化學(xué)試劑是科研、教學(xué)和生產(chǎn)中的重要物質(zhì),其質(zhì)量直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。然而,在貯存過程中,這些試劑并非一成不變,往往會(huì)因自身理化性質(zhì)與外界環(huán)境條件的相互作用而發(fā)生變質(zhì),導(dǎo)致?lián)p耗甚至失效。了解化學(xué)試劑變質(zhì)的緣由,并采取科學(xué)有效的預(yù)防措施,對于保障實(shí)驗(yàn)工作的順利開展、降低成本具有至關(guān)重要的意義。
一、化學(xué)試劑變質(zhì)的內(nèi)外因
- 內(nèi)因:由試劑自身化學(xué)結(jié)構(gòu)決定的理化性質(zhì)。
- 外因:貯存環(huán)境的溫度、光照、介質(zhì)(空氣、雜質(zhì),如氧、二氧化碳、水蒸氣、揮發(fā)性試劑蒸氣、塵埃、微生物等)。
二、化學(xué)試劑變質(zhì)的具體原因
化學(xué)試劑在一定環(huán)境條件下會(huì)發(fā)生物理或化學(xué)變化,導(dǎo)致變質(zhì),具體原因如下:
- 揮發(fā):分子量小、沸點(diǎn)低的揮發(fā)性試劑(如濃鹽酸、濃硝酸、甲醇、乙醇等)因揮發(fā)導(dǎo)致?lián)p耗、濃度改變、規(guī)格下降。
- 升華:升華熱較少的分子晶體(如碘、萘、硫、等)在室溫或受熱時(shí)升華,造成損耗和空氣污染。
- 潮解和稀釋
- 潮解:易溶性化合物(如*、堿石灰、*等)因吸收水分,表面形成飽和溶液后持續(xù)吸收水分,直至全部形成溶液。
- 稀釋:濃硫酸、正磷酸、乙二醇等試劑溶液吸收空氣中水分,導(dǎo)致濃度下降變稀,原因是外界水蒸氣分壓大于試劑的水蒸氣分壓。
- 風(fēng)化:結(jié)晶水合物(如 Na?CO??10H?O、Na?SO??7H?O 等)因自身水蒸氣分壓高于空氣中水蒸氣分壓,在干燥空氣中失去結(jié)晶水,空氣越干燥,風(fēng)化越快。
- 濃縮和析晶:在干燥環(huán)境中,試劑溶液水分蒸發(fā)導(dǎo)致濃縮、析晶(如冰醋酸),改變試劑濃度、規(guī)格和外觀。
- 水解
- 易吸水水解的鹽類試劑(如 TiCl?、AlCl?等),多為帶電荷高、半徑小的陽離子化合物或是非惰氣型的陽離子化合物。
- 含有酰基的有機(jī)試劑(如酯、酰鹵等)易水解變質(zhì)。
- 分解:分解速度與溫度密切相關(guān),溫度越高分解越快。鍵能低的二元化合物(如碘化合物)、含水量大的試劑(如硫酸氫銨)、含氧酸鹽(如硝酸鹽、高錳酸鹽)等易分解。
- 氧化和還原
- 標(biāo)準(zhǔn)電極電位低、具還原性的試劑(如、鈉等)易被空氣中的氧或氧化性雜質(zhì)氧化變質(zhì)。
- 標(biāo)準(zhǔn)電極電位較高的試劑(如、重鉻酸鉀)在溶液狀態(tài)時(shí),易與空氣中的還原性雜質(zhì)(如 H?S、SO?等)反應(yīng)變質(zhì)。
- 非氧化 - 還原反應(yīng):部分試劑(如生石灰、*、氧化鎂等)與空氣中的水分、二氧化碳等發(fā)生反應(yīng),不改變元素價(jià)態(tài)但失效。
- 聚合和縮合
- 含不飽和雙鍵或叁鍵的有機(jī)物質(zhì)(如、等)易發(fā)生聚合。
- 有電荷高、半徑小的中心離子形成的含氧酸鹽溶液(如鉬酸銨溶液)能因縮合而析出多酸鹽沉淀,部分聚合或縮合反應(yīng)不可逆。
- 光化學(xué)反應(yīng):光能引發(fā)部分試劑(如銀鹽、苯甲醛、*等)發(fā)生分解或氧化反應(yīng)而變質(zhì)。
- 霉變:碳水化合物、酯類、蛋白質(zhì)類等試劑,因密閉不嚴(yán)與空氣接觸,被空氣中的菌類微生物滋生繁殖而變質(zhì)。
- 密封:根據(jù)試劑性質(zhì)選擇合適的試劑瓶材料和密封程度,對易揮發(fā)、升華、潮解等性質(zhì)的試劑進(jìn)行密封,部分試劑可加蠟封或用硝羅酊封口。對于極易分解產(chǎn)生氣體的試劑,不密封,留有余地防容器破裂。
- 隔離:將能與空氣、水作用的試劑(如鉀、鈉、鈣、黃磷等)存放在穩(wěn)定的液體或惰氣中,如油封、水封,同時(shí)合理分類存放各類試劑,避免相互影響。
- 避光:采用深棕色試劑瓶,將試劑放在暗處或遮光專用試劑柜中,或用黑色厚紙包裹試劑瓶。
- 低溫:將普通揮發(fā)性試劑放在陰冷處,特殊生化試劑(如酶試劑)貯存在水箱或冰箱中。
- 通風(fēng):保證貯藏室通風(fēng)良好,安裝專用排風(fēng)扇并經(jīng)常開啟,防止形成爆炸性混合氣體。
- 適時(shí):對極易變質(zhì)失效的試劑(如氫硫酸溶液、溶液等)適時(shí)配制、使用和處理,配制時(shí)根據(jù)需要確定數(shù)量,避免浪費(fèi)。
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