一种离子交换膜法电化学演示仪制造技术

本发明专利技术公开了一种离子交换膜法电化学演示仪，包括相互连通的阳极室(1)和阴极室(2)，连通二者的第三通道(14)内可拆卸安装有离子交换膜，所述阳极室(1)、所述阴极室(2)上分别设有阳极接线管(11)、阴极接线管(21)；所述阳极室(1)和/或所述阴极室(2)的顶部设有注液管(12)和排气管(13)。采用这种结构，能够保证实验过程中电极的电阻始终保持不变，相比现有技术的演示仪，大大增强了电解饱和食盐水的效率和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学
，尤其涉及一种离子交换膜法电化学演示仪。
技术介绍
电解实验和原电池实验是化学实验教学中经常要演示的实验。原电池是把化学能转变为电能的装置，它的工作原理是将自发进行的氧化、还原两反应分割在负、正两级同时进行，电子从负极定向流入正极，阴离子在电解质溶液中移动向负极，阳离子在电解质溶液中移向正极，从而形成闭合回路，产生电流。电解池是把电能转变为化学能的装置，它的工作原理是电解质在溶液中或熔融状态下电离出自由移动的离子，通电时，在电场作用下，自由移动的离子发生定向运动-阳离子移向阴极，在阴极得到电子发生还原反应；阴离子移向阳极，在阳极失去电子发生氧化反应，从而形成闭合回路，电流促使了氧化还原反应的发生。现有技术中，专利号为200720156750.3的中国专利公开了一种离子交换膜法电解饱和食盐水演示仪，如图1和图2所示，图1为现有技术中离子交换膜法电解饱和食盐水演示仪的结构示意图；图2为图1的主视图；该演示仪包括透明反应槽1'，离子交换膜5' 卡接于透明反应槽1'的左凹槽2'、右凹槽3'和下凹槽4'中，透明反应槽1'上方设有活动盖板6'，活动盖板6'上接有正极接线柱7'和负极接线柱9'，正极接线柱7'通过导线与阳极电极排8'相连，负极接线管9'通过导向与阴极电极排10'相连，并且活动盖板6'上还设有氢气检验器11'和氯气检验器12'。详细结构请参考专利原文，这里不再赘述。采用这种结构，向透明反应槽中倒入饱和食盐水，在离子交换膜的作用下，阴极发生如下反应2(H+)+& = H2丨，阳极发生如下反应2(Cl-)-& = C12丨，总反应为 2NaCl+2H20 =(通电)=2Na0H+H2丨+C12丨。经氢气检验其和氯气检验器检验，能够检测到阴极和阳极分别产生了氢气和氯气。由此可见，上述结构的电解演示仪能够完成电解饱和食盐水的演示仪，但是在实验的过程中，由于食盐水不断反应、不断减少，使得食盐水的液面逐渐降低，因此阴电极排和阳电极排不能在整个反应的过程中都浸入溶液中，导致整个装置的电阻会发生变化，影响了电解效率。有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有技术中的电解演示仪做进一步优化设计，使得整个反应过程中，阴阳电极始终浸在溶液中，保证整个装置的电阻保持不变，提高电解实验的效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为提供一种离子交换膜法演示仪，该演示仪能够保持电极在整个实验过程始终浸在溶液中，保证整个装置的电阻保持不变，提高离子交换膜法演示仪的实验效率。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种离子交换膜法电化学演示仪，包括相互连通的阳极室和阴极室，连通二者的第三通道内可拆卸地设置有离子交换膜，所述阳极室、所述阴极室上分别设有阳极接线管、阴极接线管；所述阳极室和/或所述阴极室还设有注液管和排气管。优选地，所述阳极室和所述阴极室均为独立设置的箱型结构，且二者的内侧均设有向内延伸的所述第三通道，所述第三通道的内侧设有端盖，所述阳极室的端盖、所述阴极室的端盖二者之一的内周壁设有用于安装所述离子交换膜的凹槽，二者中的另一者设有与所述凹槽相配合的凸块；且所述阳极室和所述阴极室通过设于所述端盖上的螺栓组件或者螺丝扣可拆卸连接。优选地，所述阳极室和所述阴极室上还设有检测实验生成的气体体积的刻度。优选地，还包括内、外两侧分别与所述阳极室、所述阴极室连通的中间室，所述阳极室与所述中间室的第一通道内、所述阴极室与所述中间室的第二通道内分别设有阴离子交换膜、阳离子交换膜；所述中间室也设有所述注液管和所述排气管。优选地，在所述阳极室、所述阴极室中与阳极电极、阴极电极连接的导线的外部均包覆有热缩管，且所述接线管内的热缩管与所述接线管内壁紧密配合。优选地，还包括为所述阳极室、所述阴极室加注溶液的漏斗，所述漏斗插装于所述注液管中，所述漏斗底部伸至所述阳极室或所述阴极室的底部；所述注液管内壁为磨砂内壁，且所述注液管的内径与所述漏斗的外径相等。优选地，所述阳极室、所述阴极室在远离所述注液管的一侧的底端还设有排液管， 且所述阳极室、所述阴极室在靠近所述排液管的一侧还设置有将所述阳极室下部、所述阴极室下部前后隔开的隔板，且所述隔板的底端与所述阳极室、所述阴极室的底壁连接，所述隔板的高度小于所述阳极室、所述阴极室的高度。优选地，所述阳极电极为石墨、石蜡和氧化钌的混合物经氧化气氛高温处理的电极，所述阴极电极为石墨、石蜡和钼的混合物经还原气氛高温处理的电极。优选地，所述阴极电极为螺旋线形状，或者所述阴极电极为环形，所述环形设有用于连接金属棒的中心孔，所述中心孔的外侧设有多个凸起；或者所述阴极电极包括金属棒和金属网格，所述金属网格绕所述金属棒旋转呈双螺旋结构。优选地，还包括电源控制装置，所述电源控制装置包括市电交流电源，用于为所述离子交换膜法电化学演示仪提供原电源；开关电源，与所述市电交流电源连接，用于将所述市电交流电源转换为直流电源；降压调压模块，与所述开关电源连接，用于无极调节所述直流电源的输出电压和输出电流，且所述降压调压模块与所述阳极电极、所述阴极电极连接；电流表，串联于所述降压调压模块与电极之间，用于测量降压调压模块调定后的输出电流；电压表，其两端分别连接所述阳极电极、所述阴极电极，用于测量降压调压模块调定后的输出电压。本专利技术提供一种离子交换膜法电化学演示仪，其包括相互连通的阳极室和阴极室，连通二者的第三通道内可拆卸地设置有离子交换膜，阳极室、阴极室上分别设有阳极接线管、阴极接线管；阳极室和/或阴极室还设有注液管和排气管。采用这种结构，在整个实验过程中，实验人员可以后续地向阳极室和/或阴极室中补充注入溶液，与此同时，阳极室和/或阴极室通过排气管向外排放实验产生的气体，从而保证阳极电极始终浸于阳极室内的氯化钠溶液中和/或阴极电极始终浸于阴极室内的蒸馏水中，这就保证了实验过程中电极的电阻始终保持不变，相比现有技术的演示仪，大大增强了电解饱和食盐水的效率和稳定性。附图说明图1为现有技术中离子交换膜法电解饱和食盐水演示仪的结构示意图；图2为图1的主视图；图3为本专利技术所提供离子交换膜法电化学演示仪的一种具体实施方式的结构示意图；图4为图3中阳极室1和阴极室2的离子交换膜的安装处的局部放大图；图5为本专利技术所提供离子交换膜法电化学演示仪的第二种具体实施方式的结构示意图；图6、图7分别为图3中的阴极电极的第一种、第二种具体实施方式的结构示意图；图8为图3中的阴极电极的另一种具体实施方式的结构示意图；图9为图3中的阴极电极的第四种具体实施方式的展开图；图10为本专利技术所提供离子交换膜法电化学演示仪的电源控制装置的一种具体实施方式的结构示意图；图11为本专利技术所提供离子交换膜法电化学演示仪的电源控制装置的另一种具体实施方式的结构示意图。其中，图1至图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为Γ透明反应槽； 2'左凹槽；3'右凹槽；4'下凹槽；5'离子交换膜；6'活动盖板；7'正极接线柱；8'阳极电极排；9'负极接线柱；10'阴极电极排；11'氢气检验其；12'氯气检验器；图3至图11中的附图标记与部件名称之间的对应关系为1阳极室；2阴极室；3中间室；11阳极接线管；12注液管；13排气管；14第三通道；15端盖；凹槽151 ；凸块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡逢春，
申请(专利权)人：蔡逢春，
类型：发明
国别省市：