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上海博湖生物科技有限公司
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化學(xué)試劑變質(zhì)的原因探究
2025-4-15 閱讀(35)
環(huán)境主要是指貯存的溫度、光照和介質(zhì)。介質(zhì)一般是指空氣和混有的雜質(zhì)。貯存室里除空氣中含有的氧、二氧化碳和水蒸氣以外，還往往含有存放的各種揮發(fā)性試劑擴(kuò)散到空氣中的蒸氣，常見(jiàn)的有氯化氫、硝酸、硫化氫、二氧化硫、溴、乙烯、甲醛等蒸氣；另外還有飄混在空氣中的塵埃，其中有無(wú)機(jī)物也有有機(jī)物及各種微生物。化學(xué)試劑在一定的溫度、光照、介質(zhì)條件下會(huì)逐漸變化以致變質(zhì)，該過(guò)程有物理變化，亦有化學(xué)變化。前者使化學(xué)試劑產(chǎn)生損耗，后者則能使試劑*變質(zhì)失效。
引發(fā)和促使化學(xué)試劑發(fā)生變化的原因，大致可歸納如下：
1、 揮發(fā)
揮發(fā)是揮發(fā)性試劑造成試劑損耗、濃度改變、規(guī)格下降的-常見(jiàn)的原因。揮發(fā)性試劑的一般特點(diǎn)是：分子量較小、沸點(diǎn)較低。常見(jiàn)的無(wú)機(jī)試劑有：濃鹽酸、濃硝酸、發(fā)煙硫酸等，有機(jī)試劑則有碳原子數(shù)較少的液態(tài)物質(zhì)，如：甲醇、乙醇、石油醚、汽油等。
2、升華
具有升華性質(zhì)的一類(lèi)試劑一般是升華熱較少的分子晶體。實(shí)驗(yàn)室里一般有室溫下升華的試劑(如dian萘等)和受熱條件下升華的試劑(如硫與HgCl2)兩種。這類(lèi)試劑的升華主要造成損耗和污染空氣。
3、 潮解和稀釋
能發(fā)生潮解的化學(xué)試劑為數(shù)不多，它們大部分是易溶性化合物，一般陰離子半徑遠(yuǎn)小于陽(yáng)離子半徑，也有陰陽(yáng)離子半徑相近而陽(yáng)離子所帶電荷較多。此類(lèi)試劑吸收水分在表面形成飽和溶液后，若產(chǎn)生的水蒸氣氣壓小于空氣中的水蒸氣分壓，潮解將繼續(xù)進(jìn)行，直至全部形成溶液。如：氫氧化鈉、堿石灰等，有機(jī)物中易潮的有醋酸鈉、醋酸銨等。
稀釋是指試劑溶液吸收空氣中的水分導(dǎo)致濃度下降變稀的現(xiàn)象。發(fā)生原因與潮解一樣，是外界水蒸氣分壓大于試劑的水蒸氣分壓所致。易發(fā)生稀釋現(xiàn)象的常見(jiàn)試劑有濃硫酸、正磷酸、乙二醇等。
4、風(fēng)化
風(fēng)化的原因和潮解相反，是結(jié)晶水合物的水蒸氣分壓高于空氣中水蒸氣分壓的緣故?？諝庠礁稍?，風(fēng)化速度越快。
實(shí)驗(yàn)室中常見(jiàn)的易風(fēng)化劑 有：Na2CO3?10H2O、Na2SO4?7H2O、CuSO4?5H2O、MgSO4?7H2O、ZnSO4?7H2O等。發(fā)生風(fēng)化雖未波及試劑的化學(xué)性質(zhì)，但使試劑外觀改變，質(zhì)量減少。
5、濃縮和析晶
濃縮和析晶產(chǎn)生的原因是在環(huán)境干燥的條件下，試劑溶液的水蒸氣壓高于外界空氣中水蒸氣壓，造成溶液水分的蒸發(fā)而濃縮、析晶，各種固體溶質(zhì)的試劑一般均有此類(lèi)現(xiàn)象，特別是一些濃度較大的溶液，濃縮和析晶雖對(duì)瓶中試劑性質(zhì)影響不大，但也會(huì)改變其濃度、規(guī)格和外觀。對(duì)某些溶點(diǎn)較低的有機(jī)物，在外界溫度下降較大的情況下，也會(huì)發(fā)生析晶現(xiàn)象，比較明顯的例子是冰醋酸。
6、 水解
容易水解的鹽類(lèi)試劑大都具有共價(jià)鍵，凡是強(qiáng)酸和弱堿和弱酸和弱堿所生成的鹽，遇水都會(huì)發(fā)生不同程度的水解。實(shí)驗(yàn)室中一些金屬元素的鹵化物很容易水解，如：TiCl4、AlCl3、FeCl3、SnCl2, 等，它們是帶電荷高、半徑小的陽(yáng)離子化合物或是非惰氣型的陽(yáng)離子化合物。此類(lèi)試劑可因易吸水水解而變質(zhì)，易水解的有機(jī)物是含有酰基的化合物，如：酯、酰鹵等物質(zhì)。
7、 分解
分解反應(yīng)也是引發(fā)和促進(jìn)試劑損耗和變質(zhì)的原因。試劑的分解速度通常和環(huán)境溫度密切相關(guān)。溫度高分解速度加快，通常易分解的二元化合物其化學(xué)鍵鍵能較低。鍵能越低，越易分解，例如：dian化合物就比溴化物更易分解。有的分解反應(yīng)還和試劑的含水量有關(guān)，如：硫酸氫銨，含水量越大，溫度越高分解速度也越快。而含氧酸鹽，如：硝酸鹽、高錳酸鹽則要在受熱時(shí)才發(fā)生分解。
8、氧化和還原
通常易被氧化的是標(biāo)準(zhǔn)電極電位低，具有還原性的試劑，它的名稱中常常帶有“低"或“亞"字。還有部分活潑金屬和非金屬單質(zhì)，過(guò)氧化物及某些有機(jī)試劑，常見(jiàn)的有FeSO4、FeSO4銨、亞硫酸、無(wú)水亞硫酸鈉、鈉、鉀、鈣、鋅粉、還原鐵粉、乙醛等。還原性越強(qiáng)的試劑越易因氧化而變質(zhì)。使其氧化的原因是空氣中的氧和具有氧化性的雜質(zhì)所為。
標(biāo)準(zhǔn)電極電位較高的試劑，在以固態(tài)形式存在時(shí)，通常在空氣中比較穩(wěn)定，如：KMnO?、重鉻酸鉀等。但以溶液存在時(shí)就易和空氣中的一些還原性雜質(zhì)，如H2S，SO2等作用而變質(zhì)，如：KMnO4，Na2S2SO4，K3Fe(CN)6等溶液。
9、 非氧化——還原反應(yīng)
有些試劑的變質(zhì)并非一定要引起元素價(jià)態(tài)的變化，即發(fā)生非氧化——還原反應(yīng)也能使其失效。實(shí)驗(yàn)室中-常見(jiàn)的實(shí)例，如：生石灰因吸收水分變成熟石灰，進(jìn)一步吸收二氧化碳而失效；氫氧化鈉和氫氧化鉀固體也因吸收二氧化碳而帶有雜質(zhì)，若長(zhǎng)期暴露在空氣中則*轉(zhuǎn)化成碳酸鹽；此外氧化鎂、氧化鋇、氫氧化鋇也應(yīng)防止它們和空氣中二氧化碳反應(yīng)。
10、 聚合和縮合
分子結(jié)構(gòu)中含有不飽和雙鍵或叁鍵的有機(jī)物質(zhì)容易發(fā)生聚合，如：CH2O溶液常會(huì)聚合生成白色的三聚甲醛，KCN試劑也易聚合。有電荷高、半徑小的中心離子形成的含氧酸鹽溶液則能因縮合而析出多酸鹽沉淀，如：鉬酸銨溶液 能縮合析出四鉬酸銨沉淀，三聚甲醛經(jīng)加熱處理 尚可重新釋放出甲醛氣體，但有些試劑，一旦發(fā)生聚合或縮合反應(yīng)，往往是不可逆的，從而造成變質(zhì)失效。
11、 光化學(xué)反應(yīng)
光作為一種能量也能使某些試劑反應(yīng)而變質(zhì)。光能引發(fā)分解反應(yīng)導(dǎo)致銀鹽分解就是實(shí)例。光也能引發(fā)氧化反應(yīng)，如：苯-甲醛在光照下，易被空氣氧化成苯甲酸，苯胺則能從無(wú)色變成棕色。此外，dian化汞、鄰苯三酚、氯-仿，硫酸汞、亞鐵氰-化鉀等也易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。
12、 霉變
所謂霉變則指在化學(xué)試劑中霉菌滋生繁殖的現(xiàn)象。在空氣中塵埃里含有無(wú)數(shù)菌類(lèi)微生物，在一定溫度條件下就能繁衍。實(shí)驗(yàn)室中的碳水化合物，酯類(lèi)、蛋白質(zhì)類(lèi)試劑，含有氮、硫、磷的有機(jī)試劑正是菌類(lèi)繁衍的良好營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和溫床。上述試劑只要密閉不嚴(yán)與空氣有所接觸皆可發(fā)生霉變。
化學(xué)試劑因上述原因發(fā)生各種變化，通常借助顏色、形態(tài)、氣味、數(shù)量增減均可察覺(jué)，而有的變化則需用實(shí)驗(yàn)方法方可判別，如：*是否已含有水分，只能用專門(mén)的試劑標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法加以測(cè)定才能確定。因此，科學(xué)貯存各類(lèi)試劑乃是一種用心細(xì)致的工作，其中大有學(xué)問(wèn)和文章可作。
