t
Изобретение относится к учебным приборам по химии.
Известен учебный прибор по химии, содержащий банку с тигелем для реактива соединенный с ним сосуд с водой и поглотительную колонку, соединенную с сосудом для сбора кислоты 1
Известлый прибор не обеспечивает возможности имитации основных технологических принципов химического производства: циркуляции газов, замкнутости системы, автоматической подачи реагентов и дистанционного контроля и управления технологическим процессом, не может быть использован для получения азотной кислоты.
Целью изобретения является расширение диапазона демонстрируемых опытов.
Цель достигается тем, что предлагаекый прибор имеет соединенный с поглотительной колонкой и емкостью отсасывающий насос, нагнетательный насос, сосуд для электролиза с положительным и отрицательным электродами и стеклянную трубку, установленную в сосуде для электролиза и соединенную с сосудом с водой, причем отрицательный электрод расположен в стеклянной трубке,
а нагнетательный насос соединен с
емкостью и с сосудом для электролиза.
I
На чертеже изображен прибор для 5 демонстрации опытов по химии.
Прибор содержит емкость 1, которая герметически закрывается резиновой пробкой 2 с вставленной в нее подвижной электроспчралью 3. К нижней части проб::си 2 жестко прикрепляется тигель 4. К боковому отростку, емкости 1 прикреплены насос 5, подающий воздух в емкость 1, и насос б, подающий непрореагировавший
t5 сернистый газ из поглотительной
колонки обратно в емкость 1. Насосы 5 и б диафрагменного типа работс1ют: от электродвигателя 7 переменного тока. Стеклянный сосуд 8 для электролиза плотно закрывается резиновой пробкой 9 с вставленными в нее стеклянными трубк.ами 10 и 11 и угольным электродом 12. Другой электрод 13 укреплен в трубке 10, имею25 щеи боковой отросток. Электроды 12 и 13 соединены с электрической схемой постоянного тока. Узкая трубка 11 служит для пропускания газов в pacTBOpi находящийся в сосуде 8
30 для электролиза.
Сосуд 8 для электролиза соединен- резиновой трубкой 14 с верхней чартью поглотительной колонки 15. Трубка снабжена краном, позволяющим подводить газ из сосуда 8 в поглотительную колонку 15. Последняя заполнена насадкой 16 (стеклянные трубки) и сверху плотно закрыта пробкой 17 с установленным в ней оросителем 18. Через ороситель из сосуда 19 с помощью крана 20 в поглотительную колонку поступает вода. Через отросток 21 колонки 15 непрореагировавший газ поступает в емкость 1. Нижним отростком. 22, снабженным краном 23, поглотительная колонка соединена с сосудом 24 для сбора кислоты. В сосуде 24 установлены два угольных-электрода 25, соединенных с электросхемой переменного тока напряжением 30 В для приближенного определения концентрации полученной кислоты - электролита. Для получения азотной кислоты в данном приборе насос 5 с помощью 11 (и кранов) соединяют кранами 26 и 27 непосредственно с сосудом для электролиза 8.
Для демонстрации полу,чения серно кислоты в фарфоровый тигель 4 насыпают 3-5г серы и емкость 1 плотно зак мвают пробкой 2. В сосуд 8 для электролиза через трубку 10 наливают 150 мл дистиллированной воды и добавляют около 10 мл 3%-ного расвора йода. В верхней части трубки 10 плотно устанавливают электрод 13. В тигле 4 серу поджигают с помощью электроспирали 3, накаливающеся от переменного тока напряжением ЮВ. При загорании серы электроспираль отключают и поднимают на 4-5 м над тиглем. Включают двигатель 1, при этом насос 5 нагнетает воздух а емкость 1, где образуется сернистый газ, а насос б отсасывает непрореагировавший сернистый газ из колонки 15 в емкость 1, откуда сернистый газ поступает в сосуд 8 для электролиза, где окисляется до серного ангидрида йодом. Серный ангидрид поступает по трубке 14 в поглотительную колонку 15. Электрод 12 и 13 включают в цепь постоянного тока напряжением 30-4ОВ. При этом на электроде 13 (катоде) образующийся водород улетучивается из сосуда 8 через боковой отросток трубки 10 и поступа:ет в сосуд 19, где производит давление на воду, облегчая ее отдачу через ороситель 18 в поглотительную колонку 15. В последней вода стекает по насадкам 16 вниз навстречу поднимающемуся BSepx серному ангидриду (противоток) . Непрореагировавшие газы (смес сернистого газа и серного ангид-г .рида) через отросток 21 из колонки 15 иасосом 6 подаются в емкость
1, откуда вместе со свежеполученным сернистым газом и воздухом идут в сосуд 8 для электролиза (циркуляция газов). В сосуде 3 по мере превраения йода в йодистый водород на аноде происходит окисление йодидиона в свободный йод, который вновь окисляет поступающий сернистый газ до серного ангидрида (электрокаталиэ). Признакаг восстановления йода до йодид-иона служит обесцвечивание
раствора йода, а признаком окисления йодид-иона до свободного йода служит образование темно-бурой окраски раствора около анода. Полученную в поглотительной колонке 15 серную
кислоту с помощью крана 23 собирают в сосуде 24, где по показаниям миллиамперметра определя{эт приблизительную концентрацию серной кислоты. Из сосуда 24 отбирают пробы для качественного определения серной кислоты. Для получения более концентри- рованной кислоты полученную описана зм способом кислоту заливают в сосуд 19 и она вместо воды через ороситель 18 поступает в колонку 15
для поглсвдения серного ангидрида.
Для яемопстрации получения азотной кислоты в сосуд 8 для электролиза наливают 150 мл 10%-ного раствора нитрита натрия, закрывшот пробкой
.9 и через трубку 10 наливд1эт 10 мл концентрирозанной серной кислоты. Образующийся при этом оксид азота окисляется воздухом, имекздимся в сосуде, до двуокиси ззота. При включении электродвигателя 7 воздух в сосуд 8 подается насосом 5 по трубке 11 с псмсйпью кранов 26 и 27, отключающих емкость 1. Электролиз производят при токе 0,3-0/5А, при
этом на электроде 12 (аноде) образуются двуокись азота (бурого цвета) и кислород (в виде пузырьков)которые поступают в поглотительную колонку 15 по трубке 14. На электроде 13 (катоде) шзделяется водород, который
vio мере накопления подается в сосуд 19 для подачи из него воды через ороситель 18 в поглотительную колонку 15. Образующуюся в нижней части колонки азотную кислоту с помощью крана 23 собирают- в сосуде 24, где измеряют относительную концентрацию кислоты по электропроводности раствора. Качественное определение азотной кислоты производят действием на 2 мл пробы раствора одной каплей раствора дифениламина (в концентрированной серноЛ кислоте). .
Непрореагировавшие газы (оксид азота и кислород) с помощью насоса 6 по отростку 21 возвращаются в сосуд для электролиза.
Для получения более концентрирюванной азотной кислоты в сосуд 19 вместо воды наливают 40-50 мл раствора азотной кислоты, полученной
