Прибор для демонстрации и проведения физико-химического эксперимента с проецированием его на экран

 

Изобретение относится к приборам для проведения химических экспериментов , которые могут быть показаны широкому кругу лиц. Целью изобретения является повышение наглядности и удобства в пользовании. Согласно изобретению кювета выполнена монолитной , а устройство для проведения реакций образовано полостями в теле кюветы, причем часть кюветы прозрачна . Аппаратура, вработанная в кюветы , готова к проекцйрованию без предварительных приготовлений. Прибор может быть применен не только для демонстрации, но и для непосредственного проведения химических экспериментов . Входные и выходные отверстия полости расположены на наружной поверхности плоскопараллельной кюветы, что позволяет монтировать несколько кювет в аппарат для проведения процесса. 12 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2 А1 (19)SU(ii) 1 (д 4 G 01 N 21/03 G 09 В 23/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (89) DD 223614/DD WP, С 09 В/234378/

/27. 10.8 1 (48) 12.06.85 (21) 7773299/28-12 (22) 07 ° 02.84 (46) 07,04 ° 88, Бюл. Р 13 (71) ФЭБ Метапласт (00) (72) Кунерт Руди и Дегалл ВольфДитер (00) (53)- 542,1:620.087 (088.8) (54) ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ И IIPOВЕДЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА С ПРОЕЦИРОВАНИЕМ ЕГО НА ЭКРАН (57) Изобретение относится к приборам для проведения химических экспериментов, которые могут быть показаны широкому кругу лиц. Целью изобретения является повьппение наглядности и удобства в пользовании. Согласно изобретению кювета выполнена монолитной, а устройство для проведения реакций образовано полостями в теле кюветы, причем часть кюветы прозрачна. Аппаратура, вработанная в кюветы, готова к проекцированию без предварительных приготовлений. Прибор может быть применен не только для демонстрации, но и для непосредственного проведения химических экспериментов. Входные и выходные отверстия полости расположены на наружной поверхности плоскопараллельной кюветы, что позволяет монтировать несколько кювет в аппарат для проведения процесса. 12 ил.

1386882

Изобретение относится к демонстрационным установкам и может быть использовано в учебном процессе.

Известен прибор для демонстрации и проведения физико-химического эксперимента с проецированием его на экран, содержащий кювету и расположенное в ней устройство для проведения реакции (Иверонова В. И. Лекцион( ные демонстрации по физике, М,, 1972 с.288).

Однако демонстрация эксперимента с помощью известного прибора недостаточно наглядна, а его использование неудобно, поскольку кювета заполняется жидкостью, что при проециро1 ванин на экран дает некоторое иска- . жение, кроме того, неудобно соединение нескольких кювет между собой.

Целью изобретения является повышение наглядности и удобства в пользовании.

Поставленная цель достигается тем, что в приборе для демонстрации и проведения физико-химического эк1 сперимента с проецированием его на экран, содержащем прозрачную кювету ! и расположенное в ней устройство для проведения реакции, кювета выполнена монолитной, а устройство для проведения реакции образовано полостями, выполненными в теле кюветы, при этом входные и выходные отверстия полости расположены на наружной поверхности кюветы.

На фиг.1 показан прибор для получения газа, соединенный с приспособлением для отвода газа и для сборки газа под давлением; на фиг,2 — прибор получения газа, соединенный с двумя газоочищающими устройствами; на фиг.3 — прибор для получения газа с приспособлением для сухой сборки газа посредством вытеснения воздуха или реакционным аппаратом для дальнейшего преобразования газа и с газоочищающим устройством, которое может быть использовано и как устройство для поглощения газа; на фиг.4 — прибор для получения газов посредством нагревания, которые проводятся для дальнейшего преобразования через аппарат для получения газа или через газоочищающее устройство и в конце собираются под давлением; на фиг.5 — реакционная колба для реакции жидких реагентов с возможностью электрического нагревания и

50 фиксирования или регулирования температуры реакций, причем к реакционной колбе при необходимости могут быть присоединены обратноточный или сточный холодильники, или газоочищающее устройство, на фиг.6 — прибор для проведения электролиза; на фиг.7 — электролиэная ячейка в форме

U-образной трубки, соединенная с двумя газовыми ловушками, причем электролизная ячейка служит для исследования проводимости растворов с диафрагмой и беэ нее, газовые ловушки предназначены для доказательства наличия и для изменения количества газа; на фиг.8 — газоизмерительный колокол или газосборный аппарат для количественных измерений и сбора га-. за; на фиг.9 — аппарат Киппа для получения газа; на фиг.10 — прибор для измерения скорости реакций; на фиг.11 — прибор для получения газа, комбинируемый с другими кюветами; на фиг.12 — прибор для газовой очистки, комбинируемый с другими кюветами.

Задачей изобретения является создание комбинированных кювет, предназначенных для проведения и демонстрации всевозможных химических экспериментов или хода реакций и пригодных для вертикального просвечивающего проецирования. В предлагаемом приборе кюветы состоят из прозрачного материала, например стекла, пластмассы и т.д., плоскопараллельного снаружи и вработанного в соответстствующую форму сосуда для проведения реакций или в весь прибор, Дпя достижения контрастной проекции материал, граничащий по бокам пространства, где проходит реакция, может быть цветным, в то время как материал, ограничивающий пространство, где проходит реакция, лежащий на пути проходящего света, является бесцветным. Величина кюветы варьируется и ограничивается величиной экрана. То же действительно для толщины, которая отчасти соответствует дополнительным приборам, например диаметру полумикропробирок у кюветы для сбора газов под давлением, но должна быть не более 20 мм, В кювете с вработанными сосудами для проведения реакции может быть проведена вся химическая реакция, например дис тилляция, При применении такой кюветы отпадает необходимость сборки

1386882

Первое газоочищающее устройство наполняют 0,1 М раствором ацетата свинца до высоты приблизительно 2 см.

Во второе газоочищающее устройство добавляется бромная вода до той же высоты. В результате капания соляной кислоты на сульфид железа происходит газообразование (сероводород). Ионы сульфида регистри-руют в первом газоочистителе с ионами свинца (П) с образованием черного осадка сульфида. свинца (П). На проецируемой картине можно аппаратуры из отдельных приборов, так как они вработаны в кювету. Химический эксперимент может быть проведен в кювете перед проектором и тем самым может демонстрироваться.

В разные кюветы может быть вработана различная стандартная аппаратура или сосуды для проведения реакций.

Пример 1. Демонстрация гаэообразования и сбора газов под давлением.

Прибор для полученйя газа (фиг,l) наполняется 1 г порошка цинка. В бюретку наливают 3 мл разбавленной соляной кислоты, затем бюретка насаживается герметически на прибор для получения,газа, Пневматическая ванна

I кюветы заполняется водой, которая в данном случае может быть окрашена.

Наполненная водой полумикропробирка легко насаживается на коническое отверстие газоотводной трубки.

Кювета держится с помощью полумикроштатива, круглые концы клеммы 25 которого с обеих сторон вводятся в предусмотренное для этого отверстия кюветы. Она может удерживаться и быть поднята на наружную высоту также посредством ввода штативных стержней снизу в соответствующее отверстие кюветы. В качестве проекционного аппарата применяется полилюкс, который с целью вертикального проецирования помещается в лежачий штатив, Пример 2. Демонстрация гаэообразования и двойной газоочистки, связанной с химическими преобразованиями.

Прибор для получения газа (фиг.2) наполняют 1 г сульфида железа.

В бюретку наливают 3 мп 15%-ной соляной кислоты. Затем бюретка герметически насаживается на прибор для получения газа. наблюдать тенеобразование (прозрачный раствор становится черным). Во втором гаэоочищающем, устройстве обеспечивается желто-коричневый бромный раствор.

Бром переходит в бромводород.

Из раствора выпадает осадок — мелкораспыленная сера, которая приводит к слабому помутнению данного раствора.

Проецирование осуществляют, как в примере 1.

Пример 3, Демонстрация газообразования, вытеснения легкого газа тяжелым и реакции газа с жидкостью.

Круглую колбу (фиг ° 3) наполняют

2 г карбоната кальция. В бюретку наливают разбавленную соляную кислоту.

Посредством насаживания бюретки на круглую колбу последняя герметически закрывается. Т-образная трубка с двойным краном присоединяется одним концом к боковому тубулусу колбы и другим концом к тубулусу гаэоочищающего устройства. Под направленным вертикально вниз ответвлением Т-образной трубки располагается малый четырехугольный стоячий цилиндр с параллельными стенками.

Газоочищающее устройство наполняют

5 мл гидрооксида кальция. При капании соляной кислоты на карбонат кальция получают углекислый газ и отводят его через Т-образную трубку в стоячий сосуд. С помощью горячей лучинки доказуемы удушающее действие углекислого газа и уровень заполнения им стоячего сосуда. Одновременно можно определить, что углекислый газ тяжелее воздуха. Посредством переклн чения двойного крана газ отводится в раствор гидроксида кальция. Демонстрируется, что сначала выпадает в осадок карбонат кальция, который при дальнейшем впуске углекислого газа снова растворяется.

Проекцирование осуществляют, как в примере 1.

Пример 4. Демонстрация свойств обжиговых газов.

Прибор (фиг.4) наполняют небольшим количеством пирита, соединяют с резиновым двойным насосом и нагревают, В газоочищающее устройство вливают разбавленный, слегка подкисленный раствором серной кислоты, раствор перманганата калия. Когда прибор герметически закрыт, заполня138б882 6 в раствор вводятся электроды, при приложении постоянного напряжения (10 Б) идет процесс электролиза, водород в катодном пространстве собирается под давлением в пробирку и

5 демонстрируется поджиганием. С помощью нескольких капель крахмального раствора К1 в анодном пространстве т 10 возможно обнаружить хлор по окрашиванию. Если разделенное ватой реакционное пространство и пространство с реагентами, заполнены различными растворами и в них находятся электрой 15 ды, могут быть продемонстированы изменения потенциала у электродов, Проецирование осуществляют, как в примере 1.

Пример 8. Демонстрация ко20 личественного измерения газов или отбор собранных газов. е- Проградуированное пространство (фиг.8) заполняют из емкости жидб- костью, причем жидкость вдавливается . 25 в измерительный сосуд из емкости с помощью резинового двойного насоса.

После того, как верхняя отводная трубка измерительного сосуда герметически закупоривается с помощью крана, газоизмерительный аппарат готов к работе. С помощью присоединения комк- бинированного прибора для газообразования (фиг.11) возможно выделить газ из предварительно взвешенной массы твердого вещества и путем при0

В) соединения к газоизмерительному колоколу измерить его количество. Вместо твердых веществ возможно применять растворы известных концентраций. Ес40 ли кювета (фиг.8) применяется как аппарат для сборки газа, то непосредственно перед проведением эксперимента необходимо измерительный сосуд заполнить газом или газовой смесью, 45 которые в дальнейшем возможно перев вести в другие емкости. Собранный таким образом газ можно перекачать ек- в другие кюветы.(например, в кюветы т- по фиг.4) и определить продукты реакций. ется водой пневматическая ванна и че ( рез коническое отверстие газоотводной трубки насаживается наполненная водой полумикропробирка. (Можно также пневматическую ванну приблизитель но до четверти наполнить раствором гидрооксида бария и демонстрировать образование осадка сульфита бария).

В дальнейшем эксперимент проводя аналогично примеру 1.

Пример .5, Демонстрация обратноточной и простой дистилляции. .Круглую колбу (фиг.5) наполняют

5 мл этилового спирта, 5 мл уксусно кислоты, добавляют 5 капель концентрированной серной кислоты и закрывают герметически пробкой, причем в

1 раствор помещается нагревательная спираль и термометр.

Пространство с холодильными труб ками заполнено водой. Во время нагр вания вначале с помощью крана присоединяется верхняя холодильная,тру ка и приблизительно 3 мин продолжается обратноточная дистилляция. 3атем присоединяется нижняя холодильная трубка и перегоняется немного уксусно-этилового эфира.

Проецирование осуществляют, как в примере 1.

Пример б. Демонстрация эле тролиза.

Кювету (фиг.б) наполняют разбавленной соляной кислотой. После приложения постоянного напряжения (10 идет процесс электролиза. Различные объемные количества газа в анодном и катодном пространствах ясно различимыми, и наличие их доказывается тем, что их отводят через боковые газоотводные трубки, собирают в пус тую пробирку и демонстрируют с помощью горючих газов или горящей лучинки.

Проецирование осуществляют, как примере 1.

Пример 7. Демонстрация эл тролиза или электропроводности рас воров с диафрагмой и без нее.

В U-образную трубку кюветы (фиг,7) вводят ватный тампон до U-образного изгиба так служит, что при последующем наливании жидкости он служит пористой разделяющей стенкой. Прибор

55 заполняется, например, 1 M раствором поваренной соли до высоты боковых отводов U-образной трубки. Последнюю закупоривают пробкой, через которую

Проецирование осуществляют, как в примере 1.

Пример 9. Демонстрация работы аппарата Киппа для газообразования и применение его как саморегулирующего газообразователя.

Аппарат Киппа (фиг.9) возможно применять как рабочую модель на уро138б882 ке для демонстрации саморегулирующего газообразователя. Кроме того, его можно применять для непрерывного образования газов, переводимых в другие кюветы, например в кюветы по фиг.4.

Если заполнить внутреннее пространство гранулятом MnO,òo после дальнейшего заполнения 57.-ным раствором Н,О возможно постоянно вьщелять кислород для реагирования с металлами иди неметаллами а.трубке сгорания кюветы (фиг,4), причем газообразные продукты реакции в газоочистителе возможно переводить в другие емкости и в конце собрать под давлением.

Проецирование осуществляют, как в примере 1.

Пример 10. Демонстрация различных скоростей определенных химических реакций.

Первую емкость прибора для измерения. скоростей реакций (фиг.10) закупоривают пробкой. В левую часть реакционного пространства наливают измеренный предварительно объем жидкости или раствора, скорость реагирования которой с определенным веществом необходимо определить. После добавления этого вещества в реакционную колбу она герметически закупоривается и правая емкость раскупоривается. Затем измеряется время, за которое жидкость растекается на отрезке определенной длины, По этому принципу проводятся реакции одинаковых объемов различных алканолей содинаковыми массами натрия и определяются качественно различные скоросо ти реакции.

Проецирование осуществляют, как в примере 1.

Пример Il. Демонстрация газообразования, перевода газа в другие кюветы и реакций с окрашиванием.

В аппаратуре для газообразования, 5 являющейся составной частью кюветы, в результате капания жидкости на твердые вещества выделяется газ Это возможно непосредственно демонстрировать с помощью светового проектора в вертикальной проекции. По такому же принципу демонстрируются реакции с окрашиванием при реагировании .двух жидкостей. Возможно также демонстрировать, как выделяемый газ собирается, как измеряется его количество (фиг.8) и как он может быть переведен в другие кюветы (например, фиг,12 или 4).

Пример 12. Демонстрация реакций газов, выделенных в других кюветах, с жидкостями и перевода остаточных газов в другие кюветы.

Газы из комбинируемых кювет впус25 каются в газоочиститель (фиг.2,8, 9, 11 и 12) и реагируют с жидкостями, причем комбинируемые кюветы демонстрируются с помощью проектора в вертикальной проекции.

Формула изобретения

Прибор для демонстрации и проведения физико-химического эксперимента с проецированием его на экран, содержащий прозрачную кювету и расположенное в ней устройство для проведения реакции, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения наглядности и удобства в пользовании, кювета выполнена монолитной, 40 а устройство для проведения реакций образовано полостями, выполненными в теле кюветы, при этом входные и выходные отверстия полости расположены на наружной поверхности кюветы.

1386882!

386882

1386882

1386882

Щг.10

Составитель Г.Ужвий

Техред Л.Олийнык

Редактор О.Юрковецкая

Корректор Г.Решетник

Тираж 847

Подписное

Заказ 1490/42

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4