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浅谈化学试剂的混合顺序

物质间混合才能发生反应,其混合的先后顺序并不是任意的,需要从安全、环保、试剂用量、试剂性质、反应过程及反应所要求的环境等方面进行考虑,以优化反应操作。

1. 从安全的角度考虑

一些试剂被混合时,由于加入试剂的顺序不正确,往往会引发事故,因此要从安全的角度思 考,决定加入试剂的顺序。如对于在苯的硝化反应实验中浓硫酸与浓硝酸的混合,若将浓硝酸滴入浓硫酸中,因浓硝酸的密度小于浓硫酸的密度而浮在上面,浓硫酸被稀释时放出大量的热使液体沸腾而溅出,从而发生事故。因此二者混合时, 应将浓硫酸沿着器壁缓缓的注入浓硝酸中,并不 断的搅拌、振荡。

2. 从环境保护的角度考虑

一些试剂间反应时易产生大气污染物,操作时应从保护环境的角度思考,确定试剂的滴加顺序。如铜与稀硝酸反应,若按一般加入试剂的方法是先倾斜试管把铜片放于试管口,然后慢慢竖立,后加入稀硝酸。这样在加入稀硝酸的过程中铜将与稀硝酸反应产生有毒气体NO,污染了大气 又危害人身安全。因此要先加稀硝酸,然后将试管稍微倾斜,把铜片放入试管口内,塞上带导管的橡胶寨,再将试管竖立。

3. 从试剂量的角度考虑

一些试剂间的反应与其量的多少有关,量不同将发生不同的反应。因试剂的滴加顺序不同易造成试剂用量的悬殊差异,因此要根据需要从试 剂量的角度思考,确定加入的顺序。如在银氨溶 液的制备实验中,应向硝酸银溶液中逐滴加入稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解。否则会生成 容易爆炸的物质(氮化银,可能还混有一些亚氨基 银)。

4. 从试剂性质的角度考虑

一些试剂间能发生连续性的多步反应,或因溶解性的关系而导致产生不同的现象,因此要考虑反应物、生成物的化学性质和物理性质,以确定试剂滴加顺序。如在苯酚的溴代反应实验中,若向苯酚溶液中滴入少量浓溴水,则有白色浑浊出 现。振荡试管,沉淀马上消失。需反复数次,白色 沉淀才不消失。但此时若继续滴入浓溴水,白色 沉淀又转化为黄色沉淀。其原因是生成的白色三 溴苯酚易溶于过量的苯酚中,当苯酚全部转化成 三溴苯酚后再加溴水,生成的三溴苯酚会继续和 溴发生取代反应,生成黄色的四溴苯酚。因此该 实验需要向苯酚稀溶液中滴加稍过量的浓溴水, 才能生成白色三溴苯酚沉淀。

5. 从反应物所处的介质方面考虑

由于物质所处的介质对物质的有关反应往往 产生干扰,因此应从排除介质干扰的角度思考,以 确定试剂的加入顺序。如在廉糖水解产物的检验 实验中,向蔗糖溶液中加少量稀硫酸后,将其放在 水浴中加热几分钟,若直接加入新制的银氨溶液' 进行水浴加热,则得不到银镜。这是因为银镜反 应是在碱性介质中进行的,而蔗糖的水解产物存 在于酸性介质中,因此要先加NaOH溶液中和其 中的硫酸至溶液呈中性,然后再加银氨溶液。

6. 从反应物利用率的角度考虑

由于物质的挥发和物质间混合程度的不同将 影响反应物的利用率,因此要从能使反应物反应 充分,最大限度地提高经济效益的角度思考,以确定试剂混合的顺序。如在用固体KMnO4与浓盐 酸反应制取氯气的实验中,应将浓盐酸盛放在带塞的分液漏斗里,缓慢滴入盛有KMnO4的烧瓶 中,这样才能使HCl充分被氧化;反之若将浓盐酸放在敞口漏斗中,由于HCl的挥发会使其利用率降低。

7. 从反应过程的角度考虑

有些物质间的反应是分步进行的,因试剂加 入的顺序不同导致反应进行的程度不同,得到不 同产物。若要使某一反应物完全反应或需要制取某一物质时,需要从反应过程考虑,决定试剂的滴加顺序。如碳酸钠与盐酸的反应是分两步 进行的:

Na2CO3+HC1 =NaCl + NaHCO3

NaHCO3 + HCl=NaCl + H20 + CO2

若将盐酸逐滴加入碳酸钠溶液中,则碳酸钠 完全转化为碳酸氢钠后,再滴加盐酸才放出二氧 化碳气体;若将碳酸钠逐滴加入盐酸中,则立即放出二氧化碳。

(责任编辑:化学自习室)
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