陕西
在化学实验中，气体的收集是一项极为基础且重要的操作。不同性质的气体需要采用不同的收集方法，今天我们就来系统地了解一下常见气体收集方法及其背后的原理和适用场景。
一，排水（液）法
1，适用范围
排水法适用于那些难溶于水或不易溶于水，且不与水发生化学反应的气体。例如氧气、氢气、一氧化碳等。以氧气为例，在实验室通过加热高锰酸钾或氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气时，由于氧气在水中的溶解度较小，且不与水反应，就可以使用排水法收集。
2，操作方法与装置
排水法的操作需要用到一些特定的仪器。准备一个装满水的水槽，将集气瓶也装满水，用玻璃片盖住瓶口，确保瓶内没有气泡，然后将集气瓶倒立在水槽中。导气管一端连接发生装置，另一端伸入集气瓶口。当气体产生并通过导气管进入集气瓶时，会将瓶内的水逐渐排出。
3，优点与注意事项
排水法的优点十分显著。首先，它收集到的气体纯度较高，因为水能够有效地隔绝空气，减少其他气体混入的可能性。其次，通过观察水槽中是否有气泡冒出，我们可以直观地判断气体是否已经收集满。然而，使用排水法也有一些需要注意的地方。由于气体是从水中收集的，所以收集到的气体中会含有一定量的水蒸气。如果实验对气体的干燥程度有较高要求，后续就需要进行干燥处理。此外，在收集气体之前，一定要确保装置的气密性良好，否则会导致收集到的气体不纯甚至无法收集到气体。
二，排空气法
1，向下排空气法
（1）适用范围：向下排空气法适用于那些密度比空气小，且不与空气中任何成分发生反应的气体。像氢气、氨气等气体就适合用这种方法收集。例如，在实验室用锌粒与稀硫酸反应制取氢气时，由于氢气的密度远小于空气，就可以采用向下排空气法。
（2）操作方法与装置：操作时，将集气瓶瓶口向下放置，导气管伸入集气瓶底部。气体从导气管进入集气瓶后，会因为密度小而逐渐向上聚集，将瓶内的空气从瓶口排出。
（3）优点与注意事项：向下排空气法的优点是操作相对简单，不需要像排水法那样准备水槽等复杂装置。而且收集到的气体是干燥的，不需要额外进行干燥处理。但这种方法的缺点也很明显，收集到的气体纯度相对较低，因为很难完全将瓶内的空气排尽。另外，在收集过程中，要注意气体的流速不能过快，否则可能会导致空气排出不彻底，影响气体的纯度。
2，向上排空气法
（1）适用范围：向上排空气法适用于密度比空气大，且不与空气中任何成分反应的气体。比如二氧化碳、氧气（在对干燥度要求较高且不易采用排水法时也可选用）等。以二氧化碳为例，实验室常用大理石（主要成分碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳，由于二氧化碳密度比空气大，就可以用向上排空气法收集。
（2）操作方法与装置：与向下排空气法相反，向上排空气法是将集气瓶瓶口向上正放，导气管同样要伸入集气瓶底部。气体进入集气瓶后，会因为密度大而向下聚集，将空气从瓶口排出。
（3）优点与注意事项：向上排空气法操作简便，能收集到干燥气体。然而，如同向下排空气法一样，其收集的气体纯度不如排水法。为了提高纯度，导气管要尽量伸到集气瓶底部，并且收集时间要适当延长，以确保瓶内空气尽可能排尽。同时，要注意检验气体是否收集满，例如检验二氧化碳是否收集满时，可以将燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，说明二氧化碳已收集满。
三，用气球或气囊收集
1，适用范围
这种方法适用于各种气体，尤其是一些需要长时间保存或转移的少量气体。例如在某些实验中，需要收集少量的有毒气体，如一氧化氮，使用气球或气囊收集可以更好地避免气体泄漏，保证实验环境的安全。
2，操作方法与装置
将气球或气囊连接到气体发生装置的导气管上，使气体缓缓进入气球或气囊中。当收集到所需量的气体后，将气球或气囊扎紧。如果需要对气体进行进一步的实验或分析，可以通过合适的接口将气球或气囊与其他实验装置连接起来。
3，优点与注意事项
用气球或气囊收集气体的优点是方便携带和保存，而且可以直观地看到气体的收集量。但要注意选择质量好、密封性强的气球或气囊，防止气体泄漏。同时，对于一些易燃易爆或有毒的气体，在收集和保存过程中要格外小心，避免发生危险。
