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化學除雜具體操作

生活 更新时间:2024-08-07 17:13:38

化學除雜具體操作(常用的化學除雜方法)1

⒈ 化學方法除雜的要求

⑴ 操作方法簡便易行。

⑵ 加入的試劑隻與雜質反應,不與原物反應。

⑶ 除雜試劑須過量,以保證雜質除淨。

⑷ 過量試劑須除盡,以确保不引入新的雜質。

⑸ 反應後不能帶入新的雜質。

⑹ 反應後恢複原物狀态。

⑺ 除雜途徑須最佳,除去多種雜質時要考慮加入試劑的先後順序。在多步分離過程中,後加的試劑應能夠把前面所加入的無關物質或離子除去。

⒉ 無機物除雜的方法實例:

⑴ 生成沉澱法:在混合物中加入某種試劑,使其中一種生成沉澱通過過濾而除去,以沉澱的形式分離出去的方法。

例如NaCl溶液裡混有少量的MgCl2雜質,可加入過量的NaOH溶液,使Mg2 離子轉化為Mg(OH)2沉澱(但引入新的雜質OH-),過濾除去Mg(OH)2,然後加入适量鹽酸,調節pH為中性。MgCl2 2NaOH=Mg(OH)2 2NaCl

如除去氯化鈉中的硫酸鎂:把混合物溶于水,得到含Na ,Cl-,Mg2 ,SO42-的溶液。其中雜質為Mg2 和SO42-,據此要求所加入的試劑的陽離子能與SO42-形成沉澱,加入試劑的陰離子能與Mg2 形成沉澱。故可向溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至不再産生沉澱為止,過濾、蒸發濾液即得純淨的氯化鈉。

MgSO4 Ba(OH)2=BaSO4↓ Mg(OH)2

⑵ 生成氣體法:采用加熱或加入某種試劑,使雜質轉變為氣體(通常為稀鹽酸和稀硫酸)。例如Na2SO4溶液中混有少量Na2CO3,為了不引入新的雜質并增加SO42-,可加入适量的稀H2SO4,将CO32-轉化為CO2氣體而除去。Na2CO3 H2SO4=Na2SO4 CO2↑ H2O

再如除去氯化鈉中的碳酸鈉:把混合物溶于水,得到含Na ,Cl-,CO32-的溶液,其中雜質為CO32-。CO32-可通過加入适量鹽酸轉變為CO2除去(當然也可以使CO32-轉化為沉澱除去),然後将溶液蒸幹即得純淨的氯化鈉。

Na2CO3 2HCl=2NaCl CO2↑ H2O

⑶ 酸堿溶解法:利用物質與酸或堿溶液混合後反應的差異,用酸或堿溶液把雜質轉變成液體而除去。如Cu粉中含有少量的Fe粉,可用稀硫酸或稀鹽酸除去。

Fe 2HCl=FeCl2 H2↑

如用過量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3

Al2O3 2NaOH=2NaAlO2 H2O

⑷ 氧化還原法:用氧化劑(還原劑)除去具有還原性(或氧化性)的雜質例如在FeCl3溶液裡含有少量FeCl2雜質,可通入适量的Cl2氣将FeCl2氧化為FeCl3。若在FeCl2溶液裡含有少量FeCl3,可加入适量的鐵粉而将其除去。

2FeCl2 Cl2=2FeCl3

⑸ 正鹽和與酸式鹽相互轉化法:例如NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3雜質,可向溶液裡通入足量CO2,使Na2CO3轉化為NaHCO3。

Na2CO3 CO2 H2O=2NaHCO3

⑹ 轉換法:通過反應将雜質轉變為被提純的物質。如欲除去苯中的苯酚,可加入氫氧化鈉,使苯酚轉化為酚鈉,利用苯酚鈉易溶于水,使之與苯分開。

欲除去HNO3中混有的少量H2SO4,可加适量的Ba(NO3)2除去。

H2SO 4Ba(NO3)2=BaSO4↓ 2HNO3

除去二氧化碳氣體中的一氧化碳氣體:把混合氣體通過灼熱氧化銅充分發生反應,即可把一氧化碳轉變為二氧化碳而除去。

CO CuO=(灼燒)CO2 Cu

⑺ 置換法:将混合物中的雜質與适量試劑通過發生置換反應而除去。常用活潑金屬置換鹽中的不活潑金屬,達到除去雜質的目的。

如除去硫酸亞鐵中的硫酸銅:把混合物溶于水,得到含Cu2 ,Fe2 ,SO42-的溶液,其中雜質為Cu2 。向混合溶液中加入過量鐵粉,鐵粉與Cu2 發生置換反應,然後過濾、蒸發結晶即得純淨的硫酸亞鐵。Fe CuSO4=FeSO4 Cu。

如:硫酸鋅固體中含有少量硫酸銅雜質,可将混合物溶解之後,加入适量鋅粉,再過濾除去被置換出來的銅,蒸發濾液獲得硫酸銅固體。

Zn CuSO4=ZnSO4 Cu。

⑻ 吸收法:兩種以上混合氣體中的雜質被某種溶劑或溶液吸收, 而要提純的氣體不能被吸收時,可用此方法。常用來除去氣體中的雜質。選擇适當的試劑與氣體中的雜質反應即可達到目的。一般地,酸性氣體用堿溶液吸收;堿性氣體用酸溶液吸收;如CO中混有少量CO2時,可将混合氣體通過盛有氫氧化鈉的溶液來除去。

CO2 2NaOH=Na2CO3 H2O

欲除去二氧化碳中混有的少量氯化氫和水,可使混合氣體先通過飽和碳酸氫鈉的溶液後,再通過濃硫酸。

NaCO3 2HCl=2NaCl CO2↑ H2O

O2一般用灼熱銅網吸收等。

O2 2Cu=(灼燒)2CuO

⑼ 利用物質的兩性除去雜質:例如在Fe2O3裡混有少量的Al2O3雜質,可利用Al2O3是兩性氧化物,能與強堿溶液反應,往試樣裡加入足量的NaOH溶液,使其中Al2O3轉化為可溶性NaAlO2,然後過濾,洗滌難溶物,即為純淨的Fe2O3。

化學除雜具體操作(常用的化學除雜方法)2

Al2O3 2NaOH=2NaAlO2 H2O

NaAlO2 2H2O CO2=Al(OH)3↓ NaHCO3

2Al(OH)3=(灼燒)Al2O3 3H2O

⑽ 熱分解法:通過加熱(高溫)将不穩定的雜質轉變為被提純的物質。此法是利用混和物中各組分熱穩定性不同,将其進行加熱或灼燒處理,從而分離物質。如:Na2CO3固體中含有少量NaHCO3雜質,可将固體加熱,使NaHCO3分解生成Na2CO3,而除去雜質。氧化鈣中含有碳酸鈣,可采用高溫燃燒的方法,使碳酸鈣高溫分解成氧化鈣和二氧化碳,二氧化碳擴散到空氣中,除去雜質。

2NaHCO3=(高溫)Na2CO3 CO2↑ H2O

⑾ 絡合法:利用組分中某一成分可以形成絡合物的性質來分離提純物質。如:分離Al2O3和ZnO的混和物:

化學除雜具體操作(常用的化學除雜方法)3

Al2O3 6HCl=2AlCl3 3H2O

AlCl3 3NH3.H2O=Al(OH)3↓ 3NH4Cl

2Al(OH)3=(∆)Al2O3 3H2O

ZnO 2HCl=ZnCl2 H2O

ZnCl2 4NH3.H2O=Zn(NH3)4Cl2 4H2O

Zn(NH3)4Cl2 4HCl=ZnCl2 4NH4Cl

ZnCl2 2NH3.H2O=Zn(OH)2↓ 2NH4Cl

Zn(OH)2=(灼燒)ZnO H2O

⑿ 電解法:利用電解的原理來分離提純物質。如:電解精煉銅。

⒀ 離子交換法:例如用磺化煤(NaR)做陽離子交換劑,與硬水裡的Ca2 、Mg2 進行交換,而使硬水軟化。

⒁ 調節溶液pH法 加入試劑來調節溶液的pH,使溶液中的某些成分沉澱而分離除去。

⒂ 綜合法:欲除去某物質中的雜質,可采用以上各種方法或多種方法綜合運用。

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