李旭娃

摘要：試劑瓶封閉不嚴(yán)，是造成很多化學(xué)藥品發(fā)生變化的主要原因。氣體流動的量越多，化學(xué)藥品變化的程度就越大。針對氣體的流動，設(shè)置了限制氣體流動的緩沖區(qū)，引入了緩沖式保護措施。無論是自身易分解的化學(xué)藥品還是由外部氣體引起變化的藥品，都可以采取緩沖式保護。

關(guān)鍵詞：化學(xué)藥品；緩沖式保護；化學(xué)品保質(zhì)

文章編號：1005–6629（2016）3–0070–04 中圖分類號：G633.8 文獻標(biāo)識碼：B

天津港爆炸案告誡人們，對于化學(xué)品必須要進行科學(xué)的管理和保護。

很多化學(xué)藥品在長久放置過程中會發(fā)生變化（主要是變質(zhì)）?；瘜W(xué)藥品的變化，常常伴隨著變色、結(jié)塊、形成液體、出現(xiàn)沉淀等現(xiàn)象。

化學(xué)藥品的變化受光照、溫度、封閉等多種因素的影響。光照和溫度的影響一般不難解決，而封閉不嚴(yán)的影響則是一個較難解決的問題。在此，在原有的避光、防高溫等防護措施的基礎(chǔ)上，只針對封閉不嚴(yán)的問題，探究化學(xué)藥品的保護。

試劑瓶封閉不嚴(yán)，會造成瓶外氣體進入瓶內(nèi)引發(fā)化學(xué)藥品的變化。瓶內(nèi)氣體流出瓶外時，往往因氣體有毒有害而污染環(huán)境。所以，化學(xué)藥品的保護，既要防止瓶外氣體流入，又要防止瓶內(nèi)氣體流出。

變化了的化學(xué)藥品會造成諸多不良影響。（1）不能再根據(jù)所取藥品的質(zhì)量（或體積）準(zhǔn)確地計算物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度等。（2）會影響實驗效果，甚至導(dǎo)致實驗失敗，使師生們得不到理想的、期盼的結(jié)果。在學(xué)生形成對化學(xué)科學(xué)的情感態(tài)度的過程中起消極作用。（3）不僅會降低其使用價值，甚至報廢，造成環(huán)境污染，而且浪費資金、消耗資源，甚至可能會產(chǎn)生更為嚴(yán)重的后果。

化學(xué)藥品的變化非常復(fù)雜，但歸納起來具有下列特點：（1）化學(xué)藥品的變化一般是通過與有關(guān)氣體的平衡關(guān)系引發(fā)的。（2）其變化具有緩慢性、持續(xù)性。（3）瓶內(nèi)氣體引發(fā)的變化主要是化學(xué)藥品自身的分解、揮發(fā)，使氣體不斷流出瓶外，使總質(zhì)量不斷向著減少的方向進行。（4）瓶外氣體引發(fā)的變化，主要是空氣中的水蒸氣、氧氣、二氧化碳等進入瓶內(nèi)，使總質(zhì)量不斷向著增大的方向進行。

在化學(xué)藥品的使用過程中發(fā)現(xiàn)，只有蠟封的試劑瓶其保護作用最好。但實際上，不論是購置還是配發(fā)的藥品，蠟封包裝的很少。管理人員常常認(rèn)為有密封帶的原有包裝只要不打開就一定是嚴(yán)密的，也就不再去考慮其再保護的問題，從而使化學(xué)藥品在不知不覺中不斷地、不同程度地發(fā)生著變化。所以，易變化的（特別是新購買或配發(fā)的）化學(xué)藥品，必須進行再保護。

對于一種化學(xué)藥品，購買或配發(fā)的往往不止一瓶。而在使用過程中總是先打開一瓶，將其使用完后再使用其余試劑瓶中的。對于放置待用的化學(xué)藥品，一般采取蠟封式保護。下面只討論已經(jīng)打開的試劑瓶，正處于頻繁使用階段（或放置待用，但因某種原因而不便蠟封）的化學(xué)藥品的保護。

實驗1 （2014年10月30日開始）取兩個125mL的集氣瓶，分別編為1號、2號，各放入2粒綠豆大小的白色無水氯化鈣，使顆?？恐勘?。1號瓶敞口，2號瓶用塑料膜扎封。對于2號瓶扎封的具體操作方法是：將一個足夠大的單層薄塑料膜鋪展，從中間折疊4次，變?yōu)?6層，使每次折疊結(jié)果接近正方形（即不要折疊成條形）。將16層塑料膜覆蓋在瓶口，將瓶口周圍部分沿瓶頸下壓，使其瓶頸區(qū)域各處都能被16層塑料膜覆蓋，緊靠瓶頸。然后用長粗線繩將瓶頸處的各層塑料膜緊緊纏繞多圈，扎緊。放在室內(nèi)，觀察氯化鈣顆粒的變化。

1號瓶至第2天，顆粒變小且下部有液體出現(xiàn)。至第8天時顆粒消失，全部變?yōu)橐后w（此時段內(nèi)空氣很潮濕）。至第49天左右，其液體全部變?yōu)榫w（在干燥空氣中生成了CaCl2·6H2O）。至第75天左右，晶體的形狀和顏色明顯發(fā)生了變化（即在干燥空氣中水合晶體表面發(fā)生了風(fēng)化）。至第128天左右，因空氣潮濕又全部變?yōu)橐后w，此液體一直持續(xù)，至2015年7～9月間空氣干熱，但仍以液體存在（其中出現(xiàn)了很少量的無色晶體）。而2號瓶中在6個月之內(nèi)一直是固體顆粒，只是表面逐漸變得潮濕，白色逐漸趨于無色，顆粒稍有變大現(xiàn)象。6個月之后，發(fā)現(xiàn)顆粒與瓶底之間有液體出現(xiàn)，且不斷增多，固體顆粒逐漸變小，以至浸沒于液體中變?yōu)闊o色晶體。至2015年8月下旬，無色晶體完全消失。

2 實驗現(xiàn)象分析

無水氯化鈣放入空氣中，在潮解時先生成CaCl2·2H2O，再生成CaCl2·6H2O。CaCl2·6H2O既有潮解性，又有風(fēng)化性。在其表面存在著平衡關(guān)系H2O（l） CaCl2·6H2O H2O（g）。在一定溫度時，當(dāng)空氣中水蒸氣壓強P（水）等于其臨界值P（0）時，CaCl2·6H2O既不潮解也不風(fēng)化。當(dāng)P（水）>P（0）時，平衡左移，液態(tài)水增多，CaCl2·6H2O潮解，以致完全變?yōu)橐后w。當(dāng)P（水）

由實驗現(xiàn)象可知，1號瓶中的無水氯化鈣基本上隨著空氣濕度的變化而變化。而2號瓶中的無水氯化鈣雖然也經(jīng)歷了空氣濕度的不同時段，相對來說變化很慢，共經(jīng)歷了近10個月，才第一次完全變成了液體，達到了與放置8天的1號瓶中相同的狀態(tài)。使無水氯化鈣完全變?yōu)橐后w的時間延長了將近38倍。

這充分說明多層薄塑料膜扎封時，可以在很大程度上阻止水蒸氣向瓶內(nèi)外的流動。

實驗2 取2個125mL的集氣瓶、1個與集氣瓶開口相當(dāng)?shù)脑噭┢?。各裝入2.4g無水硫酸鎂，分別編為1號、2號、3號。1號瓶敞口，2號瓶（試劑瓶）去掉內(nèi)蓋、擰緊外蓋，3號瓶扎封，如圖1。分別稱其質(zhì)量后放于室內(nèi)。

無水硫酸鎂是一種很好的干燥劑，與空氣中的水蒸氣接觸時，會吸收水蒸氣生成水合硫酸鎂，其結(jié)晶水?dāng)?shù)目為1～7。所以，無水硫酸鎂與空氣接觸時質(zhì)量會增大。

放置至50天再稱其質(zhì)量，求得質(zhì)量增重依次為2.0g、0.7g、0.2g。充分說明，試劑瓶加外蓋后使氣體流通的速率在很大程度上受到了限制，但阻止氣體的作用仍然比扎封的小。

試劑瓶一般配有內(nèi)蓋和外蓋。

在外蓋的內(nèi)側(cè)有螺紋，在瓶頸的外側(cè)也有螺紋，這兩種螺紋相互配合，起固定作用。在瓶頸的下部有一個圓環(huán)形的棱，當(dāng)擰緊外蓋時，外蓋口與棱緊密接觸，阻止氣體流通。但由于外蓋口與棱都是硬質(zhì)固體，而且接觸面小、切合程度小，阻止氣體的流通作用小。

常見的內(nèi)蓋是堅韌的塑料制成的，形狀類似于圓柱，其上部有一個向外伸展且垂直于側(cè)面的圓環(huán)形短檐，內(nèi)部是圓柱形的凹陷。其整體表面光滑，如圖2。內(nèi)蓋外壁與瓶頸內(nèi)壁緊貼，此處才是接觸面積大、切合程度高、阻止氣體流通最關(guān)鍵、最有效的部位。

受上述實驗的啟示，對于一個配套完整的試劑瓶，如果用多層薄塑料膜覆蓋外蓋及瓶頸，在外蓋口下的瓶頸處如上扎封，就會協(xié)助外蓋很有效地阻止氣體流通，其作用肯定會遠遠大于單獨的外蓋作用和單獨的扎封作用。這樣，在內(nèi)蓋與瓶頸（內(nèi)壁）之間、外蓋與瓶頸（外壁）之間，形成了阻止氣體流通的兩道關(guān)卡（扎封是對外蓋作用的加強），使瓶外氣體難以進入到內(nèi)外蓋之間，而進入到內(nèi)外蓋之間的氣體又難以進入瓶內(nèi)。同時，使瓶內(nèi)氣體難以流出到內(nèi)外蓋之間，而流出到內(nèi)外蓋之間的氣體又難以流出到瓶外。也就是說，兩道關(guān)卡之間形成了一個抑制氣體流通的緩沖區(qū)。該緩沖區(qū)能進一步使瓶內(nèi)化學(xué)藥品得到保護，故將這種保護作用叫做緩沖式保護。

緩沖式保護主要從氣體流通的路徑著手，來限制氣體的流通。

上述實驗不僅驗證了水蒸氣流通的情況，而且也驗證了其他氣體流通的情況，不僅驗證了氣體流入的情況，而且也驗證了氣體流出的情況。因此，不論是瓶內(nèi)氣體流出引發(fā)的變化，還是瓶外氣體流入引發(fā)的變化，也不論是水蒸氣、氧氣、二氧化碳中任何一種氣體引發(fā)的變化，還是其中的幾種氣體共同引起的變化，都可以通過緩沖式保護使其在很大程度上得到限制。

凡易變化的化學(xué)藥品，都可以采取緩沖式保護。

緩沖式保護中所用的塑料膜（如薄塑料袋）和線繩，是生活中常用的物品，價廉易得，其操作過程也簡單、安全。

從理論上來說，一層塑料膜與多層塑料膜阻擋氣體的作用是相同的。但實際上，所用塑料膜有未發(fā)現(xiàn)或看不見的小孔，或使用過程中被弄破等原因，會產(chǎn)生漏氣問題。折疊成多層可以在很大程度上彌補這種缺陷。更重要的是松軟的多層塑料膜會形成一定的彈性，塑料膜越多，彈性越大，會被捆綁得越嚴(yán)密。所以，多層塑料膜扎封的效果會更好。

在緩沖式保護中，應(yīng)該用軟質(zhì)薄塑料膜，不宜用厚塑料膜或玻璃紙，否則容易在瓶頸外壁與塑料膜之間形成縫隙。

參考文獻：

[1]北京師范大學(xué)等編.無機化學(xué)（下冊）[M].北京：人民教育出版社，1981：740.