问题

有哪些常见的化学仪器?

回答
在我们化学探索的旅程中,有许多忠实的伙伴,它们默默地陪伴着我们,帮助我们理解物质世界的奥秘。这些工具,我们称之为化学仪器,它们各有千秋,承担着不同的职责,从最简单的测量到最复杂的分析,都离不开它们的身影。今天,就让我们来细数一下这些常见的化学仪器,并深入了解它们各自的“本领”。

1. 盛放与反应的容器类:

烧杯 (Beaker): 这可能是我们最熟悉的老朋友了。烧杯通常是圆柱形,底部平坦,上边缘有一个方便倾倒的流嘴。它们大多用耐高温的玻璃制成,比如硼硅酸盐玻璃,所以能够承受加热。烧杯的尺寸范围很广,从几十毫升到几升都有。我们常用它来配制溶液、溶解固体、加热液体(虽然不是最精确的加热容器)以及作为反应容器。但要注意,烧杯的刻度线仅供粗略估计体积,并非精确测量用。

锥形瓶/埃氏瓶 (Erlenmeyer Flask): 它的独特之处在于拥有一个平坦的底部、一个锥形的主体和一个狭窄的颈部。这种设计使得在摇晃或搅拌时,液体不易溅出,非常适合进行滴定、加热(通过磁力搅拌器配合)以及化学反应。颈部也方便盖上塞子或连接其他仪器。

容量瓶 (Volumetric Flask): 如果说烧杯是粗犷的工匠,那么容量瓶就是精密的调酒师。容量瓶的瓶颈处有一条非常精细的刻度线,它标定了特定温度下的准确容量。它的瓶身通常是梨形,这样可以更好地混合溶液。容量瓶是配置标准溶液的必备工具,我们通过精确称量溶质,然后用容量瓶定容至刻度线,以获得已知准确浓度的溶液。

试管 (Test Tube): 试管是细长的玻璃管,一端封闭,另一端开口。它们通常用玻璃制成,可以加热。试管是进行小规模化学反应、加热少量物质、溶解少量固体以及观察反应现象的常用工具。它们有不同的尺寸,但通常都是用来处理少量物质的。

表面皿 (Watch Glass): 表面皿是一个扁平的圆形玻璃盘,边缘略微向上卷曲。它非常适合用来做固体的干燥、称量少量固体(尤其是怕吸潮的物质)、作为蒸发皿的盖子,或者承接一些小样品。它的面积大,表面积效应好,有利于物质的干燥或蒸发。

蒸发皿 (Evaporating Dish): 蒸发皿通常是圆形的浅底陶瓷或玻璃器皿,底部比较平坦,上部敞开。它被设计成能够高效地蒸发溶剂,常用于浓缩溶液或从溶液中分离出固体溶质。因为需要直接加热,所以它通常比烧杯更能耐受高温。

2. 测量与转移的利器:

量筒 (Graduated Cylinder): 量筒是我们测量液体体积的“老实人”。它们是细长、直筒形的玻璃容器,侧壁上刻有清晰的刻度线。量筒的底部通常有一个稳固的底座,使其能够稳定地站立。与容量瓶不同,量筒的刻度线虽然也比较准确,但通常不如容量瓶精确,更适合用于一般的液体体积测量,而不是配置精确浓度的溶液。

移液管/吸管 (Pipette):
刻度移液管 (Graduated Pipette): 这种移液管的管身有刻度,可以根据需要吸取不同体积的液体,通常是带有橡胶吸球或移液器使用的。
容量移液管 (Volumetric Pipette): 容量移液管的顶端有一个较大的膨大部分,并在颈部有一个精确的刻度线,只能吸取特定容量的液体。它比刻度移液管更精确,是精确移取固定体积液体的首选。

滴定管 (Burette): 滴定管是用于进行滴定分析的精密仪器。它是一根细长的玻璃管,一端封闭,另一端有一个可调节流速的玻璃活塞,并带有尖嘴。管身上标有非常精确的刻度,允许我们读取滴加液体时的体积变化,误差极小。滴定管通常安装在滴定架上,方便操作。

量杯 (Measuring Cup): 量杯通常是塑料或玻璃制成的,带有手柄和流嘴,侧壁有刻度线。它们更像是厨房里的量杯,用于测量较大的液体体积,精度要求相对较低,常用于配制浓度要求不高的溶液或混合液体。

3. 加热与温度控制的工具:

酒精灯 (Alcohol Lamp): 酒精灯是提供热源的常用工具,它由灯座、灯芯和灯帽组成。灯芯浸入酒精中,点燃后提供稳定的火焰。它相对安全且易于使用,是中学化学实验室中最常见的加热设备。

电炉/加热套 (Hot Plate/Heating Mantle):
电炉 (Hot Plate): 电炉是一种带有加热盘的电器设备,可以提供均匀的加热。有些电炉还带有搅拌功能,称为“搅拌加热器”。
加热套 (Heating Mantle): 加热套是一种包裹在容器外部的加热设备,通常为球形或筒形,内部填充有耐热材料和加热丝。它能够均匀地加热圆底烧瓶等容器,并提供良好的温度控制。

水浴锅/油浴锅 (Water Bath/Oil Bath): 这些设备用于提供恒定的温度浴,以更温和、更均匀的方式加热样品。水浴锅使用水作为加热介质,通常用于较低的温度范围(最高接近水的沸点),而油浴锅则使用食用油或其他传热介质,可以达到更高的温度。

4. 分离与净化的设备:

漏斗 (Funnel): 漏斗是用来引导液体或固体进入容器的工具,通常是圆锥形。
普通漏斗 (Plain Funnel): 结构简单,适用于一般倾倒。
布氏漏斗 (Büchner Funnel): 漏斗底部有许多小孔,配合滤纸使用,是进行减压过滤的关键设备。
分液漏斗 (Separatory Funnel): 顶端有塞子,底部有一个可以控制液体流出的玻璃活塞。它用于分离不互溶的液体混合物,比如水和油。

离心机 (Centrifuge): 离心机利用高速旋转产生的离心力,将密度不同的物质分离。它在生物化学和一些精细化学分析中非常有用,可以将固体沉淀与液体迅速分开。

过滤装置 (Filtration Apparatus): 包含漏斗、滤纸、烧杯等,用于将固体从液体中分离。减压过滤装置则会用到布氏漏斗和抽滤瓶,通过真空泵降低压力,加快过滤速度。

5. 分析与测量的精密仪器:

天平 (Balance): 天平是用来测量物质质量的仪器。
托盘天平 (Triple Beam Balance): 结构相对简单,通过移动砝码来平衡被称物质。
电子天平 (Electronic Balance): 利用电磁力平衡原理,读数直观、精度高,是现代实验室最常用的天平。

pH计 (pH Meter): pH计是用来测量溶液酸碱度的仪器。它通常由一个电极和一个显示屏组成,能够直接读出溶液的pH值。

色谱仪 (Chromatograph): 色谱仪是一类用于分离和分析混合物的复杂仪器,种类繁多,如气相色谱仪 (GC)、液相色谱仪 (HPLC) 等。它们根据物质在固定相和流动相之间的分配差异来进行分离,并进行定量或定性分析。

光谱仪 (Spectrometer): 光谱仪用于测量物质与电磁辐射的相互作用,以分析物质的组成和结构。常见的有紫外可见分光光度计 (UVVis Spectrophotometer)、红外光谱仪 (IR Spectrometer) 等。

6. 其他重要的辅助工具:

玻璃棒 (Glass Rod): 用来搅拌溶液、转移固体、引流等,是进行各种操作时不可或缺的辅助工具。

镊子 (Tweezers): 用来夹取少量固体样品。

药匙/勺子 (Spatula/Scoop): 用于取用固体药品。

洗瓶 (Wash Bottle): 装有去离子水或蒸馏水,用于清洗仪器或溶解物质。

搅拌器 (Stirrer): 包括磁力搅拌器和机械搅拌器,用于加速混合和溶解。

集气瓶 (Gas Collecting Bottle): 用于收集和储存气体。

这些只是化学仪器大家族中的一部分,但它们构成了化学实验的基础。每一种仪器都有其独特的用途和操作规范,熟练掌握它们的使用方法,是成为一名合格的化学工作者的重要前提。通过这些精密的工具,我们才能更加深入地探索物质的化学性质,揭示那些隐藏在现象背后的化学原理。

网友意见

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除了烧杯、量筒、托盘天平、漏斗、酒精灯,学校实验室经常配备的化学仪器还有:

试管、试管架、试管刷、试管钳、试纸、广口瓶、细口瓶、药匙、镊子、集气瓶、储气瓶、玻璃片、研钵、胶头滴管、滴瓶、玻璃棒、水槽、铁架台、铁夹、铁圈、三脚架、泥三角、石棉网、表面皿、蒸发皿、坩埚、坩埚钳、燃烧匙、滤纸、分液漏斗、长颈漏斗、布氏漏斗、砂芯漏斗、锥形瓶、三角烧瓶、平底烧瓶、圆底烧瓶、蒸馏烧瓶、克氏烧瓶、抽滤瓶、容量瓶、称量瓶、量杯、酸式滴定管、碱式滴定管、曲颈瓶、干燥管、球形干燥管、U形干燥管、干燥器、牛角管、冷凝管、冷凝器、本生灯、酒精喷灯、电炉、启普发生器、索氏提取器、温度计、三梁天平、砝码、洗瓶、盐桥。

许多化学药品装在有盖的广口瓶、细口瓶或塑料瓶里。

大大小小的烧杯、试管架上装有五颜六色的不明液体的大量试管、点燃的酒精灯、装有五颜六色的不明粉末的广口瓶是大众对化学实验仪器的刻板印象,经常作为道具出现在影像作品里。

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