【专题】物质的分离和提纯-福建水产设备联盟

【专题】物质的分离和提纯

2023-05-10 14:56:27

专题一化学实验

化学实验的基础知识

物质的分离和提纯

1．物质的分离与提纯的区别和联系

（1）二者的目的不同，但所遵循的原则与实验操作却非常相似。物质的分离是将混合物中的各组分分别分离出来，要保持各组分的化学组成和物理状态；物质的提纯是净化混合物中的主体物质，不必考虑提纯后杂质的化学组成和物理状态。

（2）二者都是依据混合物中各物质不同的物理性质和化学性质来设计方案，即原理相同。提纯过程包含分离过程，只是杂质部分通常舍弃。

2．分离与提纯遵循的原则

（1）“四原则”

一是不增加新的杂质；二是不减少被提纯物质；三是被提纯物质与杂质易分离；四是被提纯物质易复原

（2）“三必须”

一是除杂试剂必须过量；二是过量试剂必须除尽；三是除杂途径必须最佳。

3．物质的分离与提纯的基本方法

（1）物理方法

方法、装置	适用范围	操作要点
过滤法	固（不溶）-液分离，如除去粗盐中的泥沙	①滤纸用水润湿后紧贴漏斗壁，滤纸边缘低于漏斗口上沿；玻璃棒靠在三层滤纸处；过滤时加入漏斗的溶液液面低于滤纸边缘，即“一贴二低三靠”； ②过滤时，烧杯嘴与玻璃棒接触，漏斗嘴紧靠烧杯内壁； ③洗涤时，蒸馏水面高于沉淀，通常浸洗三次
蒸发结晶法	利用物质在同一溶剂中溶解度不同，进行固-固（均溶）分离	①蒸发皿可直接加热，固定在铁架台的铁环上； ②加热时用玻璃棒不断搅动，防止液体溅出，蒸发皿出现较多固体时停止加热，利用余热将溶液蒸干
蒸馏法	分离沸点不同的液体混合物，如从石油中分离出各馏分	①蒸馏烧瓶加热要垫石棉网，温度计水银球放在烧瓶支管口附近； ②冷凝管横放时应“头高尾低”，保证冷凝液自然流下，冷却水流向与蒸气相反； ③蒸馏烧瓶中要放入沸石或碎瓷片以防暴沸
萃取分液法	将两种互不相溶的液体分开	①将溶液注入分液漏斗中，溶液总量不超过其容积的3/4，两手握住分液漏斗倒转并反复用力振荡； ②把分液漏斗放在铁架台的铁圈中静置、分层； ③打开上口塞子，旋开下部的活塞，使下层液体流出
洗气法	气-气分离法（杂质气体在试剂中溶解或与试剂反应）	将混合气体通入洗气瓶，导气管“长”进“短”出
渗析法	用半透膜使离子或小分子从胶体中分离出来，如用渗析的方法除去淀粉胶体中的NaCl溶液	将要提纯的胶体装入半透膜中，将半透膜袋系好，浸入蒸馏水中，渗析的时间要充分
升华法	分离易升华与不易升华的物质	应与物质的分解变化区分
盐析法	将胶体从混合物中分离出来	①注意无机盐的选择； ②少量盐（如NaCl、Na₂SO₄等）能促进蛋白质的溶解，重金属盐使蛋白质变性； ③盐析后过滤； ④盐析是物理变化

（2）化学方法

方法	适用条件
加热法	混合物中有热稳定性差的物质时，可直接加热，使热稳定性差的物质分解，如纯碱中混有小苏打
沉淀法	在混合物中加入某种试剂，使其中一种以沉淀的形式分离出去
转化法	不能通过一次反应达到分离的目的时，要先转化为其他物质分离，然后将转化后的物质恢复为原物质
酸碱法	被提纯物质不与酸碱反应，而杂质可与酸碱发生反应，如用NaOH溶液除去铁粉中的铝粉
氧化还原法	①对混合物中混有的还原性杂质，可加入适当的氧化剂将其氧化为被提纯物质 ②对混合物中混有的氧化性杂质，可加入适当的还原剂将其还原为被提纯物质
调节pH法	通过加入试剂来调节溶液的pH，使溶液中杂质成分转化为沉淀而分离
电解法	利用电解原理来分离、提纯物质，如电解精炼铜
吸收法	常用于气体的净化和干燥，可根据被提纯气体中所含杂质气体的性质，选择适当的固体或溶液作吸收剂。常用装置是洗气瓶或干燥管(U形管)

4．依据物质的物理性质选择恰当分离（提纯）方法

（1）“固+固”混合物的分离（提纯）

（2）“固+液”混合物的分离（提纯）

（3）“液+液”混合物的分离（提纯）

5．有机物分离提纯的常用方法

（1）分离和提纯有机物的一般原则

根据混合物中各成分的化学性质和物理性质的差异，通过化学或物理方法处理，以达到分离和提纯的目的。

（2）有机物分离和提纯的常用方法

常用方法	目的	主要仪器	实例
分液	分离、提纯互不相溶的液体混合物	分液漏斗	分离硝基苯与水
蒸馏	分离、提纯沸点相差较大的混合溶液	蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器	分离乙醛与乙醇
洗气	分离、提纯气体混合物	洗气装置	除去甲烷中的乙烯
过滤	分离不溶性的固体和液体混合物	过滤器	分离硬脂酸与NaCl
渗析	除去胶体中的小分子、离子	半透膜、烧杯	除去淀粉中的NaCl、葡萄糖

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