從海帶中提取單質(zhì)碘 市賽獲獎(jiǎng)

從海帶中提取單質(zhì)碘一、引言碘是人體生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的微量元素，它在人體中含量不多僅有20—50毫克，但是發(fā)揮的作用卻不容小覷，碘在人體內(nèi)用于合成甲狀腺素，調(diào)節(jié)新陳代謝，如果人體內(nèi)碘攝入量不足，則會(huì)患上地方性甲狀腺腫，即俗曰的“大脖子病”。碘在地殼中的含量為3×10-5％。自然界并不存在游離狀態(tài)的碘，獨(dú)立的礦物也很少，只有碘酸鈣礦。碘主要來(lái)源為：①智利硝石中含有％碘酸鈉，智利硝石在提取硝酸鈉以后，其母液中約含3％碘酸鈉。②海水中碘的濃度盡管很低，只有一億分之五，但總量卻很大。特別是某些海藻（例如海帶）能吸收碘，使碘相對(duì)地富集起來(lái)（每100克海帶中含碘達(dá)24毫克），因此海藻便成了提取碘的主要原料。工業(yè)上常用離子交換法，空氣吹出法，活性炭吸附法，碘化亞銅沉淀法等方法提取單質(zhì)碘。二、實(shí)驗(yàn)部分1.實(shí)驗(yàn)原理把干海帶燃燒后生成的灰燼，海帶會(huì)中的碘元素以碘離子的形式存在。加入去離子水并煮沸，使碘離子溶于水中，過(guò)濾取濾液，調(diào)節(jié)濾液pH為中性。蒸干濾液，將得到的白色固體與重鉻酸鉀混合均勻，研磨。在高筒燒杯中加熱混合物，此時(shí)碘單質(zhì)會(huì)升華出來(lái)，用注滿冰水的圓底燒瓶蓋在燒杯口處，碘就會(huì)凝華在燒瓶底部。刮下生成的碘，稱(chēng)量計(jì)算產(chǎn)率。2.儀器與試劑儀器電子天平，天平，圓底燒瓶，高筒燒杯，普通燒杯（250mL）,電爐，馬福爐，剪子，帶蓋坩堝，坩堝鉗，蒸發(fā)皿，脫脂棉，研缽，pH試紙，定量濾紙，吸濾瓶。試劑

干海帶（40g），蒸餾水，冰塊，NaOH溶液，H2SO4溶液，重鉻酸鉀（s）。實(shí)驗(yàn)方法l將海帶用刷子刷干凈（切忌水洗）。稱(chēng)取40g海帶，用剪子剪成條或片狀（盡量?。?，置于坩堝中，加入30mLNaOH溶液，蓋上蓋子，在電爐上加熱1小時(shí)，后轉(zhuǎn)移至馬福爐中，在600℃下加熱2小時(shí)30分，使海帶完全灰化。（加熱過(guò)程中注意通風(fēng)）海帶灰冷卻后倒在研缽中充分研磨，后轉(zhuǎn)移至250mL燒杯中，依次加入40mL、20mL、10mL蒸餾水熬煮，每次熬煮后，抽濾，保留濾液。將三次抽濾的濾液合并在一起，總體積不宜超過(guò)30mL。向?yàn)V液里加H2SO4溶液酸化，調(diào)節(jié)pH值顯中性。把酸化后的濾液倒入蒸發(fā)皿中，蒸發(fā)至干并盡量炒干，將固體轉(zhuǎn)移至研缽中，加入2g重鉻酸鉀固體，研細(xì)。將上述混合物放入干燥的高筒燒杯中，將裝有冰水冷卻的燒瓶放在燒杯口上，在燒杯的缺口部位用脫脂棉賽緊，加熱燒杯使生成的碘遇熱升華。碘蒸汽在燒瓶底部遇冷凝華。當(dāng)在無(wú)紫色碘蒸汽產(chǎn)生時(shí)，停止加熱。取下燒瓶，將燒瓶凝聚的固體碘刮到小稱(chēng)量瓶中，稱(chēng)重。計(jì)算海帶中碘的百分含量。三、結(jié)果與討論1.碘的產(chǎn)量及收率本次實(shí)驗(yàn)，燒瓶底部?jī)H有極微量的碘單質(zhì)生成，故無(wú)法稱(chēng)量，因而無(wú)法計(jì)算產(chǎn)率。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題研究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了一個(gè)明顯的問(wèn)題：加熱升華碘時(shí)，燒杯中出現(xiàn)了十分明顯的紫色（甚至是較深的紫色），然而碘單質(zhì)卻并不凝結(jié)在燒瓶底部。原因是因?yàn)槠鸪鯚恐惺菧囟群艿偷谋灾劣跓康撞砍霈F(xiàn)了凝結(jié)的水珠，從碘難以附著，而且水珠滴落在熾熱的燒杯底部會(huì)使燒杯炸裂。隨著燒瓶?jī)?nèi)水溫度的升高，碘即使凝華在溫度相對(duì)較低的燒杯壁上也難凝華在燒瓶底部，從而導(dǎo)致產(chǎn)率極低。實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)以下方法加以改進(jìn)：將燒瓶里冰水冷卻改為流動(dòng)水冷卻，通過(guò)控制冷卻水流動(dòng)的速度而避免燒瓶底部