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手套箱用于涉及什么的实验

发布时间: 2025-03-25 21:54:26

Ⅰ 太空实验的手套箱有哪些用途

1.空进行科学实验,不能只依靠机器人和采用地面遥控的方法来完成,很多实验是要航天员亲自作为被试者或者操作人员来完成的,航天员在进行太空实验时需要一些实验设备,其中应用最广泛、最重要的是手套箱。

2.地面上进行科学研究的人来说,手套箱并不是一种陌生的设备,它是一种双手可在里面进行操作的密封铝盒。最初,这种设备是在医学研究中使用的,是医学研究人员在进行实验时用来防止病毒感染自己的用具。之后,它的品种越来越多,用途也越来越广,广泛适用于军工、航空、核工、医疗等领域。

3.空进行实验为什么要用手套箱呢?这是因为航天员的太空实验是在一种微重力环境下进行的,这种环境带来很多问题。设想一下,如果在太空进行液体实验,这些液体绝不会像在地面那样老老实实地待在实验容器里,稍碰它们一下,它们就会从容器里“逃”出来,在空中乱跑乱窜,弄得满屋子都是液滴,影响了航天员的呼吸,更可怕的是如果这些液滴中含有危害人体的细菌或微生物,首当其冲的被害者将是航天员。同时,一些液体还会躲到设备里,慢慢地腐蚀设备,这犹如埋下了一颗定时炸弹,不知道什么时候就会“爆炸”。又如,在进行气体或产生烟雾的实验时,航天员不能像在地面那样随便打开靠近他们的窗口,让新鲜空气流进来。航天器的座舱是一个密闭系统,如果打开舱口,破坏了座舱的密闭性,航天员马上暴露到太空的真空环境下,后果不堪设想。总之,太空实验时产生的漂浮污染物会危及船员和航天器本身,科学家的首要任务是解决这些问题,而不是让航天员离开空间站,于是科学家就想到将手套箱搬上天。

4.套箱进行太空实验还有另一个原因。太空中进行的很多实验都需要在密闭环境下进行,如果每个实验都研制各自所需的密闭系统,可以想象一下,那要花费多少研制和发射设备的费用呀!即使研制出来,航天飞机或空间站上也放不下。手套箱的用途是非常广的,使用一个手套箱就可以进行各种医学、生物学、物理学、材料学等实验。这样,科学家在设计不同太空实验时,就不必再研制自己实验的密闭系统和动力系统,使用航天器中的共用手套箱就可以了。同时,所得的实验数据可以通过连接到手套箱的航天器数据系统下传。这样,一项太空实验的花费就会大大降低。

5.科学研究领域中,空间站的手套箱就像一个刚出炉的“热饽饽”,受到各国科学家的青睐,很多国家和研究所的科学家们纷纷提出申请,想在上面进行实验。目前,国际空间站的手套箱将进行五个微重力领域的研究:生物技术、燃烧科学、流体物理学、基础物理学和材料科学。手套箱今后的应用前途是光明的,例如可以进行铁磁流体的研究,这些流体可作为外科医生的“纳米佣工”,在人体内通过加热来消灭肿瘤;可以进行各种材料科学的研究,为火星探险提供新材料;进行精确的晶体凝固过程实验,为新一代高性能半导体的产生铺平道路。总之,太空实验将解决很多人们未知的问题,这些结果的获得也要归功于手套箱。

Ⅱ Schlenk技术及无水无氧操作中物料的转移

Schlenk线,"希莱克技术",以双排管操作技术为特点,用于提供惰性环境及真空条件,主要由玻璃仪器组成,对实验玻璃器材的密封性要求较高。活塞使用聚四氟乙烯高真空式活塞,接头采用O环接口等。

Schlenk线的主干为玻璃管,一般有两根,一根用于提供真空条件,另一根提供惰性条件。装置下端连接反应烧瓶等。

在无水无氧条件下进行回流、蒸馏和过滤等操作时,Schlenk仪器应用起来较为方便。Schlenk仪器是专为便于抽真空、充惰性气体而设计的普通玻璃仪器或装置,瓶上的活塞支管用于抽真空或充放惰性气体,确保反应体系处于无水无氧状态。

Schlenk操作技术涉及真空和惰性气体的切换,主要用于保护对空气和潮气敏感的反应。通常使用双排管方式实现,即惰性气体线和真空线通过特殊活塞切换。

在无水无氧操作中,化学实验中经常遇到对水汽和空气敏感的化合物或体系。实验室通常通过以下方式达到无水无氧目的:

1. 直接通入气体保护:适用于一般化学体系,非对空气和水汽敏感者,是最常见且方便的保护方式。保护气体可选择普通N2,或稍贵的高纯氮气或氩气。通过装有浓H2SO4的洗气瓶或装有合适干燥剂的干燥塔后使用效果更佳。

2. 手套箱:适用于需要进行较复杂操作的体系。使用有机玻璃粘合的手套箱,放入干燥剂进行无水操作,通入惰性气体置换空气后进行无氧操作。但其结构不耐压,可能导致置换不完全和惰气浪费。严格无水无氧手套箱采用金属制成,操作室带有惰性气体进出口管、气密性手套及玻璃窗,通过抽真空和充惰性气体反复三次,确保操作箱中空气完全被惰性气体置换。

无水无氧条件下的实验操作包括反应、蒸馏和液体转移等步骤。具体操作如下:

1. 反应:使用Schlenk仪器或带活塞的耐压仪器,电磁搅拌以更好地密封。尽量避免使用橡皮管,管壁较厚者为佳。所有仪器使用前需干燥,使用标准口的翻口胶塞塞住。抽真空后充N2,重复三次,视系统为无水无氧状态。加入反应物时应在连续通惰气下进行。固体可先抽真空再加入,液体尤其是低沸点液体需在抽真空、充N2后用注射器隔膜加入。反应过程中反应瓶内需通入少量惰气,气体液封以防止外界空气进入。

2. 蒸馏:具体步骤略。

3. 液体转移:采用双针法的注射针技术。将洗净烘干的注射器装好,吸入和挤出氮气进行清洗。吸取或注入液体时,针头保持在液面上,利用液面上的压力进行转移。当注入液体导致瓶内压力增大时,可通过液封处排出气体。

无水无氧操作中,固体转移方法包括快速添加或过滤。过滤时,使用大孔双头针和橡皮隔膜玻璃漏斗,通过氮气正压力进行过滤。过滤室(带有磨口和支管的砂心漏斗)插入接收瓶,利用双尖针管法将液体转移至过滤室中。操作前需抽真空、注入氮气,并通过干冰浴冷却接收瓶。过滤时,仅在接收瓶中抽轻微真空,以避免堵塞过滤器。

Ⅲ schlenk操作是什么意思

无水无氧操作

在化学实验中,经常会遇到一些对水汽和/或空气(其中含氧气和水汽)敏感的化合物或体系。在这种情况下,需要在无水无氧条件下进行实验。根据具体要求,实验室一般通过以下途径来达到目的。

1.直接向反应体系中通入气体保护:对于一般的化学体系,不是对空气和水汽很敏感者,这是最常见最方便的保护方式。保护气体可以是普通N2,或是稍贵的高纯N2或Ar气。让保护气体通过一装有浓H2SO4的洗气瓶或装有合适干燥剂的干燥塔后使用效果会更好。

2.手套箱:对于需要称量、研磨、转移、过滤等较复杂操作的体系,在一充满保护气体的手套箱中操作是方便的,一般情况下是用一有机玻璃粘合的手套箱(见图1),在其中放入干燥剂即可进行无水操作,通入惰性气体置换其中的空气后则可进行无氧操作。但由于其结构不耐压,不能通过抽气进行置换其中的空气导致置换不完全和惰气的大量浪费。

严格无水无氧的手套箱是用金属制成的。操作室带有惰气进出口管、一双气密性好的氯丁橡胶手套及玻璃窗的气密性极好的空间。通过抽真空和充惰性气体反复三次,可保证操作箱中的空气完全为惰性气体所置换。

3.Schlenk技术:对于无水无氧条件下的回流、蒸馏和过滤等操作,应用Schlenk仪器比较方便。 所谓Schlenk仪器是为便于抽真空、充惰性气体而设计的带活塞支管的普通玻璃仪器或装置,如图3中各个瓶子都属于Schlenk仪器,瓶上的活塞支管用来抽真空或充放惰性气体,保证反应体系能达到无水无氧状态。

在许多时候,市售的惰性气体达不到实验所需的要求。在这种情况下,需对惰性气体进一步处理以脱水除氧。实验室多采用图2示的装置提供高纯的惰性气体。其中柱3的活性铜用以除氧,柱外需缠绕电阻丝或加热带,在180-200℃使用。柱7的钠-钾合金可进一步将惰性气体中O2降至1ppm以下,同时可除去水分。柱8的4A分子筛、柱4的钯-A分子筛用以除水。在对无水无氧要求不是极高的情况下,系统中的4、5、7装置可以省去。双路管9上的数个支管与反应体系相连,支管上的三通旋塞可使反应体系分别与真空系统或惰性气系统相连,转动旋塞可切换抽真空或充放惰气。

无水无氧条件下的实验操作:

1.反应。反应器可选用Schlenk仪器或接有活塞的普通耐压仪器,搅拌宜选用电磁搅拌,以便更好地密封。尽量少用橡皮管,必须用的话以管壁厚者为佳。所有仪器使用前需认真干燥好,并且用标准口的翻口胶塞塞住(如无标准口的这种胶塞也可用类似葡萄糖注射液的瓶塞代替),然后抽真空充N2。如此反复三次,即可视系统为无水无氧状态。将反应物加入反应瓶或调换仪器时,都应在连续通惰气情况下进行。固体也可在抽真空前加入,但液体尤其是低沸点液体必须在抽真空,充N2气后用注射器经胶塞隔膜加入,以防液体被抽入真空系统。反应过程中,反应瓶内必须有少量惰气通入,气体出口液封,防止外界空气进入。

2.过滤。可用如图3所示装置,用惰性气体压滤或真空抽滤均可。

3.液体的转移。一般应用双针法的注射针技术。在装有胶塞的瓶口,插入一根通N2气的短注射针头至液面以上,再经胶塞插入一支带注射针头的注射器吸取或注入液体。当注入液体使瓶内压力增大时,气体可从通惰气装置上的液封处排出。

限于篇幅,有关对空气敏感化合物的鉴定操作可参阅有关文献。