启普发生器是一种用于实验室中制取气体的装置,特别是氢气。其工作原理主要基于利用压强差来控制反应的进行与停止。以下是启普发生器的基本原理:
反应开始
打开导气管的活塞,此时容器内的压强与外界大气压相同。
球形漏斗中的稀硫酸或盐酸在重力作用下流入容器中。
稀酸与容器中的锌粒接触,发生化学反应,生成氢气。
生成的氢气通过导气管排出。
反应停止
当不再需要产生氢气时,关闭导气管的活塞,阻止氢气流出。
容器内由于继续发生的化学反应,压强逐渐增大。
当容器内的压强超过外界大气压时,产生的氢气压力将稀酸从容器中压回球形漏斗。
酸液回流至球形漏斗后,与锌粒脱离接触,反应停止。
启普发生器的设计允许“随开随用,随关随停”,可以节约药品,并且可以方便地控制反应的发生和停止。此外,该发生器适用于固体与液体在常温条件下(不用加热)发生的反应,例如制取氢气、二氧化碳、硫化氢等气体。
需要注意的是,使用启普发生器时,固体反应物必须是不能溶于反应液的块状物质,且产生的气体不能溶于反应液。此外,该设备不适用于制取乙炔气体,因为乙炔的剧烈反应和高温生成物不适合用启普发生器处理