化學(xué)試劑的變質(zhì)原因

發(fā)布時間:2019.08.12 瀏覽次數(shù):

引發(fā)和促使化學(xué)試劑變質(zhì)的原因
 
環(huán)境主要是指貯存的溫度、光照和介質(zhì)。介質(zhì)一般是指空氣和混有的雜質(zhì)。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(fā)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(xué)試劑在一定的溫度、光照、介質(zhì)條件下會逐漸變化以致變質(zhì),該過程有物理變化,亦有化學(xué)變化。前者使化學(xué)試劑產(chǎn)生損耗,后者則能使試劑完全變質(zhì)失效。
 
引發(fā)和促使化學(xué)試劑發(fā)生變化的原因,大致可歸納如下。
 
a.揮發(fā)
 
揮發(fā)是揮發(fā)性試劑造成試劑損耗、濃度改變、規(guī)格下降的最常見的原因。
 
揮發(fā)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(fā)煙硫酸等,有機試劑則有碳原子數(shù)較少的液態(tài)物質(zhì),如:甲醇、乙醇、石油醚、汽油等。
 
b.升華
 
具有升華性質(zhì)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。

c.潮解和稀釋
 
能發(fā)生潮解的化學(xué)試劑為數(shù)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(chǎn)生的水蒸氣氣壓小于空氣中的水蒸氣分壓,潮解將繼續(xù)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(dǎo)致濃度下降變稀的現(xiàn)象。發(fā)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(fā)生稀釋現(xiàn)象的常見試劑有濃硫酸、正磷酸、乙二醇等。
 
d.風(fēng)化
 
風(fēng)化的原因和潮解相反,是結(jié)晶水合物的水蒸氣分壓高于空氣中水蒸氣分壓的緣故??諝庠礁稍铮L(fēng)化速度越快。

實驗室中常見的易風(fēng)化劑有:
 
Na2CO3•10H2O、Na2SO4•7H2O、CuSO4•5H2O、MgSO4•7H2O、ZnSO4•7H2O等。
 
發(fā)生風(fēng)化雖未波及試劑的化學(xué)性質(zhì),但使試劑外觀改變,質(zhì)量減少。
實驗室氧化
 
e.濃縮和析晶
 
濃縮和析晶產(chǎn)生的原因是在環(huán)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(fā)而濃縮、析晶,各種固體溶質(zhì)的試劑一般均有此類現(xiàn)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(zhì)影響不大,但也會改變其濃度、規(guī)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(fā)生析晶現(xiàn)象,比較明顯的例子是冰醋酸。
 
f.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(fā)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(zhì),易水解的有機物是含有?;幕衔铮纾乎?、酰鹵等物質(zhì)。
 
g.分解
 
分解反應(yīng)也是引發(fā)和促進試劑損耗和變質(zhì)的原因。試劑的分解速度通常和環(huán)境溫度密切相關(guān)。溫度高分解速度加快,通常易分解的二元化合物其化學(xué)鍵鍵能較低。鍵能越低,越易分解,例如:碘化合物就比溴化物更易分解。有的分解反應(yīng)還和試劑的含水量有關(guān),如:硫酸氫銨,含水量越大,溫度越高分解速度也越快。而含氧酸鹽,如:硝酸鹽、高錳酸鹽則要在受熱時才發(fā)生分解。
 
h.氧化和還原
 
通常易被氧化的是標準電極電位低,具有還原性的試劑,它的名稱中常常帶有“低”或“亞”字。還有部分活潑金屬和非金屬單質(zhì),過氧化物及某些有機試劑,常見的有硫酸亞鐵、硫酸亞鐵銨、亞硫酸、無水亞硫酸鈉、鈉、鉀、鈣、鋅粉、還原鐵粉、乙醛等。還原性越強的試劑越易因氧化而變質(zhì)。使其氧化的原因是空氣中的氧和具有氧化性的雜質(zhì)所為。
 
標準電極電位較高的試劑,在以固態(tài)形式存在時,通常在空氣中比較穩(wěn)定,如:高錳酸鉀、重鉻酸鉀等。但以溶液存在時就易和空氣中的一些還原性雜質(zhì),如H2S,SO2等作用而變質(zhì),如:KMnO4,Na2S2SO4,K3Fe(CN)6等溶液。
 
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