na který spadne jeden z předchůdců.[3]

Další úpravy plynem

Připravený plyn je obvykle nečistý, kontaminovaný jemným aerosolem činidel a vodní párou. Před dalším použitím bude možná nutné filtrovat, promýt a vysušit plyny.

Vodík lze promýt ze sulfanu, arsinu a kyslíku s následným probubláváním roztoky octan olovnatý, dusičnan stříbrný a alkalické kyselina pyrogalová.[4]

Kyselé plyny (např. Sirovodík, chlorovodík, oxid siřičitý) lze sušit koncentrovanou kyselinou sírovou nebo oxid fosforečný. Bazické plyny (např. Amoniak) lze sušit oxid vápenatý, hydroxid sodný nebo sodové vápno.

Likvidaci plynů lze provést spálením hořlavých (oxid uhelnatý, vodík, uhlovodíky), jejich absorpcí ve vodě (amoniak, sirovodík, oxid siřičitý, chlor) nebo jejich reakcí s vhodným činidlem.[2]

Varianty

Existuje mnoho variant zařízení na výrobu plynu. Některé jsou vhodné pro výrobu většího množství plynů (Gay-Lussac a Verchovskij), jiné pro menší množství (Kiryushkin, U-trubice).

A Döbereinerova lampa je malý modifikovaný Kippovův přístroj na výrobu vodíku. Vodík je veden přes a platinová houba katalyzátor, kde reaguje se vzdušným kyslíkem, ohřívá katalyzátor a vznítí se z něj za vzniku jemného plamene. To bylo komerčně pro osvětlení požárů a potrubí. Říká se, že ve 20. letech 20. století bylo prodáno více než milion „troudových krabic“ („Feuerzeug“).[5]

Další čtení

  • Griffin, John Joseph (1860). Chemické rekreace: Populární příručka experimentální chemie (10. vyd.). John Joseph Griffin. str.616. Citováno 2007-11-12. kippova aparatura.
  • Sella, Andrea (listopad 2007). „Kippova aparatura“. Chemický svět: 81. Citováno 2007-11-13.
  • Kippova aparatura - rozsáhlé vysvětlení s obrázky a odkazy

Reference

  1. ^ A b Egon Wiberg; Nils Wiberg (2001). Anorganická chemie. Akademický tisk. 267–. ISBN  978-0-12-352651-9.
  2. ^ A b László Erdey (22. října 2013). Gravimetrická analýza: Mezinárodní řada monografií v analytické chemii. Elsevier. str. 221–. ISBN  978-1-4832-2259-2.
  3. ^ http://users.humboldt.edu/rpaselk/MuseumProject/Instruments/Kipp-Erdmann/GasCurrents.htm
  4. ^ Dunn, C. L .; Pandya, D. D. (2013-10-22). Chemie a bakteriologie veřejného zdraví. ISBN  9781483195537.
  5. ^ Thomas, John Meurig; Thomas, W. John (únor 2015). Principy a praxe heterogenní katalýzy (Knihy Google) (2. vyd.). John Wiley & Sons. s. 16–17. ISBN  9783527314584.

externí odkazy