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第四节
溶解与搅拌

一、溶解

溶解操作是化学实验的常用基本操作之一。必须根据溶质和溶剂的性质及溶解的目的,合理选择溶剂及溶解条件,对物质进行溶解。

溶解是溶质在溶剂中分散形成溶液的过程,是一个复杂的物理化学过程,同时伴随着热效应。物质在溶解时若吸热,其溶解度随温度的升高而增大;物质在溶解时若放热,则其溶解度随温度的升高而减小。一般固体溶于水多为吸热过程,因此,实验中常用加热的方法加快溶解速度。

物质溶解度的大小也与溶质和溶剂的性质有关。根据大量实验事实,人们总结出了“相似相溶”的经验规律,即物质在与其性质相似的溶剂中较易溶解。极性物质一般易溶于水、醇等极性溶剂;而非极性物质易溶于苯、四氯化碳等非极性溶剂。无机物大多易溶于水,有机物则易溶于有机溶剂。一些难溶物质可用酸、碱或混合溶剂溶解。一些难溶于水的物质,常常使其先在高温下熔融,转化成可溶于水的物质,然后再溶解。如将Na 2 CO 3 与SiO 2 共熔,使SiO 2 转化成可溶于水的硅酸盐。

气体的溶解度还受到压力的影响,随气体压力的增加而增大。而固体和液体的溶解度几乎不受压力的影响。

常用的无机溶剂有水、酸性溶剂和碱性溶剂。

(1)水用于溶解可溶性的硝酸盐、醋酸盐、铵盐、硫酸盐、氯化物和碱金属化合物等。

(2)酸性溶剂常用的酸性溶剂有硝酸、盐酸、硫酸、氢氟酸、磷酸、王水等。利用它们的酸性、氧化还原性等性质,可溶解一些氧化物、硫化物、碳酸盐、磷酸盐等。

(3)碱性溶剂常用的碱性溶剂有氢氧化钠、氢氧化钾。可用于溶解金属铝、锌及其合金、氧化物、氢氧化物等。

溶解固体时,应先根据其性质选择适当的溶剂,再由固体的量及在一定温度下的溶解度,计算或估算出所需溶剂的量。然后将固体在研钵中研成粉末,取一定量放入烧杯中,加入适量溶剂,进行搅拌或加热,以加速溶解。

二、搅拌

搅拌是化学实验中常用的一种实验操作,其作用是使物质间充分混合,促使固体物质溶解,防止局部过热而产生暴沸。实验室中常用的搅拌方法是手动搅拌和电动搅拌两种。

1.手动搅拌

若所需搅拌时间不长,且对搅拌速度没有一定要求,可在敞口容器(如烧杯)中手动搅拌。一般情况下只可用玻璃棒而不许用温度计搅拌。若在搅拌的同时还需控制温度,可用小橡皮圈将温度计和玻璃棒绑在一起搅拌,玻璃棒的下端应超出温度计水银球的下端约0.5 cm。搅拌时用力不宜过猛,尽量不要触及容器内壁,以免打破容器或温度计。这是实验室最常用的搅拌方法,可用于少量溶液的配制、溶液的浓缩、液相反应中反应物的混合。

2.电动搅拌

若搅拌需持续较长时间,或反应需较长时间,同时有回流操作,或需按一定速率长时间持续滴加料液时,可用电动搅拌。实验室常用的电动搅拌器有两种:磁力搅拌器和电动搅拌器。主要用于大量溶液较长时间的搅拌。

(1)磁力搅拌器

磁力搅拌器(见图2-18)是以电动机带动磁场旋转,并以磁场控制磁子旋转的。磁子是一根包裹着玻璃或聚四氟乙烯外壳的软铁棒,外形为棒状(用于烧杯、锥形瓶等平底容器)或橄榄状(用于圆底瓶或梨形瓶),直接放在瓶中。一般磁力搅拌器都兼有加热装置,可以调速调温,也可以按照设定的温度维持恒温。在物料较少,不需太高速度的情况下,磁力搅拌器可代替其他方式搅拌,且易密封,使用方便。在打开调速旋钮时,应缓缓地从低档向高档调速,调速不能过急,以防磁子跳动而撞破瓶壁,如发现磁子跳动,应立即将调速旋钮旋至零,查明原因后,再重新缓缓开启。

图2-18 磁力搅拌器

(2)电动搅拌器

电动搅拌器(见图2-19)由电动机、搅拌棒、搅拌头三部分组成。搅拌棒由玻璃棒或不锈钢管制作,分上、下两段,中间用橡皮管连接以做缓冲。搅拌棒下端可弯制成不同的形状或装上不同的叶片,以适应不同的容器(见图2-20)。

图2-19 电动搅拌装置

图2-20 不同形状的搅拌头

在搅拌装置安装好后,先用手指搓动搅拌棒试转,确认搅拌棒及叶片在转动时不会触及瓶壁,摩擦力亦不很大时,才能旋动调速旋钮,缓缓地由低档向高档旋转,直至所需转速,不可一下旋到高档。任何时候只要听到搅拌棒擦刮、撞击瓶壁的声音,或发现有停转、疯转等异常现象,都应立即将调速旋钮调至零,然后查找原因,并做相应调整后继续使用。 nk0HH1aKewidOblYgQyYy7rGDO9WzW2bBy5rGgir4VraLVt1NNM4i8xajHMEAf3U

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