CN105006194A - 可连续调压的固相化学反应特性演示装置 - Google Patents

可连续调压的固相化学反应特性演示装置 Download PDF

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Abstract

可连续调压的固相化学反应特性演示装置，是一种化学实验演示仪器，能演示外界温度与压力对固相化学反应的控制作用，演示装置由底板、固定立柱、横向压杆、横向联杆、游码、砝码、电导池组件、温控部件、弧形标尺、角度指针组成，其中固定立柱、横向压杆、横向联杆和测量电极负极通过活动转轴连接成一个平行四边形结构，利用横向压杆上的游码和砝码，可连续改变固相配合物的外界压力，利用横向压杆上的角度指针和弧形标尺，容易算出固相配合物发生化学反应时体积的变化程度，造价低廉，演示直观。

Description

可连续调压的固相化学反应特性演示装置
技术领域
本发明涉及一种化学实验演示仪器，尤其涉及一种固相化学反应特性演示装置，属于化学实验演示仪器技术领域。
背景技术
目前，在化学实验课程教学中，讲授固相反应特性及其外界温度和外界压力因素对固相配合物的反应与否和反应速度时，没有演示仪器演示，学生不能直观了解温度与压力对固相化学反应的控制作用，内容抽象，枯燥无味，直观性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种可连续调压的固相化学反应特性演示装置，能根据外界温度和外界压力的变化来演示固相配合物的反应与否和反应速度，让学生直观了解温度与压力对固相化学反应的控制作用，从而找到固相配合物的最佳化学反应外界条件。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：该装置由底板(1)、固定立柱(2)、横向压杆(22)、横向联杆(3)、游码(8)、砝码(10)、轨道(17)、抽屉式底盘(18)、电导池组件(6)、温控部件(20)、弧形标尺(12)、角度指针(13)、测量电极负极(5)和测量电极正极(7)组成。其中固定立柱(2)、横向压杆(22)、横向联杆(3)和测量电极负极(5)通过活动转轴(4)的连接形成一个平行四边形结构，使得横向压杆(22)可以上翘或者下压，并始终保证测量电极负极(5)是垂直向下的。在横向压杆(22)上装有游码(8)和砝码(10)，当游码(8)左右移动时，可以连续改变测量电极负极(5)对电导池组件(6)的外界压力。
当电导池组件(6)内的固相配合物发生化学反应时，会导致固相配合物体积的变化，通过测量电极负极(5)和横向压杆(22)的杠杆传递，使角度指针(13)上翘或者下压，通过弧形标尺(12)的刻度，可以算出固相配合物体积变化的程度；利用温控部件(20)，外加一台电子温控装置(31)，可以对电导池组件(6)内的固相配合物产出不同的外界温度；利用测量电极负极(5)和测量电极正极(7)，外加一台电导仪(33)，就可以测量电导池组件(6)内固相配合物发生化学反应时的电导率变化情况，从而演示出固相配合物在不同外界温度和不同外界压力下的固相化学反应的特性。
由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：利用横向压杆(22)上的游码(8)和砝码(10)，可以连续改变测量电极负极(5)对电导池组件(6)内固相配合物的外界压力，使用横向压杆(22)上的角度指针(13)，通过弧形标尺(12)刻度读数，容易算出固相配合物发生化学反应时体积变化的程度，直观性强，造价也不高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明有如下5幅附图：
图1是可连续调压的固相反应特性演示装置的正视图；
图2是可连续调压的固相反应特性演示装置的俯视图；
图3是抽屉式底盘(18)和温控部件(20)组合后的剖视图；
图4是可连续调压的固相反应特性演示装置的操作示意图；
图5是演示装置与和电导仪及电子温控装置的连接图。
在附图中所标各数字分别表示如下：
1.底板；2.固定立柱；3.横向联杆；4.转轴；5.测量电极负极；6.电导池组件；7.测量电极正极；8.游码；9.固定螺丝；10.砝码；11.托叉；12.弧形标尺；13.角度指针；14.指托；15.标尺支架；16.托叉支架；17.轨道；18.抽屉式底盘；19.拉手；20.温控部件；21.定位箍；22.横向压杆；23.砝码托；24.橡胶垫片；25.铂片一；26.铂片二；27.绝缘环；28.石英玻璃管；29.电热丝；30.温度传感器；31.电子温控装置；32.温控连接线；33.电导仪。
具体实施方式
1.根据图1和图2，底板(1)选用400×160×8mm的铝合金板材，在其左右边缘分别开一φ5mm的圆孔，用于安装固定立柱(2)和托叉支架(16)，并在底板(1)左侧开一80×120mm的方孔，在方孔内侧的左右两边分别开一2.5×2.5mm的凹槽作为轨道(17)。
2.根据图1，固定立柱(2)选用φ12mm，长度为120mm的铝合金棒材，其上方磨圆并开槽，用于安装横向联杆(3)和横向压杆(22)，固定立柱(2)的下方钻φ5mm的圆孔，并用自攻螺丝将固定立柱(2)固定在底板(1)上。
3.托叉支架(16)选用内径为4mm，外径为8mm，长度为100mm的铝管，其下方用自攻螺丝固定在底板(1)上，托叉支架(16)的上方安装托叉(11)，托叉(11)选用20×10mm的U型铝合金型材，并用自攻螺丝固定在托叉支架(16)的上方。
4.横向压杆(22)和横向联杆(3)选用15×5mm的铝合金条材，横向联杆(3)的长度为90mm，横向压杆(22)的长度为360mm，测量电极负极(5)的上半段为40×5mm的U型铜材，下半段为φ6mm，长度为15mm的铜棒，上半段与下半段之间用焊锡焊牢。
5.将横向压杆(22)、横向联杆(3)、测量电极负极(5)和固定立柱(2)之间用转轴(4)连接起来，构成一个局部平行四边形结构，横向压杆(22)的右侧放置在托叉(11)中，横向压杆(22)的最右侧安装角度指针(13)和指托(14)，横向压杆(22)上面做些刻度并套有游码(8)，游码(8)的下方为砝码托(23)，砝码托(23)的上面可以放入不同数量和不同质量的砝码(10)，若需要停止游码(8)的左右移动，可将固定螺丝(9)拧紧。
6.托叉支架(16)上安装标尺支架(15)，标尺支架(15)上再安装弧形标尺(12)。
7.根据图2和图3，抽屉式底盘(18)选用84×120×8mm的铝合金板材，在其左右两边缘分别刻成2×2mm的凸型轨道(17)，抽屉式底盘(18)上开一φ18mm的圆孔，圆孔内安装一根φ6mm，长度为10mm的黄铜棒作为测量电极正极(7)，抽屉式底盘(18)和测量电极正极(7)之间用环氧树脂胶牢，环氧树脂作为绝缘环(27)，抽屉式底盘(18)上面安装定位箍(21)和拉手(19)，定位箍(21)的材料为黄铜管，内径为36mm，外径为50mm，高度为8mm
8.根据图3，电导池组件(6)由石英玻璃管(28)、铂片一(25)和铂片二(26)组成，石英玻璃管(28)的内径为16毫米，外径为20毫米，长度为60毫米，其位于测量电极正极(7)的上方和测量电极负极(5)的下方。石英玻璃管(28)的外侧为温控部件(20)，温控部件(20)由电热丝(29)和温度传感器(30)组成，温控部件(20)加保温层后用环氧树脂封装，然后竖立固定在定位箍(21)内，温控部件(20)内放置可插拔的电导池组件(6)。
9.根据图2、图3和图4，使用时，用手指托住指托(14)向上，使横向压杆(22)向上翘起，将抽屉式底盘(18)从底板(1)的轨道(17)中抽出，从温控部件(20)中取出电导池组件(6)，在石英玻璃管(28)内灌装演示实验用的固相配合物，石英玻璃管(28)两端分别用铂片一(25)和铂片二(26)夹住，铂片二(26)的直径为15.8mm，以正好卡住在石英玻璃管(28)的下端管内不会掉下为准，铂片一(25)的直径为15.4mm，夹住后将电导池组件(6)竖直放入温控部件(20)内、且保证铂片二(26)与测量电极正极(7)接触良好，然后将抽屉式底盘(18)顺着轨道(17)插进底板(1)并到位。
10.根据图1，将横向压杆(22)回复到位，使测量电极负极(5)的下端正好压在电导池组件(6)的铂片一(25)上。
11.根据图5，将电导仪(33)的正极测量线接到测量电极正极(7)上，负极测量线接到测量电极负极(5)上，电导池组件(6)里面的电热丝(29)和温度传感器(30)的接头通过一组连接线接到电子温控装置(31)上，接通电导仪(33)和电子温控装置(31)的电源并开机，就可以观察到固相配合物的电导率数据，随着时间推移，固相配合物逐步发生化学反应，电导仪(33)的数据会发生变化。
12.根据实验需要左右移动游码(8)和放置不同质量的砝码(10)，利用横向压杆(22)的杠杆作用，测量电极负极(5)给予固相配合物的外界压力就不同，通过电子温控装置(31)的控制，可以改变固相配合物的外界温度，这样，在不同外界温度和不同外界压力条件下，并且利用电导仪(33)就可以演示出固相配合物的固相化学反应特性，让学生直观了解温度与压力对固相化学反应的控制作用，从而找到固相配合物的最佳化学反应外界条件。
13.根据具体实施方式9至12，在石英玻璃管(28)内灌装不同的固相配合物，可得到不同固相配合物的固相化学反应特性。

Claims (3)

1.一种可连续调压的固相化学反应特性演示装置，由底板(1)、固定立柱(2)、横向压杆(22)、横向联杆(3)、游码(8)、砝码(10)、轨道(17)、抽屉式底盘(18)、电导池组件(6)、温控部件(20)、弧形标尺(12)、角度指针(13)、测量电极正极(7)和测量电极负极(5)组成，其中固定立柱(2)、横向压杆(22)、横向联杆(3)和测量电极负极(5)通过活动转轴(4)的连接形成一个平行四边形结构，其特征在于：固定立柱(2)的底端与底板(1)连接，固定立柱(2)的上端与横向压杆(22)的左端连接，固定立柱(2)的中部与横向联杆(3)的左端连接，测量电极负极(5)的上端与横向压杆(22)的中部连接，测量电极负极(5)的中部与横向联杆(3)的右端连接。
2.根据权利要求1所述的一种可连续调压的固相化学反应特性演示装置，其特征在于：横向压杆(22)的中部套有一只游码(8)，游码(8)的上端有一只固定螺丝(9)，游码(8)的下端有一只砝码托(23)，砝码托(23)上面挂有两个砝码(10)。
3.根据权利要求1所述的一种可连续调压的固相化学反应特性演示装置，其特征在于：横向压杆(22)的右端装有一根角度指针(13)和一只指托(14)，托叉支架(16)的底端与底板(1)连接，托叉支架(16)中部装有两根标尺支架(15)，两根标尺支架(15)上装有一根弧形标尺(12)，托叉支架(16)的上端装有一只U型托叉(11)。
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