Kipa aparāts

Kipa aparāts ir universāla ierīce gāzu iegūšanai laboratorijā, iedarbojoties ar šķidrumiem uz cietām vielām. Parasti Kipa aparātu izgatavo no stikla.

Kipa aparāta zīmējums:
a - rezervuārs (apakšējā daļa),
b - reaktors (vidējā daļa),
c - piltuve (augšējā daļa),
d - hidroaizvars,
e - gāzes novadīšanas caurulīte,
f - aizbāznis šķidruma noliešanai

Kipa aparāts

Vēsture

Ierīci 1844. gadā^[1] izgudrojis holandiešu aptiekārs Petrs Jakobs Kips (Petrus Jacobus Kipp), kura dibinātā firma sāka ražot šos aparātus 19. gadsimta vidū. Iekārtas darbības princips ir ņemts no vācu ķīmiķa Johana Volfganga Debereinera 1823. gadā izgudrotajām gāzu šķiltavām.

Uzbūve

Kipa aparāts sastāv no divām daļām. Augšējā sfēriskā daļa ir piltuve šķidruma ieliešanai, kam apakšā ir gara caurule, kas sniedzas gandrīz līdz apakšējā rezervuāra dibenam. Otra daļa savukārt sastāv no divām kamerām — apaļas kameras (kolbas), kas atrodas salikta Kipa aparāta vidū un kurā notiek ķīmiskā reakcija, un pusapaļas apakšējās kameras, kas kalpo kā šķidruma rezervuārs. Starp abām šīm daļām ir poraina starplika, caur kuru var izplūst šķidrumi vai gāzes, bet nevar izbirt cauri cietas vielas. Starplikas vidū ir caurums augšējās piltuves caurulei. Kipa aparāta augšējā un vidējā sfēra nav savā starpā tieši savienotas. Augšējā piltuvē mēdz ievietot hidroaizvaru, lai uztvertu šķidrumu, piemēram, sālsskābes, tvaikus. Vidējā reaktora kolbai ir divi kakli — augšējais piltuves ievietošanai un sāniskais, caur kuru ieber cieto vielu un novada radušos gāzi. Gāzes novadīšanai lieto caurulīti ar krānu vai Mora aizspiedni. Šķidrums Kipa aparāta apakšējā rezervuārā neļauj gāzei izdalīties caur augšējo ieliešanas piltuvi. Apakšējam rezervuāram mēdz būt ar pieslīpētu aizbāzni aprīkots sānu atvads ērtākai šķidruma noliešanai.

Darbs ar Kipa aparātu

Pārbauda savienojumu hermētiskumu, stikla plaisu varbūtēju esamību. Apakšējā rezervuāra sānu atverei, ja tāda ir, jābūt droši noslēgtai. Piltuvi blīvi ievieto reaktora kolbā. Caur vidējās kolbas sānu kaklu ieber reaktorā nepieciešamo cieto vielu, piemēram, marmora vai cinka gabaliņus. Vielai jābūt gabaliņu vai granulu, nevis smalka pulvera veidā. Ir Kipa aparāta konstrukcijas, kas pieļauj vielas iebēršanu caur augšējo kaklu (piltuvi pievieno pēc tam). Pievieno reaktoram gāzu novadīšanas caurulīti un aizver tās krānu. Augšējā piltuvē ielej šķidrumu, piemēram, sālsskābi. Vajadzības gadījumā ieliek piltuves kaklā hidroaizvaru. Atver gāzu caurulītes krānu. Kad šķidruma līmenis apakšējā rezervuārā sasniedz poraino starpliku, sākas reakcija ar gāzes izdalīšanos. Ja gāzes novadīšanas caurulītes krānu aizver, spiediens reaktorā pieaug un gāze izspiež šķidrumu no apakšējā rezervuāra atpakaļ augšējā piltuvē, līdz ar to reakcija vidējā kolbā automātiski izbeidzas. Kad krānu atkal atver, reakcija sākas no jauna, tādējādi Kipa aparāts pieskaitāms pie automātiskas darbības aparātiem.

Kipa aparātā izmantojamo reakciju piemēri

Iegūstamā gāze	Cietais reaģents	Šķidrais reaģents	Reakcijas vienādojums
Ūdeņradis	Cinks	Sālsskābe	Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Ogļskābā gāze	Kalcija karbonāts (marmors, kaļķakmens)	Sālsskābe	CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
Sērūdeņradis	Dzelzs(II) sulfīds (pirīts)	Sālsskābe	FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑
Hlors	Kālija permanganāts	Sālsskābe	2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
Slāpekļa(II) oksīds	Varš	Slāpekļskābe	3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Acetilēns	Kalcija karbīds	Ūdens	CaC2 + 2H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2

Ārējas saites

• Kipa aparāta darbības demonstrācija (video)

Atsauces

1. Kipp Gas Generator (angliski)