第七節　氣體的發生、收集和洗滌

一、氣體的產生

實驗室常用分解固體或者液體與固體作用等方法來制備少量的氣體。

1.用分解固體的方法制備氣體

如用氯酸鉀分解制備氧氣。如圖2-35的裝置。

2.用液體與固體反應制備氣體

裝置如圖2-36（a）的啟普發生器，特別適合用來制備H2、CO2、H2S等氣體。啟普發生器是由中間狹窄的球形玻璃容器和大的球形漏斗所組成，二者以磨口相配合。容器的上半球有一側口，用橡皮管與導氣管相連接（氣體出口），下半球有一排液口（液體出口），球形漏斗上裝有安全漏斗。固體試劑放在中間圓球內，關閉活塞，從球形漏斗中將酸加入。使用時打開活塞，酸液自動下降進入球內，與固體試劑接觸而產生氣體。停止使用時關閉活塞，產生的氣體將酸壓入到球形漏斗，使酸與固體樣品不再接觸而停止反應，下次再用時，只需打開活塞即可。

當固體樣品顆粒很小或呈粉末狀時，或者當反應須在加熱情況下才能進行（如Cl2的制備）時，不能使用啟普發生器，可采用圖2-36（b）的裝置，固體裝在蒸餾瓶內，液體裝在（恒壓）漏斗中，使用時打開滴液漏斗的活塞，使液體滴在固體上產生氣體，液體不宜滴加過快過多，控制滴加速度，使氣體不斷緩慢地產生。

如是制備少量的氣體，可以使用具有支口的試管，如圖2-36（c）所示，缺點是不易控制。

實驗室中還經常利用氣體鋼瓶直接獲得各種氣體。氣體鋼瓶是特制的耐壓鋼瓶，使用時通過減壓器（氣壓表）有控制地將氣體放出。鋼瓶內壓很大（有時高達150atm 以上），使用時應注意安全，操作要特別小心。

二、氣體的干燥和凈化

利用上述方法制取的氣體常常帶有水汽、酸霧等雜質，因此對于氣體純度要求較高的實驗，在使用前必須進行凈化和干燥。通常選用洗氣瓶和干燥塔等儀器（圖2-37），配合特別的試劑達到凈化和干燥氣體的目的。一般氣體先用水洗去酸霧（也可用玻璃棉），然后再通過濃硫酸（或無水氯化鈣、硅膠等）除去水汽，如CO2的干燥就是采用這一法（圖2-38）。H2的凈化則要復雜一些，因為制備H2的原料中含有As和S等雜質，故產生的H2中常夾雜H2S、AsH3等氣體，常需要通過KMnO4溶液和Pb（Ac）2溶液除去，最后才通過硫酸干燥。對于具有還原性、堿性的氣體（如H2S、NH3等）則不能用濃硫酸干燥?？傊畬τ诓煌再|的氣體應根據其特性，采用不同的洗滌液和干燥劑進行處理（表2-3）。一般液體（如水、濃硫酸）裝在洗氣瓶中，固體（如無水氯化鈣、硅膠）裝在干燥塔或U形管內。

三、氣體的收集

①難溶于水的氣體（如O2、H2等），可用排水集氣法收集[圖2-39（a）]。

②易溶于水且密度比空氣大者（如Cl2、CO2），可用瓶口向上排氣集氣法收集[圖2-39（b）]。

③易溶于水且密度比空氣小者（如NH3），可用瓶口向下排氣法收集[圖2-39（c）]。