張建華
摘 要 物質(zhì)的分離是指用物理、或化學(xué)方法將混合物中各組分彼此分開,得到幾種純凈物的過程。物質(zhì)的提純則是用物理、或化學(xué)方法除去物質(zhì)中混有的少量雜質(zhì),得到純凈物的過程,除去雜質(zhì)即可。本文將物質(zhì)分離提純的原則,常見方法及??贾R(shí)點(diǎn)小結(jié)如下。
關(guān)鍵詞 物質(zhì)分離;提純
中圖分類號(hào):TQ051.8,O6-332 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-7661(2018)28-0231-01
一、混合物分離提純的原則
物質(zhì)分離提純的原則在進(jìn)行物質(zhì)的分離提純時(shí),選擇試劑和實(shí)驗(yàn)措施應(yīng)遵循以下四個(gè)原則:
1.不增(不能引入新雜質(zhì));(2)不減(不減少被提純?cè)噭?;?)易分離;(4)易復(fù)原。
二、混合物分離提純的常見方法
(1)結(jié)晶和重結(jié)晶:利用物質(zhì)在溶液中溶解度隨溫度變化較大,如NaCl,KNO3。
(2)蒸餾冷卻法:在沸點(diǎn)上差值大。乙醇中(水):加入新制的CaO吸收大部分水再蒸餾。
(3)過濾法:溶與不溶。
(4)升華法:SiO2(I2)。
(5)萃取法:如用CCl4來萃取I2水中的I2。
(6)溶解法:Fe粉(Al粉):溶解在過量的NaOH溶液里過濾分離。
(7)增加法:把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成所需要的物質(zhì):CO2(CO):通過熱的CuO;CO2(SO2):通過NaHCO3溶液。
(8)吸收法:用做除去混合氣體中的氣體雜質(zhì),氣體雜質(zhì)必須被藥品吸收:N2(O2):將混合氣體通過銅網(wǎng)吸收O2。
(9)轉(zhuǎn)化法:兩種物質(zhì)難以直接分離,加藥品變得容易分離,然后再還原回去:Al(OH)3,F(xiàn)e(OH)3:先加NaOH溶液把Al(OH)3溶解,過濾,除去Fe(OH)3,再加酸讓NaAlO2轉(zhuǎn)化成Al(OH)3。
(10)紙上層析(不作要求)
(11)雜質(zhì)氣化法:使不同物質(zhì)中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體而除去。如(括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)為所除去的雜質(zhì)):氧化銅(碳粉),CaO(CaCO3)
(12)洗滌法:使不溶性固體于可溶性固體分離(相對(duì)而言)如:NaCl含KCl可用NaCl飽和溶液洗滌;木炭粉含糖可用水洗滌。
三、混合物的分離提純高中化學(xué)??贾R(shí)點(diǎn)
(一)常見物質(zhì)分離提純的方法
(1)固-固混合分離型:灼燒、熱分解、升華、結(jié)晶(或重結(jié)晶)。
(2)固-液混合分離型:過濾、鹽析、蒸發(fā)。
(3)液-液混合分離型:萃取、分液、蒸餾、滲析。
(4)氣-氣混合分離型:洗氣。
(二)物理方法對(duì)混合物進(jìn)行分離和提純操作及主要儀器名稱
過濾-不溶性固體與液體的分離;燒杯、漏斗、濾紙、玻璃棒
蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、重結(jié)晶-已溶固體與液體的分離;蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈、燒杯
蒸餾、分餾-沸點(diǎn)不同的互溶液體混和物的分離;蒸餾燒瓶、冷凝管、牛角管、錐形瓶、溫度計(jì)
升華-固體與固體雜質(zhì)的分離;燒杯、酒精燈、石棉網(wǎng)
分液、萃取-不互溶的液體分離;分液漏斗、燒杯
滲析-膠粒與溶液中溶質(zhì)的分離;半透膜、燒杯
(三)化學(xué)方法分離和提純物質(zhì)——用化學(xué)方法分離和提純物質(zhì)時(shí)要注意:
(1)不引入新的雜質(zhì);(2)不能損耗或減少被提純物質(zhì)的質(zhì)量;(3)實(shí)驗(yàn)操作要簡便,不能繁雜。用化學(xué)方法除去溶液中的雜質(zhì)時(shí),要使被分離的物質(zhì)或離子盡可能除凈,需要加入過量的分離試劑,在多步分離過程中,后加的試劑應(yīng)能夠把前面所加的無關(guān)物質(zhì)或離子除去。
對(duì)于無機(jī)物溶液常用下列方法分離和提純:
(1)生成沉淀法。例如NaCl溶液里混有少量的MgCl2雜質(zhì),可加入過量的NaOH溶液,使Mg2+離子轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀(但引入新的雜質(zhì)OH–),過濾除去Mg(OH)2。
(2)然后加入適量鹽酸,調(diào)節(jié)pH為中性。
(3)生成氣體法。例如Na2SO4溶液中混有少量Na2CO3,為了不引入新的雜質(zhì)并增加SO42-,可加入適量的稀H2SO4,將CO32-轉(zhuǎn)化為CO2氣體而除去。
(4)氧化還原法。例如在FeCl3溶液里有少量FeCl2雜質(zhì),可通入適量的Cl2將FeCl2氧化為FeCl3。若在FeCl2溶液里含有少量FeCl3,可加入適量的鐵粉而將其除去。
(5)正鹽和酸式鹽相互轉(zhuǎn)化法。例如在Na2CO3固體中含有少量NaHCO3雜質(zhì),可將固體加熱,使NaHCO3分解生成Na2CO3,而除去雜質(zhì)。若在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3雜質(zhì),可向溶液里通入足量CO2,使Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3。
(6)利用物質(zhì)的兩性除去雜質(zhì)。
如在Fe2O3里混有少量的Al2O3雜質(zhì),可利用Al2O3是兩性氧化物,能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng),往試樣里加入足量的NaOH溶液,使其中Al2O3轉(zhuǎn)化為可溶性NaAlO2,然后過濾,洗滌難溶物,即為純凈的Fe2O3。
(四)有機(jī)物的分離和提純
有機(jī)物的提純要依據(jù)被提純物質(zhì)的性質(zhì),采用物理方法和化學(xué)方法除去雜質(zhì)。一般情況是加入某種試劑,與雜質(zhì)反應(yīng),生成易溶于水的物質(zhì),再用分液的方法除去雜質(zhì)。
如除去乙酸乙酯中混有的乙酸和乙醇,應(yīng)在混合物中加入飽和碳酸鈉溶液,雜質(zhì)乙醇易溶于水,乙酸與碳酸鈉反應(yīng),生成了易溶于水的乙酸鈉(同時(shí)降低乙酸乙酯的溶解度),充分?jǐn)嚢韬螅梅忠郝┒贩忠?,可得純凈的乙酸乙酯?/p>
對(duì)于沸點(diǎn)相近且均溶于水的有機(jī)物分離,可先將其中一種轉(zhuǎn)化成難揮發(fā)物質(zhì),再蒸餾,最后再用化學(xué)方法得到原物質(zhì)。