一种测试固相反应进程装置的制作方法

本实用新型涉及实验器具技术领域，具体涉及一种测试固相反应进程装置。

背景技术：

固相反应是固体直接参与反应并起化学变化，同时至少在固体内部或外部的一个过程中起控制作用的反应。固相反应一般采用热重分析法测试温度与质量之间的关系，通过物系质量随着温度或时间的变化来揭示或间接揭示固体物系反应的机理或反应动力学规律，所需要热重分析仪等大型设备以完成实验。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于，解决现有技术的不足，提供一种测试固相反应进程装置，用以解决现有技术中需大型设备揭示固体物系反应的机理或反应动力学规律的问题，本实用新型结构简单，能够对固相反应生成的气体体积和相应温度进行进行可控测试，较为方便的计算测试温度下固相反应的转化率以及固相反应进行的温度。

本实用新型采用以下技术手段解决上述技术问题：

一种测试固相反应进程装置，包括加热炉、反应管、泄压管、测量系统、固定件；

所述加热炉为上端开口、下端封闭的空心炉体；

所述反应管一端为开口端、另一端为封闭端，所述反应管封闭端与所述加热炉内底部接触；

所述泄压管一端为上端、另一端为下端，所述泄压管下端与所述反应管开口端连接；

所述测量系统包括刻度管、玻璃管、分液漏斗，所述刻度管一端为上端、另一端为下端，所述玻璃管一端为上端、另一端为下端；所述刻度管上端与所述泄压管上端通过第一塑料管连接，所述玻璃管下端与刻度管下端通过第二塑料管连接，所述玻璃管上端与所述分液漏斗的出液口连接；

所述固定件包括铁架台、第一固定器、第二固定器，所述第一固定器与所述第二固定器结构相同；所述铁架台包括底座和铁杆，所述铁杆连接于所述底座中部；所述第一固定器一端与所述刻度管连接，所述第一固定器另一端与靠近底座的铁杆一端连接；所述第二固定器一端与所述玻璃管连接，所述第二固定器另一端与远离底座的铁杆一端连接。

工作原理：

反应管中的固体通过加热炉加热，固体受热产生气体，气体通过泄压管进入测量系统内，刻度管和玻璃管中均注入液体，随着气体体积增加，气体挤压液体从刻度管向玻璃管移动，可实时测量生成气体体积，打开分液漏斗分液口，液体可从玻璃管进入分液漏斗内，从而收集排出的液体。

有益效果：

当固相反应进程装置内气压较大时，气体可从泄压管中的支管排出，预防反应事故的发生；固体受热产生的气体挤压刻度管内的液体，实时读出刻度管上的刻度，方便快捷；分液漏斗用以收集刻度管排出的液体。

优选地，所述刻度管外壁设有刻度线，所述刻度线中的刻数由刻度管上端由上至下依次增加。

优选地，所述第一固定器包括上套圈、下套圈、连杆、第一套环、第二套环、螺杆、螺帽。

优选地，所述上套圈与所述下套圈胶粘连接，所述连杆一端与所述下套圈焊接连接，所述连杆另一端与所述第一套环中部焊接连接；

所述第一套环一端为固定端、另一端为自由端，所述第二套环一端为固定端、另一端为自由端；所述第一套环固定端与所述第二套环固定端合页连接，所述第二套环自由端可沿着所述第二套环固定端左右移动，所述第一套环自由端与所述第二套环自由端接触时，所述第一套环与所述第二套环构成的形状呈圆环状；

所述第一套环自由端上设有第一铁片，所述第一铁片上设有第一圆孔；所述第二套环自由端上设有第二铁片，所述第二铁片上设有第二圆孔；所述螺杆的杆部依次穿过所述第一圆孔、所述第二圆孔，所述螺杆的头部与所述第一圆孔接触，所述螺帽从所述螺杆穿出所述第二圆孔的杆部一端旋入，所述螺帽与所述第二圆孔接触。

优选地，所述刻度管下端依次穿过所述第一固定器的上套圈、下套圈，所述第一固定器的第一套环内环壁、第二套环内环壁均与靠近底座的铁杆的自由端接触，第一套环的自由端与第二套环的自由端接触，所述刻度管下端依次穿过所述第一固定器的上套圈、下套圈，所述第一固定器的第一套环、第二套环均与所述铁杆接触。

工作原理：

第一固定器固定刻度管，第二固定器固定玻璃管，防止刻度管、玻璃管发生倾斜，引起测量失误；第一固定器上的上套圈、下套圈可防止刻度管在固定过程中发生磨损，螺杆、螺帽依次穿过第一圆孔、第二圆孔，以此固定第一套环、第二套环，防止第一固定器出现偏移，第二固定器固定原理与第一固定器固定原理相同。

有益效果：

第一固定器上的上套圈、下套圈固定刻度管，第一套环、第二套环固定铁杆，第二固定器上的上套圈、下套圈固定玻璃管，第二固定器上的第一套环、第二套环固定铁杆，防止刻度管、玻璃管发生倾斜，引起测量误差。

优选的，所述刻度管内设有圆槽片、隔板；所述圆槽片设有第二通孔，所述圆槽片直径与所述刻度管内径相同，所述圆槽片固定焊接于所述刻度管上端端部；所述隔板为一端开口、一端封闭的槽状圆板，所述隔板外径与所述刻度管内径相同；所述隔板安放于所述刻度管内底部。

工作原理：

隔板隔离液体与气体接触，圆槽片设有刻度管上端端部。

有益效果：

隔板可防止液体与可溶性气体接触，避免造成气体体积测量不准确；本实施例的固相装置若在操作过程中发生失误，出现倒吸现象，圆槽片可避免隔板、液体通过第一塑料管倒吸进入泄压管、反应管内，引起爆炸，保证了实验操作的安全性。

优选地，所述加热炉上方设有盖片，所述盖片为中部开有通孔的圆片。

工作原理：

盖片遮盖加热炉上的通孔。

有益效果：

盖片防止加热炉中产生的热量散失。

本实用新型的工作原理：

反应管中的固体通过加热炉加热，固体受热产生气体，气体通过泄压管进入测量系统内，刻度管和玻璃管中均注入液体，随着气体体积增加，气体挤压液体从刻度管向玻璃管移动，可实时测量生成气体体积，打开分液漏斗分液口，液体可从玻璃管进入分液漏斗内，从而收集排出的液体。

第一固定器固定刻度管，第二固定器固定玻璃管，防止刻度管、玻璃管发生倾斜，引起测量失误；第一固定器上的上套圈、下套圈可防止刻度管在固定过程中发生磨损，螺杆、螺帽依次穿过第一圆孔、第二圆孔，以此固定第一套环、第二套环，防止第一固定器出现偏移，第二固定器固定原理与第一固定器固定原理相同。

隔板隔离液体与气体接触，圆槽片设有刻度管上端端部。

盖片遮盖加热炉上的通孔。

附图说明

图1是本实施例1中测试固相反应进程装置的结构示意图；

图2是本实施例1中测试固相反应进程装置的第一固定器的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4是本实施例2中测试固相反应进程装置的结构示意图；

图5是本实施例2中a部位的局部放大图；

图6是本实施例3中测试固相反应进程装置的结构示意图。

图中：1、加热炉，11、盖片；2、反应管；3、泄压管；4、测量装置，41、刻度管，411、圆槽片，412、隔板，42、玻璃管，43、分液漏斗；5、固定件，51、铁架台，511、底座，512、铁杆，52、第一固定器，521、上套圈，522、下套圈，523、连杆，524、第一套环，5241、第一铁片，525、第二套环，5251、第二铁片，526、螺杆，527、螺帽。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

请参阅图1，本实施例公开了一种测试固相反应进程装置，包括加热炉1、反应管2、泄压管3、测量系统4、固定件5。

加热炉1加热反应管2中的固体，固体受热生成的气体通过泄压管3进入测量系统4内测量气体体积，固定件5固定测量系统4。

加热炉1为上端开口、下端封闭的竖直式加热炉。

反应管2为一端开口、一端封闭的石英玻璃管，反应管2封闭端呈球状。反应管2封闭端与加热炉1内底部接触。

泄压管3为带有支管的玻璃管，支管上设有旋塞阀，当反应管2中气压较大时，打开旋塞阀，气体可从支管口泄出，预防反应事故的发生。泄压管3一端为上端、另一端为下端；泄压管3下端与反应管2开口端连接。

测量系统4包括刻度管41、玻璃管42、分液漏斗43。刻度管41为上下贯通的玻璃管，刻度管41一端为上端、另一端为下端。刻度管41管外壁设有刻度线，刻度线的刻数从刻度管41上端由上至下依次增加。

刻度管41上端与泄压管3上端通过第一塑料管连接，第一塑料管为硬质塑料管，玻璃管42一端为上端、另一端为下端；玻璃管42下端与刻度管41下端通过第二塑料管连接；玻璃管42上端与分液漏斗43的出液口连接。

固定件5包括铁架台51、第一固定器52、第二固定器53，铁架台51呈倒t状，铁架台51包括底座511和铁杆512，底座511为长方形铁板，铁杆512呈圆柱状。铁杆512一端为自由端、另一端为固定端，铁杆512的固定端焊接于底座511的中心处。

本实用新型的第一固定器52、第二固定器53结构相同，本实施例以第一固定器52的结构为对象进行介绍，第二固定器53的结构均参照第一固定器52的结构。

请参阅图2和图3，第一固定器52包括上套圈521、下套圈522、连杆523、第一套环524、第二套环525、螺杆526、螺帽527。上套圈521为上下贯通的塑料管；下套圈522为上下贯通的铁管；连杆523为条状钢条；上套圈521的外径与下套圈522的外径相同，上套圈522的内径与下套圈523的内径相同，上套圈522的厚度大于下套圈521的厚度，上套圈521与下套圈522胶粘连接；连杆523一端与下套圈522焊接连接，连杆523另一端与第一套环524中部焊接连接。

第一套环524、第二套环525均为半圆形钢条，第一套环524一端为固定端、另一端为自由端，第二套环525一端为固定端、另一端为自由端；第一套环524固定端与第二套环525固定端合页连接，第二套环525自由端可沿着第二套环525的固定端左右移动，第一套环524自由端与第二套环525自由端接触时，第一套环524与第二套环525构成的形状呈圆环状。第一套环524自由端上设有第一铁片5241，第一铁片上设有第一圆孔；第二套环525自由端上设有第二铁片5251，第二铁片上设有第二圆孔；第一圆孔孔径与第二圆孔孔径相同。

刻度管41下端依次穿过第一固定器52的上套圈521、下套圈522，第一固定器52的第一套环524内环壁、第二套环525内环壁均与靠近底座511的铁杆512的自由端接触，第一套环524的自由端与第二套环525的自由端接触，螺杆526的杆部依次穿过第一圆孔、第二圆孔，螺杆526的头部与第一圆孔接触，螺帽527从穿出第二圆孔的螺杆526杆部一端旋入，且螺帽526与第二圆孔接触。

相同的，玻璃管42下端依次穿过第二固定器53的上套圈、下套圈，第二固定器53的第一套环内环壁、第二套环内环壁均与远离底座511的铁杆512的自由端接触，第二固定器中第一套环的自由端与第二固定器中第二套环的自由端接触，第二固定器螺杆的杆部依次穿过第一圆孔、第二圆孔，第二固定器的螺杆的头部与第一圆孔接触，第二固定器中的螺帽从螺杆穿出第二圆孔的杆部一端旋入，螺帽与第二圆孔接触。

本实施例的工作原理：

本实施例中的固体以sio2和na2co3为反应原料进行说明。

将一定量的sio2粉末和na2co3粉末放入反应管2底部，将各部件依次连接，分液漏斗43中倒入酸性甲基橙溶液，保持酸性甲基橙溶液处于刻度管41的零刻度线处，且刻度管41液面与玻璃管42液面相平。对加热炉1加热，反应管2中的sio2和na2co3受热生成co2，co2密度大于空气，随着co2的生成，反应管2、泄压管3、刻度管41上端中的空气向刻度管41下端移动，随着co2的进一步生成，此时反应管2、泄压管3、刻度管41内为co2和空气的混合气体，随着刻度管41中酸性甲基橙溶液液面降低，其液面降低高度即为此时生成co2体积，酸性甲基橙溶液可防止co2溶于其内，加热炉1为竖直式加热炉，可实时读出温度。打开分液漏斗43分液口，酸性甲基橙溶液从玻璃管42进入分液漏斗43内，从而收集排出的酸性甲基橙溶液；第一固定器51固定刻度管41，第二固定器52固定玻璃管42，防止刻度管41、玻璃管42发生倾斜，引起测量失误，第一固定器51上的上套圈521、下套圈522可防止刻度管41在固定过程中发生磨损，螺杆、螺帽依次穿过第一圆孔、第二圆孔，以此固定第一套环524、第二套环525，防止第一固定器51出现偏移，第二固定器52固定原理与第一固定器51固定原理相同。

本实施例中的显色液体可根据反应物料受热生成气体的理化特性进行相应选择。

本实施例的有益效果：

当固相反应进程装置内气压较大时，气体可从泄压管3中的支管排出，预防反应事故的发生；sio2和na2co3受热生成co2，随着co2气体体积的增加，co2挤压酸性甲基橙溶液向刻度管41下端移动，此时酸性甲基橙溶液液面下降，其液面下降高度即为生成的co2体积，实时读出刻度管41上的刻度，方便快捷；分液漏斗43用以收集刻度管41排出的酸性甲基橙溶液；第一固定器52从靠近底座511的铁杆512的自由端固定刻度管41，第二固定器53从远离底座511的铁杆512的自由端固定玻璃管42，防止刻度管41、玻璃管42发生倾斜，引起测量误差。

实施例2

请参阅图4和图5，与实施例1的区别在于，本实施例还包括圆槽片、隔板。

刻度管41内设有圆槽片411、隔板412；圆槽片411设有第二通孔，圆槽片411直径与刻度管41内径相同，圆槽片411固定胶粘连接于刻度管41上端端部；隔板412为一端开口、一端封闭的槽状塑料板，隔板412外径与刻度管41内径相同；隔板412安放于刻度管41内底部，当刻度管41内填充有显色液体时，隔板412处于显色液体正上方，显色液体处于刻度管41零刻度线处。

本实施例的工作原理：

隔板412隔离液体与生成的气体接触，圆槽片411设有刻度管41上端端部。

本实施例的有益效果：

隔板412可防止液体与可溶性气体接触，避免造成气体体积测量不准确；本实施例的固相装置若在操作过程中发生失误，出现倒吸现象，圆槽片411可避免隔板412、液体通过塑料管倒吸进入泄压管3、反应管2内，引起爆炸，保证了实验操作的安全性。

实施例3

请参阅图6，与实施例2的区别在于，本实施例还包括盖片。

盖片11为中部开有通孔的圆片，盖片11的通孔孔径大于或者等于反应管1的孔径，盖片11安放于加热炉1上方。

本实施例的工作原理：

盖片11遮盖加热炉1上的通孔。

本实施例的有益效果：

盖片11防止加热炉1中产生的热量散失。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。