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實驗室常用的提純與分離方法
  • 發布日期:2019-03-05      瀏覽次數:2646
    •   提純是指將混合物凈化除去其雜質,得到混合物中的主體物質,提純后的雜質不必考慮其化學成分和物理狀態。混合物的分離方法有許多種,但根據其分離本質可分為兩大類:

        1、化學分離法

        2、物理分離法

        下面就混合物化學分離及提純方法歸納如下:

        分離與提純的原則

        1.引入的試劑一般只跟雜質反應;

        2.后續的試劑應除去過量的前加的試劑;

        3.不能引進新物質;

        4.雜質與試劑反應生成的物質易與被提純物質分離;

        5.過程簡單,現象明顯,純度要高;

        6.盡可能將雜質轉化為所需物質;

        7.除去多種雜質時要考慮加入試劑的合理順序;

        8.如遇到極易溶于水的氣體時,要防止倒吸現象的發生。

        概念區分

        清洗:

        從液體中分離密度較大且不溶的固體,分離沙和水;

        過濾:

        從液體中分離不溶的固體,凈化食用水;

        溶解和過濾:

        分離兩種固體,一種能溶于某溶劑,另一種則不溶,分離鹽和沙;

        離心分離法:

        從液體中分離不溶的固體,分離泥和水;

        結晶法:

        從溶液中分離已溶解的溶質,從海水中提取食鹽;

        分液:

        分離兩種不互溶的液體,分離油和水;

        萃取:

        加入適當溶劑把混合物中某成分溶解及分離,萃取水溶液中的碘;

        蒸餾:

        溶液中分離溶劑和非揮發性溶質,海水中取得純水;

        分餾:

        分離兩種互溶而沸點差別較大的液體,液態空氣中分離氧和氮;石油的精煉;

        升華:

        分離兩種固體,其中只有一種可以升華,分離碘和沙;

        吸附:

        除去混合物中的氣態或固態雜質,活性炭除去黃糖中的有色雜質。

        分離和提純常用的化學方法

        1.加熱法

        當混合物中混有熱穩定性差的物質時,可直接加熱,使熱穩定性差的物質分解而分離出去。如,NaCl中混有NH4Cl,Na2CO3中混有NaHCO3等均可直接加熱除去雜質。

        2.沉淀法

        在混合物中加入某種試劑,使其中一種以沉淀的形式分離出去的方法。使用該方法一定要注意不能引入新的雜質。若使用多種試劑將溶液中不同微粒逐步沉淀時,應注意后加試劑的過量部分除去,后加的試劑不引入新的雜質。如,加適量的BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4。

        3.酸堿法

        被提純的物質不與酸堿反應,而雜質可與酸堿反應,用酸堿作除雜試劑。如用鹽酸除去SiO2中的CaCO3,用氫氧化鈉溶液除去鐵粉中的鋁粉等。

        4.氧化還原反應法

        如果混合物中混有還原性雜質,可加入適當的氧化劑使其被氧化為被提純物質。如將氯水滴入混有FeCl2的FeCl3溶液中,以除去FeCl2雜質;同樣如果混合物中混有氧化性雜質,可加入適當的還原劑使其被還原為被提純物質。如將過量的鐵粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中,以除去FeCl3雜質。

        5.轉化法

        不能通過一次達到分離目的的,需要經過多次轉化,將其轉化成其它物質才能分離,然后再將轉化的物質恢復為原物質。如分離Fe3+和Al3+時,可加入過量的NaOH溶液,生成Fe(OH)3和NaAlO2,過濾后,再加入鹽酸重新生成Fe3+和Al3+。在轉化的過程中盡量減少被分離物質的損失,而且轉化物質要易恢復為原物質。

        6.調節pH

        通過加入試劑來調節溶液的pH,使溶液中某組分沉淀而分離的方法。一般是加入相應的難溶或微溶物來調節。如,在CuCl2溶液中含有FeCl3雜質,由于FeCl3的水解,溶液是酸性溶液,就可采用調節pH的方法將Fe3+沉淀出去,為此,可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3。

        7.電解法

        利用電解原理來分離提純物質,如,電解精煉銅,就是將粗銅作陽極,精銅作陰極,用含銅離子的溶液作電解液,在直流電的作用下,粗銅中比銅活潑的雜質金屬失去電子,在陰極只有銅離子得到電子析出,從而提純了銅。

       

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