二氧化氮的制取及与水反应实验器
发明人: 郑子辂
项目简介
现行中学化学教材中涉及的NO2的制取及与H2O反应两个重要实验,可在二氧化氮的制取及与水反应实验器(以下简称实验器)中连贯完成。实验器具有如下四大优点:
1 绿色低碳、安全环保
实验器是结构巧妙的、套管式的全密封装置,产生的NO2收集在集气管中,并密封在反应瓶内。由于NO2易与H2O反应,当集气管内集满NO2后,气体从下口逸出,立即与H2O发生化学反应,实验器内的压力快速达到平衡,故反应瓶内气体压力不会突然增大。既保证 了实验的安全性又实现了实验的绿色化。
2 操作简便、节约试剂
实验前组装好实验器并加入试剂,实验时,只需轻轻旋转滴液漏斗中的玻璃活塞,往Cu片中滴加约0.5mL浓HNO3,反应立即剧烈进行。两个实验连贯完成只需要1min左右。实验操作快速简捷,比原有的实验节约10倍以上的实验试剂及时间。
3 原理清晰、现象明显
3.1集气管内产生大量红棕色的NO2气体;
3.2反应管下部液体呈深绿色(由于Cu(NO3)2 溶液中溶解了部分NO2气体的原因);
3.3反应停止后,NO2与H2O反应(红棕色渐渐褪去)及水面上升的现象相当清晰明了。
4 小型价廉、防腐实用
NO2的制取需要使用腐蚀性极强的浓HNO3,但由于实验器是全密封的全玻璃化的小型仪器,价格低廉,且具有相当强的防腐蚀能力。
市场前景分析:
目前中学化学实验制取NO2是在敞口的试管中进行,产生的毒害气体NO2直接排放到大气中,严重污染环境,危害师生身心健康,因而很大部分师生不愿意进行此实验;NO2与H2O反应的实验,需要另行收集NO2,方法繁琐,易造成毒气逸漏,所以师生更是几乎放弃这个实验,学生对这个重要的知识点缺乏应有的感性认识,极大地影响了教学效果。
目前,本实验器已经完全研发成功并少量试产,同时在笔者所在的中学及周边中学的化学教学中试用,效果极佳。
实验器具有在国内外所有的中学推广应用的价值。实验器是小型的玻璃器皿,生产实验器的模具小型简便,实验器的成本约为20元,市场销售价约70元,属于低值易耗品,每所中学至少需要配备的数量约为10-40套,每年还需要补充一定的数量。全国共有几万所高中,需求量是一个庞大的数字,把实验器推向市场,具有相当庞大的盈利空间。
竞争技术分析:
在中学化学实验教学中,没有任何一项气体制取装置的技术能超越此实验器:小型、套管式、全玻璃化、密封、合二为一。可以肯定在未来很长的时间内(十年甚至更长时间),难以有超越此项目的技术诞生(除排别人的模仿等恶意侵权行为)。
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