加热方法

加热方法加热是实验室中常用的实验手段，这里主要介绍用煤气灯、水浴、沙浴、电加热套、电炉、管式炉和马福炉加热。（一）煤气灯加热1．煤气灯的构造煤气灯是实验室中不可缺少的实验工具，种类虽多，但构造原理基本相同。最常用的煤气灯如图1所示。煤气灯由灯座和灯管组成。灯座由铁铸成，灯管一般是铜管。灯管通过螺口连接在灯座上。空气的进入量可通过灯管下部的有几个圆孔来调节。灯座的侧面有煤气入口，用胶管与煤气管道的阀门连接，在另一侧有调节煤气进入量的螺旋阀（针），顺时针关闭。根据需要量大小可调节煤气的进入量。图1煤气灯的构造l．灯管；2．空气入口；3．煤气出口；4．螺旋针；5．煤气入口；6．灯座2．煤气灯的使用煤气灯的点燃：向下旋转灯管，关闭空气入口；先擦燃火柴，后打开煤气灯开关，将煤气灯点燃。煤气灯火焰的调节：调节煤气的开关或螺旋针，使火焰保持适当的高度。这时煤气燃烧不完全并且产生炭粒，火焰呈黄色，温度不高。向上旋转灯管调节空气进入量，使煤气燃烧完全，这时火焰由黄变蓝，直至分为三层，称为正常火焰(见图2)。焰心(内层)：煤气和空气混合并未燃烧，颜色灰黑，温度低，约为300℃。还原焰(中层)：煤气燃烧不完全，火焰含有炭粒，具有还原性，称为还原焰。还原焰火焰呈淡蓝色，温度较高。氧化焰(外层)：煤气完全燃烧，过剩的空气使火焰具有氧化性，称为氧化焰。氧化焰火焰呈淡紫色，温度高，可达800～900℃。煤气灯火焰的最高温度处在还原焰顶端的上部。实验时，一般用氧化焰来加热，根据需要可调节火焰的大小。当空气或煤气的进入量调节不合适时，会产生不正常火焰，如图3所示。当空气和煤气进入量都很大时，火焰离开灯管燃烧，称为临空火焰。当火柴熄灭时，火焰也立即熄灭。当空气进入量很大而煤气量很小时，煤气在灯管内燃烧，管口上有细长火焰，这种火焰称为侵入火焰。侵入火焰会把灯管烧得很热，应注意，以免烫手。遇到不正常火焰，要关闭煤气开关，待灯管冷却后重新调节再点燃。图2分层火焰图3不正常火焰1．氧化焰；2．还原焰；3．焰心（临空火焰和侵入火焰）3．煤气灯加热煤气灯直接加热试管中液体或固体时，用试管夹夹在试管的中部偏上的位置，试管略倾斜，管口不要对着人，小火缓慢加热，注意安全。用煤气灯加热烧杯、锥形瓶、烧瓶等玻璃器皿中的液体时，必须放在石棉网上，所盛液体不应超过烧杯的1/2或锥形瓶、烧瓶的1/3。加热蒸发皿时，放在石棉网或泥三角上，所盛液体不要超过其容积的2/3。用煤气灯灼烧坩埚或加热固体时，坩埚要放在泥三角上，用氧化焰灼烧。先用小火加热，然后逐渐加大火焰灼烧。注意不要让还原焰接触坩埚底部，以防结炭以致破裂。高温下取坩埚时，要用坩埚钳。先将坩埚钳预热再去夹取坩埚，用后要将坩埚钳的尖端向上平放在实验台上。（二）水浴和沙浴加热1．水浴加热当被加热物质要求受热均匀而温度不超过100℃时，采用水浴加热。它是通过热水或水蒸气加热盛在容器中的物质。水浴可以用煤气灯直接加热水浴锅，被加热的容器放在水浴锅的铜圈或者铝圈上。用烧杯盛水并加热至沸代替水浴锅进行水浴加热更为方便（见图4）。实验室经常用恒温水浴箱水浴进行加热。恒温水浴箱用电加热，可自动控制温度、同时加热多个样品。水浴箱内盛水不要超过2/3，被加热的容器不要碰到水浴箱底。2．油浴和沙浴加热当被加热物质要求受热均匀，温度又高于100℃时，可用油浴或沙浴。油浴加热与水浴加热方法相似。沙浴是在铁制沙盘中装入细沙，将被加热容器下部埋在沙中，用煤气灯或电炉加热沙盘。沙浴温度可达300～400℃。水浴锅加热用烧杯进行水浴加热图4水浴加热方法（三）电加热实验室常用电炉、管式炉、马福炉（见图5）等进行电加热。电炉可代替煤气灯加热容器中的液体，如果电炉是非封闭式的，应在容器和电炉之间垫一块石棉网，以便溶液受热均匀和保护电热丝。管式炉利用电热丝或硅碳棒加热，温度可分别达到950℃和1300℃。炉膛中放一根耐高温的石英玻璃管或瓷管，管中再放入盛有反应物的瓷舟，使反应物在空气或其它气氛中受热。马福炉也是利用电热丝或硅碳棒加热的高温炉，炉膛呈长方体，很容易放入要加热的坩埚或其它耐高温的容器。图5电加热仪器1－电炉；2－管式炉；3－马福炉管式炉和马福炉的温度用温度控制仪连接热电偶来控制，热电偶是将两根不同的金属丝一端焊接在一起制成的，使用时把未焊接的一端连接在毫伏计正负极上，焊接端伸入炉膛内。温度愈高热电偶热电势愈大，由毫伏计指针偏离零点远近指示出温度的高低。