毛宇鴻 石崗嶺
摘 要:漏斗是一種常被用作將液體或干燥粉末狀物體注入入口較細小容器的儀器,有時會配合濾紙一起使用以分離不溶性固體物質與液體。其中有些漏斗在咀部設計可旋轉的活塞,實驗操作者可通過此活塞控制液體滴入的速度。目前中學化學教材中主要介紹了普通漏斗在過濾操作中的應用,以及梨形分液漏斗在萃取與分液操作中的應用,而在部分實驗組合裝置中用到了長頸漏斗、球形分液漏斗,在高考試題中也出現過布氏漏斗、滴液漏斗,甚至在部分高考模擬題中出現安全漏斗、砂芯漏斗、熱水漏斗等不常見的。本文主要從漏斗的分類以及具體用途角度說明化學實驗中常用的漏斗。
關鍵詞:化學實驗、漏斗、分液漏斗、滴液漏斗
漏斗最大的用途就是添加液體和分離物質,因使用的用途、條件不同我們選擇的漏斗類型也不同。通過查閱資料,將各類漏斗從形狀、配套使用等方面做詳細介紹,期望能夠對我們教師的教和學生的學有所幫助。
普通漏斗,一般是用來向瓶口較小的容器中裝入液體試劑或向酒精燈、酒精噴燈中添加酒精。該漏斗最重要的用途是用于過濾分離不溶性固體物質與液體,進行大顆粒物的過濾操作。
熱水漏斗,一般為金屬銅所制,內壁與外壁間為中空空腔,可以盛放熱水。在熱水漏斗中放置一個普通漏斗,使用時可在外壁支管處加熱使水保持溫熱,常在趁熱過濾中使用,主要是防止因熱溶液冷卻時,有固態物質析出,導致漏斗堵塞或所需溶質損失。
長頸漏斗是向入口較細小容器中添加液體,或與雙孔橡膠塞一起使用組裝成制備氣體裝置,該裝置一定要注意將長頸漏斗末端浸入液面以下,防氣體從漏斗中逸出。例如金屬鋅與稀硫酸制備氫氣就可用此裝置,在實驗室沒有啟普發生器時,也可以用長頸漏斗來組裝簡易啟普發生器,用于不溶性固體與液體常溫下制備氣體,相比上一個裝置制備氫氣,用金屬鋅與稀硫酸在此裝置中制備氫氣就有“隨關隨停,隨制隨用”的優點。
安全漏斗,用途與長頸漏斗基本一致,用于制氣添加液體所用,其中回形或二球部分的作用是起緩沖作用。用安全漏斗在進行加液操作時能使液體緩緩流下,且在停止加液后,在回形管或二球中殘留少量的液體起到隔絕漏斗口上方空氣與漏斗下方容器的作用。當容器內部氣壓過大時,氣體可從容器通過殘留的少量液體再從漏斗上口放出,以起到保證操作安全的作用又能隔離內外的作用。
布氏漏斗,非玻璃儀器,一般材質為陶瓷,呈圓筒狀且筒底面上有分布均勻的小孔,下部為細長的筒狀出口。使用時,需要先在其內底面鋪上與其規格相符的濾紙,并將濾紙濕潤,再將漏斗插進帶有單孔橡膠塞的抽濾瓶上,抽濾瓶的側口連抽氣系統,可以用抽真空循環水泵,在沒有該裝置的情況下也可以連接在自來水龍頭上代替抽真空循環水泵。將欲分離的固體、液體混合物倒入布氏漏斗,因抽濾瓶內的負壓作用,過濾操作速度較常規過濾速度要快。最終液體被抽進抽濾瓶內,而固體留在布氏漏斗內,同時還可以在上方加入少量水(或其他溶劑)洗掉固體表面粘附的雜質。該裝置在有機化學實驗中分離提純固態產品較為常見。
砂芯漏斗,是由相應規格的砂芯濾板和配套杯形玻璃漏斗而組成,砂芯濾板一般是由陶瓷或燒結玻璃所制,較耐酸但不耐堿,所以一般不能用其過濾堿性較強的物質。砂芯漏斗因其濾板具有分離固體與液體的能力,所以在過濾時無需再提供濾紙等其他濾材,只需根據所過濾物質顆粒大小,選擇孔徑不同的砂芯濾板,使用該裝置進行過濾操作方便、快捷、簡單。
分液漏斗一般分為梨形分液漏斗,球形分液漏斗,筒形分液漏斗。分液漏斗的主要用途是萃取與分液操作,在中學所學的萃取與分液操作中為了更徹底的分離兩種互不相容的液體采用咀部較細的梨形分液漏斗,而球形分液漏斗與筒形分液漏斗主要用于普通分液操作或代替滴液漏斗向反應容器中滴加液體。
滴液漏斗一般分為球形滴液漏斗、恒壓滴液漏斗,主要被用來向實驗裝置中滴加液體,球形滴液漏斗活塞下部的空腔小球部分是與球形分液漏斗的最明顯區別之處,其優勢就是向反應器中滴加液體時可以明顯觀察到液滴的滴加速度,便于通過活塞控制液體滴加速度。恒壓滴液漏斗裝置的主要作用是能將漏斗內部液體與活塞下部液體氣壓相同,在漏斗上方不用連通大氣的情況下,也能使液體順利滴下。常用于反應裝置中易揮發、有刺激性氣味或有毒性的液體的滴加。
分液漏斗與滴液漏斗常常外形酷似,但仔細觀察不難發現兩者雖同為瓶斗類玻璃儀器,因其用途的不同才致使這兩種漏斗的構造不同。滴液漏斗的作用主要是滿足不同需求條件下添加液體的一種工具,能較好地控制液滴和滴加速度;而分液漏斗雖然可作為在反應操作過程中添加溶液的工具,但是我們應該認識到它主要是用于液體的分離和萃取[2]。
通過以上所述對漏斗的歸納,希望對教師和學生關于漏斗相關知識有所幫助,并能體會儀器設計者設計儀器的精妙,為學生在今后的學習與工作中發明創造提供借鑒。
參考文獻
[1]劉志宏主編.無機化學實驗[M].高等教育出版社,2016:9.
[2]張金水.化學實驗常用的滴液漏斗和分液漏斗[J].化學教學.2017:3.63-65.