2.11 常用无机微型仪器及其使用方法

微型化学实验是在微型化的仪器装置中进行的化学实验,其试剂用量是常规实验的十分之一至千分之一。因此,微型实验具有以下几个优点:①用量少,节省试剂及实验经费,可开设许多由于实验费用太高而无法开设的实验;②对环境污染小,有利于培养学生的绿色化学及环保意识;③节省时间,节省教学时数;灵活、方便、安全,可以激发学生的主动学习精神。目前,微型化学实验已扩展到普通化学和中学化学教学各个领域。微型实验技术在工、农、医生产检验中也有广阔应用前景。随着微型实验的发展,目前已研制开发了多种类型微型实验技术。

无机微型实验经常用到由高分子材料制作的一类微型仪器,它们制作精细规范,价格低廉,试剂用量少,不易破碎,易于普及。这是无机、物化、普化(含中学化学)微型实验的一个特点,这类仪器主要是多用滴管和井穴板。

(1)多用滴管

由聚乙烯吹塑而成,是一个圆筒形的具有弹性的吸泡(吸泡体积为4mL)连接一根细长的径管构成(见图2-49)。

图2-49 多用滴管

多用滴管的基本用途是作滴液试剂瓶,供学生实验时使用。一般浓度的无机酸、碱、盐溶液可长期储于吸泡中;如浓硝酸等强氧化剂的浓溶液和浓盐酸等与聚乙烯有不同程度反应的试剂不宜长期储于吸泡中,甲苯、松节油、石油醚等对聚乙烯有溶解作用,不要储于多用滴管中。

市售多用滴管的液滴体积约为0.04mL/滴。利用聚乙烯的热塑性,可以加热软化滴管的径管,拉细径管得到液滴体积约为0.02mL/滴的滴管,用于一般的微型实验。按捏多用滴管的吸泡排出空气后,便可吸入液体试剂,盖上自制的瓶盖,贴上标签后就是适用的试剂滴液滴瓶。对于一些易与空气中O2、CO2等反应的试剂储于多用滴管时,再熔封径管隔绝空气进入,可长久保存,也便于携带。

多用滴管还可作滴液漏斗,它穿过塞子与具支试管组合成气体发生器。总之,多用滴管的用途确实很多,掌握了它的材料与结构特点、基本功能与操作要领,开动脑筋,勇于实践,在不同的实验中它还能有不少新的用途。

(2)井穴板

由透明的聚苯乙烯或有机玻璃(甲基丙烯酸甲酯聚合物),经精密注塑而成。对井穴板的质量要求是一块板上各孔穴的容积相同,透明度好,同一列井穴的透光率相同。

井穴板是微型无机或普化实验的重要反应容器。常用的是9孔和6孔井穴板,简称9孔板和6孔板(见图2-50)。温度不高于80℃(限于水浴加热)的无机反应,一般可在板上井穴中进行,因而井穴板具有烧杯、试管、点滴板、试剂储瓶等的功能,有时还可起到一组比色管的作用。由于井穴板上孔穴较多,可由板的纵横边沿所标示的数字给每个孔穴定位。这样就便于向指定的井穴滴加规定的试剂。颜色改变或有沉淀生成的无机反应在井穴板上进行时现象明显,不仅操作者容易观察,而且通过投影仪还可作演示实验。对于一些由量变引起质变的系列对比实验,如指示剂的pH变色范围等实验,9孔板尤其适用。电化学实验、pH测定等宜在6孔板中进行。如给6孔板的空穴中加上有导气和滴液导管的塞子,就使井穴板扩展为具有气体发生、气液反应或吸收功能的装置。

图2-50 9孔和6孔井穴板

使用井穴板时应注意的是:①不能用火直接加热,而采用水浴间接加热,浴温不超过80℃;②一些能与聚苯乙烯等反应的物质如芳香烃、氯化烃、酮、醚、四氢呋喃、二甲基甲酰胺或酯类有机物不得储于井穴板中(烷烃、醇类、油可放入)。如不清楚试剂是否与其有作用,可取小滴该试剂,滴在井穴板的侧面板上观察15min,如板面无起毛、变形现象,试剂方可放入孔穴中。

(3)点滴板

无机实验中常用的点滴板是用陶瓷材料制成的,有白色和黑色两种(见图2-51),一般用于常温下无机化学反应中的点滴反应,化学试剂用量少,但实验现象比较明显。有白色沉淀产生的反应在黑色点滴板上做。有色溶液的反应或生成有色沉淀(除白色)的反应在白色点滴板上做。

图2-51 点滴板