雷艷虹 曹小華
(九江學(xué)院 江西 九江 332005)
粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)是中學(xué)新課標(biāo)規(guī)定的必修實(shí)驗(yàn)。 目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何除去食鹽中混有的雜質(zhì), 掌握溶解、沉淀、過(guò)濾、蒸發(fā)等基本操作技術(shù),訓(xùn)練學(xué)生分離固液混合物的操作技能及培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。 但是在具體的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)有一些問(wèn)題,如常壓過(guò)濾時(shí),過(guò)濾時(shí)間過(guò)長(zhǎng),而減壓過(guò)濾,濾紙會(huì)可能破損等,影響學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性。 為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,筆者對(duì)粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)過(guò)濾操作中經(jīng)常遇到的問(wèn)題,進(jìn)行了進(jìn)一步分析和探索[1]。
在常壓過(guò)濾過(guò)程中,濾紙的選擇是一個(gè)比較重要的因素[2]。 濾紙的規(guī)格應(yīng)與漏斗的大小相匹配,濾紙的大小應(yīng)略低于漏斗的邊緣,不易過(guò)小,否則在過(guò)濾過(guò)程中濾液容易逸出濾紙。我國(guó)的濾紙按用途分為定量濾紙、定性濾紙[3]。定量濾紙(無(wú)灰濾紙,灼燒后小于0.1 mg)用于定量分析,定性濾紙相比于定量濾紙殘留灰分較多。 粗鹽提純主要是進(jìn)行固液分離,分離出沉淀物質(zhì),定性濾紙即可滿(mǎn)足要求。
粗鹽提純需進(jìn)行三次過(guò)濾,溫度不能過(guò)低。 主要是由于熱溶液可降低溶液的相對(duì)過(guò)飽和度,增加構(gòu)晶離子擴(kuò)散速度,加快晶體的成長(zhǎng),有利于獲得大的晶粒;又能減少雜質(zhì)的吸附量,有利于得到純凈的沉淀。 此外,粘度隨溫度的不同而有顯著變化,溫度越高,溶液粘度小,一般粘度越小,過(guò)濾越快。
濾紙對(duì)折兩次即可形成扇形,第二次對(duì)折不要使勁刮壓,主要是防止濾紙與漏斗的錐角不同時(shí),可將第二次折疊后形成的兩個(gè)扇形稍微錯(cuò)開(kāi)或貼緊一點(diǎn),調(diào)整濾紙的椎角,使濾紙和漏斗相密合[4]。 并加水潤(rùn)濕濾紙,使濾紙緊密貼在玻璃漏斗的內(nèi)壁上。
根據(jù)虹吸原理,漏斗頸部形成完整的水注,會(huì)產(chǎn)生向下的引力,可加快過(guò)濾速率,因此在過(guò)濾之前可用小拇指堵在漏斗下口,向?yàn)V紙與漏斗空隙處加水,使漏斗和錐體被水充滿(mǎn),然后把濾紙按緊,再松開(kāi)拇指,即可形成水注。
漏斗的尖嘴長(zhǎng)端靠燒杯內(nèi)壁, 也可加快過(guò)濾速率。根據(jù)馮雪琦等教師進(jìn)行過(guò)濾20mL 氫氧化鈣, 通過(guò)比較測(cè)定“漏斗下端管口緊靠?jī)?nèi)壁”時(shí)的過(guò)濾速度與“漏斗下端管口不靠器內(nèi)壁”時(shí)的過(guò)濾速度,采用不靠的方法大約需要5 分鐘,而采用靠的方法則僅需4 分鐘。 這主要是由于不靠?jī)?nèi)壁,漏斗下端管口的液滴需要克服表面張力做功,而靠則減少了界面能,起到了引流的作用,其速度顯著快于不靠的過(guò)濾方法[5]。
減壓過(guò)濾可加速過(guò)濾, 并使沉淀抽吸的比較干燥,在過(guò)濾過(guò)程中濾紙常有破損,主要是由于濾紙的機(jī)械強(qiáng)度和韌性較差,抽濾用的循環(huán)水泵功率過(guò)大,內(nèi)外壓強(qiáng)相差大,吸力大,加速液體的流動(dòng),濾紙破損,因此在進(jìn)行減壓過(guò)濾時(shí),應(yīng)使內(nèi)外壓不能過(guò)大,可降低循環(huán)水泵的壓力或采用壓差不大的玻管泵。
[1] 董彩霞,孟志芬,祝勇. 重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)教學(xué)中若干問(wèn)題的探討[J]. 化學(xué)教育,2006,27(8):62
[2] 王紅云,鐘四姣. 濾紙上化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究[J]. 化學(xué)教育,2008,29(8):60-62
[3] 劉淑萍,呂朝霞,周玉珍,等. 治金分析與實(shí)驗(yàn)方法[M].北京:冶金工業(yè)出版社:2009:280
[4] 朱明輝. “過(guò)濾”也有小技巧[J]. 農(nóng)村青少年科學(xué)探索,2012,(2):38
[5] 馮雪琦,馬宏佳. 為什么過(guò)濾時(shí)“漏斗下端管口要緊靠燒杯內(nèi)壁”? [J]. 化學(xué)教與學(xué),2012,(2):82