第二节 常用加热器及加热操作

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第二节 常用加热器及加热操作

2024-07-08 13:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

第二节 常用加热器及加热操作

一、常用加热器及使用方法

1.酒精灯

酒精灯的加热温度通常为400~500℃,酒精灯灯焰分外焰、内焰、焰心三部分,在给物质加热时,应用外焰加热,因为外焰温度最高。

使用酒精灯(图2-2)时,先要检查灯芯,如果灯芯顶端不平或已烧焦,需要剪去少许使其平整(见图2-3)。然后检查灯里有无酒精,灯里酒精的体积应大于酒精灯容积的1/2,少于2/3。酒精量过少时,应在使用前用漏斗添加酒精,严禁在酒精灯点燃时添加酒精,以免引发事故(图2-4)。在使用酒精灯时,应注意:绝对禁止用酒精灯引燃另一盏酒精灯,而应用燃着的火柴或木条来引燃(图2-5)。如果点燃后,酒精灯的火焰不稳定,可在火焰外加金属网罩,使火焰稳定(图2-6)。用完酒精灯,必须用灯帽盖灭,不可用嘴去吹灭,否则可能将火焰沿灯颈压入灯内,引起着火或爆炸(图2-7)。不要碰倒酒精灯,万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,不要惊慌,应立即用湿抹布扑盖。

图2-2 酒精灯的构造

1—灯帽;2—灯芯;3—灯壶

图2-3 检查灯芯并修整

图2-4 添加酒精

图2-5 点燃酒精灯

图2-6 加上网罩使火焰更稳定

图2-7 熄灭酒精灯

②在用酒精灯加热时,可以用试管、烧瓶、烧杯、蒸发皿来给液体加热,在加热固体时可用干燥的试管、蒸发皿等。有些仪器如集气瓶、量筒、漏斗等不允许用酒精灯加热(烧杯不可直接放在火焰上加热)。

③如果被加热的玻璃容器外壁有水,应在加热前擦拭干净,然后加热,以免容器炸裂。

④加热的时候,不要使玻璃容器的底部与灯芯接触,也不要离得很远,距离过近或过远都会影响加热效果。烧得很热的玻璃容器,不要立即用冷水冲洗,否则可能破裂;也不要立即放在实验台上,以免烫坏实验台。

2.酒精喷灯

(1)类型和构造

酒精喷灯分为挂式和座式两种(图2-8),加热温度可达到800~900℃。

图2-8 酒精喷灯的构造

1—灯管;2—空气调节器;3—预热盘;4—铜帽;5—酒精壶;6—酒精贮罐;7—盖子

(2)使用方法(图2-9)

图2-9 酒精喷灯的使用

①添加酒精 注意关好下口开关,座式喷灯内酒精量不能超过酒精壶的2/3。

②预热 预热盘中加少量酒精点燃。在点燃前,灯管必须充分灼烧,使酒精全部汽化,否则,会导致液态酒精从管口喷出,形成“火雨”。若如此,将事先备好的湿布盖灭即可。预热可多次进行,但是若两次不出气,应用探针疏通酒精蒸气出口后方可再预热。

③调节 旋转调节器调节火焰至正常火焰。

④熄灭 可盖灭,也可旋转调节器熄灭。

(3)灯焰的性质

空气和酒精蒸气的进入量不合适,会产生不正常的火焰(图2-10)。

图2-10 灯焰的性质

1—氧化焰;2—还原焰;3—焰心;4—最高温度

①侵入火焰 酒精蒸气过小,空气量过大,会产生侵入火焰。在实验时,酒精蒸气突然中断或减少,也会产生。

②临空火焰 酒精蒸气和空气进入量过大,使气流冲出管外,在灯管上空燃烧。

遇到不正常火焰应把火焰熄灭,冷却后,重新预热、调节。酒精喷灯一般能达到与煤气灯一样的高温。座式喷灯连续使用不能超过0.5h,如果要超过0.5h,必须到0.5h时暂先熄灭喷灯。冷却,添加酒精后再继续使用。挂式喷灯用毕,酒精贮罐的下口开关必须关闭好。

3.电炉

电炉有普通电炉和万用电炉,常用的是万用电炉。各种电炉均是用电炉丝加热,温度的高低通过调节电阻来控制,加热温度一般在500~1000℃,使用时要注意,电炉丝上不能沾有酸碱等试剂;容器与电炉丝之间要放置石棉网。

4.高温炉

高温炉有利用电炉丝和硅碳棒加热两种,用电炉丝加热的高温炉最高使用温度为950℃;用硅碳棒加热的高温炉使用温度达1300~1500℃。

高温炉分为箱式和管式,箱式又称马福炉。高温炉的炉温由高温计测量,高温计由一对热电偶和一只毫伏表组成。

使用注意事项:

①高温炉应该放置在水泥台上,不可放置在木质桌面上,以免引起火灾。

②使用前先查看高温炉所接电源电压是否与电炉所需电压相符;热电偶是否与测量温度相符,热电偶正负极连接是否正确。

③调节温度控制器的定温调节按钮,使定温指针指在所需温度处。打开电源开关升温,当温度升至所需温度时即能恒温。

④灼烧完毕,先关上电源,不要立即打开炉门,以免炉膛骤冷碎裂,一般温度降至200℃以下时方可打开炉门,用坩埚钳取出样品。

⑤炉膛内应保持清洁,高温炉周围不要放置易燃物品,也不可放置精密仪器。

5.加热浴

为防止直接加热造成的局部过热及温度无法控制,化学实验中常用各种加热浴进行间接加热,一般加热浴有水浴、砂浴。

(1)水浴 水浴是借助被加热的水或水蒸气进行间接加热的方法,凡需要均匀受热而又不超过100℃的加热都可以利用水浴进行。水浴加热的专用仪器是水浴锅。水浴锅常用铜或铝制成,锅盖是由一组由大到小的同心圆水浴环组成。可根据受热器底部受热面积的大小选择适当口径的水浴环。使用时,水浴锅的盛水量不得超过其容积的2/3。在加热过程中,由于水分不断蒸发,可酌情向锅内添加热水,切勿将水蒸干。

加热温度在90℃以下时,可把受热器浸入水浴锅的热水中,但不得与锅底接触,以免受热器受热不均匀而炸裂;加热温度为100℃时,可把受热器放在水浴环上或者悬挂于沸水中,但一定不能与锅底接触,这样可利用沸水的蒸气或沸水进行加热。如果实验室没有水浴锅,也可用烧杯代替。

(2)砂浴 砂浴是借助被加热的细砂进行间接加热的方法。砂浴盘是一个铺有一层均匀细砂的铁盘,盘内细砂使用前需洗净煅烧除去有机杂质,凡加热温度在100~140℃均可使用砂浴。

使用时,把要加热的容器埋入砂中,对盘中的砂加热,砂中插入温度计以便控制温度,温度计的水银球应该紧靠被加热的容器壁。因为砂的传热能力较差,容易造成温度分布不均匀,故容器底部的砂要适当薄些,以使容器容易受热,而容器周围的砂要厚些,以利于保温。

6.电热板、电热套

电热板与电热套有控制开关和外接调压变压器调节加热温度。

电炉为封闭式的为电热板,电热板升温速度较慢,且受热面是平面的,不适合加热圆底容器。电热套是为加热圆底容器而设计的,使用时应该根据圆底容器的大小选择合适的型号,电热套相当于一个均匀加热的空气浴,为有效地保温,可在电热套口部和容器间围上玻璃布。

二、实验室常用的加热

1.烧杯的加热

为了加速烧杯内物质的溶解或促进物质的蒸发,加热较多量的液体时常用烧杯。加热时,烧杯内液体的量应以容积的1/3~2/3为宜,加热前要把烧杯外壁擦干,然后把烧杯放在垫有石棉网的铁三脚架或铁架台的铁环上加热。

2.烧瓶的加热

对较多的液体加热可用烧瓶,液体的量应以容积的1/3~1/2为宜,加热前外壁应该擦干,保持干燥。烧瓶须采用石棉网和铁架台固定。

3.蒸发皿的加热

从少量液体中结晶出晶体、稀溶液的浓缩、对某些物质进行灼烧或烘干(如灼烧不纯的二氧化锰、烘干氯化钙等)时,常对蒸发皿进行加热。

蒸发皿可直接用火加热。蒸发皿通常放在泥三角或铁架台的铁环上加热,加热时液体的量应以少于容积的2/3为宜。加热时为使液体均匀受热,可用玻璃棒搅拌。若要得到晶体,当出现较多固体时,停止加热,用余热使极少量的液体烘干。加热要用氧化焰,如果用还原焰,底部会出现炭黑。

4.坩埚的加热

在高温下加热固体或灼烧沉淀时,选用坩埚加热,加热时,把坩埚放在三脚架上的泥三角上直接加热。使用酒精喷灯加热时,为了达到更高温度,可把坩埚斜放在泥三角上,半盖盖子,使灯焰直接喷在坩埚盖上,再反射到坩埚里面的反应物上直接加热。

取放坩埚时应用坩埚钳。取高温坩埚要预热坩埚钳的尖端或待坩埚冷却后再夹取。瓷坩埚受热温度不应该超过1200℃;也不能用来熔化烧碱、纯碱及氟化物,以防瓷釉遭到破坏。坩埚耐高温,但不宜骤冷。

加热后的坩埚可放在石棉网上冷却,或冷却到近室温时放于干燥器中冷却。

还要注意的是,应根据加热物质的性质不同,选用不同材料的坩埚。实验室常用坩埚有铂坩埚、金坩埚、银坩埚、镍坩埚、聚四氟乙烯坩埚、瓷坩埚、刚玉坩埚、石英坩埚等。

5.锥形瓶的加热

作为反应容器,需要加热时,垫上石棉网,可以在小火上直接微热。

6.试管的加热

(1)给试管里的固体加热 加热前需先将试管外壁擦干,以防止加热时试管炸裂。应该先进行预热。预热的方法是:在火焰上来回移动试管,对已固定的试管,可移动酒精灯。待试管均匀受热后,再把灯焰固定在放固体的部位加热。

给试管里的固体药品加热时,往往有水汽产生(反应过程中生成的水或药品中的湿存水),因此试管口必须微向下倾斜(图2-11)。在整个加热过程中,不要使试管跟灯芯接触,以免试管炸裂。

图2-11 试管中的固体加热

(2)给试管里的液体加热 也要进行预热,同时注意液体体积最好不要超过试管容积的1/3。加热时,使试管倾斜一定角度(约45°),在加热过程中要不时地移动试管(图2-12)。为避免试管里的液体沸腾喷出伤人,加热时切不可让试管口朝着自己和有人的方向。

图2-12 用酒精灯给试管里的液体加热

加热时,先使试管均匀受热,后加热液体的中上部再慢慢向下移,不时地移动试管,以免局部过热而暴沸。用酒精灯加热时要用外焰加热,试管底部不能与灯芯接触,热的试管不能立即用水冲洗或放在桌面上,防止骤冷炸裂。

如果试管已固定在铁架台上,则可用手持酒精灯在试管下移动,以保证试管受热均匀。

试管夹应夹在试管的中上部,手应该持试管夹的长柄部分,以免大拇指将短柄按下,造成试管脱落。特别注意在夹持时应该从试管底部往上套,撤除时也应该由试管底部撤出。



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