(19)中华人民共和国国家知识产权局
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921921837.4
(22)申请日 2019.11.08
(73)专利权人 贾光弟
地址 518000 广东省深圳市龙岗区横岗中
心学校
(72)发明人 贾光弟
(74)专利代理机构 深圳鸿业专利代理有限公司
44546
代理人 朱海东 刘莎
(51)Int.Cl.
G09B 23/24(2006.01)
(54)实用新型名称
(57)摘要
本实用新型公开了一种实验室侯氏制碱法
的改进型装置，包括锥形瓶、洗气瓶、U型管、水槽
和烧杯，所述锥形瓶上设置有分液漏斗，所述U型
管位于所述水槽内部，且所述U型管的顶部与雾
化器相连，所述分液漏斗、所述锥形瓶、所述洗气
瓶、所述水槽、所述雾化器以及所述烧杯内分别
盛放有稀盐酸溶液、碳酸钙、饱和碳酸氢钠溶液、
水体、饱和氨盐水和饱和食盐水。与现有技术相
比，本实用新型的有益效果是：利用雾化器扩大
时间，有利于将“侯氏制碱”实验改进为课堂探究
实验或课堂演示实验；利用雾化器只需将少许饱
和氨盐水进行雾化，便能与反应物重复反应，并
且反应现象显著，
节约了实验试剂。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 210955747 U 2020.07.07
C N 210955747
U
1.一种实验室侯氏制碱法的改进型装置，其特征在于：包括锥形瓶(1)、分液漏斗(2)、洗气瓶(3)、U型管(5)、雾化器(7)、水槽(4)和烧杯(6)，所述锥形瓶(1)上设置有分液漏斗
(2)，所述U型管(5)的底部位于所述水槽(4)内，且所述U型管(5)的顶部与雾化器(7)相连；所述锥形瓶(1)与所述洗气瓶(3)之间、所述洗气瓶(3)与所述U型管(5)之间、以及所述U型管(5)和所述烧杯(6)之间均通过导管(8)依次相连。
2.根据权利要求1所述的一种实验室侯氏制碱法的改进型装置，其特征在于：所述分液漏斗(2)、锥形瓶(1)、洗气瓶(3)、水槽(4)、雾化器(7)以及烧杯(6)内分别盛放有稀盐酸溶液(10)、碳酸钙(9)、饱和碳酸氢钠溶液(11)、水体(12)、饱和氨盐水(14)和饱和食盐水
(13)。
3.根据权利要求2所述的一种实验室侯氏制碱法的改进型装置，其特征在于：所述碳酸钙(9)为颗粒状。
4.根据权利要求2所述的一种实验室侯氏制碱法的改进型装置，其特征在于：所述洗气瓶(3)中的进气导管伸入所述饱和碳酸氢钠溶液(11)底部，出气导管设置于所述饱和碳酸氢钠溶液(11)的上方。
5.根据权利要求2所述的一种实验室侯氏制碱法的改进型装置，其特征在于：所述稀盐酸溶液(10)的浓度为百分之五。
6.根据权利要求1所述的一种实验室侯氏制碱法的改进型装置，其特征在于：所述水槽
(4)为透明玻璃结构。
7.根据权利要求1所述的一种实验室侯氏制碱法的改进型装置，其特征在于：所述锥形瓶(1)、洗气瓶(3)和水槽(4)的瓶口均设置有瓶塞。
权 利 要 求 书1/1页CN 210955747 U
一种实验室侯氏制碱法的改进型装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及制碱技术领域，具体为一种实验室侯氏制碱法的改进型装置。
背景技术
[0002]侯氏制碱法又称联合制碱法、侯德榜制碱法，用于在工业上制取纯碱(Na2CO3)，由侯德榜于19
43年发明，是世界上广泛采用的制纯碱法。具体过程为：在饱和氨盐水中(氨气，氯化钠都达到饱和的溶液)通入二氧化碳，从而发生如下反应：反应中的碳酸氢钠由于溶解度低而析出，可以进一步煅烧分解为碳酸钠，水和二氧化碳，其中二氧化碳可以再次进入反应重复利用，其优点是：保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96％；NH4Cl可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2，革除了CaCO3制CO2这一工序，缺点是：用氨量较大，在有些情况下不适用。
[0003]为了更好的研究和展现侯氏制碱法的原理和操作，需要对侯氏制碱法进行模拟贯穿，在实验操作中，通常使石灰石和稀盐酸进行反应并产生二氧化碳，然后再使二氧化碳与氨水进行反应，使其生成碳酸氢铵，并将酚酞作为二氧化碳和氨水的指示剂进行观察，期间我们发现氨水与二氧化碳的反应过于缓慢，整个装置需要四十分钟左右才能出现明显现象，微型实验的前期准备时间长、有时实验现象不显著、产率低，而且实验中需要大量的氨盐水与CO2反应，浪费实验试剂。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种实验室侯氏制碱法的改进型装置，以解决上述背景技术中提出的传统实验耗时久，需要四十分钟左右才能出现明显现象，微型实验的前期准备时间长、有时实验现象不显著、产率低，而且实验中需要大量的氨盐水与CO2反应，浪费实验试剂等问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0006]一种实验室侯氏制碱法的改进型装置，包括锥形瓶、洗气瓶、U型管、水槽和烧杯，所述锥形瓶上设置有分液漏斗，所述U型管位于所述水槽内部，且所述U型管的顶部与雾化器相连，所述锥形瓶与所述洗气瓶之间，所述洗气瓶与所述U型管之间，以及所述U型管和所述烧杯之间均通过导管依次相连。
[0007]优选的，所述分液漏斗、所述锥形瓶、所述洗气瓶、所述水槽、所述雾化器以及所述烧杯内分别盛放有稀盐酸溶液、碳酸钙、饱和碳酸氢钠溶液、水体、饱和氨盐水和饱和食盐水。
[0008]优选的，所述碳酸钙为颗粒状。
[0009]优选的，所述洗气瓶中的进气管伸入所述饱和碳酸氢钠溶液底部，则出气管位于所述饱和碳酸氢钠溶液的上方。
[0010]优选的，所述稀盐酸溶液的浓度为百分之五。
[0011]优选的，所述水槽为透明玻璃结构。
[0012]优选的，所述锥形瓶、洗气瓶和水槽的瓶口均设置有瓶塞。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0014]1、本实用新型利用雾化器扩大反应物之间的有效接触面积，极大地缩短了实验时间，有利于将“侯氏制碱”实验改进为课堂探究实验或课堂演示实验；
[0015]2、本实用新型利用雾化器只需将少许饱和氨盐水进行雾化，便能与反应物重复反应，并且反应现象显著，节约了实验试剂；
[0016]3、本实用新型对现有实验室侯氏制碱法的装置进行了创造性改进，极大提高了效率。
附图说明
[0017]图1为本实用新型的结构示意图；
[0018]图2为侯氏制碱法的工艺流程图。
[0019]图中：1、锥形瓶；2、分液漏斗；3、洗气瓶；4、水槽；5、U型管；6、烧杯；7、雾化器；8、导管；9、碳酸钙；10、稀盐酸溶液；11、饱和碳酸氢钠溶液；12、水体；13、饱和食盐水；14、饱和氨盐水。
具体实施方式
[0020]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]参阅图1-2，一种实验室侯氏制碱法的改进型装置，包括锥形瓶1、洗气瓶3、U型管5、水槽4和烧杯6，锥形瓶1上设置有分液漏斗2，U型管5位于水槽4内部，且U型管5的顶部与雾化器7相连，锥形瓶1与洗气瓶3之间，洗气瓶3与U型管5之间，以及U型管5和烧杯6之间均通过导管8相连，分液漏斗2、锥形瓶1、洗气瓶3、水槽4、雾化器7以及烧杯6内分别盛放有稀盐酸溶液10、碳酸钙9、饱和碳酸氢钠溶液11、水体12、饱和氨盐水14和饱和食盐水13。[0022]具体地，碳酸钙9为颗粒状，如此设置，加大碳酸钙9与稀盐酸溶液10的有效接触面积，使碳酸钙9与稀盐酸溶液10的反应更为迅速，能够快速产生二氧化碳气体。
[0023]具体地，洗气瓶3中的进气管伸入饱和碳酸氢钠溶液11底部，则出气管位于饱和碳酸氢钠溶液11的上方，如此设置，通过饱和碳酸氢钠溶液11能够吸收部分汽化的稀盐酸溶液10，使碳酸钙9和稀盐酸溶液10反应产生的二氧化碳更为纯净，有助于后续反应的进行和观察。
[0024]具体地，稀盐酸溶液10的浓度为百分之五，水槽4为透明玻璃结构，如此设置，能够透过水槽4
观察到U型管5内酚酞颜的变化，以此来确定饱和氨盐水14和二氧化碳的反应。[0025]工作原理：通过实验证明了喷雾捕集二氧化碳技术的可行性，氨水喷雾捕集CO2的性能较好，此启发，引入雾化技术，改进装置，在试验时，通过导管8将各个仪器按照图1的方式进行组装，并检查装置的气密性，在室温下，将足量固体氯化钠加入10mL浓氨水，振荡至不再溶解，向分液漏斗2、锥形瓶1、洗气瓶3、水槽4、雾化器7以及烧杯6内分别加入5％的稀盐酸溶液10、颗粒状碳酸钙9、饱和碳酸氢钠溶液11、水体12、2ml的饱和氨盐水14(含有NaCl
质量为0.275g)和饱和食盐水13，打开雾化器7，让饱和氨盐水14雾化，再打开分液漏斗2活塞，让稀盐酸溶液10以约每秒一滴的速度滴入碳酸钙9中，使其产生CO2，并通过导管8使CO2通入U型管5内，由于酚酞在酸性和中性溶液中为无，在碱性溶液中为紫红，因此用来作为饱和氨盐水14和二氧化碳反应的指示剂，观察酚酞的颜变化，而装置中产生的尾气则与烧杯6内部的饱和食盐水13进行反应，消除尾气，使实验更加绿环保，同时达到实验目的，本说明书中提到的雾化器7为现有技术中的成熟技术，其型号为：康祝PN100的医用雾化器，能够将液体状态下试剂转化为雾化状态，进而扩大反应物之间的有效接触面积，极大地缩短了实验时间，有利于将“侯氏制碱”实验改进为课堂探究实验或课堂演示实验，而且利用雾化器7只需将少许饱和氨盐水14进行雾化，便能与反应物重复反应，并且反应现象显著，节约了实验试剂。
[0026]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不
脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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