[实用新型]甲烷和氯气取代反应装置

说明书

技术领域

本实用新型属于化学方法或设备技术领域，具体涉及到一种甲烷和氯气取代反应装置。

背景技术

目前中学化学实验中常用的甲烷和氯气取代反应装置是利用量筒和水槽，使用时先把量筒中灌满水，倒置在水槽中再通入甲烷排出部分水，再通入氯气排出剩余部分水，具体排出水的量根据需要甲烷和氯气的量来确定，然后再阳光下反应，待到一定时间后，反应终止。但是该反应装置在使用过程中存在的主要有以下问题：装置比较笨重，对于教师上课携带带来不便，且不易随时移动观察实验现象；试剂消耗量大，该装置中有用到水槽，需要的饱和食盐水量大，相对于主反应浪费严重，反应一经发生，所有食盐水全被污染；该反应装置为半开放系统，环保效果较差，若需进行重复试验易造成氯气外泄，造成环境污染；该装置的使用对熟练度要求比较高，很容易引起空气进入，影响实验效果；该甲烷和氯气取代反应在普通环境下反应速率比较慢，在课堂较短时间内很难出现所要是实验效果，影响课堂教学；在具体操作过程中，为使倒置的试管充满饱和食盐溶液，手要接触溶液，再取用其他仪器极易出现盐析和污染。

为解决上述问题，很多人也对该装置进行了改造，利用U型管作反应器，再管内注入饱和食盐水，再用注射器注入体积比为1:4的CH4和Cl2，在节能灯的照射下进行反应。但是该反应装置在使用过程中存在的主要有以下问题：该反应装置同样比较繁琐，器具太多，装配和拆卸不方便；该装置消耗的饱和食盐水较多，造成浪费。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述氯代反应装置的缺点，提供一种结构紧凑、操作简单、携带方便、环保的甲烷和氯气取代反应装置及方法。

解决上述技术所采用的技术方案是：甲烷和氯气取代反应装置包括甲烷气体发生装置通过管道与取代反应发生装置相连，取代反应发生装置通过管道与回流装置相连，其特征在于：所述的取代反应发生装置为铁架台上设置有氯代装置，氯代装置为大试管的上端开口处设置有橡胶塞，橡胶塞上插有注射器，大试管的上端中部设置有隔板将大试管分为上腔体和下腔体，大试管的左侧设置有左支管，左支管与上腔体和下腔体相联通，左支管上设置有左三通阀，大试管的右侧设置有右支管，右支管与上腔体和下腔体相联通且右支管的下端伸入大试管的底部，右支管上设置有右三通阀，大试管和左支管以及右支管连为一体。

本实用新型的隔板与大试管口之间的距离是大试管总长度的1/6。

本实用新型的左支管的上端口高于右支管的上端口。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型集氯气制备与氯代反应为一体的装置，结构紧凑、轻巧便于移动携带，封闭环保，杜绝了空气混入的问题，避免了气液外溢；可按需要提高反应速率，适应课堂教学要求；实验操作的具体过程简单、方便，直观，安全，绿色化，实验药品用量少，装置小型化，有利于开展学生为主体的实验探究活动，有利于提高学生的动手实践和创新能力，易在普通中学推广。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中氯代装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于下述的实施方式。

在图1中，本实施例的甲烷和氯气取代反应装置由第一大试管1、酒精灯2、木块3、第一铁架台4、第一橡胶塞5、第一硬质短管6、第一橡胶管7、第二铁架台8、氯代装置9、第二橡胶管10、烧杯11连接构成。

第一铁架台4的台面上放置有木块3，木块3上放置有酒精灯2，第一铁架台4的立柱上夹持有第一大试管1，大试管口塞有第一橡胶塞5，第一橡胶塞5的中部设置有第一硬质短管6，第一大试管1、酒精灯2、木块3、第一铁架台4、第一橡胶塞5、第一硬质短管6构成甲烷气体发生装置，位于第一铁架台4的一侧设置有第二铁架台8，第二铁架台8上夹持有氯代装置9，氯代装置9通过第一橡胶管7与第一硬质短管6相连，氯代装置9上连接有第二橡胶管10，第二橡胶管10的末端伸入到烧杯11内。