化学实验室仪器设备

化学实验室仪器设备

1．化工过程设备及其附件

过程设备是用来准备实验、进行实验、辅助实验的一类器材。主要是反应设备和条件设备。化工过程设备及其附件所研究的内容，主要包括各种物理过程的原理、设备结构、操作及其特性以及设备的工艺路线等内容。

构成多种化工产品生产的物理过程都可归纳为有限的几种基本过程，如流体输送、换热（加热和冷却）、蒸馏、吸收、蒸发、萃取、结晶、干燥等。这些基本过程称为单元操作。

一系列新的合成方法与技术，所需要的各种高新化学反应手段，也属于过程设备。超声波、次声波、冲击波、微波、紫外线、γ射线、电磁场、超高温、深冷、高压、高真空、超临界、等离子、变压吸附等构成了化学应用中的物理过程。

如为使化学合成选择性好、产率高、原子利用率高、反应速度快、反应条件温和等新手段：声化学合成、微波电介质热效应合成、电化学合成、等离子体化学合成、力化学固相合成、冲击波化学合成、手性合成、利用太阳能进行化学合成、超临界状态下化学合成、室温和低热温度下化学合成及光化学合成等。以及各种生物反应器：包括发酵工程、酶工程、基因工程及细胞工程等。

采用高新分离手段使产品纯度提高，分离越彻底，向环境排放物越少，副产物处理更方便；高分离技术使产品收率提高。

制备、加工及其它技术：纳米技术、复合材料技术、高聚物改性技术、精细加工技术、材料成型技术、化工模拟技术、复配技术、计算机化工应用技术、超高温低温技术和高真空超高压技术等。

新型环保与能源技术的燃料电池发电技术、超临界水氧化、贮能技术、热泵技术、热管技术、催化燃烧技术、再生资源利用技术、洁净煤技术、热化学循环、固体废物回收技术等。

多功能化工设备将在一个设备中实现不同功能，达到高选择、高转化率、节能和减少污染的目的。

实验室过程设备，种类繁杂，我国一直没有规范明确的分类，无论是制定采购计划，还是制定销售计划，不但费时费力，经常导致疏漏，存在很大程度的盲目性，而且存在极大的资源浪费。

生产厂商制定的名称不统一，规格型号的划分各自为政，同样一种商品，技术指标或者质量指标相同，但名称、型号各异的现象比比皆是，给鱼目混珠，以次充好，优劣难辨创造了条件。

目前在我国市场竞争十分激烈，国产设备一般都不存在技术上的问题，使用功能区别不大，但由于生产厂商对产品定位的不同认识，主要差异为产品的制作材料和外观造型。进口实验设备价格很高，主要差异同样是外观和材料的差异，本书很少收录。选型规则按照中等质量来考虑，参考价格就是所选型号的生产商产品报价。

系统地按照化学实验特点，给出一个科学的分类，将很大程度地提高行业素质，使得原来杂乱无章的实验用品变得清晰和合理。

按照单元操作所遵循的的基本规律，化工过程设备及其附件分为八节内容来讲述，包括反应

容器、存储容器、传热过程、传质过程、机械过程、流体动力过程、热力过程、物理条件过程。

2、过程分析仪器

所谓仪器分析是指那些采用比较复杂或特殊的仪器，通过测量表征物质的某些物理的或化学的性质参数及其变化规律来确定物质的化学组成、状态及结构和某些物理特性的的方法。物质分析包括定性分析、定量分析、结构分析和某些物理特性的分析。

分析仪器是用来将被测组分的浓度变化或物理性质变化转变成某种电性能（如电阻、电导、电位、电容、电流等）的测试仪器。共有两类：

利用对被测物质所要求具备的物理特性进行合格测试的一类仪器??物理性质测定控制仪器。如测控仪表，测量仪器，光学仪器。

利用化学物质的某一特有的物理或化学特性，而对其进行确定分析的一类仪器??测试仪器。热分析、电化学仪器，波谱分析，色谱分离，元素分析仪器。

不同物质在各种物理和化学性质上都存在质的和量的差异，颜色、气味、导热系数、吸收光能的波长和磁性的不同等，分析仪器正是利用这些特点来完成定性分析和结构分析的。不过，大多数物质在各种物理和化学特性上往往没有质的不同，只有量的差异，而且这种差异往往并不十分显著。因此，利用分析仪器来进行定性分析，首先必须充分地认识待分析物质，以及与其共存的其它物质的各种物理和化学特性，以它们质的不同或量的显著差异，作为选用或制造分析仪器的依据。

用分析仪器进行定量分析，是以物质存在量与转换成的某种物理量(如电量、热量等)之间具有一定的函数关系为依据的。例如红外分光光度计是根据待测物吸收特定波长的辐射能的不同，将所吸收的辐射能转换成热能，或进一步转换成电量，通过对电量的测量就可以确定待测物质的存在量。

分析仪器一般由取样系统、样品调节系统、分离系统、检测系统、信号处理和显示系统、条件补偿系统、电源等几部分组成。

取样系统的任务是将一定量的、能真实代表待分析对象的样品取出，并送入各个测量环节。取样系统可包括：能耐各种介质腐蚀、高温、高压、低温和低压等各种条件的取样管、取样器；抽吸或增压、减压装置；以及除去有害或对分析有干扰的杂质的一系列过滤器和反应器等。

样品调节系统对取得的样品流进行适当的处理，使其压力、温度和流量等参数符合分离系统和检测系统的要求。因此，它可能包括压力、温度和流量等参数的比较简易的调节装置。在大型分析仪器中，为了实现多组分分析或样品的全分析，往往都采取先分离后检测的办法，即利用物理或化学主法分离，分析样品中的各种组分。例如，色谱仪中的色谱柱、质谱仪中的质量分析器等就是最典型的分离系统。

检测系统是分析仪器的核心，它将各种成分量、结构量和物性量转换成易于测量的各种电量(如电阻、电容、电流、电压和频率等)。在分析仪器中，上述各种量往往不能直接转换成易于测量的电量，一般须经过中间转换，如先转换成温度、压力或光通量等，而后再转换为电量。由成分量或结构量的变化所引起的转换量的变化十分微小，如转换为温度时可低达十万

分之一摄氏度的变化量，并精确定量。因此，分析仪器的检测器结构往往比较复杂，对工艺、材料的要求也较高。

信号处理和显示系统的任务是将检测器的输出信号加以处理、显示。分析仪器往往对被测对象的介质条件和环境条件，如环境气氛、温度、压力和电源参数等十分敏感。为了保证精确度，对这些条件都有较高的要求。为了降低这些要求，在仪器内部往往设计有对各种条件波动进行补偿的装置，以消除或降低条件波动对测量造成的影响。

3、实验材料

在化学实验室进行某项化学过程或过程分析，为更加有效地使过程设备及过程分析发挥优势，或操作方便，需要一些辅助材料来支持。这些对设备或仪器起辅助或支持的材料被称为实验材料。实验材料虽然杂乱甚至微不足道，但却是顺利完成实验极其重要的组成部分，实验材料包括台架夹钳、专用