无机物固体中杂质去除

作者:360化学 / 公众号:echemistry 发布时间:2019-09-20

分离与提纯是实验过程中的重要操作。A 提纯和除杂: 指用物理或化学的方法将某一物质中存留的杂质除去而得到纯净之该物质。要保留的物质称为提纯物,而要除去的物质称为杂质。在提纯过程中,如果杂质发生了化学变化,不必恢复成原状态物质。B 提纯、除杂与分离区别 分离指用物理或化学的方法将混合物中的一种或多种组分相互分开,获得一种或多种纯净物。分离过后,组成混合物的各物质将保持原状态。分离与提纯,两者采用的方法近似,分离比提纯要求更高。如:某混合物由A、B两种物质组成,其中B是杂质。 分离:要求A、B组份从混合物中分开,分别得到A、B纯净物,且保持原有的状态。 提纯:只需要将A中的杂质B除去,得到A纯净物,B不必保持原有状态,可以转化为其他形态的物质。D 提纯、除杂操作原则1. 试剂一般仅与杂质反应,不应与提纯物质反应。但在特殊情况下,所用提纯试剂可和提纯物质反应,但最后必须转化成需要提纯物质的原状态。如,除去NaCl溶液中少量FeCl3:选择加过量的NaOH溶液→过滤沉淀→洗涤→加适量稀盐酸复原。2. “不增”、“不减”:指除杂过程中不引入新的杂质,不消耗要提纯物质。如,除去FeCl3中的少量Fe2(SO4)3,应该选用BaCl2而不可选用Ba(NO3)2,否则,溶液中发生反应 3Ba(NO3)2+Fe2(SO4)3==3BaSO4↓+2Fe(NO3)3 又引入新的Fe(NO3)3杂质。3. 易于分离:杂质经除杂操作转化后,其与提纯物间物质的状态应不同,易于分离。4 . 避免污染环境:不选用对环境造成污染的除杂操作方法。5. 为了保证除尽杂质,加入的除杂试剂一般有所过量。一般除杂实验描述:“加入某物质至不再沉淀”或“加入某物质至不再产生气体为止”,这一般意味着加入的除杂试剂适量或略有过量。6.除杂步骤一般遵循以下加入试剂次序:①先加入除杂试剂使杂质离子转化为沉淀或气体;②加入另一种除杂试剂,一方面能使①过程引入的杂质离子转化分离除去,另一方面二次引入的杂质离子为易于进一步转化的物质(如含碳酸根离子的物质等)或碱(含氢氧根离子)等物质;③加入酸使这些离子转化为气体或水。E 提纯、除杂方法物理方法:过滤法:把难溶于液体的固体与液体通过过滤而分开的方法。结晶法:可溶性固态物质的混合物,根据在同一溶剂中溶解度或溶解度随温度的变化趋势不同,可用结晶的方法分离。升华法:固态物质不经液态直接转变成气态的现象。化学方法:物质提纯、除杂过程中,优选选择易与杂质反应,而难以与提纯物反应的除杂试剂。涉及:酸碱中和反应,沉淀反应,氧化还原反应,配合反应。常用化学除杂方法:沉淀转化法:使混合物中的杂质与适当试剂反应,生成沉淀过滤除去。气体转化法:将混合物中的杂质与适当试剂反应变成气体而除去。置换反应法:将混合物中的杂质与适量试剂通过发生置换反应而除去。 如: 硫酸锌固体中含有少量硫酸铜杂质,可将混合物溶解之后,加人适量锌粉反应,过滤除去铜,蒸发滤液得硫酸铜。其它方法: 将混合物中杂质用化学方法转化成其它物质。如:氧化钙中含有碳酸钙,可采用高温燃烧的方法,使碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳,二氧化碳扩散到空气中,除去杂质。
除去固体物质中的杂质常用方法:
加热分解法(杂质受热易分解,被提纯物受热不分解)、加热升华法(利用杂质、提纯物受热升华性质差异除杂)、溶解过滤法(利用杂质、提纯物在某种溶液或溶剂中的溶解度差异提纯)和结晶法(被提纯物和杂质的溶解度随着温度的变化幅度差异提纯)。
方法原理应用化气法杂质反应生成气体而除去除Na2SO4中的NaCO3,可加适量稀硫酸NaCO3+H2SO4==Na2SO4+CO2↑+H2O沉淀法杂质转化为沉淀过滤除去除去NaCl中的Na2SO4可加适量的BaCl2Na2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NaCl置换法杂质通过置换反应而除去除去FeSO4中的CuSO4可加过量的铁粉CuSO4+Fe==Cu+FeSO4溶解法将杂质溶于某种试剂除C粉中的CuO粉末,可加适量稀盐酸,再过滤CuO+H2SO4==CuSO4+H2O加热法杂质受热易分解,通过加热将杂质除去除CaO中的CaCO3可加热CaCO3 CaO+CO2↑转化法将杂质通过化学反应转化为主要成分
除去Fe2O3中的Fe,可将Fe通过灼烧转化为Fe2O3
4Fe+3O2 2Fe2O3

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