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饱和溶液在中学化学实验中的应用种种

百纳文秘网  发布于:2021-06-11 08:02:14  分类: 农业农村 手机版


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一、用于提纯气体

例1 除去混入CO2中的HCl和SO2气体时,可用NaHCO3的饱和溶液。其原理是

NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O

2NaHCO3+SO2Na2SO3+2CO2↑+H2O

这是因为溶液不饱和时,CO2将和H2O反应生成HCO-3,使溶液中的HCO-3至饱和为止,造成CO2损耗。利用这一原理,在提纯气体的实验设计中,可用饱和NaHSO3溶液除去SO2中混入的HCl气体,用饱和的NaHS溶液除去H2S中混入的HCl气体等。

NaHSO3+HClNaCl+SO2↑+H2O

NaHS+HClH2S↑+NaCl

二、用于收集气态物质

例2 实验室制氯气时,可用排饱和食盐水法收集氯气。

这是因为用排空气法收集到的氯气不纯,且氯气易溶于水,又不能用排水法。故可用排饱和食盐水法收集。在饱和食盐水中氯离子可使

Cl2+H2OH++Cl-+HClO

的平衡向左移动,从而降低了氯气在水中的溶解度,可收集到较纯的氯气。

例3 实验室用乙酸、乙醇为原料,用浓硫酸作催化剂,加热制取乙酸乙酯。产生的蒸气除乙酸乙酯外,尚含少量乙酸和乙醇,乙酸乙酯可与乙酸、乙醇以任意比混溶。为了将乙酸乙酯从混合液中分离出来,可将混合物蒸气通入饱和碳酸钠溶液。

这是因为饱和碳酸钠溶液既能中和馏出物混有的乙酸,又能溶解除去乙醇,减小乙酸乙酯在水中的溶解度,从而有利于乙酸乙酯分层析出。

三、用于结晶法提纯分离物质

例4 分离易溶盐氯化钠和硝酸钾的混合物,可将NaCl和KNO3的混合物配成高温下的饱和溶液。

这是利用NaCl的溶解度随温度升高而增加很小,而KNO3的溶解度随温度升高而迅速增大的特点。进行冷却结晶,将NaCl和KNO3完全分离,从而得到纯净的KNO3晶体。

四、用于晶体的制备

例5 制备NaHCO3晶体时,可在热的Na2CO3溶液中通入足量的CO2,生成NaHCO3。

这是因为NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,易形成过饱和溶液,降低温度时,NaHCO3便结晶析出、进而制备出晶体。

五、用于胶体的盐析过程

例6 油脂皂化反应完成后,生成的高级脂肪酸钠,甘油和水形成混合液,高级脂肪酸钠在水里形成胶体溶液,为了使肥皂和甘油充分分离,可以用饱和食盐水将肥皂盐析出来。

这是因为NaCl是强电解质,使胶体溶液被破坏,同离子效应和盐析作用降低了脂肪酸钠在水中的溶解度,高级脂肪酸钠从混合液中析出。

六、用于促进蛋白质的凝聚

例7 在盛有鸡蛋白溶液的试管里,慢慢地加入饱和(NH4)2SO4或Na2SO4溶液,可观察到白色絮状物从溶液中析出。

这是由于饱和无机盐溶液中盐离子的水化作用破坏了蛋白质的水化膜,以致没有足够的水来溶解蛋白质,再加上盐的正负离子抑制了蛋白质的表面电荷,因而使蛋白质颗粒易碰撞粘结下沉,使蛋白质分子聚在一起形成白色絮状物从溶液中析出。

七、用于加快或减慢化学反应速率

例8 实验室制乙炔时,因电石与水反应较剧烈,往往有Ca(OH)2等泡沫溢出,影响实验的顺利进行,为了得到平稳的乙炔气流,防止泡沫溢出,采用在碳化钙上加乙醇,然后再与饱和食盐水作用,这样可减小水与碳化钙的接触,用饱和食盐水代替水,实质上NaCl起到了稀释水的作用,减慢此反应速率,得到平衡的乙炔气流。

八、用于电解反应

例9 工业上电解饱和食盐水制Cl2,其阳极上反应可以是:

2Cl--2e-Cl2↑

4OH--4e-2H2O+O2↑

究竟哪个反应优先发生,除了与Cl-和OH-失去电子的难易程度有关外,也与二者的浓度有关。实际上使用的是饱和食盐水。

由于Cl-的浓度远远大于OH-的浓度,因此反应①优先进行,在阳极产生Cl2,若食盐水浓度较小,或OH-在阳极附近的浓度增大某一程度时,反应②也可进行,即同时放出Cl2和O2,所以,为了使电解反应能够顺利进行,工业上采用不断补充饱和食盐水和及时排出NaOH溶液的措施。

(收稿日期:2015-01-26)

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