遼寧省凌海市石山九年級(jí)化學(xué)下冊(cè) 7.1 溶解與乳化溶解-溶劑的分類與精制備課素材 粵教版

1、溶劑的分類與精制溶劑的定義溶劑（solvent）這個(gè)詞廣義指在均勻的混合物中含有的一種過(guò)量存在的組分。狹義地說(shuō)，指在化學(xué)組成上不發(fā)生任何變化并能溶解其他物質(zhì)（一般指固體）的液體，或者與固體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并將固體溶解的液體。溶解生成的均勻混合物體系稱為溶液。在溶液中過(guò)量的成分叫溶劑；量少的成分叫溶質(zhì)。 溶劑也稱為溶媒，即含有溶解溶質(zhì)的媒質(zhì)之意。但是在工業(yè)上所說(shuō)的溶劑一般是指能夠溶解油脂、蠟、樹(shù)脂（這一類物質(zhì)多數(shù)在水中不溶解）而形成均勻溶液的單一化合物或者兩種以上組成的混合物。這類除水之外的溶劑稱為非水溶劑或有機(jī)溶劑，水、液氨、液態(tài)金屬、無(wú)機(jī)氣體等則稱為無(wú)機(jī)溶劑。 溶劑的溶解能力判斷溶劑的溶解能力，

2、簡(jiǎn)單地說(shuō)就是指溶解物質(zhì)的能力，即溶質(zhì)被分散和被溶解的能力。在水溶液中一般用溶解度來(lái)衡量，這只適用于溶解低分子結(jié)晶化合物。對(duì)于有機(jī)溶劑的溶液，尤其是高分子物質(zhì)，溶解能力往往表現(xiàn)在一定濃度溶液形成的速度和一定濃度溶液的黏度，無(wú)法明確地用溶解度表示。因此，溶劑溶解能力應(yīng)包括以下幾個(gè)方面： 將物質(zhì)分散成小顆粒的能力；溶解物質(zhì)的速度；將物質(zhì)溶解至某一種濃度的能力； 溶解大多數(shù)物質(zhì)的能力；與稀釋劑混合組成混合溶劑的能力。工業(yè)上判斷溶劑溶解能力的方法有稀釋比法、恒黏度法、黏度·相圖法、貝殼松脂·丁醇（溶解）試驗(yàn)、苯胺點(diǎn)試驗(yàn)等。溶劑的分類1按沸點(diǎn)高低分類低沸點(diǎn)溶劑（沸點(diǎn)在100以下）這類溶

3、劑的特點(diǎn)是蒸發(fā)速度快，易干燥，黏度低，大多具有芳香氣味。屬于這類溶劑的一般是活性溶劑或稀釋劑。例如：甲醚、乙醚、丙醚、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙酸乙酯、丙酮等等。中沸點(diǎn)溶劑（沸點(diǎn)在100150）這類溶劑用于硝基噴漆，流平性能好。例如：丁醇、異丁醇、戊醇、環(huán)己酮、丙酸戊酯、甲笨等等。高沸點(diǎn)溶劑（沸點(diǎn)范圍在150200）這類溶劑的特點(diǎn)是蒸發(fā)速度慢，溶解能力強(qiáng)，作涂料溶劑用時(shí)涂膜流動(dòng)性好，可以防止沉淀和涂膜發(fā)白。例如：芐醇、糠醇、環(huán)己酮、乳酸乙酯、苯甲酸乙酯等等。增塑劑和軟化劑（沸點(diǎn)在300）這類溶劑的特點(diǎn)是形成的薄膜粘結(jié)強(qiáng)度和韌性好。例如硝化纖維素用的樟腦，乙基纖維素用的鄰苯二甲酸二甲酯，聚氯乙

4、烯用的鄰苯二甲酸二辛酯等。2按蒸發(fā)速度快慢分類快速蒸發(fā)溶劑蒸發(fā)速度為乙酸丁酯的3倍以上者，如丙酮、乙酸乙酯、苯等。中速蒸發(fā)溶劑蒸發(fā)速度為乙酸丁酯的1.5倍以上者，如乙醇、甲苯、乙酸仲丁酯等。慢速蒸發(fā)溶劑蒸發(fā)速度比工業(yè)戊醇快，比乙酸仲丁酯慢，如乙酸丁酯、戊醇、乙二醇-乙醚等。特慢蒸發(fā)溶劑蒸發(fā)速度比工業(yè)戊醇慢，如乳酸乙酯、雙丙酮醇等。3按溶劑的極性分類極性溶劑是指含有羥基或羰基等極性基團(tuán)的溶劑。此類溶劑極性強(qiáng)、介電常數(shù)大，如乙醇等，極性溶劑可溶解酚醛樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂。非極性溶劑是指介電常數(shù)低的一類溶劑，如石油烴、苯等。非極性溶劑溶解油溶性酚醛樹(shù)脂、香豆酮樹(shù)脂等，主要用于清漆的制造。4按化學(xué)組成分類有

5、機(jī)溶劑(略)；無(wú)機(jī)溶劑(略)。5按工業(yè)應(yīng)用分類 (略)6按溶劑用途分類（略）溶劑的干燥一些溶劑因?yàn)榉N種原因總是含有雜質(zhì)，這些雜質(zhì)如果對(duì)溶劑的使用目的沒(méi)有什么影響的話，可直接使用?？墒窃谶M(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行一些特殊的化學(xué)反應(yīng)時(shí)，必須將雜質(zhì)除去。雖然除去全部雜質(zhì)是有困難的，但至少應(yīng)該將雜質(zhì)減少到對(duì)使用目的沒(méi)有防礙的限度。除去雜質(zhì)的操作稱為溶劑的精制，故溶劑的精制幾乎都要進(jìn)行脫水，其次再除去其他的雜質(zhì)。溶劑中水的混入往往是由于在溶劑制造、處理或者由于副反應(yīng)時(shí)作為副產(chǎn)物帶入的，其次在保存的過(guò)程中吸潮也會(huì)混入水分。水的存在不僅對(duì)許多化學(xué)反應(yīng)，就是對(duì)重結(jié)晶，萃取，洗滌等一系列的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作都會(huì)帶來(lái)不良的影響

6、。因此溶劑的脫水及干燥在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中是重要的，又是經(jīng)常進(jìn)行的操作步驟。盡管在除去溶劑中的其他雜質(zhì)時(shí)有時(shí)加入水分，但在最后還是要進(jìn)行脫水，干燥。精制后充分干燥的溶劑在保存過(guò)程中往往還必須加入適當(dāng)?shù)母稍飫?，以防止溶劑吸潮。溶劑脫水的方法有下列幾種。（1）干燥劑脫水這是液體溶劑在常溫下脫水干燥最常用使用的方法。干燥劑可以是固體、液體或氣體，分為酸性物質(zhì)，堿性物質(zhì)，中性物質(zhì)以及金屬、金屬氫化物。干燥劑的性質(zhì)各有不同，在使用時(shí)要充分考慮干燥劑的特性和欲干燥物質(zhì)的性質(zhì)，才能有效達(dá)到干燥的目的。在選擇干燥劑時(shí)首先要確保進(jìn)行干燥的物質(zhì)與干燥劑不發(fā)生任何反應(yīng)；干燥劑兼做催化劑時(shí)，應(yīng)不與溶劑發(fā)生分解、聚合，并且干燥

7、劑與溶劑之間不形成加合物。此外，還要考慮到干燥速度、干燥效果和干燥劑的吸水量。在具體使用時(shí)，酸性物質(zhì)的干燥最好選用酸性干燥劑，堿性物質(zhì)的干燥用堿性干燥劑，中性物質(zhì)的干燥用中性干燥劑。溶劑中有大量水存在的，應(yīng)避免選用與水接觸著火（如金屬鈉等）或者發(fā)熱猛烈的干燥劑，可以先選用氯化鈣一類緩和的干燥劑進(jìn)行干燥脫水，使水分減少后再使用金屬鈉干燥。加入干燥劑后應(yīng)攪拌、放置一夜。溫度可以根據(jù)干燥劑的性質(zhì)，對(duì)干燥速度的影響加以考慮。干燥劑的用量應(yīng)稍有過(guò)剩。在水分多的情況下，干燥劑因吸收水分發(fā)生部分或全部溶解生成液狀或泥狀分為兩層，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行分離并加入新的干燥劑。溶劑與干燥劑的分離一般采用傾析法，將殘留物進(jìn)行過(guò)

8、濾，但過(guò)濾時(shí)間太長(zhǎng)或周圍的濕度過(guò)大會(huì)再次吸濕而使水分混入，因此，有時(shí)可采用與大氣隔絕的特殊的過(guò)濾裝置。有的干燥劑操作危險(xiǎn)時(shí)，可在安全箱內(nèi)進(jìn)行。安全箱內(nèi)置有干燥劑，使箱內(nèi)充分干燥（我知道是無(wú)水五氧化二磷），或吹入干燥空氣或氮?dú)?。使用分子篩或活性氧化鋁等干燥劑時(shí)應(yīng)添在玻璃管內(nèi)，溶劑自上向下流動(dòng)進(jìn)行脫水，不與外界接觸效果較好。大多數(shù)溶劑都可以用這種脫水方法，而且干燥劑還可以回收使用。常用的干燥劑有： 金屬，金屬氫化物al，ca，mg：常用于醇類溶劑的干燥na，k：適用于烴，醚，環(huán)己胺，液氨等溶劑的干燥。注意用于鹵代烴時(shí)有爆炸危險(xiǎn)，絕對(duì)不能使用。也不能用于干燥甲醇，酯，酸，酮，醛與某些胺等。醇中含有微

9、量的水分可加入少量金屬鈉直接蒸餾。cah：1g氫化鈣定量與0.85g水反應(yīng)，因此比堿金屬、五氧化二磷干燥效果好。適用于烴、鹵代烴、醇、胺、醚等，特別是四氫呋喃等環(huán)醚、二甲亞碸、六甲基磷酰胺等溶劑的干燥。有機(jī)反應(yīng)常用的極性非質(zhì)子溶劑也是用此法進(jìn)行干燥的。lialh4：常用醚類等溶劑的干燥。中性干燥劑caso4，naso4，mgso4：適用于烴、鹵代烴、醚、酯、硝基甲烷、酰胺、腈等溶劑的干燥。cuso4：無(wú)水硫酸銅為白色，含有5個(gè)分子的結(jié)晶水時(shí)變成藍(lán)色，常用檢測(cè)溶劑中微量水分。cuso4適用于醇、醚、酯、低級(jí)脂肪酸的脫水，甲醇與cuso4能形成加成物，故不宜使用。cac2：適用于醇干燥。注意使用純

10、度差的碳化鈣時(shí)，會(huì)發(fā)生硫化氫和磷化氫等惡臭氣體。cacl2： 適用于干燥烴、鹵代烴、醚硝基化合物、環(huán)己胺、腈、二硫化碳等。cacl2能與伯醇、甘油、酚、某些類型的胺、酯等形成加成物，故不適用?；钚匝趸X：適用于烴、胺、酯、甲酰胺的干燥。分子篩：分子篩在水蒸氣分壓低和溫度高時(shí)吸濕容量都很顯著，與其他干燥劑相比，吸濕能力非常大的。下表為各種干燥劑的吸濕能力比較（指常溫下經(jīng)足夠量的干燥劑干燥的1l空氣中殘存水分的毫克數(shù)）。分子篩在各種干燥劑中，其吸濕能力僅次于五氧化二磷。由于各種溶劑的幾乎都可以用分子篩脫水，故在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上獲得廣泛的應(yīng)用。干燥劑1升干燥空氣中的殘留水分（mg）再生溫度（）五氧化二

11、磷2×105-氫氧化鉀（熔融）3×103-濃硫酸3×103-無(wú)水硫酸鈣4×103230250氧化鎂8×103-氫氧化鈉（熔融）1.6×101-氧化鈣2×101300無(wú)水氯化鈣2×101-95硫酸3×101-無(wú)水硫酸銅1.4400分子篩1×104200400活性氧化鋁1.8×103180硅膠6×103150 堿性干燥劑koh，naoh：適用于干燥胺等堿性物質(zhì)和四氫呋喃一類環(huán)醚。酸、酚、醛、酮、醇、酯、酰胺等不適用。k2co3：適用于堿性物質(zhì)、鹵代烴、醇、酮、酯、腈、溶纖劑等溶劑

12、的干燥。不適用于酸性物質(zhì)。bao，cao：適用于干燥醇、堿性物質(zhì)、腈、酰胺。不適用于酮、酸性物質(zhì)和酯類。酸性干燥劑h2so4：適用于干燥飽和烴、鹵代烴、硝酸、溴等。醇、酚、酮、不飽和烴等不適用。p2o5：適用于烴、鹵代烴、酯、乙酸、腈、二硫化碳、液態(tài)二氧化硫的干燥。醚、酮、醇、胺等不適用。（2）分餾脫水沸點(diǎn)與水的沸點(diǎn)相差較大的溶劑可以用分餾效率高的蒸餾塔（精餾塔）進(jìn)行脫水，這是一般常用的脫水方法。（3）共沸蒸餾脫水與水生成共沸物的溶劑不能采用分餾脫水的方法。如果含有極微量水分的溶劑，通過(guò)共沸蒸餾，雖然溶劑有少量的損失，但卻能脫去大部分水。一般多數(shù)溶劑都能與水組成共沸混合物。（4）蒸發(fā)，蒸餾干燥進(jìn)行干燥的溶劑很難揮發(fā)而不能與水組成共沸混合物的，可以通過(guò)加熱或減壓蒸餾使水分優(yōu)先除去。例如，乙二醇、乙二醇丁醚、二甘醇乙醚、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油等溶劑都適用。（5）用干燥的氣體進(jìn)行干燥將難揮發(fā)