鞠春榮
一、用于提純氣體
例1 除去混入CO2中的HCl和SO2氣體時,可用NaHCO3的飽和溶液。其原理是
NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O
2NaHCO3+SO2Na2SO3+2CO2↑+H2O
這是因為溶液不飽和時,CO2將和H2O反應(yīng)生成HCO-3,使溶液中的HCO-3至飽和為止,造成CO2損耗。利用這一原理,在提純氣體的實驗設(shè)計中,可用飽和NaHSO3溶液除去SO2中混入的HCl氣體,用飽和的NaHS溶液除去H2S中混入的HCl氣體等。
NaHSO3+HClNaCl+SO2↑+H2O
NaHS+HClH2S↑+NaCl
二、用于收集氣態(tài)物質(zhì)
例2 實驗室制氯氣時,可用排飽和食鹽水法收集氯氣。
這是因為用排空氣法收集到的氯氣不純,且氯氣易溶于水,又不能用排水法。故可用排飽和食鹽水法收集。在飽和食鹽水中氯離子可使
Cl2+H2OH++Cl-+HClO
的平衡向左移動,從而降低了氯氣在水中的溶解度,可收集到較純的氯氣。
例3 實驗室用乙酸、乙醇為原料,用濃硫酸作催化劑,加熱制取乙酸乙酯。產(chǎn)生的蒸氣除乙酸乙酯外,尚含少量乙酸和乙醇,乙酸乙酯可與乙酸、乙醇以任意比混溶。為了將乙酸乙酯從混合液中分離出來,可將混合物蒸氣通入飽和碳酸鈉溶液。
這是因為飽和碳酸鈉溶液既能中和餾出物混有的乙酸,又能溶解除去乙醇,減小乙酸乙酯在水中的溶解度,從而有利于乙酸乙酯分層析出。
三、用于結(jié)晶法提純分離物質(zhì)
例4 分離易溶鹽氯化鈉和硝酸鉀的混合物,可將NaCl和KNO3的混合物配成高溫下的飽和溶液。
這是利用NaCl的溶解度隨溫度升高而增加很小,而KNO3的溶解度隨溫度升高而迅速增大的特點。進行冷卻結(jié)晶,將NaCl和KNO3完全分離,從而得到純凈的KNO3晶體。
四、用于晶體的制備
例5 制備NaHCO3晶體時,可在熱的Na2CO3溶液中通入足量的CO2,生成NaHCO3。
這是因為NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,易形成過飽和溶液,降低溫度時,NaHCO3便結(jié)晶析出、進而制備出晶體。
五、用于膠體的鹽析過程
例6 油脂皂化反應(yīng)完成后,生成的高級脂肪酸鈉,甘油和水形成混合液,高級脂肪酸鈉在水里形成膠體溶液,為了使肥皂和甘油充分分離,可以用飽和食鹽水將肥皂鹽析出來。
這是因為NaCl是強電解質(zhì),使膠體溶液被破壞,同離子效應(yīng)和鹽析作用降低了脂肪酸鈉在水中的溶解度,高級脂肪酸鈉從混合液中析出。
六、用于促進蛋白質(zhì)的凝聚
例7 在盛有雞蛋白溶液的試管里,慢慢地加入飽和(NH4)2SO4或Na2SO4溶液,可觀察到白色絮狀物從溶液中析出。
這是由于飽和無機鹽溶液中鹽離子的水化作用破壞了蛋白質(zhì)的水化膜,以致沒有足夠的水來溶解蛋白質(zhì),再加上鹽的正負離子抑制了蛋白質(zhì)的表面電荷,因而使蛋白質(zhì)顆粒易碰撞粘結(jié)下沉,使蛋白質(zhì)分子聚在一起形成白色絮狀物從溶液中析出。
七、用于加快或減慢化學(xué)反應(yīng)速率
例8 實驗室制乙炔時,因電石與水反應(yīng)較劇烈,往往有Ca(OH)2等泡沫溢出,影響實驗的順利進行,為了得到平穩(wěn)的乙炔氣流,防止泡沫溢出,采用在碳化鈣上加乙醇,然后再與飽和食鹽水作用,這樣可減小水與碳化鈣的接觸,用飽和食鹽水代替水,實質(zhì)上NaCl起到了稀釋水的作用,減慢此反應(yīng)速率,得到平衡的乙炔氣流。
八、用于電解反應(yīng)
例9 工業(yè)上電解飽和食鹽水制Cl2,其陽極上反應(yīng)可以是:
2Cl--2e-Cl2↑
①
4OH--4e-2H2O+O2↑
②
究竟哪個反應(yīng)優(yōu)先發(fā)生,除了與Cl-和OH-失去電子的難易程度有關(guān)外,也與二者的濃度有關(guān)。實際上使用的是飽和食鹽水。
由于Cl-的濃度遠遠大于OH-的濃度,因此反應(yīng)①優(yōu)先進行,在陽極產(chǎn)生Cl2,若食鹽水濃度較小,或OH-在陽極附近的濃度增大某一程度時,反應(yīng)②也可進行,即同時放出Cl2和O2,所以,為了使電解反應(yīng)能夠順利進行,工業(yè)上采用不斷補充飽和食鹽水和及時排出NaOH溶液的措施。
(收稿日期:2015-01-26)