为什么可以用排水法收集氧气依据是什么 为什么可以用排水法收集氧气? 为什么可以用

下面内容是使用排水法收集氧气的科学依据及操作要点分析，结合实验室操作与物化性质综合阐述：

一、基于氧气物理性质的选择依据

• 溶解度特性
  氧气在标准条件下的溶解度为30 mL/1 L水（约0.03 g/100g水），属于难溶于水的范畴。这种低溶解度的特性保证了：

  • 收集经过中氧气不会大量溶解损失；
  • 排水法能有效捕获大部分生成气体；
  • 避免像二氧化碳（溶解度为1.7 g/100g水）等易溶气体因溶解导致收集失败。

• 极性匹配学说
  氧气分子（O?）为非极性分子，而水是强极性溶剂，根据”相似相溶”原理，二者的分子间影响力较弱，进一步限制了氧气在水中的溶解。

二、实验室操作的核心条件

• 气泡控制阶段
  需等待导管口出现连续均匀的气泡后再收集（加热法产氧初期气泡为装置内空气）：

  • 加热高*时，试管内残余空气受热膨胀会先排出；
  • *氢分解时，催化剂表面吸附的空气需被置换。

• 装置防损设计

  • 试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管；
  • 停止加热时先撤导管后熄灯，避免水倒吸引发危险。

三、与其他收集技巧的对比优势

• 排水法的气体纯度可达98%以上，而排空气法因残留空气通常仅85%-90%；
• 需干燥氧气时可后续通过浓硫酸等干燥剂处理。

四、独特场景注意事项

• 温度影响
  水温升高会降低氧气溶解度（如30℃时溶解度降至约25 mL/1 L水），但实验室一般控制水温恒定以避免误差。

• 压力调节
  在高压容器中收集时，可通过增大气体分压进步溶解氧含量，但常规实验室操作无需此类复杂调控。

氧气采用排水法收集的核心原理在于其难溶于水的物理特性，配合实验室标准化操作流程，既能保证收集效率又可控制安全风险。该技巧已成为基础化学实验中气体收集的经典案例