本發(fā)明涉及一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，具體地說是一種合成氨的實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
人民教育出版社2007年2月(第二版)出版，2015年第37次印刷普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)(選修2)化學(xué)與技術(shù)第一單元課題2人工固氮技術(shù)——合成氨設(shè)置有合成氨的演示實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)裝置，是利用80ml注射器將氮?dú)浠旌蠚?體積比1∶3)通入硬質(zhì)試管，用鐵絲絨作催化劑，在加熱條件下反應(yīng)，用濕潤(rùn)的ph試紙檢驗(yàn)氨的生成。這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅有一定難度，而且只能進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化，和工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際原料混合氣的循環(huán)多次利用有一定的距離。其次，這個(gè)實(shí)驗(yàn)只能定性地檢測(cè)到氨的生成，無法測(cè)得原料氣的轉(zhuǎn)化率。為此，需要設(shè)計(jì)一套能夠多次循環(huán)利用原料氣的實(shí)驗(yàn)裝置，并且可以測(cè)得每次實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)化率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，綠色環(huán)保，安全可靠，能夠多次循環(huán)利用原料氣合成氨的定量實(shí)驗(yàn)裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：
本發(fā)明一種合成氨的實(shí)驗(yàn)裝置，包括：供氣管、合成管、導(dǎo)氣管、吸收管、尾氣收集管；實(shí)驗(yàn)時(shí)，在供氣管中按照一定比例收集氮?dú)夂蜌錃?，在合成管中加入催化劑，吸收管中加入適量滴有酚酞溶液的水，將上述裝置連接固定之后，通入反應(yīng)混合氣，然后給合成管加熱。反應(yīng)后的氣體通過吸收管后，氨被吸收，剩余氣體被收集在尾氣收集管中并測(cè)出其體積。通過該裝置不僅能模擬工業(yè)合成氨，還能測(cè)定出反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，并且能連續(xù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。
本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)便，綠色環(huán)保，安全可靠等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了上述發(fā)明目的。
前述的供氣管包括容器和活塞，二者可以密封連接，容器壁上設(shè)置有刻度，可以定量測(cè)定氣體的體積；容器前端設(shè)置有支管，可以和合成管連接。
前述的合成管兩端設(shè)置有支管，由耐高溫材料制成，用于盛放催化劑。
前述的導(dǎo)氣管設(shè)置有球泡狀防倒吸裝置，用于連接合成管和吸收管。
前述的吸收管設(shè)置有支管，用于盛放滴有酚酞溶液的水，檢測(cè)和吸收反應(yīng)中生成的氨。
前述的尾氣收集管包括容器和活塞，二者可以密封連接，容器壁上設(shè)置有刻度，可以定量測(cè)定氣體的體積；容器前端設(shè)置有支管，可以和吸收管連接。
附圖說明
圖1是本發(fā)明合成氨的實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說明。
1.檢查裝置的氣密性
供氣管1的容器8中抽入一定量的空氣，通過活塞2前端讀出其體積。尾氣收集管5的活塞6處于○刻度位置。如圖1所示，利用乳膠管、單孔橡膠塞把供氣管1、合成管3、導(dǎo)氣管7、吸收管4、尾氣收集管5連接固定好。緩緩?fù)苿?dòng)供氣管1的活塞2至○刻度，使空氣全部進(jìn)入實(shí)驗(yàn)裝置中，如果尾氣收集管5的容器9中活塞6的讀數(shù)和供氣管1的容器8原來的體積相等，說明裝置密閉不漏氣。
2.組裝連接儀器
在合成管3中加入催化劑，吸收管4中加入適量滴有酚酞溶液的水，利用乳膠管、單孔橡膠塞把合成管3、導(dǎo)氣管7、吸收管4連接固定好。在供氣管1中按照一定比例收集混合均勻的氮?dú)夂蜌錃?一般情況下體積比1∶3)，然后和合成管3密封連接。推動(dòng)活塞2，使一定量混合氣進(jìn)入實(shí)驗(yàn)裝置中，排除裝置內(nèi)的空氣。然后將尾氣收集管5和吸收管4連接，尾氣收集管5的活塞6處于○刻度位置。
3.合成氨
給合成管3中的催化劑加熱，然后緩緩?fù)苿?dòng)活塞2，使混合氣連續(xù)進(jìn)入合成管3中，反應(yīng)后的氣體通過吸收管4后，氨全部被吸收，溶液變紅色，剩余氮?dú)浠旌蠚怏w被收集在尾氣收集管5的容器9中，可以讀出剩余氣體的體積。
緩緩?fù)苿?dòng)尾氣收集管5的活塞6，使氮?dú)浠旌蠚獾诙芜B續(xù)進(jìn)入合成管3中，反應(yīng)后的混合氣體收集在供氣管1的容器8中，通過活塞2前端讀出其體積。
多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作，剩余的氮?dú)浠旌蠚舛啻瓮ㄟ^合成管3，循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)多次轉(zhuǎn)化。根據(jù)反應(yīng)前后氣體體積的變化，可以計(jì)算出轉(zhuǎn)化率。
以上所述，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或者修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但均未脫離本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。