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        淺析熱浴間接加熱方式

        2014-04-29 08:17:29俞真蓉
        新課程學(xué)習(xí)·中 2014年3期
        關(guān)鍵詞:水浴

        俞真蓉

        摘 要:化學(xué)實(shí)驗(yàn)室為了加快化學(xué)反應(yīng),往往需要加熱,常用的熱源有煤氣、酒精和電能。常用的加熱方式有直接加熱和間接加熱,為了保證加熱均勻,一般使用熱浴間接加熱,作為傳熱的介質(zhì)有空氣、水、有機(jī)液體、熔融的鹽和金屬。

        關(guān)鍵詞:水浴;油??;空氣浴

        熱浴間接加熱方式,根據(jù)加熱溫度、升溫速度等的需要,常采用下列手段。

        一、水浴

        1.原理

        水浴為較常用的熱浴,當(dāng)加熱溫度在90℃以下時(shí),可將容器浸入水浴中小心加熱以保持所需的溫度;如需加熱到約100℃,可用沸水浴,也可將容器放在水浴鍋的銅圈或鋁圈上,用煤氣燈將水浴鍋的水煮沸,利用水蒸氣加熱;如需加熱到稍高于100℃,則可選用設(shè)當(dāng)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的飽和溶液作為熱浴液,它們的沸點(diǎn)如下:NaCl,沸點(diǎn)109℃;MgSO4,沸點(diǎn)108℃;KNO3,沸點(diǎn)116℃;CaCl2,沸點(diǎn)180℃.

        2.注意事項(xiàng)

        (1)使用水浴時(shí),勿使容器底觸及水浴鍋底,控制溫度穩(wěn)定在所需要的范圍內(nèi)

        (2)若長(zhǎng)時(shí)間加熱,水浴中的水會(huì)汽化蒸發(fā),適當(dāng)時(shí)要添加熱水,或者在水面上加幾片石蠟,石蠟受熱熔化鋪在水面上,可減少水的蒸發(fā)

        (3)使用液體熱浴時(shí),熱浴的液面應(yīng)略高于容器中的液面

        (4)常用一大小合適的燒杯代替水浴鍋

        (5)當(dāng)用到金屬鉀或鈉的操作時(shí),決不能在水浴上進(jìn)行

        (6)電熱多孔恒溫水浴,用起來(lái)比較方便

        二、油浴

        1.原理

        以油代替水浴鍋中的水即是油浴,適用于加熱溫度在100~250℃范圍內(nèi),常用的油浴介質(zhì)的極限溫度如下:甘油,150℃;植物油,220℃;石蠟油,220℃;甲基硅油,250℃。

        2.注意事項(xiàng)

        (1)油浴時(shí),反應(yīng)物的溫度一般低于油浴液20℃左右

        (2)油浴所能達(dá)到的最高溫度取決于所用油的沸點(diǎn)。使用油浴時(shí)要特別小心,防止著水,當(dāng)油受熱冒煙時(shí),應(yīng)立即停機(jī)加熱。油浴中應(yīng)掛一支溫度計(jì),可以觀察油浴的溫度和有無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象,便于調(diào)節(jié)火焰控制溫度

        (3)量不能過(guò)多,否則受熱后有溢出而引起火災(zāi)的危險(xiǎn)。

        三、硫酸浴

        1.原理

        用濃硫酸作為加熱載體,可加熱至250~270℃。若酌加硫酸鉀,則加熱溫度可以升高到350℃左右。濃硫酸—硫酸鉀作熱浴液:混合比例(W/W)(濃硫酸/硫酸鉀)是70%/30%,極限溫度325℃;60%/40%,極限溫度365℃。

        2.注意事項(xiàng)

        濃硫酸和硫酸鉀混合冷卻時(shí),即成半固體或固體,因此,溫度計(jì)應(yīng)在未完全冷卻前取出。

        四、砂浴

        1.原理

        砂浴是將均勻干燥的細(xì)海砂(或河砂)盛在一個(gè)鐵制器皿中,加熱沸點(diǎn)在80℃以上的液體時(shí)可以采用,特別適用于加熱溫度在220℃以上者。

        2.注意事項(xiàng)

        (1)砂浴傳熱慢,升溫慢,且不易控制,因此砂層盡量要薄一些

        (2)砂浴中應(yīng)插入溫度計(jì),溫度計(jì)水銀球要靠近反應(yīng)器

        五、空氣浴

        1.原理

        空氣浴就是利用熱空氣間接加熱,對(duì)于沸點(diǎn)在80℃以上的液體均可采用。把容器放在石棉網(wǎng)上加熱,就是最簡(jiǎn)單的空氣浴。

        半球型的電熱套是比較好的空氣浴,它是玻璃纖維包裹著電熱絲織成帽的加熱器,加熱溫度用調(diào)壓變壓器控制,最高加熱溫度可達(dá)400℃左右,是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中一種簡(jiǎn)便、安全的加熱裝置。加熱和蒸餾時(shí),由于電熱套不是明火,因此有不易引起火的優(yōu)點(diǎn),并且熱效高,缺點(diǎn)是受熱不均勻。

        2.注意事項(xiàng)

        (1)不要空套取暖或干燒

        (2)液體溢入套內(nèi)時(shí),請(qǐng)迅速關(guān)閉電源,將電熱套放在通風(fēng)處,待干燥后方可使用,以免漏電或電器短路發(fā)生危險(xiǎn)

        六、金屬浴

        1.原理

        選擇適當(dāng)?shù)囊簯B(tài)金屬或合金作為加熱載體,且比較恒定。常用的金屬浴介質(zhì)的極限溫度如下:銅或鉛,極限溫度500℃;錫,極限溫度600℃;鋁青銅(90%Cu、10%Al合金),極限溫度700℃。

        2.注意事項(xiàng)

        (1)在使用金屬浴時(shí),要預(yù)先涂上一層石墨在器皿底部,用以防止熔融金屬粘附在器皿上,尤其是在使用玻璃器皿時(shí)

        (2)要切記在金屬凝固前應(yīng)將其移出金屬浴

        (3)恒溫金屬浴,用起來(lái)比較方便

        參考文獻(xiàn):

        [1]中山大學(xué)等校.無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京:高等教育出版社,2005.

        [2]王祖浩.實(shí)驗(yàn)化學(xué)[M].江蘇:江蘇教育出版社,2009.

        (作者單位 浙江省湖州市德清縣第三中學(xué))

        編輯 李建軍

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