2019-12-17

化學試劑的變質與防護

化學試劑在貯存過程中是否會發生變質,取決于內外兩個方面的因素,內因是試劑本身化學結構所決定的理化性質;外因則是試劑所處的環境條件。

要做到合理保管,一要了解試劑結構與性質間關系,二要創造適應試劑貯存的外部環境。


1.引發和促使化學試劑變質的原因

環境主要是指貯存的溫度、光照和介質。介質一般是指空氣和混有的雜質。貯存室里除空氣中含有的氧、二氧化碳和水蒸氣以外,還往往含有存放的各種揮發性試劑擴散到空氣中的蒸氣,常見的有氯化氫、硝酸、硫化氫、二氧化硫、溴、碘、乙烯、甲醛等蒸氣;另外還有飄混在空氣中的塵埃,其中有無機物也有有機物及各種微生物。

化學試劑在一定的溫度、光照、介質條件下會逐漸變化以致變質,該過程有物理變化,亦有化學變化。前者使化學試劑產生損耗,后者則能使試劑完全變質失效。

引發和促使化學試劑發生變化的原因,大致可歸納如下。

(1)揮發

揮發是揮發性試劑造成試劑損耗、濃度改變、規格下降的最常見的原因。

揮發性試劑的一般特點是:分子量較小、沸點較低。

常見的無機試劑有:濃鹽酸、濃硝酸、發煙硫酸等,有機試劑則有碳原子數較少的液態物質,如:甲醇、乙醇、石油醚、汽油等。
(2)升華

具有升華性質的一類試劑一般是升華熱較少的分子晶體。實驗室里一般有室溫下升華的試劑(如碘萘等)和受熱條件下升華的試劑(如硫與氯化汞)兩種。這類試劑的升華主要造成損耗和污染空氣。
(3)潮解和稀釋

能發生潮解的化學試劑為數不多,它們大部分是易溶性化合物,一般陰離子半徑遠小于陽離子半徑,也有陰陽離子半徑相近而陽離子所帶電荷較多。此類試劑吸收水分在表面形成飽和溶液后,若產生的水蒸氣氣壓小于空氣中的水蒸氣分壓,潮解將繼續進行,直至全部形成溶液。如:氫氧化鈉、堿石灰等,有機物中易潮的有醋酸鈉、醋酸銨等。

稀釋是指試劑溶液吸收空氣中的水分導致濃度下降變稀的現象。發生原因與潮解一樣,是外界水蒸氣分壓大于試劑的水蒸氣分壓所致。易發生稀釋現象的常見試劑有濃硫酸、正磷酸、乙二醇等。
(4)風化

風化的原因和潮解相反,是結晶水合物的水蒸氣分壓高于空氣中水蒸氣分壓的緣故??諝庠礁稍?,風化速度越快。

實驗室中常見的易風化劑有:

Na2CO3?10H2O、Na2SO4?7H2O、CuSO4?5H2O、MgSO4?7H2O、ZnSO4?7H2O等。

發生風化雖未波及試劑的化學性質,但使試劑外觀改變,質量減少。

(5)濃縮和析晶

濃縮和析晶產生的原因是在環境干燥的條件下,試劑溶液的水蒸氣壓高于外界空氣中水蒸氣壓,造成溶液水分的蒸發而濃縮、析晶,各種固體溶質的試劑一般均有此類現象,特別是一些濃度較大的溶液,濃縮和析晶雖對瓶中試劑性質影響不大,但也會改變其濃度、規格和外觀。對某些溶點較低的有機物,在外界溫度下降較大的情況下,也會發生析晶現象,比較明顯的例子是冰醋酸。

(6)水解

容易水解的鹽類試劑大都具有共價鍵,凡是強酸和弱堿和弱酸和弱堿所生成的鹽,遇水都會發生不同程度的水解。實驗室中一些金屬元素的鹵化物很容易水解,如:TiCl4、AlCl3、FeCl3、SnCl2,等,它們是帶電荷高、半徑小的陽離子化合物或是非惰氣型的陽離子化合物。此類試劑可因易吸水水解而變質,易水解的有機物是含有?;幕衔?,如:酯、酰鹵等物質。



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