化学试剂的变质原因

发布时间:2019.08.12 浏览次数:

引发和促使化学试剂变质的原因
 
环境主要是指贮存的温度、光照和介质。介质一般是指空气和混有的杂质。贮存室里除空气中含有的氧、二氧化碳和水蒸气以外,还往往含有存放的各种挥发性试剂扩散到空气中的蒸气,常见的有氯化氢、硝酸、硫化氢、二氧化硫、溴、碘、乙烯、甲醛等蒸气;另外还有飘混在空气中的尘埃,其中有无机物也有有机物及各种微生物。
 
化学试剂在一定的温度、光照、介质条件下会逐渐变化以致变质,该过程有物理变化,亦有化学变化。前者使化学试剂产生损耗,后者则能使试剂完全变质失效。
 
引发和促使化学试剂发生变化的原因,大致可归纳如下。
 
a.挥发
 
挥发是挥发性试剂造成试剂损耗、浓度改变、规格下降的最常见的原因。
 
挥发性试剂的一般特点是:分子量较小、沸点较低。
 
常见的无机试剂有:浓盐酸、浓硝酸、发烟硫酸等,有机试剂则有碳原子数较少的液态物质,如:甲醇、乙醇、石油醚、汽油等。
 
b.升华
 
具有升华性质的一类试剂一般是升华热较少的分子晶体。实验室里一般有室温下升华的试剂(如碘萘等)和受热条件下升华的试剂(如硫与氯化汞)两种。这类试剂的升华主要造成损耗和污染空气。

c.潮解和稀释
 
能发生潮解的化学试剂为数不多,它们大部分是易溶性化合物,一般阴离子半径远小于阳离子半径,也有阴阳离子半径相近而阳离子所带电荷较多。此类试剂吸收水分在表面形成饱和溶液后,若产生的水蒸气气压小于空气中的水蒸气分压,潮解将继续进行,直至全部形成溶液。如:氢氧化钠、碱石灰等,有机物中易潮的有醋酸钠、醋酸铵等。
 
稀释是指试剂溶液吸收空气中的水分导致浓度下降变稀的现象。发生原因与潮解一样,是外界水蒸气分压大于试剂的水蒸气分压所致。易发生稀释现象的常见试剂有浓硫酸、正磷酸、乙二醇等。
 
d.风化
 
风化的原因和潮解相反,是结晶水合物的水蒸气分压高于空气中水蒸气分压的缘故。空气越干燥,风化速度越快。

实验室中常见的易风化剂有:
 
Na2CO3•10H2O、Na2SO4•7H2O、CuSO4•5H2O、MgSO4•7H2O、ZnSO4•7H2O等。
 
发生风化虽未波及试剂的化学性质,但使试剂外观改变,质量减少。
实验室氧化
 
e.浓缩和析晶
 
浓缩和析晶产生的原因是在环境干燥的条件下,试剂溶液的水蒸气压高于外界空气中水蒸气压,造成溶液水分的蒸发而浓缩、析晶,各种固体溶质的试剂一般均有此类现象,特别是一些浓度较大的溶液,浓缩和析晶虽对瓶中试剂性质影响不大,但也会改变其浓度、规格和外观。对某些溶点较低的有机物,在外界温度下降较大的情况下,也会发生析晶现象,比较明显的例子是冰醋酸。
 
f.水解
 
容易水解的盐类试剂大都具有共价键,凡是强酸和弱碱和弱酸和弱碱所生成的盐,遇水都会发生不同程度的水解。实验室中一些金属元素的卤化物很容易水解,如:TiCl4、AlCl3、FeCl3、SnCl2,等,它们是带电荷高、半径小的阳离子化合物或是非惰气型的阳离子化合物。此类试剂可因易吸水水解而变质,易水解的有机物是含有酰基的化合物,如:酯、酰卤等物质。
 
g.分解
 
分解反应也是引发和促进试剂损耗和变质的原因。试剂的分解速度通常和环境温度密切相关。温度高分解速度加快,通常易分解的二元化合物其化学键键能较低。键能越低,越易分解,例如:碘化合物就比溴化物更易分解。有的分解反应还和试剂的含水量有关,如:硫酸氢铵,含水量越大,温度越高分解速度也越快。而含氧酸盐,如:硝酸盐、高锰酸盐则要在受热时才发生分解。
 
h.氧化和还原
 
通常易被氧化的是标准电极电位低,具有还原性的试剂,它的名称中常常带有“低”或“亚”字。还有部分活泼金属和非金属单质,过氧化物及某些有机试剂,常见的有硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、亚硫酸、无水亚硫酸钠、钠、钾、钙、锌粉、还原铁粉、乙醛等。还原性越强的试剂越易因氧化而变质。使其氧化的原因是空气中的氧和具有氧化性的杂质所为。
 
标准电极电位较高的试剂,在以固态形式存在时,通常在空气中比较稳定,如:高锰酸钾、重铬酸钾等。但以溶液存在时就易和空气中的一些还原性杂质,如H2S,SO2等作用而变质,如:KMnO4,Na2S2SO4,K3Fe(CN)6等溶液。
 
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