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启普发生器为什么从教材中消失了

2023-05-31耿雁冰

科学大众(中学) 2023年5期
关键词:氢气活塞液体

耿雁冰

发明者启普的故事

启普发生器是一种气体发生器,又称“启氏气体发生器”或“氢气发生器”。它是化学实验室里极为普通、使用很广的玻璃仪器,设计巧妙,堪称化学仪器中的一绝。它是荷兰科学家皮特鲁斯·杰克巴斯·启普发明的,并以他的姓名命名。

启普生于1808 年3 月5 日,1864 年2 月3 日病故,终年56 岁。启普曾经学过一点儿化学,但基本上是一个药物商人。他在经商之余,根据前人制作的发生硫化氢气体的简单装置,设计出一种气体发生器,并由会吹玻璃的工人吹制而成。这种气体发生器,用的时候就发生气体,不用的时候关闭活塞,气体就停止产生了,这就是启普发生器。除了启普发生器,启普还发明过一些小东西,例如画家绘画用的彩色铅笔,也是启普首先制成的。

19 世纪初期,荷兰的化学并不怎么发达,当时荷兰成立了一所工业大学,想请启普担任教授,但他因为生意比较繁忙,所以就没有接受大学的聘请。

启普死得比较早,他的公司由儿子继承下来,后来虽然转让给别人了,但是公司的名称仍然叫作“启普父子公司”。至今,它仍然是荷兰有名的科学仪器公司。

启普发生器的构造及工作原理

启普发生器由上部的球形漏斗、下部的葫芦形容器、活塞、带活塞的导气管几部分组成。漏斗与葫芦形容器的腰部之间有空隙,利于液体流通。

启普发生器的使用非常方便,安装完毕,检查装置的气密性之后,就可以装入试剂让其反应了。打开导气管的活塞,球形漏斗中的液体会进入容器,穿过窄口,与窄口上的固体接触而产生气体;关闭活塞,生成的气体会将液体压回球形漏斗,使固体与液体脱离接触而停止反应。也就是说,通过活塞的开与关,就可以控制反应的发生与停止,并且该装置可供较长时间反复使用。

从启普发生器的工作原理,不难判断出它的使用注意点。它适用于块状固体(不可用于粉末药品)与液体在常温下反应制取气体,如氢气、硫化氢等。如果块状固体在反应中很快溶解或变成粉末时,则不能使用。

教材中为什么见不到它了

如此完美的实验装置,怎么就没有出现在教材中呢?这是由我国的教学改革不断发展以及启普发生器的特点所决定的。

在新课程改革之前的旧教材中,氢气的性质、制取都是需要重点掌握的知识内容,并且只有演示实验,没有学生分组实验。教师上课演示实验需要的氢气量比较多且需要随时可以收集,此时启普发生器就充分发挥了它的作用。

启普发生器的规格以球形漏斗的容积大小来区别,常为250 毫升或500 毫升,相對试管来说,装置较大,携带不是很方便。新课程改革之后,氢气性质的相关内容略有缩减,演示实验所需的氢气量很少,所以教材中的启普发生器就见不到了。

但是,教材中没有并不意味着这套装置不重要,相反,利用启普发生器原理制作的气体发生装置在九年级化学学习中常常遇到。最常见的就是多孔隔板的装置,它的原理与操作都和启普发生器一致,通过活塞的开与关来控制反应的发生与停止。但是相对于启普发生器来说,它的试剂用量就少得多了,可以说,既便捷又节约。

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