化学自习室移动版

可能我们大多数老师认为用蒸馏或升华的方法，其实这样的方法是否可行？首先用普通的蒸馏装置，将温度控制在80℃以下，在锥形瓶中得到的是浅红色的液体，此实验连续重复了3次，得到的产物、颜色一样。说明有少量的碘单质受热混入了CCl₄中。其次，为更好地控制温度，我们改用水浴加热蒸馏，得到的蒸馏物比前一种方法得到的液体颜色更浅，将得到的蒸馏液体再放进烧瓶中重新蒸馏，产物的颜色更浅，但还是不能作为化学实验中用的试剂。如果向蒸馏后液体加入少量颗粒状或块状(便于过滤)的活性碳，静置，过滤，即可得无色透明的CCl₄液体。

这说明采用常压蒸馏方法不能很好分离碘和四氯化碳。80℃水浴片刻，烧瓶中出现紫色蒸汽，锥形瓶中也开始收集到紫色的液体。最终烧瓶中残留少量的碘，大部分的碘和四氯化碳一同被蒸出。通过对比实验，证明将碘置于烧瓶中，水浴加热到50℃时，烧瓶中已有少量的紫色蒸汽，当水浴加热到77℃时，烧瓶中已有很多紫色蒸汽。由此说明碘在77℃时较多地升华，所以在四氯化碳的沸点时，大部分的碘随着四氯化碳一起蒸出，说明常压蒸馏不能分离碘和四氯化碳。

查找文献可改用如下的方法：

(1)用减压蒸馏法。室温下，将碘和四氯化碳的混合液(2 g 碘溶于30 mL 四氯化碳中)在10～15 mmHg压力下进行减压蒸馏，约8 min将碘和四氯化碳分离开。但这种方法在实验室中不容易实现。

(2)用浓NaOH溶液反萃取法。使I₂转化成碘盐进行富集。I₂的CCl₄溶液中的碘在碱性条件下会发生歧化反应，所以可以用较浓NaOH溶液对I₂的CCl₄溶液进行反萃取，使CCl₄得到回收，I₂与NaOH反应后，能以盐的形式富集，这一萃取进行得十分完全，反应为：

3I₂＋6NaOH === 5NaI＋NaIO₃＋3H₂O

当NaI和NaIO₃富集到相当量时，使体系变成酸性介质，如加入足量硫酸，使其中碘元素转变成单质I₂得以回收，反应为:

5NaI＋NaIO₃＋3H₂SO₄=== 3Na₂SO₄＋3I₂＋3H₂O

用固体NaOH代替NaOH溶液进行反萃取，在理论上和实践上都是可行的。查得NaOH固体的密度为2.1 g/cm³，它与I₂反应的产物NaI的密度为3.7 g/cm³，NaIO₃的密度为4.3 g/cm³，都大于CCl₄的密度1.59 g/cm³，而CCl₄的密度远远大于I^－及I₂的密度，这样就构成一个三相体系，即固体NaOH(及反应生成的NaI、NaIO₃)在最下层，CCl₄在中层，最上层为含I₂的水层。当上面的水层中含有I₂时，两步萃取可以同时进行，即水层的I₂进入中层的CCl₄层，中层的CCl₄层里的I₂又与下层的NaOH反应。在I₂水层和CCl₄层中不再有分配平衡，加快了萃取进度，自发生成的I₂最终会转移到固体中去。将上层的水和中层的CCl₄倾倒在分液漏斗中进行分液，得以回收CCl₄；而下层的固体放入蒸发皿中，并滴入适量稀硫酸可得到碘。

(3)过氧化氢法。从资料上查得，碘可与过氧化氢和碳酸氢钠混合液发生反应：

I₂＋H₂O₂＋2NaHCO₃=2NaI＋CO₂↑＋O₂↑

实验1：取10mL 学生实验后的碘的CCl₄萃取液于大试管中，先加入20滴饱和NaHCO₃，后加入30%的H₂O₂溶液，液体只是分层，没有其他现象。振荡后紫色逐渐变浅，并有大量气体产生，静置后CCl₄仍有气泡产生。弃去上层清液，继续加入10滴饱和NaHCO₃和10滴H₂O₂溶液振荡，颜色全部褪去。移入分液漏斗进行分液，得到纯净的CCl₄，而碘转化为NaI富集。

另外提及一下，中学使用的萃取剂一般是苯和CCl₄，苯有强毒性，但要知道四氯化碳也有很强的毒性，是甲烷氯的取代物中毒性最大的。建议用二氯甲烷等有机溶剂作萃取剂。