一種電解裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域,具體涉及一種電解裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水電解是一種化學(xué)實(shí)驗(yàn),通過水的分解和合成實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識(shí)水是由氫、氧兩種元素所組成的。在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所使用的電解裝置主要是霍夫曼水電解器,以及以霍夫曼水電解器作為模板經(jīng)過變形得到的裝置。
[0003]1.經(jīng)典的霍夫曼水電解器
[0004]霍夫曼電解器是由兩支各為50毫升的刻度玻璃管所組成,上端各具一個(gè)活塞,下端與三通管相連接。刻度管下用嵌有鉑電極的橡皮塞塞緊,三通管的中間玻璃管上連接一支球形漏斗管。
[0005]打開霍夫曼電解器兩邊刻度玻璃管上的活塞,往球形漏斗里倒入硫酸溶液。待兩個(gè)刻度管里的液體將升到活塞時(shí),傾倒的速度減慢,使液面到達(dá)兩個(gè)活塞,關(guān)閉活塞。
[0006]通電后,兩側(cè)分別生成氫氣和氧氣,通過玻璃管上的刻度可以讀出氫氣與氧氣的體積比為2:1。打開氫氣玻璃管的活塞,點(diǎn)燃?xì)錃?,觀察穩(wěn)定的火焰,用干冷的燒杯罩在火焰上,觀察到有水霧產(chǎn)生,說明生成氫氣,氫氣燃燒又重新生成水。打開氧氣玻璃管的活塞,在玻璃管尖嘴處放置一根帶火星的木條(或線香),木條復(fù)燃,說明為氧氣。
[0007]但是,上述兩個(gè)裝置具有以下問題:
[0008](1)裝置很高,需要用鐵架臺(tái)固定。如果漏斗用乳膠管連接,還需要單獨(dú)用一個(gè)鐵圈來放置,搭建起來很不方便。
[0009](2)漏斗是敞口的,液體重心高。材料是易碎的玻璃,盛裝的溶液通常為硫酸,使用過程不安全。
[0010](3)靠水壓的壓力把電解產(chǎn)生的氣體壓出,氣流速度不好控制,活塞打開后,氣體很容易跑光,控制不好液體也容易沖出來。這樣檢驗(yàn)氧氣時(shí),沖出的液體反而會(huì)把木條澆滅。檢驗(yàn)氫氣時(shí),需要打開活塞一點(diǎn)燃一罩上燒杯,這個(gè)連續(xù)操作對操作者的熟練程度要求很高。
[0011](4)如果將連接漏斗的乳膠管替換為玻璃管,雖然省去了放置球形漏斗的鐵圈,但調(diào)整液面不如用乳膠管連接的漏斗方便(可以用手抬高或降低漏斗來調(diào)整液面)。
[0012](5)電解水的效率不高,實(shí)驗(yàn)耗時(shí)很長,通常需要加大硫酸濃度和增加電壓,耗時(shí)至少5-10分鐘。通常的霍夫曼水電解器采用鉑片做電極,價(jià)格高,故面積很小,同時(shí)鉑片與下端金屬絲的焊接處特別容易斷,增加了維護(hù)的成本。
[0013](6)功能單一,只用于電解水(硫酸溶液),不能(或不方便)用于電解其他溶液,故這個(gè)裝置通常只供初三化學(xué)教學(xué)使用。
[0014]2.霍夫曼水電解器的其他變形
[0015]現(xiàn)有技術(shù)中,還有一種方案為對霍夫曼水電解器的直接縮小,即小號(hào)的霍夫曼水電解器。該裝置因?yàn)轶w積縮小,材質(zhì)變薄,也為縮減成本,通常出售的小型電解器都用乳膠管中間加玻璃珠來代替活塞,用手捏則出氣,控制起來更為不便。
[0016]鑒于用漏斗液面的高度差提供壓力來壓出氣體,不好控制流速?,F(xiàn)有技術(shù)中,對霍夫曼水電解器還有一種改進(jìn)是將兩根刻度玻璃管與一個(gè)可封閉的底座容器連接,用注射器或氣唧向底座容器內(nèi)施加壓力以壓出空氣或電解產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物。這種裝置的不便之處是:
[0017](1)趕出空氣的環(huán)節(jié),需要塞上底座容器的塞子、打開刻度玻璃管上部的活塞,向底座鼓入空氣,液體被壓入玻璃管中,從而空氣被排出。用注射器鼓氣的裝置,由于注射器體積有限,需要換氣才能把空氣完全趕出來;用氣唧鼓氣的裝置,盡管可以連續(xù)鼓氣,但控制不如注射器方便。此外,對于使用乳膠管加玻璃珠代替活塞的裝置,在放氣時(shí)同時(shí)需要用手捏住玻璃珠。這些都給操作帶來不便。
[0018](2)在電解的過程中,需要把底座容器上的塞子打開,電解產(chǎn)生氣體使玻璃管內(nèi)的液體回落至底座容器中;在檢驗(yàn)氣體的環(huán)節(jié)中,還需要塞上底座容器的塞子,向底座內(nèi)鼓氣,產(chǎn)物氣體才能被壓出。這又增加了打開與關(guān)閉塞子的操作。
[0019](3)盡管該裝置控制流速更為容易,但需要一只手推注射器,一只手去點(diǎn)燃或檢驗(yàn)氣體,操作仍然不便。對于用乳膠管加玻璃珠的裝置,還需要一只手捏乳膠管中的玻璃珠,一個(gè)人無法獨(dú)立完成。
[0020]現(xiàn)有技術(shù)中,對霍夫曼水電解器的另一種改進(jìn)是把霍夫曼水電解器的圓形玻璃管以及球形漏斗均改成方形,采用塑料一次成型,優(yōu)點(diǎn)是小而輕巧,重心降低,更加穩(wěn)定。但前述裝置的使用不便性都同樣存在。另外,相對于霍夫曼水電解器的加液容器(球形漏斗及其連接的乳膠管)而言,這種裝置的加液容器為上下等徑的方形容器,邊長較大,使用酸的量增多,也是一個(gè)不足。
[0021]綜上所述,現(xiàn)有的電解器存在主要問題有:(1)使用操作不便,(2)溶液用量大,
(3)電解耗時(shí)長,(4)功能單一。
[0022]基于以上描述,亟需要一種新的電解裝置,以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的使用操作不便,溶液用量大,電解耗時(shí)長,功能單一的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0023]有鑒于此,本實(shí)用新型的目的之一在于提供一種電解裝置,該電解裝置有效加快了電解速度,使得酸液的用量大大縮小。
[0024]本實(shí)用新型的目的之二在于提供一種電解裝置,該電解裝置可有效降低電解電壓。
[0025]本實(shí)用新型的目的之三在于提供一種電解裝置,該電解裝置整體高度縮短,重心有效下降,放置更加穩(wěn)定。
[0026]本實(shí)用新型的目的之四在于提供一種電解裝置,該電解裝置容易控制推出氣體的速度,操作更加容易,效果更加明顯,使用更為方便。
[0027]本實(shí)用新型的目的之五在于提供一種電解裝置,可以用于電解多種溶液,能夠?qū)崿F(xiàn)電解、電池的連續(xù)實(shí)驗(yàn),功能更為多樣。
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例采用以下技術(shù)方案:
[0029]一種電解裝置,所述電解裝置包括一個(gè)儲(chǔ)液室以及兩個(gè)相鄰設(shè)置的電解室,所述儲(chǔ)液室與兩個(gè)所述電解室的下端相互連通;所述儲(chǔ)液室的頂部設(shè)置有注液孔;兩個(gè)所述電解室的側(cè)壁上分別刻有用于顯示體積的刻度;兩個(gè)所述電解室的上端分別設(shè)置有出氣口,所述出氣口分別與出氣管相連;兩個(gè)所述電解室的下端分別固定有一個(gè)電極。
[0030]作為優(yōu)選,所述電解裝置包括一個(gè)透明的盒體,所述盒體內(nèi)設(shè)置有兩塊擋板,所述擋板將所述盒體分成一個(gè)所述儲(chǔ)液室以及兩個(gè)所述電解室。
[0031]作為優(yōu)選,兩塊所述擋板相互平行,所述儲(chǔ)液室以及兩個(gè)所述電解室并列設(shè)置;或兩塊所述擋板相互垂直,所述儲(chǔ)液室設(shè)置在后側(cè),兩個(gè)所述電解室并列設(shè)置在前側(cè)。
[0032]作為優(yōu)選,所述儲(chǔ)液室的容積大于等于兩個(gè)所述電解室的容積之和;當(dāng)所述儲(chǔ)液室的容積等于兩個(gè)所述電解室的容積之和時(shí),所述儲(chǔ)液室與兩個(gè)所述電解室的容積之比為2:1:1。
[0033]作為優(yōu)選,兩個(gè)所述電解室的高度相等,所述儲(chǔ)液室的高度等于或高于所述電解室的高度。
[0034]作為優(yōu)選,所述出氣管用橡膠帽密封,所述電解室通過傾斜的方式排出空氣;或者所述出氣管與單向閥相連,所述單向閥可與注射器的細(xì)頸直接連接進(jìn)行抽氣。
[0035]作為優(yōu)選,兩個(gè)所述電解室的下部均開一圓孔,兩個(gè)圓孔處通過橡膠塞固定所述電極,所述電極采用表面鍍釕銥的鈦絲制成。
[0036]作為優(yōu)選,兩個(gè)所述電解室上部均設(shè)置有凸出部,所述出氣口位于所述凸出部的上端。
[0037]作為優(yōu)選,所述儲(chǔ)液室與兩個(gè)所述電解室呈方形或圓形。
[0038]作為優(yōu)選,所述盒體的底座設(shè)置有電路,所述電路包括電源輸入插頭和輸出插頭,所述電源輸入插頭的正極與所述輸出插頭的正極相連,再連接電極一;電極二連接一個(gè)雙向開關(guān),通過雙向開關(guān)與電源輸入插頭或與輸出插頭連接。
[0039]本實(shí)用新型實(shí)施例提出的技術(shù)方案的有益技術(shù)效果是:
[0040](1)本方案把儲(chǔ)液室放在了旁邊,將兩個(gè)電解室靠在一起,顯著縮短了兩個(gè)電解室內(nèi)兩根電極之間的距離,有效縮小了電解池的內(nèi)電阻,有效加快了電解速度,一分鐘以內(nèi)就可以完成電解水實(shí)驗(yàn),是常規(guī)裝置所需時(shí)間的1/5-1/10。使得酸液的用量大大縮小,并且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。
[0041](2)本方案電極采用放電時(shí)超電勢低的合金材料(表面鍍釕銥的鈦絲),放電更加容易