徐海兵
物質(zhì)的分離是指將混合物里的幾種物質(zhì)分開(kāi),得到幾種較純凈的物質(zhì)。而物質(zhì)的提純是利用被提純物質(zhì)與雜質(zhì)的性質(zhì)不同,選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)手段將雜質(zhì)除去。物質(zhì)的分離和提純目的不同,但在實(shí)驗(yàn)操作上,大多需要一些相同的方法。在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中一般分為物理方法和化學(xué)方法兩大類。
一、物理方法
物理方法包括過(guò)濾法、降溫結(jié)晶法、蒸發(fā)結(jié)晶法等。初中要求對(duì)上述方法達(dá)到理解其原理、應(yīng)用范圍、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程和了解主要儀器的目標(biāo)。
1.過(guò)濾法
適用于固、液混合物的分離和提純,且固體不溶于液體。例如粗鹽的提純。2.降溫結(jié)晶法
適用于兩種物質(zhì)在水中溶解度隨溫度變化差異較大的混合物的分離和提純。例如硝酸鉀中含有少量食鹽的分離。 ? ?3.蒸發(fā)結(jié)晶法
適用于固體物質(zhì)在水中溶解度隨溫度變化不大的混合物的分離和提純。例如從食鹽溶液中回收氯化鈉晶體。
二、化學(xué)方法
一般分為轉(zhuǎn)化法、吸收法、溶解法、沉淀法、氣化法、加熱法、置換法等。運(yùn)用上述方法時(shí)一般遵循下列四項(xiàng)原則。
(1)在提純的過(guò)程中,不能引入新的雜質(zhì),不減少被提純物質(zhì)的量。
(2)在提純過(guò)程中,盡量使雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為被提純的物質(zhì)。
(3)在提純過(guò)程中,如生成新雜質(zhì),此雜質(zhì)應(yīng)易與被提純物質(zhì)分離開(kāi)。
(4)在分離過(guò)程中,若選用的試劑將被分離的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì),應(yīng)采取適當(dāng)方法將中間物質(zhì)轉(zhuǎn)化為被分離的物質(zhì)。
1.轉(zhuǎn)化法
就是將混合物中的雜質(zhì)與某種試劑反應(yīng)生成被提純的物質(zhì)。例如,一氧化碳中混有少量的二氧化碳?xì)怏w,可將混合氣體通過(guò)紅熱的炭層,使二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳。
2.吸收法
若氣體混合物中的雜質(zhì)能與某種試劑反應(yīng)(即被吸收),可將混合氣體通過(guò)盛有該試劑的吸氣瓶,再經(jīng)干燥后即可把雜質(zhì)除去。例如,上述例子中一氧化碳中混有少量的二氧化碳?xì)怏w,可將混合氣體先后通過(guò)盛有NaOH溶液和濃硫酸的洗氣瓶,從而得到純凈的一氧化碳。
CO2+2NaOHNa2CO3↓+H2O
3.溶解法
此法是指混合物中的雜質(zhì)能與某種試劑反應(yīng)而被溶解掉,被提純的物質(zhì)不反應(yīng),然后再采取適當(dāng)?shù)拇胧ㄈ邕^(guò)濾、洗滌、干燥)而把雜質(zhì)除去。例如,銅粉中混有少量的氧化銅粉末,可將混合物中加入足量的稀硫酸,然后經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥可得到純凈的銅粉。
CuO+H2SO4CuSO4+H2O
4.沉淀法
所謂沉淀法就是選擇合適的物質(zhì),使該物質(zhì)與雜質(zhì)在溶液中反應(yīng)生成沉淀和被提純物,然后經(jīng)過(guò)濾、蒸發(fā)等而得到較純的物質(zhì)。例如,除去氯化銅中少量的硫酸銅,可將混合物配成溶液,加人適量的氯化鋇溶液,然后經(jīng)過(guò)濾、蒸發(fā)即可得到氯化銅固體。
CuSO4+BaCl2CuCl2+BaSO4↓
5.氣化法
此法是將混合物中加入某試劑,使雜質(zhì)與試劑反應(yīng)生成氣體逸散去,從而得到純凈的物質(zhì)。例如,食鹽溶液中混有少量的碳酸鈉,可以在混合物中加入足量的鹽酸至不再產(chǎn)生氣體為止,剩余就是氯化鈉溶液了。
Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑6.分解法
此法適用于熱穩(wěn)定性差異較大的混合物的分離和提純。例如,碳酸鈣中混有少量的碳酸氫鈣,可以將混合物加熱,得到純凈的碳酸鈣。
Ca(HCO3)2△CaCO3+H2O↑+CO2↑
7.置換法
就是利用置換反應(yīng)的原理將混合物中的雜質(zhì)除去而得到純凈物的方法。例如,除去硫酸亞鐵中少量的硫酸銅,可以將混合物溶于水形成溶液,然后加入過(guò)量的鐵粉,再經(jīng)過(guò)濾、蒸發(fā)而得到純凈的硫酸亞鐵。
Fe+CuSO4FeSO4+Cu
總之,物質(zhì)的提純(除雜)與分離是一個(gè)較復(fù)雜的問(wèn)題,是初中化學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)。在實(shí)際操作中應(yīng)根據(jù)被分離和提純物質(zhì)的不同性質(zhì)選擇合適的方法,或者多種方法混合使用,才能達(dá)到分離和提純的目的。(收稿日期:2015-05-18)