[实用新型]新型水电解器

说明书

本实用新型是关于水电解这一实验的一种新型装置。

目前化学实验中水电解这一实验所用的装置较好的仅只一种，即由人民教育出版社中学化学编写室编写的，由人民教育出版社1982年2月出版的《初级中学课本、全一册、化学》第二章第一节介绍的由美国化学家霍夫曼（R  Hoffmann）发明的霍夫曼水电解器，一些高等化学书籍中介绍的情况表明国内外水电解这一实验都是采用这一水电解器。它是由稳压电源或蓄电池与霍夫曼水电解器组成，而霍夫曼水电解器又是由长约400毫米，直径约15毫米上端分别带有玻璃活塞及尖嘴玻璃管和下端50毫米处接带有颈长约420毫米球形漏斗的连通管组成的“山”字形玻璃管，连通管长约60毫米，直径约为10毫米。该装置所选用的电极材料是石墨或铜等金属。另外象由汪成范教授著，由湖北教育出版社出版的《中学化学实验原理和技术》等等高等教科书中除介绍了霍夫曼水电解器外，还依照其原理介绍了由带支管的“U”形管制成的简易水电解装置。通过长期的教学实践证明水电解的装置不论是霍夫曼水电解器还是一些简易装置都表现出了下列不足之处：一是电解速度极慢，每次实验至少需要10～15分钟，不利于节省课堂有限的时间，尤其不适合教师在课堂上做演示实验。二是电解后产生的氢气和氧气体积比误差较大。三是对氢气和氧气进行检验实验时现象不明显。四是实验时必须配以造价较高的稳压电源或蓄电池，不但造成装置的冗肿和操作的繁锁，而且造价较高。造成上述的主要原因有：一、采用霍夫曼水电解器，必须配以稳压电源或蓄电池以提供低压直流电。二、选用的电极材料是石墨或铜等金属，这些材料均容易产生电极氧化。三、带球形漏斗的“山”字形玻璃管的两主管间的连通管连接的位置太高，在连通管管口处的电极上析出的气体部分会沿连通管进入球形漏斗散逸。四、两主管上端均是尖嘴管是造成检验氧气、氢气时现象不明显的主要原因。

本实用新型的目的是提供一种操作简单、造价特低的新型的水电解器，它不但能克服电解速度慢、产生的氢气和氧气体积比误差较大之不足，而且能克服检验氢气、氧气时现象不明显之不足，还能省去现有装置中必须配用造价较高的稳压电源或蓄电池，简化了实验时的操作步骤，直接选用220伏交流电作电源。

采用的第一个技术措施是：由一个具有一定参数的整流电子元件按一定方式与电解器中的正、负两电极之一相连组成一个交直流变换装置。该电路由交流电源、整流电子元件，正、负电极及滴加了一定浓度的一定量的一定的电解质溶液的水作为负载的电解液组成。整流电子元件将正、负交变的电压变换成单向脉动的电压。单向流动的半波电流就有了直流的成分，这就将交流电变换成了直流电。此时在整个周期内电压的平均值为交流电源电压有效值的0.45倍，电流为交流电源电压有效值的0.45倍比作为负载的电解液的电阻。

采用的第二个技术措施是：选用一种由铅等不同的金属按一定的质量比组成的特殊合金为电极材料，做成两个一定的具有相同面积的具有一种特殊形状的电极，并将电极的有效部分固定在连通管管口以上的位置。

采用的第三个技术措施是：将霍夫曼电解器的“山”字形玻璃管中两主管间的连通管的位置降低至距主管下端管口10毫米左右的地方，从而相对的抬高了电极的高度，并在两主管的上端分别增装特定长度特定直径的玻璃管和带尖嘴的“Z”字形玻璃管。