多用途過濾器
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1、解決的問題
布氏漏斗和玻璃漏斗是化學實驗室最常用的過濾分離儀器,遺憾的是,這兩種儀器難以做到低溫過濾。玻璃漏斗靠重力作用過濾速度慢,布氏漏斗通過減壓過濾可提高分離速度,但高溫過濾時需要將布氏漏斗預熱,操作費時,同時熱過濾時,器皿很燙,操作不便,甚至出現(xiàn)燙傷和器皿損壞。傳統(tǒng)布氏漏斗和玻璃漏斗冷熱過濾時,易受到環(huán)境氣溫影響,直接影響實驗操作,甚至導致實驗失敗。
因此,克服傳統(tǒng)布氏漏斗和玻璃漏斗所存在的上述問題,對提高固液分離實驗效果,具有重要的實際意義。
2、實驗技術(shù)方案
(1)過濾器本體采用聚四氟乙烯制作,易成型,耐腐蝕,保溫性好,在熱過濾或者冷過濾時受外界溫度影響較?。?(2)過濾器本體加工成中空結(jié)構(gòu),內(nèi)部填充保溫材料,高溫過濾時阻止熱量散發(fā),減少內(nèi)部的熱量損失,低溫過濾時降低外界的熱量傳遞;
(3)過濾器本體和漏斗設計為一體結(jié)構(gòu),過濾器本體和漏斗之間形成儲液槽,可加入高溫石蠟油、沸水或者冰鹽浴,滿足熱過濾和冷過濾的要求,多人連續(xù)使用,提高儀器利用率。
3、實驗步驟
(1)用小玻璃漏斗從進液口加入約1500mL,150 oC液體石蠟(或者冰鹽水)。蓋上進液蓋和排氣蓋。
(2)連接儀器裝置。
(3)將濾紙放入新型多用途過濾器漏斗中。
(4)在盛有濾紙的漏斗中加入過濾液。
(5)趁熱抽濾(或低溫抽濾),即得粗產(chǎn)品。
(6)重結(jié)晶(或烘干)得純產(chǎn)品。
4、特點
該裝置可在常溫、高溫和低溫條件下對樣品進行減壓抽濾,提高過濾的速度和效率。操作簡單方便,實用性強。
(1)科學性
本實驗裝置研發(fā)的思路來源于銅熱過濾漏斗,科學性強。通過實驗內(nèi)容的完成,可以強化學生對固液分離的認識,有益于培養(yǎng)學生的實驗技能和操作技巧,激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能。
(2)創(chuàng)新性 ???
本實驗裝置研制的創(chuàng)新點是:將漏斗和加熱器融為一體,實現(xiàn)了常溫過濾、低溫過濾和高溫過濾,實驗過程不受外部環(huán)境溫度的影響,實驗數(shù)據(jù)準確。
(3)啟發(fā)性
以實驗中存在的問題為出發(fā)點,改變實驗儀器和實驗條件是實驗創(chuàng)新的基本思路;用簡單的儀器解決實驗中存在的大問題是實驗創(chuàng)新的最佳思維方式,是最節(jié)約成本的創(chuàng)新。
(4)實用性
本實驗裝置設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟環(huán)保、成本低廉、操作方便、物質(zhì)分離效果好、實驗產(chǎn)率高;可廣泛應用于有機化學、材料化學和無機化學等學科物質(zhì)的分離和提純。
5、結(jié)果?
本實驗裝置可完成以下實驗中的過濾操作:
(1)硝酸鉀的制備(熱過濾);
(2)三氯化六氨合鈷(Ⅲ)的制備(低溫過濾);
(3)硫酸銅的制備(熱過濾);
(4)粗食鹽的提純(普通過濾);
(5)明礬的制備(熱過濾);
(6)氨堿法制取碳酸鈉(低溫過濾);
(7)硫酸亞鐵銨的制備(熱過濾);
(8)三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備(普通過濾);
(9)二草酸根合銅(Ⅱ)酸鉀的制備(熱過濾)。
本實驗裝置研發(fā)以來,經(jīng)過長期的探索與實踐,已在無機化學實驗中得到應用。實驗過程中固液分離徹底,產(chǎn)品收益率有了大幅度的提高。
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