化学试剂变质的原因及其对策.doc

论文分类号：密 级：吉林师范大学毕业论文（设计）化学试剂变质的原因及其对策 系别 专业： 教育系 化学专业 姓名 学号： 田冰 0840139 年级 班别： 2008级1班 教师 职称： 王海旭 高级实验师 2012年5月12日化学试剂变质的原因及其对策 摘 要化学试剂是科学实验室的重要组成部分，必须妥善保管，否则一旦出现变质现象，将直接影响实验结果，甚至发生实验事故，所以对化学试剂的保管，一定要给予必要的重视。本文主要阐述实验室化学试剂在储存过程当中发生变质的两个主要因素：内因和外因，即化学试剂本身的结构所决定的物理性质和化学性质；以及在贮存过程中化学试剂周围的环境、温度以及湿度等等自然因素对化学试剂的影响，并且提出相应的防范措施和解决办法。关键词化学试剂;变质;解决办法;防范措施;密封Chemical reagent deterioration causes and CountermeasuresAbstract: Chemical reagent is an important part of the scientific laboratory, must be properly kept, otherwise once appear quality deterioration, will directly affect the experimental results, and even the accident, so the chemical reagent storage, must be given the necessary attention. This paper mainly describes the laboratory chemical reagents in the storage process of deterioration of two main factors: the internal cause and external cause, namely chemical reagent itself is determined by the structure of the physical and chemical properties; and in the storage process of chemical reagent in the surrounding environment, temperature and humidity and so on of natural factors on the impact of chemical reagents, and put forward the corresponding preventive measures and solving methods.Keywords: Chemical reagents;Deterioration; Solution; Prevention measures; Seal up1化学试剂被广泛应用于物质的合成、分离、定性和定量分析1，被人们喻为化学工作者的眼睛。在进行化学研究、物质成分分析时，化学试剂是相对的标准物质，所有的化学试剂必须妥善保管，避免给国家、学校及企事业单位的财产造成不必要的损失。实践证明，化学试剂存放不当、保管不善，都会使试剂发生变化，降低使用效果使实验结果出现误差，甚至完全失效以致无任何实验现象，有的还会产生重大实验事故，给人民生命财产造成损失。因此，对于化学试剂的存放与保管，必须予以足够的重视。1. 化学试剂变质的原因化学试剂在存放的过程中，是否会发生变质主要取决于两个因素：第一，是化学试剂本身的结构所决定的物理性质和化学性质，即内因；第二，是化学试剂的贮存过程中，其周围的环境、温度等自然因素2，即外因。本文将从这两方面阐述其对实验室内化学试剂的影响和危害，采取相应的防范措施及解决办法。1.1 物理的性质对试剂变质的影响试剂的稳定性与其物理性质有密不可分的关系。如：碘和萘在常温下极易升华，密封不严会损失和污染空气。我国北方地区夏季较长，昼夜温差较小，气候温热多雨，空气中水分子含量大大升高4，进而导致化学试剂所处周围环境中，水蒸气的压力大大高于绝大多数固体药品，使该类化学试剂吸收水蒸气而潮解、稀释和水解。固体药品暴露于空气中或密封不严时自发地吸收空气中的水蒸气，在它们的固体表面逐渐形成饱和溶液即潮解5。试剂的化学性质主要由试剂的结构决定，试剂的化学性质是否活泼又直接决定了试剂稳定性的强弱。越活泼试剂就越不稳定，越易变质。试剂的化学性质与试剂中所含的基团或官能团有密不可分的关系。表1 试剂变质原因与试剂所含基团或官能团的关系变质原因试剂通常含有的基团或官能团举例水解R-CO-(酰基)、HN=(亚氨基)、R-SO2-(磺酰基)CH3COOCH2CH3、C6H5COCl(苯甲酰氯)、C6H5SO2Cl(苯磺酰氯)氧化SO3、S2O32、CHO、NO(亚硝基)、SH(硫基)、S2O82（过硫基）Na2SO3、Na2S2O3、CH3CHO、KNO2 KS2O8(过硫酸钾)聚合C=C、 CC 、CHOHCHO、C6H5CH=CH2 吸收CO2OHNaOH、KOH、Ba(OH)2凡是强碱弱酸盐、强酸弱碱盐、弱酸弱碱盐遇水都发生不同程度的水解。它们的分子中都含有易与水电离出的H+和OH结合生成弱电解质的共价基团或官能团。如CH3COONa电离出的CH3COO-易与H+结合生成弱电解质CH3COOH。等碱金属和碱土金属的标准电极电势都很低，都具有很强的还原性，极易被氧化而变质。KMnO4、K2Cr2O7、Na2S2O3等的标准电极电势都很高，它们都是很强的氧化剂，极易被还原而变质。NaOH、KOH、Ba(OH)2吸收空气中的CO2和水蒸气最终变成碳酸盐；而MgO、BaO等也易与空气中的CO2反应生成碳酸盐。1.2 环境因素对试剂变质的影响 环境因素主要指试剂贮存的介质、温度、湿度和光照。介质一般指空气和空气中混有的杂质。1.2.1 空气对试剂变质的影响我国北方地区春季昼夜温差较大，气候干燥多风，空气中水分子含量大大降低4，进而导致化学试剂所处周围环境中，水蒸气的压力小于该含水晶体的水蒸气压力，使该试剂晶体失去结晶水，变为结晶水分子数较少的含水晶体或无水物质。例如，Na2CO310H2O、ZnSO47H2O、MnSO44H2O、Na2S2O35H2O、Na2SO410H2O、CuSO45H2O等试剂极易风化，从而影响化学试剂的规格并对实验结果产生影响6。1.2.2 温度和光照对试剂变质的影响有些试剂受光照或靠近热源（40C）时，能发生变色、分解5。在受光影响的化合物中，无机试剂主要有：银的大多数化合物、（如氧化银和银盐）高汞和亚汞的大多数化合物（氧化物、除氟以外的卤化物以及其它盐类）、溴和碘的钾盐和钠盐、铵盐等，如碘化钾溶液在直射日光作用下，被空气氧化的速度比无直射日光作用时大10倍；有的分解反应还有可能因光照而加剧，出现升华现象，使试剂发生态的变化，例如，银、汞及其化合物等。液态化学试剂的挥发可能造成试剂本身的损耗和空气的污染，而试剂溶液的变化还会使试剂的浓度、规格等发生变化。例如，液溴、盐酸、硝酸、氨水以及低碳的各类有机化合物。有人曾做过实验，在25C时，将25%的氨水敞口放置三天，损失可达95% ；在9C时敞口放置12天损失可达80%。一般情况下，分解反应会因温度的升高而加剧。某些含氧酸盐，会因夏季气温升高而受热分解，释放出氧气对周围的易燃易爆物体发生危险。1.2.3 贮藏时间对试剂变质的影响某些试剂即使封装很严，但贮存日久，受到逸散到空气中的氧化物、酸性物质以及其他物质的影响，也可能变质。例如氧化亚汞贮存日久就会分解为氧化汞和金属汞，溶液型试剂因溶液中水分的蒸发而出现的浓缩和析晶现象，特别是一些浓度较大的溶液，浓缩和析晶虽然对瓶中试剂的性质没有太大影响，但是也会改变其浓度、规格和外观。2.防止或减缓化学试剂变质的对策根据结构所决定的试剂的性质，对试剂进行正确的分类、摆放和管理，选择合适的贮藏环境和贮藏方法，是防止或减缓化学试剂变质的有效措施。2.1易变质试剂的防护对策2.1.1 因化学性质活泼导致变质的试剂的防护对策密封：Li、Na、K、Rb、Cs等碱金属是极活泼的金属单质，能够与空气中的O2和水蒸气反应。由于Li的密度比煤油小，所以Li不能保存在煤油中而是密封于石蜡中；通常把Na放在盛煤油的试剂瓶中加盖保存；K保存在盛液态石蜡的试剂瓶中，加盖密封1。易风化的碳酸盐和硫酸盐类化学试剂，密封是通用且比较方便的储存方法。一般将此类易风化的试剂放置于密封的瓶内，存放于凉爽处2。但是由于碳酸盐和硫酸盐类化学试剂易于分解产生CO2和SO2等气体，所以在此类试剂的存放过程中，不宜完全密封，要适当的留有余地，否则，可能在存放的过程中，可能会使容器炸裂，造成实验室内的安全隐患。对于储存有此类易分解的化学试剂的实验室，可在夏季温度较高的时期，降低实验室内部温度。例如，在实验室墙壁外围加暖层，或在周围植树绿化，使树木形成对实验室的荫蔽。把窗改制成双层保温型，当白天室外温度高于室内温度时，要关闭门窗，阻绝高温的侵袭，以便保持实验室内部的恒温，一般可使室内温度平均降低2-3。配成溶液后，应采用完全密封的方法储存。如：有腐蚀性的冰醋酸等，可以使用带有磨口的玻璃试剂瓶，或是有塑料衬垫的螺旋盖式玻璃瓶储存等等。除此之外，如有必要，可再加蜡封，或是用自制的硝罗酊封住容器口。易潮解和稀释的固体药品及液体试剂来说，完全密封是非常良好的保存方法，在天气晴朗的日子，早晚温度适宜较凉爽时，开窗通风，以保持实验室内空气流通。此方法可以在大部分时间内保持实验室的干燥，确保各种试剂不会被潮解和稀释。专门的贮藏室7：易发生爆炸、燃烧、毒害、腐蚀和放射性等危险性的物质，以及受到外界因素影响能引起灾害事故的化学药品，都属于化学危险品1。这些试剂要贮藏在专门的贮藏室里，至少要设立水泥铁板专橱。剧毒品必须存放在保险柜里，加锁保管。取用时要两人以上共同操作，并记录用途和用量，随用随取，严格管理。腐蚀性强的试剂要设立专门的存放橱。Ca、Ba等活泼金属单质和活泼非金属单质，名称中“低”或“亚“字的还原性试剂（如FeSO4、NaSO3等），名称中含“过”或“高”字的氧化性试剂（如KMnO4、K2Cr2O7、Na2O2等），遇水易发生潮解的试剂（如PCl3、P2O5、CaCl2、SbCl3、BiCl3等），易风化的物质（如Na2HPO412H2O、CuSO45H2O、Na2SO47H2O、Na2CO410H2O、MgSO47H2O、ZnSO47H2O对氨基苯磺酸,某些铵盐）在固态时，必须放在坚固的密闭容器中，并在瓶口用蜡或自制的硝罗酊封好，放在干燥处。加保护剂7：一些试剂在配成溶液时容易发生水解，如SnCl2易水解SnCl2 + H2O =Sn(OH)Cl(白色) + HCl所以在配制SnCl2溶液时，要先将SnCl2固体溶解在少量浓HCl中再加水稀释。同时Sn2+ 在酸性条件下易被氧化，为防止Sn2+的氧化，常在新配制的SnCl2溶液中加少量锡粒。同样亚铁盐都易被氧化，在亚铁盐溶液中往往都加适量铁粉，以防止Fe2+被氧化成Fe3+ : 2Fe3+ + Fe =3Fe2+ 隔离：能够发生反应的试剂一定要分开，无机试剂和有机试剂分开，普通药品柜和危险药品柜分开，氧化剂和还原剂、易燃物分开，易挥发性酸和碱分开。当装氨水的试剂瓶与装盐酸的试剂瓶放到一起时，会在试剂瓶口长出“白毛”。这是由于氨水和盐酸都易挥发，挥发出的氨气和氯化氢在试剂瓶口相遇发生反应生成氯化铵的缘故。HCl + NH3=NH4Cl避光：对于见光易分解的物质(如HNO3、KI、NaI、HgCl2、AgNO3等)常采用避光性能较好的深棕色试剂瓶盛装,并将试剂瓶放在暗处或避光的专用试剂柜中。也可以用黑色厚纸包裹试剂瓶。适时：对于一些极易变质的试剂应采取适当的措施，应做到适时配制，适时使用，及时处理。如极易氧化的氢硫酸溶液、氯水、溴水、碘水最好适时配制，及时使用；FeSO4溶液配好后应加些还原性铁粉才能不被氧化；淀粉、蔗糖、蛋白质的溶液在使用后应及时清洗试剂瓶，以防霉变。2.1.2 因物理性质导致变质的试剂的防护对策凡具有升华性的试剂，储藏时最好在其升华温度以下，以免造成损失和玷污5。水封：在密度比水小，不溶于水且不与水反应的易挥发性试剂上加一层水膜，可以防止挥发。汞上加一层水膜可防止汞蒸汽进入空气，污染空气。油封：氨水、浓盐酸、浓硝酸等易挥发性无机液体，在液面上滴1020滴矿物油（不可用植物油），可以防止挥发。低温：普通挥发性试剂常放置在阴凉处，如浓HCl、浓HNO3、浓氨水等。2.2 对盛装容器试剂瓶的要求对瓶身的要求：固体广口瓶；液体细口瓶；见光易分解的物质棕色瓶；氟化氢银制容器或塑料瓶。瓶塞的选择：碱性溶液包括强碱、强碱弱酸盐等，能和玻璃中的SiO2发生反应腐蚀玻璃，因此，不能用玻璃塞而应该用橡胶塞，如NaOH、KOH、Ba(OH)2、Na2CO3等。强氧化性溶液、有机溶剂等能和橡胶发生反应，腐蚀橡胶，因此不能用橡胶塞，要用玻璃塞，如HNO3、KMnO4、K2Cr2O7、汽油、苯等。2.3 对贮藏环境和设施的要求实验室的试剂要根据类别和性质的不同，不同的试剂也要根据其不同的性质分别在密闭、避光、低温的条件下储藏；实验室必须有良好的通风排气的措施，这样才能更加有效地使储藏的试剂不变质、不损耗8，又可以及时的注意到有无危险时机的毒害作用，以防中毒、污染以及损害等事故的发生。要定期检查试剂的密封情况，以便及时发现试剂有无发生泄漏，而采取有效地措施来防止泄漏情况的继续发生；易潮解或水解的试剂可放在干燥器中保存；（如无水AlCl3 、无水CH3COONa等）；极易挥发或升华或受热易分解的试剂要低温冷藏(如浓HNO3、浓HCl、浓氨水等) 8。要配备暗室或操作暗室，贮存见光易分解的试剂。这样的试剂有：银的化合物（如Ag2O、AgCl、AgBr）、硝酸盐（Hg(NO3)2、Cu(NO3)2 ）等。综合以上陈述可以看出：实验室内的化学试剂要想储藏好，并不是一项简单的工作。化学工作者要有强烈的责任心，更要有宽泛的知识面，这是化学教师的重要职责，必须向学生交代清楚，并严格管理掌握各种物质的性能和影响因素，即内因和外因，否则，轻者试剂变质损失，重者发生事故。由此可见，对化学试剂的变质原因及防护对策的研究是极其重要、不容许忽视的工作。参考文献 1化学课程教材研究开发中心编著.化学M.北京:人民教育出版社, 20072北京师范大学等校合编.分析化学(下册)M.北京:高等教育出版社,20093康立娟,朴凤玉.普通化学M. 北京:高等教育出版社,20084课程教材研究所编著.地理M.北京:人民教育出版社, 20075舒麒麟.实验室环境污染与防治对策J.实验室研究与探索:2003（03）6刘洪范.化学实验基础M.山东:科学技术出版社,19937付广云.对化学试剂管理办法的改进J.临沂师专学报:1999（12）8梁立刚,金鑫,杨志强,周忠平,于风华.化学试剂的库存损失和预防J.实验室研究与探索:2004（10）9吉林大学等校合编.有机化学实验(下册)M.吉林:吉林教育出版社,200810课程教材研究所编著.化学M.北京:人民教育出版社, 20096