3.1. Vyvíjanie plynov

Poznáme dva typy reakcií, pri ktorých sa uvoľňujú plyny: rozkladné reakcie a vytesňovacie (substitučné) reakcie. Pri rozkladných reakciách sa látka rozkladá teplom, elektrinou alebo fotochemický, a to použitím katalyzátora alebo bez neho. Tak sa pripravuje napr. dusík, kyslík, vodík, chlór a oxid uhoľnatý. Vytesňovacími reakciami sa získava napr. oxid uhličitý, oxid siričitý, amoniak, sírovodík a vodík.

PRÍSTROJE NA VYVÍJANIE PLYNOV

1. Vyvíjače plynov na rozkladné reakcie
Pri získavaní plynov rozkladom tuhých látok sa používajú nádoby (skúmavky, banky) z ťažkotavitelného skla, vystrojené primerane širokou odvodnou rúrkou, ktorá prechádza uzavieracou zátkou alebo je natavená na zábruse (ide o tzv. jadrá s odbočkou). Veľkosť rozkladnej nádoby sa volí podľa množstva rozkladanej látky (má byť naplnená max. do 1/3 objemu nádoby).

2. Vyvíjače plynov na vytesňovacie (substitučné) reakcie
Pri vytesňovacích reakciách sa plyny získavajú z kvapalných alebo tuhých látok. Ako vyvíjače plynov sa uplatňujú aparatúry založené na týchto princípoch:
- pridávanie tuhej látky ku kvapalnej,
- pridávanie kvapaliny k tuhej látke,
- pridávanie kvapaliny ku kvapaline alebo k suspenzii.

2.A. Vyvíjač plynov založený na pridávaní tuhej látky ku kvapaline
Tieto vyvíjače sa používajú v prípadoch, keď sa pri rozklade tuhej látky kvapalinou uvoľňuje veľké množstvo tepla a hrozí nebezpečenstvo vyparovania kvapaliny alebo rozkladu vzniknutého plynu. Aparatúra sa zostavuje na odsávačke. Hrdlom odsávačky sa v zátke vedie rúrka veľkého priemeru s uzavieracou zátkou. Rúrka siaha niekoľko centimetrov nad dno a kvapaliny v odsávačke tvoria hydraulický uzáver. Tuhá látka sa vhadzuje zhora a plyn odteká bočnou rúrkou.

2.B. Vyvíjač plynov založený na pridávaní kvapaliny k tuhej látke
Aparatúra je určená na rozklad solí slabých kyselín silnými kyselinami (rozklad uhličitanov, siričitanov) alebo slabých zásad silnými zásadami (vytesňovanie amoniaku alebo metylamínu z vodného roztoku). Do odsávacej banky (alebo fľaše s nadstavcom) s pevnou zátkou sa z prikvapkávacieho lievika, ktorý je zátkou upevnený v hrdle, pridáva kvapalina. Aby sa vylúčil nerovnomerný odber plynu vplyvom pretlaku, prepája sa odber plynu s hrdlom prikvapkávacieho lievika, čím sa vyrovnáva tlak v aparatúre a odber plynu je potom plynulý.

2.C. Vyvíjač plynov založený na pridávaní kvapaliny ku kvapaline (suspenzii)
Pri vytesňovaní chlorovodíka zo suspenzie kyseliny chlorovodíkovej a chloridu sodného sa uvoľňovaný chlorovodík suší kyselinou sírovou, ktorá vyteká z oddeľovacieho lievika špirálou do reakčnej nádoby. Tlak sa vyrovnáva obtokom.

2.D Nepretržitý vyvíjač plynov - Kippov prístroj
Výhodou Kippovho prístroja je ľahká obsluha a možnosť prerušiť vývoj plynu. Čerstvo naplnený prístroj stačí ako zdroj plynu aj na dlhšie trvajúce práce.

Kippov prístroj sa skladá z troch nad sebou umiestených guľových sklených nádob. Dve spodné nádoby sú spojené vnútorným prierezom. Horná nádoba zasahuje svojím dlhým hrdlom (v hornej časti je zabrúsené) až do spodnej nádoby. Na strednej guli je ešte jeden tubus, vystrojený zátkou a kohútikom, ktorým sa odvádza plyn. Nad zúžením spodnej nádoby je gumové dierkované medzikružie, ktoré zabraňuje prepadávaniu tuhej látky do spodnej časti prístroja. Tento gumový kotúč možno nahradiť sklenou vatou. Kippov prístroj sa plní tak, že sa najprv nasadí nadol do vyvíjacej nádoby (stredom) gumové medzikružie, alebo vloží sa sklená vata. Pred nasadením hornej gule s dlhým hrdlom treba zábrusy namastiť tak isto ako ústie vyvíjacej nádoby. Kusová látka sa vpraví bočným hrdlom do gule tak, aby vyplňovala maximálne polovica jej objemu. Potom sa uzavrie hrdlo zátkou s kohútikom a zátka sa poistí drôtom. Otvorom z hornej gule sa pri otvorenom kohútiku naleje toľko kvapalín, až sa naplní do polovice spodná guľovitá nádoba. Potom sa odberový kohútik v strednej guli uzavrie a doleje sa kvapalina len do polovice hornej nádoby. Vzduch, ktorý zostal vo vyvíjacej časti, zabraňuje ďalšiemu prítoku kvapaliny. Horná (zásobná) guľa sa plní len do polovice, aby z nej kvapalina pri prudkom spätnom vytlačení nevystrekovala. Z rovnakého dôvodu sa na horné hrdlo nasadzuje poistný uzáver.

Naplnený Kippov prístroj sa uvádza do činnosti otvorením odberového kohútika v strednej guli. Tým sa zmenší tlak plynu (vzduchu), ktorý uniká a na jeho miesto vteká kvapalina z hornej nádoby. Keď dosiahne hladina kvapaliny (zväčša to býva kyselina) strednú nádobu, začne kusová látka s kvapalinou reagovať a uniká najprv vzduch vytláčaný plynom a neskoršie čistý plyn. Pri uzavretí odberového kohútika prebieha ešte chvíľu naďalej reakcia a vyrobený plyn vytlačí tubusom reakčnú kvapalinu do hornej gule. Po chvíli sa reakcia zastaví, prístroj prestane pracovať a zostáva v ňom uzavretý plyn. Otvorením odberového kohútika sa prístroj znova uvedie do činností.
Pri manipulácii s Kippovým prístrojom treba zachovávať tieto bezpečnostné pravidlá:
- treba dbať, aby bol prístroj dobre utesnený, zábrusy náležité namastené a odberový kohútik zaistený drôtom,
- pri prenášaní sa musí prístroj niesť za vyvíjaciu nádobu,
- pri nabiehaní reakcie sa kohútik otvára pomaly, aby nenastal prudký vývoj plynu.