測定氫氣速率的實驗裝置

A. 如何在實驗室製取氫氣

早在16、17世紀的時候，就有好幾位科學家都發現了氫氣是由金屬和酸反應生成回的一種可答燃性氣體。直到現在，氫氣的實驗室製法仍然選用金屬跟酸反應。

在實驗室，製取氫氣的裝置比較簡單。取4支試管，分別向其中加入鎂條、鋅粒、鐵釘、銅片，然後向試管中加入等量的同種稀硫酸，觀察產生氣體的速率。

在試管中，稀硫酸同時與鎂、鋅、鐵、銅接觸產生的實驗現象分別是：鎂與稀硫酸反應劇烈；鋅與酸反應，產生氫氣的速率較快；鐵與稀硫酸反應很慢；銅與稀硫酸接觸，沒有明顯現象。實驗室製取氣體要求便於操作和收集，而鎂反應速率過快，不方便收集；鐵反應速率過慢，因此選用鋅最為合適。

完整的氣體製取裝置包括發生裝置(即發生反應生成該氣體的裝置)和收集裝置兩部分。氣體發生裝置的確定，要依據反應原理，特別是反應物的狀態和反應條件。實驗室製取氫氣所用的鋅是顆粒狀固體，所用的稀硫酸是液體，常溫下兩種葯品接觸即可發生反應。由此可見，只需用容器將鋅和稀硫酸盛放在一起，並將產生的氫氣通過導管導出即可。因此發生裝置應由反應容器，膠塞玻璃導管三部分構村若反應容器為試管和燒瓶還應用到鐵架台。這種裝置是最簡單的氫氣發生裝置。

B. 氫氣的檢測方法

在空氣中燃燒火焰呈淺藍色，有爆鳴聲，生成物只有水。

氫氣，無色、無味氣體，具有還原性。

氫氣是一種極易燃的氣體，燃點只有574℃，在空氣中的體積分數為4%至75%時都能燃燒。氫氣燃燒的焓變為−286 kJ/mol。

氫氣佔4.1%至74.8%的濃度時與空氣混合，或佔18.3%至59激下易引爆。氫氣的著火點為500 °C。純凈的氫氣與氧氣的混合物燃燒時放出紫外線。

因為氫氣比空氣輕，所以氫氣的火焰傾向於快速上升，故其造成的危害小於碳氫化合物燃燒的危害。氫氣與所有的氧化性元素單質反應。氫氣在常溫下可自發的和氯氣（需要光照）反應 ，氫氣和氟氣在冷暗處混合就可爆炸，生成具有潛在危險性的酸氯化氫或氟化氫。

在帶尖嘴的導管口點燃純凈的氫氣，觀察火焰的顏色。然後在火焰上方罩一個冷而乾燥的燒杯，過一會兒，我們可以看到，純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，產生淡藍色的火焰（氫氣在玻璃導管口燃燒時，火焰常略帶黃色）。用燒杯罩在火焰的上方時，燒杯壁上有水珠生成，接觸燒杯的手能感到發燙。

氫氣在空氣里燃燒，實際上是氫氣跟空氣里的氧氣發生了化合反應，生成了水並放出大量的熱。

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氫氣為一種無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體，和氟氣、氯氣、氧氣、一氧化碳以及空氣混合均有爆炸的危險，其中，氫氣與氟氣的混合物在低溫和黑暗環境就能發生自發性爆炸，與氯氣的混合體積比為1：1時，在光照下也可爆炸。

氫氣由於無色無味，燃燒時火焰是透明的，因此其存在不易被感官發現，在許多情況下向氫氣中加入有臭味的乙硫醇，以便使嗅覺察覺，並可同時賦予火焰以顏色。

氫氣雖無毒，在生理上對人體是惰性的，但若空氣中氫氣含量增高，將引起缺氧性窒息。與所有低溫液體一樣，直接接觸液氫將引起凍傷。液氫外溢並突然大面積蒸發還會造成環境缺氧，並有可能和空氣一起形成爆炸混合物，引發燃燒爆炸事故。

與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即會發生爆炸。氣體比空氣輕，在室內使用和儲存時，漏氣上升滯留屋頂不易排出，遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。

氫氣因為是易燃壓縮氣體，故應儲存於陰涼、通風的倉間內。倉內溫度不宜超過30℃。遠離火種、熱源。防止陽光直射。應與氧氣、壓縮空氣、鹵素（氟氣、氯氣、溴）、氧化劑等分開存放。切忌混儲混運。

儲存間內的照明、通風等設施應採用防爆型，開關設在倉外，配備相應品種和數量的消防器材。禁止使用易產生火花的機械設備工具。驗收時要注意品名，注意驗瓶日期，先進倉的先發用。搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。