检验装置气密性的步骤

咱们在做化学实验，尤其是那种会产生气体的实验，第一步总是检查装置的气密性。这个步骤要是没做好，后面的实验基本就白费了。气体一漏，你还收集个什么劲儿，反应速率也测不准。所以，这事儿必须得认真对待。

检查气密性的核心原理很简单，就是想办法让密闭装置内外产生一个压强差。要是装置不漏气，这个压强差就能保持一会儿。要是漏气，那内外压强很快就一样了，你就能观察到现象。

最常见的方法，也是我们在中学化学课上最先学到的，就是微热法，也叫手捂法。这个方法专门用在那种带有长导管的简单装置上。

具体步骤是这样的：

第一步，先把装置按照实验要求搭好。比如，一个试管用带导管的橡皮塞塞住，导管的另一头伸进一个装了水的烧杯里。这里有个细节，导管末端一定要浸在水面以下，但又不能碰到烧杯底部，留点空间好观察气泡。

第二步，用手掌紧紧捂住试管的外壁。你的手心是有温度的，这个温度会传递给试管里的空气。空气受热会膨胀，体积变大，导致试管里的压强增大。

第三步，观察现象。如果装置不漏气，你会看到伸入水中的导管口有气泡冒出来。因为里面的空气膨胀了，多出来的气体只能从导管口跑出来。

第四步，确认结果。看到气泡还不能算完。把手松开，试管里的空气会慢慢冷却，体积收缩，压强减小。这时候，烧杯里的水就会被外面的大气压压进导管里，形成一小段水柱。如果你看到了这个水柱，并且它能保持一会儿不下降，那就说明你的装置气密性很好。

这个方法听起来简单，但有几个点特别容易出错。比如，手捂的时间不够长，温度传导得慢，里面的空气还没来得及膨胀，你就没看到气泡，然后误以为装置漏气。所以，手要稳稳地捂住，多给它一点时间。还有就是松手后，一定要等装置冷却下来，水柱才能被吸进去。别心急。

但是，手捂法只适用于比较小的、对温度敏感的装置。如果你的装置比较大，或者是个复杂的组合装置，比如一个带有分液漏斗和烧瓶的组合，光靠手心的温度就不够了。这时候，我们就得用另一种方法：热毛巾法或者酒精灯微热法。

操作和手捂法差不多，只是把热源换了。你可以用热毛巾包住烧瓶，或者用酒精灯在烧瓶底部稍微加热一下。这里要特别小心，千万不能用猛火对着烧瓶烧，只是“微热”。目的是让里面的气体膨胀，而不是让它剧烈反应或者把瓶子烧炸了。同样，观察到导管口有气泡冒出后，移开热源，等待冷却。如果导管内形成一段稳定的水柱，就说明气密性良好。

这种加热法有个前提，就是你的装置里装的药品必须是稳定的，不能一加热就分解或者挥发。要不然你看到的气泡可能是药品分解产生的，而不是空气膨胀的结果，这就完全是误判了。

除了利用热胀冷缩，我们还可以反过来，利用冷却造成压强减小来检查。这个方法叫冷却法。

步骤如下：

第一步，还是先把导管末端伸入水中。

第二步，这次不是加热，而是用冷毛巾或者往烧瓶外壁浇点冷水，让它降温。

第三步，里面的空气遇冷收缩，压强降低。外面的大气压就会把水压进导管，形成一段水柱。

第四步，稍等片刻，如果这段水柱能稳定存在，不下降，那就说明装置不漏气。

这种方法的好处是避免了加热可能带来的药品分解问题，相对更安全一些。

上面说的这些都属于定性观察，看有没有气泡，有没有水柱。但有时候我们需要更精确一点，或者装置实在太复杂，不方便用水，那就要用到压强计，比如U形管压强计。

使用U形管压强计的方法，我们称之为注水法或压强法。

比如一个启普发生器，或者一个带有分液漏斗的反应装置，检查气密性的步骤就不太一样了。

对于带分液漏斗的装置：

第一步，关闭分液漏斗的活塞。

第二步，从分液漏斗的上口往里加水。水会往下流，把烧瓶里的空气压缩。

第三步，观察现象。如果装置不漏气，当水加到一定量后，你会发现分液漏斗里的水不再往下流了。因为下面被压缩的空气产生了一个向上的压力，顶住了上面的水柱。这时候，分液漏斗里会形成一段稳定的水柱。

第四步，等几分钟，如果这段水柱的高度保持不变，就说明装置的气密性是好的。如果水柱慢慢下降，那就说明有地方在漏气。

这个方法很直观，利用了液体自身的重力来产生压强。

对于启普发生器这种更复杂的装置，我们通常会用另一种方式：

第一步，关闭出气导管的活塞。

第二步，从球形漏斗口加水。水会进入发生器底部，然后液面会上升，一直上升到球形漏斗的颈部。

第三步，继续加水，直到球形漏斗里的液面高于发生器内部的液面。

第四步，停止加水，观察。如果这个液面差能保持一段时间不变，就说明启普发生器的气密性是好的。如果液面差慢慢减小，那就是漏气了。

这两种方法都利用了封闭气体被压缩后产生的压强来对抗液体自身的重力，从而判断是否漏气。

有时候，我们还会遇到一些既不能加热，也不方便加水的装置。比如说，装置里有长颈漏斗，它的下端必须插在液面以下，才能形成液封。检查这种装置的气密性，可以用“吹气法”。

步骤是这样的：

第一步，用一个注射器或者洗耳球连接到装置的出气口。

第二步，慢慢地往里打气，增加装置内部的压强。

第三步，观察长颈漏斗里的液面。如果装置不漏气，你会看到漏斗里的液面会上升，比装置内部的液面要高。

第四步，停止打气后，如果这个液面差能够保持稳定，就说明气密性过关。

这个方法的原理和注水法类似，只是产生压强的方式从加水变成了打气。

总结一下，不管用哪种方法，背后的逻辑都是一样的：制造压强差，然后看这个压强差能不能维持住。

实际操作中，最容易出问题的地方就是连接处。比如橡皮管和玻璃管的连接，橡皮塞和容器口的连接。在组装的时候，就要确保这些地方都连接紧密。有时候为了增加密封性，可以在连接处涂一点水或者凡士林，但要确保这些东西不会污染你的药品。

如果检查发现漏气，怎么办？不要慌，一步一步排查。最常见漏气点就是活塞和接口。你可以先检查一下分液漏斗的活塞是不是关紧了，磨砂接口的地方是不是有杂质，导致没有完全贴合。用手把每个连接处都再拧紧、按紧一遍。然后重新检查一次气密性。如果还是漏气，那就得把装置拆开，一个部件一个部件地检查，看看是不是有裂缝或者损坏。

记住，检查装置气密性这个步骤，不能图省事。它就像盖房子打地基，地基不稳，上面的楼盖得再漂亮也没用。实验也是一样，气密性没保证，后面得到的数据和现象都可能是错的，浪费时间还浪费药品。所以，每次实验前，都老老实实地、认认真真地把这个步骤做好。