『壹』 化工過程中最常用的分離方法是哪種為什麼
化工產品對純度或有效含量都有要求,不管是有機合成還是無機合成,都可能有副產物或未反應的原料存在,因此形成混合狀態。物質在三態下甚至多種狀態混合下,要得到目標產品,就要用到分離技術,分離技術目前發展很快,新設備、新工藝和尖端技術不斷涌現,為化工業的發展提供了優越的條件,特別是高純度產品的提供成為可能,減少了雜質不可控危害反應的發生,為各行各業提供高純度產品。因此分離技術(過程)在化工生產乃至國民經濟和國防建設等方面具有重要的意義。從事這方面的研究大有可為,這方面的科研人員和一線操作者是科技發展的功臣!
『貳』 無機化學中物質的分離與提純
除雜的原則:
(1)不增:不增加新的雜質;
(2)不減:被提純的物質不能減少;
(3)易分:操作簡便,易於分離;
常見物質除雜總結
原物所含雜質除雜質試劑除雜質的方法
(1)N2(O2)-------灼熱的銅絲網洗氣
(2)CO2(H2S)-------硫酸銅溶液洗氣
(3)CO(CO2)-------石灰水或燒鹼液洗氣
(4)CO2(HCl)-------飽和小蘇打溶液洗氣
(5)H2S(HCl)-------飽和NaHS溶液洗氣
(6)SO2(HCl)-------飽和NaHSO3溶液洗氣
(7)Cl2(HCl)-------飽和NaCl溶液洗氣
(8)CO2(SO2)-------飽和小蘇打溶液洗氣
(9)碳粉(MnO2)-------濃鹽酸加熱後過濾
(10)MnO2(碳粉)-------加熱灼燒
(11)碳粉(CuO)-------鹽酸或硫酸過濾
(12)Al2O3(Fe2O3)-------NaOH溶液(過量),再通CO2過濾、加熱固體
(13)Fe2O3(Al2O3)-------NaOH溶液過濾
(14)Al2O3(SiO2)-------鹽酸NH3·H2O過濾、加熱固體
(15)SiO2(ZnO)-------鹽酸過濾
(16)CuO(ZnO)-------NaOH溶液過濾
(17)BaSO4(BaCO3)-------稀硫酸過濾
(18)NaOH(Na2CO3)-------Ba(OH)2溶液(適量)過濾
(19)NaHCO3(Na2CO3)-------通入過量CO2
(20)Na2CO3(NaHCO3)-------加熱
(21)NaCl(NaHCO3)-------鹽酸蒸發結晶
(22)NH4Cl[(NH4)2SO4]-------BaCl2溶液(適量)過濾
(23)FeCl3(FeCl2)-------通入過量Cl2
(24)FeCl3(CuCl2)-------鐵粉、Cl2過濾
(25)FeCl2(FeCl3)-------鐵粉過濾
(26)Fe(OH)3膠體(FeCl3)-------(半透膜)滲析
(27)CuS(FeS)-------稀鹽酸或稀硫酸過濾
(28)I2(NaCl)------升華
(29)NaCl(NH4Cl)-------加熱
(30)KNO3(NaCl)-------蒸餾水重結晶
(31)乙烯(SO2、H2O)鹼石灰洗氣
(32)乙烷(乙烯)-------溴水洗氣
(33)溴苯(溴)-------稀NaOH溶液分液
(34)硝基苯(NO2)-------稀NaOH溶液分液
(35)甲苯(苯酚)-------NaOH溶液分液
(36)乙醛(乙酸)-------飽和Na2CO3溶液蒸餾
(37)乙醇(水)-------新制生石灰蒸餾
(38)苯酚(苯)-------NaOH溶液、CO2分液
(39)乙酸乙酯(乙酸)-------飽和Na2CO3溶液分液
(40)溴乙烷(乙醇)-------蒸餾水分液
(41)肥皂(甘油)-------食鹽過濾
(42)葡萄糖(澱粉)-------(半透膜)滲析
氣體除雜的原則:
(1)不引入新的雜質
(2)不減少被凈化氣體的量注意的問題:
①需凈化的氣體中含有多種雜質時,除雜順序:一般先除去酸性氣體,如:氯化氫氣體,CO2、SO2等,水蒸氣要在最後除去。
②除雜選用方法時要保證雜質完全除掉,如:除CO2最好用NaOH不用Ca(OH)2溶液,因為Ca(OH)2是微溶物,石灰水中Ca(OH)2濃度小,吸收CO2不易完全。
方法:
A. 雜質轉化法:欲除去苯中的苯酚,可加入氫氧化鈉,使苯酚轉化為苯酚鈉,利用苯酚鈉易溶於水,使之與苯分開;
B. 吸收洗滌法;欲除去二氧化碳中混有的少量氯化氫和水,可使混合氣體先通過飽和碳酸氫鈉溶液,再通過濃硫酸即可除去;
C. 沉澱過濾法:欲除去硫酸亞鐵溶液中混有的少量硫酸銅,加入少量鐵粉,待充分反應後,過濾除去不溶物即可;
D. 加熱升華法:欲除去碘中的沙子,即可用此法;
E. 溶液萃取法:欲除去水中含有的少量溴,可採用此法;
F. 結晶和重結晶:欲除去硝酸鈉溶液中少量的氯化鈉,可利用二者的溶解度不同,降低溶液溫度,使硝酸鈉結晶析出,可得到純硝酸鈉晶體;
G. 分餾蒸餾法:欲除去乙醚中少量的酒精,可採用多次蒸餾的方法;
H. 分液法:欲將密度不同且又互不相溶的液體混合物分離,可採用此法,如將苯和水分離;
K. 滲析法:欲除去膠體中的離子,可採用此法。如除去氫氧化鈉膠體中的氯離子。
『叄』 大學無機化學
前言《無機及分析化學》(第四版)是教育部普通高等教育「十五」國家級規劃教材,是《無機及分析化學》(第三版)的修訂本。
《無機及分析化學》(第四版)於2002年初被列入教育部普通高等教育「十五」國家級規劃教材項目後,即由編寫組籌劃編寫工作,制訂編寫大綱並著手教材的編寫工作。2003年8月在長沙召開的「教育部非化學化工類專業化學基礎課程教學指導分委會:生物、醫葯學類教材建設研討會」上,向與會的全國高等學校代表做了關於《無機及分析化學》(第四版)教材修訂工作的大會發言,並分發了「編寫大綱」和部分教材初稿,以便聽取廣大教師的意見。會後,對收集的意見進行了認真分析和研究,力爭在教材編寫中有所體現。
當前,生命科學的發展已步入分子水平,化學在生命科學中的重要性將更為突出。為適應當前教學改革的形勢,以符合21世紀生物和醫葯科學發展的需要,在修訂過程中將努力遵循「加強基礎,趨向前沿,反映現代,注意交叉」的現代課程建設理念。這次修訂,編者主要做了如下工作:1.對原書各章節進行補充、調整和修改;2.無機化學部分增加了第十四章環境污染和環境化學,第十五章核反應和放射性同位素的應用;3.分析化學部分由於考慮到目前儀器分析已成為高等學校的獨立課程,故刪除原第三版的儀器分析內容,但仍然保留並加強比色法和分光光度法;4.為適應那些學有餘力的讀者需要,在大多數章中附有相關的「拓展知識」以開闊視野。
參加本書第四版的編寫者有:黃孟健教授(第一、二、三、四、五、九、十、十一、十二和十五章),薛德平副教授(第六和七章),陳榮三教授(第八、十三和十四章),袁婉清教授(第十八和十九章,合編第十六、十七、二十和二十一章),杜岱春教授(合編第十六、十七、二十和二十一章)。全書由陳榮三教授策劃和統稿,分析化學部分由袁婉清教授參加統稿。
懇請讀者對本書的錯誤和不妥之處,提出批評和指正。
前言無機及分析化學實驗是一門獨立的基礎實驗課程,是化學實驗的重要分支,也是學習其他化學實驗的重要基礎。無機及分析化學實驗是學生進入大學後的第一門實驗課程,因而它對奠定學生良好的實驗基礎特別重要,是必須熟練掌握的基本功。它雖是一門獨立開設的課程,但在內容上又與無機及分析化學課程密切配合,使實驗課與理論課二者既相互獨立設課、自成教學體系,又互為依託,相輔相成,各有特色,構成了未來自然科學工作者的無機及分析化學知識基礎。
無機及分析化學實驗是以實驗為手段,研究無機及分析化學中的重要理論,典型元素及其化合物的性質,定性、定量分析方法以及相關儀器、裝置、基本操作和有關原理的一門課程,是學生化學實驗技能與化學素質培養不可缺少的重要環節。
本書本著寬領域、漸進式、互動式、開放式來編排實驗,所選實驗共分三大類。
第一類為基本實驗:包括化學熱力學、化學動力學初步知識、電解質溶液、沉澱溶解平衡、氧化還原平衡、配位解離平衡、物質結構理論以及元素部分、誤差理論、滴定分析原理等內容,以及一些物理化學參數的測定。通過該部分實驗,使學生掌握化學實驗的基本知識、基本理論、基本操作、基本技能,使化學實驗的基本訓練系統化。
第二類為提高型實驗:涵蓋了綜合性、半設計性、設計性和應用性實驗項目,盡可能結合化學領域的新反應、新理論、新技術和新試劑的應用,篩選了一些重要的、典型的反應,包括無機制備、常數測定、物性測定、組成分析、定性分析、定量分析和儀器分析等,通過從原料的選擇、中間產物以及目標產物的分析鑒定,培養學生綜合分析問題、解決問題的能力,使學生受到科學思維和科學實驗的綜合素質訓練,初步具備一定的實驗設計、科學研究及應用研究的能力。
第三類為研究創新型實驗:與開放式實驗教學和科研訓練相結合,融多樣化教學形式於一體,學生在導師指導下自行查閱國內外相關文獻資料、自行設計實驗方案,完成研究內容,歸納、整理、分析實驗結果,撰寫論文。該類實驗給學生創造了獨立分析問題、解決問題的機會,重在科研能力的訓練和創新思維的培養,為在化學及相關的科學技術和其他領域從事科研、教學及相關工作打下良好的基礎。
根據上述實驗內容和選取原則,共選編了36個實驗,任課教師可根據實驗室具體情況選取。
本書的編寫參考了相關教材、國家標准和互聯網上有關內容,主要參考文獻列在相關內容參考文獻部分,在此向文獻原作者深表謝意。
本書可作為綜合性大學化學、生命科學、材料、環境等專業,農林院校及醫學院校相關專業本科生的實驗教材。
本書由李志林主編,並負責全書統稿,馬志領、翟永清同志參加了本書部分編寫工作。感謝河北大學化學與環境科學學院給予的大力支持,感謝無機化學教研室同志們的熱忱幫助。由於編者水平有限,本書的不足與疏漏,懇切希望讀者批評指正,我們將不勝感激。
前言隨著經濟和科技的飛速發展,教育改革的不斷深化,高等院校的教學內容和體系改革也有了更高的要求。21世紀,我國高等院校教育以培養具有綜合素質的人才為主要目標。作為高等院校基礎教育的組成部分——無機及分析化學,是對學生進行素質和能力教育的重要內容。通過本課程的學習,使學生在無機及分析化學的基本知識、基本理論、基本技能方面受到良好培訓,並能將其很好地運用到今後的學習和工作中去。
本教材面向新世紀的化學課程,以適應高等院校對本科生人才化學素質、知識結構和創新能力的要求以及我國經濟、科技和學生個性發展的需要。在編寫過程中,我們除了注意分析化學知識的覆蓋面以外,盡可能的聯系實際,給學生留下一些回味的東西,使其體會化學的奧妙和涵義,對基本原理產生更深一步的認識,拓寬學生的解題思路,對學生學習能力和學習素質的培養有所幫助,使學生能夠很好地掌握無機及分析化學的基本理論、基礎知識和基本技能及其在生產實際、科學研究中的應用,培養學生嚴謹的科學態度,提高學生分析問題、綜合解決問題和創新思維的能力,為後繼課程的學習及將來的工作奠定基礎。
參加本書編寫的作者均是長期從事無機及分析化學教學和科研的一線教師,具有豐富的教學實踐經驗和較高的學術水平。在編寫過程中,查閱了大量的相關資料,吸取了近年來國內外出版的同類教材的優點,使之具有以下特點:
1.注重理論聯系實際,重視基本原理、基本知識和基本實驗技能。文字敘述簡明扼要,注意啟發性。力求削枝強干、優化內容、突出重點、加強基礎,以符合學生的認知規律,強化早期滲透應用的意識,』聯系當前普遍關注的資源、能源、環境、材料、生物技術、生命科學等實際問題,有利於學生分析問題、解決問題能力的培養。
2.立足於本課程的基本知識點,結合工、農、林、生物、食品、醫學等專業學生的特點,為適應化學學科的發展和21世紀教學改革的要求,反映最新科技進步與發展動態,增加新的科技信息並擴大學生的知識面,教材中增加了儀器分析、無機及分析化學中常用分離方法的應用等內容。為學生將來在學科交叉領域進行創新打下基礎。
『肆』 無機化學,如何用氨水,氫氧化鈉,鹽酸,硝酸這四種試劑將水溶液中的錳離子,鎳離子,銅離子,鐵離子分離
加硝酸,鐵離子變為三價鐵,水解後沉澱,過濾 加過量氨水,錳離子先變為氫氧化錳再變為二氧化錳,其它兩個都生成絡離子,過濾 加鹽酸,調節ph至8到10.5之間,此時銅離子沉澱而鎳離子不沉,過濾 加氫氧化鈉,至ph大於10.5,鎳離子沉澱。
『伍』 無機化學,水溶液中的錳離子,鎳離子,銅離子,鐵離子如何設計方案把他們分離
利用金屬活動性,可以將水溶液中的錳離子,鎳離子,銅離子,鐵離子分離出來。
金屬活動性從強到弱的排列是:Mn>Fe>Ni>Cu。
方案:
1、向溶液中加入適量的鎳,置換出金屬銅。
Fe+Cu(2+)=Cu+Fe(2+);
2、向溶液中加入適量的鐵,置換出金屬鎳。
Ni+Fe(2+)=Fe+Ni(2+);
3、向溶液中加入適量的錳,置換出金屬鐵。
Mn+Ni(2+)=Ni+Mn(2+)。
『陸』 大學無機化學
無機化學,有機化學,物理化學,分析化學
無機化學
元素化學、無機合成化學、無機高分子化學、無機固體化學、配位化學(即絡合物化學)、同位素化學、生物無機化學、金屬有機化學、金屬酶化學等。
有機化學
普通有機化學、有機合成化學、金屬和非金屬有機化學、物理有機化學、生物有機化學、有機分析化學。
物理化學
結構化學、熱化學、化學熱力學、化學動力學、電化學、溶液理論、界面化學、膠體化學、量子化學、催化作用及其理論等。
分析化學
化學分析、儀器和新技術分析。包括性能測定、監控、各種光譜和光化學分析、各種電化學分析方法、質譜分析法、各種電鏡、成像和形貌分析方法,在線分析、活性分析、實時分析等,各種物理化學性能和生理活性的檢測方法,萃取、離子交換、色譜、質譜等分離方法,分離分析聯用、合成分離分析三聯用等。
無機化學
第一章:氣體
第一節:理想氣態方程
1、氣體具有兩個基本特性:擴散性和可壓縮性。主要表現在:
⑴氣體沒有固定的體積和形狀。⑵不同的氣體能以任意比例相互均勻的混合。⑶氣體是最容易被壓縮的一種聚集狀態。
2、理想氣體方程: 為氣體摩爾常數,數值為=8.314
3、只有在高溫低壓條件下氣體才能近似看成理想氣體。
第二節:氣體混合物
1、對於理想氣體來說,某組分氣體的分壓力等於相同溫度下該組分氣體單獨佔有與混合氣體相同體積時所產生的壓力。
2、Dlton分壓定律:混合氣體的總壓等於混合氣體中各組分氣體的分壓之和。
3、(0℃=273.15K STP下壓強為101.325KPa = 760mmHg = 76cmHg)
第二章:熱化學
第一節:熱力學術語和基本概念
1、 系統與環境之間可能會有物質和能量的傳遞。按傳遞情況不同,將系統分為:
⑴封閉系統:系統與環境之間只有能量傳遞沒有物質傳遞。系統質量守恆。
⑵敞開系統:系統與環境之間既有能量傳遞〔以熱或功的形式進行〕又有物質傳遞。
⑶隔離系統:系統與環境之間既沒有能量傳遞也沒有物質傳遞。
2、 狀態是系統中所有宏觀性質的綜合表現。描述系統狀態的物理量稱為狀態函數。狀態函數的變化量只與始終態有關,與系統狀態的變化途徑無關。
3、 系統中物理性質和化學性質完全相同而與其他部分有明確界面分隔開來的任何均勻部分叫做相。相可以由純物質或均勻混合物組成,可以是氣、液、固等不同的聚集狀態。
4、 化學計量數對於反應物為負,對於生成物為正。
5、反應進度=,單位:mol
第二節:熱力學第一定律
1、 系統與環境之間由於溫度差而引起的能量傳遞稱為熱。熱能自動的由高溫物體傳向低溫物體。系統的熱能變化量用Q表示。若環境向系統傳遞能量,系統吸熱,則Q>0;若系統向環境放熱,則Q<0。
2、 系統與環境之間除熱以外其他的能量傳遞形式,稱為功,用W表示。環境對系統做功,W>O;系統對環境做功,W<0。
3、 體積功:由於系統體積變化而與環境交換的功稱為體積功。
非體積功:體積功以外的所有其他形式的功稱為非體積功。
4、 熱力學能:在不考慮系統整體動能和勢能的情況下,系統內所有微觀粒子的全部能量之和稱為熱力學能,又叫內能。
5、 氣體的標准狀態—純理想氣體的標准狀態是指其處於標准壓力下的狀態,混合氣體中某組分氣體的標准狀態是該組分氣體的分壓為且單獨存在時的狀態。
液體(固體)的標准狀態—純液體(或固體)的標准狀態時指溫度為T,壓力為時的狀態。
液體溶液中溶劑或溶質的標准狀態—溶液中溶劑可近似看成純物質的標准態。在溶液中,溶質的標准態是指壓力,質量摩爾濃度,標准質量摩爾濃度,並表現出無限稀釋溶液特性時溶質的(假想)狀態。標准質量摩爾濃度近似等於 標准物質的量濃度。即
6、 物質B的標准摩爾生成焓(B,相態,T)是指在溫度T下,由參考狀態單質生成物質B()反應的標准摩爾焓變。
7、 參考狀態一般指每種物質在所討論的溫度T和標准壓力時最穩定的狀態。個別情況下參考狀態單質並不是最穩定的,磷的參考狀態是白磷(s,白),但白磷不及紅磷和黑磷穩定。O2(g)、H2(g)、Br2(l)、I2(s)、Hg(l)和P4(白磷)是T=298.15K,下相應元素的最穩定單質,即其標准摩爾生成焓為零。
8、 在任何溫度下,參考狀態單質的標准摩爾生成焓均為零。
9、 物質B的標准摩爾燃燒焓(B,相態,T)是指在溫度T下,物質B()完全氧化成相同溫度下指定產物時的反應的標准摩爾焓變。
第四節:Hess定律
1、 Hess定律:化學反應不管是一步或分幾步完成,其總反應所放出或吸收的熱總是相等的。其實質是化學反應的焓變只與始態和終態有關,而與途徑無關。
2、 焓變基本特點:
⑴某反應的(正)與其逆反應的(逆)數值相等,符號相反。即
(正)=-(逆)。
⑵始態和終態確定之後,一步反應的等於多步反應的焓變之和。
3、 多個化學反應計量式相加(或相減),所得化學反應計量式的(T)等於原各計量式的(T)之和(或之差)。
第五節:反應熱的求算
1、 在定溫定壓過程中,反應的標准摩爾焓變等於產物的標准摩爾生成焓之和減去反應物的標准摩爾生成焓之和。=(總生成物)-(總反應物){如果有參考狀態單質,則其標准摩爾生成焓為零}
2、 在定溫定壓過程中,反應的標准摩爾焓變等於反應物的標准摩爾燃燒焓之和減去產物的標准摩爾燃燒焓之和 。=(總反應物)-(總生成物){參考狀態單質只適用於標准摩爾生成焓,其標准摩爾燃燒焓不為零}
第三章:化學動力學基礎
第一節:反應速率
第二節:濃度對反應速率的影響—速率方程
1、 對化學反應來說,反應速率與反應物濃度的定量關系為:,該方程稱為化學反應速率定律或化學反應速率方程,式中稱為反應速率系數,表示化學反應速率相對大小;,分別為反應物A和B的濃度,單位為;,分別稱為A,B的反應級數;稱為總反應級數。反應級數可以是零、正整數、分數,也可以是負數。零級反應得反應物濃度不影響反應速率。(反應級數不同會導致單位的不同。對於零級反應,的單位為,一級反應的單位為,二級反應的單位為,三級反應的單位為)
2、 由實驗測定反應速率方程的最簡單方法—初始速率法。
在一定條件下,反應開始時的瞬時速率為初始速率,由於反應剛剛開始,逆反應和其他副反應的干擾小,能較真實的反映出反應物濃度對反應速率的影響具體操作是將反應物按不同組成配置成一系列混合物。對某一系列不同組成的混合物來說,先只改變一種反應物A的濃度。保持其他反應物濃度不變。在某一溫度下反應開始進行時,記錄在一定時間間隔內A的濃度變化,作出圖,確定t=0是的瞬時速率。也可以控制反應條件,是反應時間間隔足夠短,這時可以把平均速率作為瞬時速率。
3、對於一級反應,其濃度與時間關系的通式為:㏑
第三節:溫度對反應速率的影響—Arrhenius方程
1、 速率系數與溫度關系方程:,㏑{}=㏑{}-, ㏑,實驗活化能,單位為。為指前參量又稱頻率因子。與具有相同的量綱。與是兩個經驗參量,溫度變化不大時視為與溫度無關。
2、 對Arrhenius方程的進一步分析:
⑴在室溫下,每增加4,將使值降低80%。在室溫相同或相近的情況下,活化能大的反應,其速率系數則小,反應速率較小;小的反應較大,反應速率較大。
⑵對同一反應來說,溫度升高反應速率系數增大,一般每升高10℃,值將增大2~10倍。
⑶對同一反應來說,升高一定溫度,在高溫區,值增大倍數小;在低溫區值增大倍數大。因此,對一些在較低溫度下進行的反應,升高溫度更有利於反應速率的提高。
⑷對於不同的反應,升高相同溫度,大的反應值增大倍數大;小的反應值增大倍數小。即升高溫度對進行的慢的反應將起到更明顯的加速作用。
第四節:反應速率理論與反應機理簡介
1、=(正)-(負)
2、由普通分子轉化為活化分子所需要的能量叫做活化能
第五節:催化劑與催化作用
1、 催化劑是指存在少量就能顯著加速反應而本身最後並無損耗的物質。催化劑加快反應速率的作用被稱為催化作用。
2、 催化劑的特徵:
⑴催化劑只對熱力學可能發生的反應起催化作用,熱力學上不可能發生的反應,催化劑對它不起作用。
⑵催化劑只改變反應途徑(又稱反應機理),不能改變反應的始態和終態,它同時加快了正逆反應速率,縮短了達到平衡所用的時間,並不能改變平衡狀態。
⑶催化劑有選擇性,不同的反應常採用不同的催化劑,即每個反應有它特有的催化劑。同種反應如果能生成多種不同的產物時,選用不同的催化劑會有利於不同種產物的生成。
⑷每種催化劑只有在特定條件下才能體現出它的活性,否則將失去活性或發生催化劑中毒。
第四章:化學平衡 熵和Gibbs函數
第一節:標准平衡常數
1、平衡的組成與達成平衡的途徑無關,在條件一定時,平衡的組成不隨時間而變化。平衡狀態是可逆反應所能達到的最大限度。平衡組成取決於開始時的系統組成。
2、對可逆反應來說,其標准平衡常數
3、兩個或多個化學計量式相加(或相減)後得到的化學計量式的標准平衡常數等於原各個化學計量式的化學平衡常數的積(或商),這稱為多重平衡原理。
第二節:標准平衡常數的應用
1、反應進度也常用平衡轉化率來表示。反應物A的平衡轉化率表達式為
2、J表示反應商。若J<則反應正向進行;若J=,則反應處於平衡狀態;若J>,則反應逆向進行。
第三節:化學平衡的移動
1、濃度對化學平衡的影響:濃度雖然可以使化學平衡發生移動,但並不能改變化學平衡常數的數值,因為在一定溫度下,值一定。當反應物濃度增加或產物濃度減少時,平衡正向移動;當反應物濃度減少或產物濃度增加時,平衡逆向移動。
2、壓力對化學平衡的影響:綜合考慮各反應物和產物分壓是否改變及反應前後氣體分子數是否改變。
3、溫度對化學平衡都影響:溫度變化引起標准平衡常數的改變,從而使化學平衡移動。溫度對標准平衡常數的影響用van』t Hoff方程描述。
㏑
第四節:自發變化和熵
1、自發變化的基本特徵:
⑴在沒有外界作用或干擾的情況下,系統自身發生的變化稱為自發變化。
⑵有的自發變化開始時需要引發,一旦開始,自發變化將一直進行達到平衡,或者說自發變化的最大限度是系統的平衡狀態。
⑶自發變化不受時間約束,與反應速率無關。
⑷自發變化必然有一定的方向性,其逆過程是非自發變化。兩者都不能違反能量守恆定律 。
⑸非自發變化和自發變化都是可能進行的。但是只有自發變化能自動發生,而非自發變化必須藉助一定方式的外部作用才能發生。沒有外部作用非自發變化將不能繼續進行。
2、在反應過程中,系統有趨向於最低能量狀態的傾向,常稱其為能量最低原理。相變化也具有這種傾向。
3、 系統有趨向於最大混亂度的傾向,系統混亂度的增加有利於反應的自發進行。
4、 純物質完整有序晶體在0K時熵值為零;.
5、 ⑴熵與物質聚集狀態有關。同一種物質氣態熵值最大,液態次之,固態熵值最小。
『柒』 大學無機化學實驗銅離子和鐵離子的分離
用紙上層析法分離銅離子和鐵離子
[原理]
紙上層析法是利用不同的離子隨著溶劑在濾紙上的展開,它們在濾紙上的擴散速率不同而使離子分離的方法。鐵離子擴散得快些;銅離子擴散得慢些,從而達到分離的目的。
[用品]
大試管、橡皮塞、毛細管、移液管、曲別針、小刀、濾紙、小試管、飽和FeCl3溶液、飽和CuSO4溶液、丙酮、鹽酸、濃氨水。
[操作]
1.取一條濾紙,用鉛筆在離末端約2cm處畫「×」作記號。
2.將一支大試管配好一個橡皮塞,在橡皮塞的底部中間用小刀切開一條縫,插進一個曲別針的一部分,曲別針的另端用來夾住濾紙。
3.取一支小試管加入1mL飽和FeCl3溶液和1mL飽和CuSO4溶液作為試樣。用毛細管吸取此試樣在濾紙條末端的畫「×」記號處滴一小滴。晾乾再滴,共滴三次,要求留下斑點的直徑保持在0.5cm以內。試樣滴好後把濾紙夾在橡皮塞底部的曲別針上。
4.在大試管里盛有丙酮和6mol·L-1鹽酸溶液按體積比為9:1混合而組成的溶劑。把橡皮塞上夾好並滴有試樣的濾紙條慢慢伸入大試管內,使紙條末端浸入溶劑里約0.1cm,不能讓試樣斑點接觸溶劑。塞上橡皮塞,靜置。等到溶劑已擴散到濾紙的上端時,就可取出濾紙。
5.將濾紙條放在濃氨水的瓶口上用氨氣熏,觀察發生的現象。此時可見濾紙條上端出現紅棕色,這是Fe3+離子跟氨水反應生成的Fe(OH)3顏色。在濾紙條上紅棕色的下方出現藍色,是Cu2+離子跟氨反應生成的銅氨絡離子[Cu(NH3)4]2+的顏色。由於Fe3+離子的擴散速率比Cu2+離子快,它們的富集區域就分開了,達到使銅離子和鐵離子分離的目的。
『捌』 無機化學離子的分離與鑒別
無機化學是研究無機化合物的化學,是化學領域的一個重要分支。通常無機化合物與有機化合物相對,指多數不含C-H鍵的化合物,但是,碳氧化物、碳硫化物、氰化物、硫氰酸鹽、碳酸及碳酸鹽、碳硼烷、羰基金屬等都屬於無機化學研究的范疇(實際上是將「由無機化學研究的物質」定義為「無機物」) [1-2] 。但這二者界限並不嚴格,之間有較大的重疊,有機金屬化學即是一例。
原始人類即能辨別自然界存在的無機物質的性質而加以利用,後來偶然發現自然物質能變化成性質不同的新物質,於是加以仿效,這就是古代化學工藝的開始。
如至少在公元前6000年,中國原始人即知燒粘土製陶器,並逐漸發展為彩陶、白陶,釉陶和瓷器。公元前5000年左右,人類發現天然銅性質堅韌,用作器具不易破損。後又觀察到銅礦石如孔雀石(鹼式碳酸銅)與燃熾的木炭接觸而被分解為氧化銅,進而被還原為金屬銅,經過反復觀察和試驗,終於掌握以木炭還原銅礦石的煉銅技術。以後又陸續掌握煉錫、煉鋅、煉鎳等技術。中國在春秋戰國時代即掌握了從鐵礦冶鐵和由鐵煉鋼的技術,公元前2世紀中國發現鐵能與銅化合物溶液反應產生銅,這個反應成為後來生產銅的方法之一,此法也叫「濕法煉銅」。
化合物方面,在公元前17世紀的殷商時代即知食鹽(氯化鈉)是調味品,苦鹽(硫酸鎂)的味苦。公元前五世紀已有琉璃(聚硅酸鹽)器皿。公元七世紀,中國即有焰硝(硝酸鉀)、硫黃和木炭做成火葯的記載。明朝宋應星在1637年刊行的《天工開物》中詳細記述了中國古代手工業技術,其中有陶瓷器、銅、鋼鐵、食鹽、焰硝、石灰、紅礬、黃礬、等幾十種無機物的生產過程。由此可見,在化學科學建立前,人類已掌握了大量無機化學的知識和技術。
古代的煉丹術是化學科學的先驅,煉丹術就是企圖將丹砂(硫化汞)之類葯劑變成黃金,並煉制出長生不老之丹的方術。中國金丹術始於公元前2、3世紀的秦漢時代。公元142年中國金丹家魏伯陽所著的《周易參同契》是世界上最古的論述金丹術的書,約在360年有葛洪著的《抱朴子》,這兩該書記載了60多種無機物和它們的許多變化。約在公元8世紀,歐洲金丹術興起,後來歐洲的金丹術逐漸演進為近代的化學科學,而中國的金丹術則未能進一步演進。
金丹家關於無機物變化的知識主要從實驗中得來。他們設計製造了加熱爐、反應室、蒸餾器、研磨器等實驗用具。金丹家所追求的目的雖屬荒誕,但所使用的操作方法和積累的感性知識,卻成為化學科學的前驅。
由於最初化學所研究的多為無機物,所以近代無機化學的建立就標志著近代化學的創始。建立近代化學貢獻最大的化學家有三人,即英國的玻意耳、法國的拉瓦錫和英國的道爾頓。
波義耳在化學方面進行過很多實驗,如磷、氫的制備,金屬在酸中的溶解以及硫、氫等物的燃燒。他從實驗結果闡述了元素和化合物的區別,提出元素是一種不能分出其他物質的物質。這些新概念和新觀點,把化學這門科學的研究引上了正確的路線,對建立近代化學作出了卓越的貢獻。
『玖』 大學無機化學,Be(OH)2和Mg(OH)2的性質差異,以及怎麼把他們分離,速速求破,急
兩者最大差異
Be(OH)2具有兩性,既溶於酸又溶於強鹼;Mg(OH)2為鹼性,只溶於酸。
Be(OH)2兩性,Be(OH)2和Mg(OH)2加入到NaOH中Be(OH)2,能溶於NaOH中,而Mg(OH)2則不溶。這樣就分離了。
Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O
BeO2-
+
H+
+
H2O
=
Be(OH)2↓
簡單就這樣,
然後要純凈就
各沉澱洗滌,常溫蒸發,乾燥啥的
『拾』 大學實驗室里的無機化學實驗重結晶提純怎麼做要求步驟,詳細點,還有應該注意什麼。
重結晶提純法
一. 實驗目的:
1. 學習重結晶提純固體有機化合物的原哩和方法。
2. 掌握重結晶的實驗操作。
二. 實驗原理:
重結晶是利用混合物中多組份在某種溶劑中的溶解度不同,或在同一溶劑中不同溫度時的溶解度不同,而使它們相互分離的方法,它是提純固體有機物常用的方法之一。重結晶一般適合於純化雜質含量小於5%的固體有機化合物。雜質含量多,難以結晶,最好先用其他辦法,如萃取、水蒸氣蒸餾等進行初步提純,降低雜質含量後,再以重結晶純化。
三、實驗儀器與葯品
循環水真空泵、熱濾漏斗、抽濾瓶、布氏漏斗、酒精燈、濾紙、乙醯苯胺
四、 重結晶提純法的一般過程:
選擇溶劑→溶解固體→ 去除雜質→ 晶體析出→ 晶體的收集與洗滌→晶體的乾燥。
五、實驗步驟
用水重結晶法提純粗品乙醯苯胺。
1. 稱取5g粗乙醯苯胺,放在250mL 三角燒杯中,加入純水,加熱至沸騰,直至乙醯苯胺溶解,若不溶解,可適量添加少量熱水,攪拌並熱至接近沸騰令乙醯苯胺溶解。
2. 稍冷後,加入適量(約1g)活性炭於溶液中,煮沸5~10分鍾,趁熱用放有折疊式濾紙的熱水漏斗過濾,用一三角燒杯收集濾液,在過濾過程中,熱水漏斗和溶液均應用小火加熱保溫以免冷卻。
3. 濾液放置冷卻後,有乙醯苯胺結晶體析出,抽干後用玻璃釘或玻璃瓶塞壓擠晶體,繼續抽濾,盡量除去母液。
4. 然後進行晶體的洗滌工作。即先把橡皮管從抽濾瓶上拔出,關閉抽氣泵,將少量蒸餾水(作溶劑)均勻的撒在濾餅上,浸沒晶體,用玻璃棒小心地均勻的攪拌晶體,接上橡皮管,抽濾至干,如此重復洗滌兩次。
5. 晶體已基本上洗干凈。取出晶體,放在表面皿上晾乾,或在100℃以下烘乾,稱重。 乙醯苯胺的mp為114℃。 乙醯苯胺在水中的溶解度為:5.5 g /100mL (100℃),0.53g /100mL (25℃)。
六、問題討論
1.重結晶操作中,活性炭起什麼作用?為什麼不能在溶液沸騰時
加入?
答:(1)重結晶操作中,活性炭起脫色和吸附作用。(2)千萬不能在溶液沸騰時加入,否則會引起暴沸,使溶液溢出,造成產品損失。
2.在制備乙醯苯胺的飽和溶液進行重結晶時,在杯下有一油珠出現,試解釋原因。怎樣處理才算合理?
答:這一油珠是溶液>83℃,為溶於水但已經溶化了乙醯苯胺,因其比重大於水而沉於杯下,可補加少量熱水,使其完全溶解,且不可認為是雜質而將其拋棄。
3. 在布氏漏斗中用溶劑洗滌固體時應該注意些什麼?
答:用重結晶的同一溶劑進行洗滌,用量應盡量少,以減少溶解損失。如重結晶的溶劑的熔點較高,在用原溶劑至少洗滌一次後。可用低沸點的溶劑洗滌,使最後的結晶產物易於乾燥,(要注意此溶劑必須能和第一種溶劑互溶而對晶體是不溶或微溶的)。