Аппарат Киппа
Аппарат Киппа — универсальный прибор для получения газов (ППГ) действием растворов кислот и щелочей на твёрдые вещества.
Выпуск прибора налажен в середине XIX века голландской фирмой, основанной аптекарем Петером-Якобом Киппом[1], создавшей его на основе изобретённого в 1823 году «огнива Дёберейнера», автором которого является химик Иоганн Вольфганг Дёберейнер.
Устройство прибора
Аппарат Киппа изготовляется из стекла и состоит из нескольких частей:
- Колба-реактор с резервуаром;
- Воронка с длинной трубкой;
- Газоотводная трубка;
- Ловушка для улавливания паров кислоты (например, соляной).
Колба-реактор имеет верхнюю шарообразную часть с тубулусом, в который вставляется газоотводная трубка, снабженная краном или зажимом Мора, и нижний резервуар в виде полусферы. Нижний резервуар и колба-реактор разделены резиновой или пластиковой прокладкой с отверстием, через которое проходит в нижний резервуар длинная трубка воронки, доходящая почти до дна.
Раствор в нижнем резервуаре прибора служит затвором, препятствующим выделению газа обратно через воронку во время опыта. Нижний резервуар обычно имеет тубулус, закрытый притёртой стеклянной пробкой: он необходим для слива жидкости после использования прибора.
На прокладку через боковой тубулус шпателем насыпают твёрдые вещества (мрамор, цинк, алюминий, сульфид натрия, сульфит натрия). Тубулус закрывается пробкой с газоотводной трубкой. Затем при открытом кране или зажиме в верхнюю воронку заливается раствор реагента. Когда уровень жидкости достигает вещества на прокладке, начинается химическая реакция с выделением газа.
При закрытии крана давление выделяющегося газа выдавливает жидкость из реактора в верхнюю часть воронки. Реакция прекращается. Открытие крана приводит к возобновлению реакции[2]. Таким образом, аппарат Киппа относится к аппаратам автоматического действия.
Использование
Проверяют герметичность всех соединений, наличие трещин. В нижний тубулус вставляют пробку и закрепляют её с помощью скобы или резинки. Воронку с длинной трубкой плотно вставляют в колбу-реактор. Прибор наклоняют и через средний тубулус засыпают твёрдое вещество, затем средний тубулус закрывают пробкой с газоотводной трубкой, кран на трубке закрывают. Далее в воронку заливают раствор кислоты (HCl), в воронку вставляют ловушку, заполненную водой. При открытии крана кислота поступает через трубку в нижний резервуар, а затем в колбу-реактор, где происходит реакция взаимодействия с твёрдым веществом с выделением газа, время заполнения колбы-реактора газом составляет около 5 минут. Затем кран закрывают, выделяющийся газ из-за повышения давления в колбе-реакторе вытесняет кислоту в воронку, реакция прекращается. Прибор готов к работе, для этого необходимо открыть кран на газоотводной трубке.
Примеры реакций
| Получаемый газ |
Твёрдый реагент |
Жидкий реагент |
Уравнение реакции |
|---|---|---|---|
| Водород | Цинк | Соляная кислота | Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ |
| Углекислый газ | Известняк | Соляная кислота | CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑ |
| Сероводород | Сульфид железа(II) | Соляная кислота | FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑ |
| Хлор | Перманганат калия | Соляная кислота | 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O |
| Оксид азота(II) | Медь | Азотная кислота | 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O |
| Ацетилен | Карбид кальция | Вода | CaC2 + 2H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2 |
Примечания
- Киппа аппарат // Большая Советская Энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М.: Советская Энциклопедия, 1973. — Т. 12. Кварнер — Конгур. — С. 148. — 629 000 экз.
- Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов П.А. § 29. Получение водорода // Неорганическая химия: Учебник для 7—8 классов средней школы. — 18-е изд. — М.: Просвещение, 1987. — С. 64-66. — 240 с. — 1 630 000 экз.
