陜西
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，氣體收集堪稱“基礎(chǔ)中的關(guān)鍵”——選對(duì)裝置能讓實(shí)驗(yàn)順風(fēng)順?biāo)x錯(cuò)則可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真、純度不足，甚至白費(fèi)半天功夫。不少同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里栽過跟頭：用向下排空氣法收集二氧化碳，結(jié)果點(diǎn)燃時(shí)毫無(wú)反應(yīng)；排水法收集的氧氣帶大量水汽，影響后續(xù)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。
一、選裝置先看氣體“脾氣”
所有收集方法的本質(zhì)，都是基于氣體的兩大核心性質(zhì)：溶解性和密度，再輔助判斷是否與水、空氣成分反應(yīng)。這是選擇裝置的底層邏輯，記住這一點(diǎn)就能避開80%的坑。
補(bǔ)充一個(gè)實(shí)用小技巧：空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量約為29，目標(biāo)氣體相對(duì)分子質(zhì)量＞29則密度比空氣大，＜29則密度比空氣小，無(wú)需死記硬背各類氣體密度。
二、適用場(chǎng)景與操作規(guī)范
1. 排水法
原理：利用氣體難溶/不易溶于水、且不與水反應(yīng)的特性，通過氣體擠壓排出瓶?jī)?nèi)水分實(shí)現(xiàn)收集，類似用氣體“擠走”水。
適用氣體：氧氣（O?）、氫氣（H?）、甲烷（CH?）、一氧化碳（CO）等，這類氣體與水無(wú)相互作用，能通過排水法獲得高純度氣體。
操作關(guān)鍵
氣泡需“等一等”：剛開始產(chǎn)生的氣泡多為裝置內(nèi)殘留空氣，務(wù)必等到氣泡連續(xù)、均勻冒出時(shí)再收集，否則氣體純度會(huì)大幅下降。
導(dǎo)管“淺嘗輒止”：導(dǎo)管口只需略微伸入集氣瓶口即可，伸入過長(zhǎng)會(huì)阻礙氣體順暢進(jìn)入，降低收集效率。
驗(yàn)滿直觀判斷：當(dāng)集氣瓶口有大氣泡冒出，且氣泡在瓶外水面擴(kuò)散時(shí)，說(shuō)明氣體已收集滿。
優(yōu)缺點(diǎn)：純度高是最大優(yōu)勢(shì)，但收集的氣體含少量水蒸氣，若實(shí)驗(yàn)對(duì)干燥度有要求，后續(xù)需額外干燥處理。
2. 排空氣法
核心邏輯是“用氣體趕空氣”，利用密度差將空氣從集氣瓶中擠出，需滿足兩個(gè)前提：不與空氣中成分反應(yīng)、與空氣密度差異顯著（避開氮?dú)獾让芏冉咏?9的氣體）。
（1）向上排空氣法：“重氣體往下沉”
適用氣體：密度比空氣大（相對(duì)分子質(zhì)量＞29），如二氧化碳（CO?，44）、氧氣（O?，32）、氯氣（Cl?）等。
操作關(guān)鍵：集氣瓶正放，導(dǎo)管必須伸至瓶底，才能讓氣體充分?jǐn)D壓空氣排出；驗(yàn)滿需針對(duì)性操作，如CO?用燃著的木條放瓶口，木條熄滅即滿；O?用帶火星木條，復(fù)燃即滿。
（2）向下排空氣法：“輕氣體往上飄”
適用氣體：密度比空氣小（相對(duì)分子質(zhì)量＜29），如氫氣（H?，2）、氨氣（NH?，17）、甲烷（CH?，16）等。
操作關(guān)鍵：集氣瓶倒置，導(dǎo)管同樣伸至瓶底；驗(yàn)滿技巧需適配氣體性質(zhì)，如NH?用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙，變藍(lán)即滿；H?用燃著的木條放瓶口，聽到輕微“噗”聲說(shuō)明滿了。
優(yōu)缺點(diǎn)：收集的氣體干燥，無(wú)需額外干燥，但難以完全排盡空氣，純度略低于排水法；導(dǎo)管位置錯(cuò)誤是常見誤區(qū)，未伸至瓶底會(huì)導(dǎo)致氣體混有大量空氣。
