鞠春榮
一、用于提純氣體
例1 除去混入CO2中的HCl和SO2氣體時(shí),可用NaHCO3的飽和溶液。其原理是
NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O
2NaHCO3+SO2Na2SO3+2CO2↑+H2O
這是因?yàn)槿芤翰伙柡蜁r(shí),CO2將和H2O反應(yīng)生成HCO-3,使溶液中的HCO-3至飽和為止,造成CO2損耗。利用這一原理,在提純氣體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,可用飽和NaHSO3溶液除去SO2中混入的HCl氣體,用飽和的NaHS溶液除去H2S中混入的HCl氣體等。
NaHSO3+HClNaCl+SO2↑+H2O
NaHS+HClH2S↑+NaCl
二、用于收集氣態(tài)物質(zhì)
例2 實(shí)驗(yàn)室制氯氣時(shí),可用排飽和食鹽水法收集氯氣。
這是因?yàn)橛门趴諝夥ㄊ占降穆葰獠患?,且氯氣易溶于水,又不能用排水法。故可用排飽和食鹽水法收集。在飽和食鹽水中氯離子可使
Cl2+H2OH++Cl-+HClO
的平衡向左移動(dòng),從而降低了氯氣在水中的溶解度,可收集到較純的氯氣。
例3 實(shí)驗(yàn)室用乙酸、乙醇為原料,用濃硫酸作催化劑,加熱制取乙酸乙酯。產(chǎn)生的蒸氣除乙酸乙酯外,尚含少量乙酸和乙醇,乙酸乙酯可與乙酸、乙醇以任意比混溶。為了將乙酸乙酯從混合液中分離出來(lái),可將混合物蒸氣通入飽和碳酸鈉溶液。
這是因?yàn)轱柡吞妓徕c溶液既能中和餾出物混有的乙酸,又能溶解除去乙醇,減小乙酸乙酯在水中的溶解度,從而有利于乙酸乙酯分層析出。
三、用于結(jié)晶法提純分離物質(zhì)
例4 分離易溶鹽氯化鈉和硝酸鉀的混合物,可將NaCl和KNO3的混合物配成高溫下的飽和溶液。
這是利用NaCl的溶解度隨溫度升高而增加很小,而KNO3的溶解度隨溫度升高而迅速增大的特點(diǎn)。進(jìn)行冷卻結(jié)晶,將NaCl和KNO3完全分離,從而得到純凈的KNO3晶體。
四、用于晶體的制備
例5 制備N(xiāo)aHCO3晶體時(shí),可在熱的Na2CO3溶液中通入足量的CO2,生成NaHCO3。
這是因?yàn)镹aHCO3的溶解度小于Na2CO3,易形成過(guò)飽和溶液,降低溫度時(shí),NaHCO3便結(jié)晶析出、進(jìn)而制備出晶體。
五、用于膠體的鹽析過(guò)程
例6 油脂皂化反應(yīng)完成后,生成的高級(jí)脂肪酸鈉,甘油和水形成混合液,高級(jí)脂肪酸鈉在水里形成膠體溶液,為了使肥皂和甘油充分分離,可以用飽和食鹽水將肥皂鹽析出來(lái)。
這是因?yàn)镹aCl是強(qiáng)電解質(zhì),使膠體溶液被破壞,同離子效應(yīng)和鹽析作用降低了脂肪酸鈉在水中的溶解度,高級(jí)脂肪酸鈉從混合液中析出。
六、用于促進(jìn)蛋白質(zhì)的凝聚
例7 在盛有雞蛋白溶液的試管里,慢慢地加入飽和(NH4)2SO4或Na2SO4溶液,可觀察到白色絮狀物從溶液中析出。
這是由于飽和無(wú)機(jī)鹽溶液中鹽離子的水化作用破壞了蛋白質(zhì)的水化膜,以致沒(méi)有足夠的水來(lái)溶解蛋白質(zhì),再加上鹽的正負(fù)離子抑制了蛋白質(zhì)的表面電荷,因而使蛋白質(zhì)顆粒易碰撞粘結(jié)下沉,使蛋白質(zhì)分子聚在一起形成白色絮狀物從溶液中析出。
七、用于加快或減慢化學(xué)反應(yīng)速率
例8 實(shí)驗(yàn)室制乙炔時(shí),因電石與水反應(yīng)較劇烈,往往有Ca(OH)2等泡沫溢出,影響實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行,為了得到平穩(wěn)的乙炔氣流,防止泡沫溢出,采用在碳化鈣上加乙醇,然后再與飽和食鹽水作用,這樣可減小水與碳化鈣的接觸,用飽和食鹽水代替水,實(shí)質(zhì)上NaCl起到了稀釋水的作用,減慢此反應(yīng)速率,得到平衡的乙炔氣流。
八、用于電解反應(yīng)
例9 工業(yè)上電解飽和食鹽水制Cl2,其陽(yáng)極上反應(yīng)可以是:
2Cl--2e-Cl2↑
①
4OH--4e-2H2O+O2↑
②
究竟哪個(gè)反應(yīng)優(yōu)先發(fā)生,除了與Cl-和OH-失去電子的難易程度有關(guān)外,也與二者的濃度有關(guān)。實(shí)際上使用的是飽和食鹽水。
由于Cl-的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于OH-的濃度,因此反應(yīng)①優(yōu)先進(jìn)行,在陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2,若食鹽水濃度較小,或OH-在陽(yáng)極附近的濃度增大某一程度時(shí),反應(yīng)②也可進(jìn)行,即同時(shí)放出Cl2和O2,所以,為了使電解反應(yīng)能夠順利進(jìn)行,工業(yè)上采用不斷補(bǔ)充飽和食鹽水和及時(shí)排出NaOH溶液的措施。
(收稿日期:2015-01-26)