張建華
摘 要 物質的分離是指用物理、或化學方法將混合物中各組分彼此分開,得到幾種純凈物的過程。物質的提純則是用物理、或化學方法除去物質中混有的少量雜質,得到純凈物的過程,除去雜質即可。本文將物質分離提純的原則,常見方法及??贾R點小結如下。
關鍵詞 物質分離;提純
中圖分類號:TQ051.8,O6-332 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2018)28-0231-01
一、混合物分離提純的原則
物質分離提純的原則在進行物質的分離提純時,選擇試劑和實驗措施應遵循以下四個原則:
1.不增(不能引入新雜質);(2)不減(不減少被提純試劑);(3)易分離;(4)易復原。
二、混合物分離提純的常見方法
(1)結晶和重結晶:利用物質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:把雜質轉化成所需要的物質: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,氣體雜質必須被藥品吸收:N2(O2):將混合氣體通過銅網(wǎng)吸收O2。
(9)轉化法:兩種物質難以直接分離,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轉化成Al(OH)3。
(10)紙上層析(不作要求)
(11)雜質氣化法:使不同物質中的雜質轉化為氣體而除去。如(括號內的物質為所除去的雜質):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??贾R點
(一)常見物質分離提純的方法
(1)固-固混合分離型:灼燒、熱分解、升華、結晶(或重結晶)。
(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)物理方法對混合物進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、結晶、重結晶-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
升華-固體與固體雜質的分離;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-膠粒與溶液中溶質的分離;半透膜、燒杯
(三)化學方法分離和提純物質——用化學方法分離和提純物質時要注意:
(1)不引入新的雜質;(2)不能損耗或減少被提純物質的質量;(3)實驗操作要簡便,不能繁雜。用化學方法除去溶液中的雜質時,要使被分離的物質或離子盡可能除凈,需要加入過量的分離試劑,在多步分離過程中,后加的試劑應能夠把前面所加的無關物質或離子除去。
對于無機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,可加入過量的NaOH溶液,使Mg2+離子轉化為Mg(OH)2沉淀(但引入新的雜質OH–),過濾除去Mg(OH)2。
(2)然后加入適量鹽酸,調節(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并增加SO42-,可加入適量的稀H2SO4,將CO32-轉化為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,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化法。例如在Na2CO3固體中含有少量NaHCO3雜質,可將固體加熱,使NaHCO3分解生成Na2CO3,而除去雜質。若在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3雜質,可向溶液里通入足量CO2,使Na2CO3轉化為NaHCO3。
(6)利用物質的兩性除去雜質。
如在Fe2O3里混有少量的Al2O3雜質,可利用Al2O3是兩性氧化物,能與強堿溶液反應,往試樣里加入足量的NaOH溶液,使其中Al2O3轉化為可溶性NaAlO2,然后過濾,洗滌難溶物,即為純凈的Fe2O3。
(四)有機物的分離和提純
有機物的提純要依據(jù)被提純物質的性質,采用物理方法和化學方法除去雜質。一般情況是加入某種試劑,與雜質反應,生成易溶于水的物質,再用分液的方法除去雜質。
如除去乙酸乙酯中混有的乙酸和乙醇,應在混合物中加入飽和碳酸鈉溶液,雜質乙醇易溶于水,乙酸與碳酸鈉反應,生成了易溶于水的乙酸鈉(同時降低乙酸乙酯的溶解度),充分攪拌后,用分液漏斗分液,可得純凈的乙酸乙酯。
對于沸點相近且均溶于水的有機物分離,可先將其中一種轉化成難揮發(fā)物質,再蒸餾,最后再用化學方法得到原物質。