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水解反应定义是什么

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2022-12-30 19:05:06

水解反应定义是什么

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2026-04-13 05:24:47

物质与水发生的复分解反应。(例图:碳酸根离子分步水解)

由弱酸根或弱碱离子组成的盐类的水解有两种情况:

弱酸根与水中的H+

结合成弱酸,溶液呈碱性,如乙酸钠的水溶液:

CH3COO-

+

H2O

←═→

CH3COOH

+

OH-

弱碱离子与水中的OH-

结合,溶液呈酸性,如氯化铵水溶液:

NH4+

+

H2O

←═→

NH3·H2O

+

H+

生成弱酸(或碱)的酸(或碱)性愈弱,则弱酸根(或弱碱离子)的水解倾向愈强。

例如,硼酸钠的水解倾向强于乙酸钠,溶液浓度相同时,前者的pH值更大。

弱酸弱碱盐溶液的酸碱性取决于弱酸根和弱碱离子水解倾向的强弱。

例如,碳酸氢铵中弱酸根的水解倾向比弱碱离子强,溶液呈碱性;

氟化铵中弱碱离子的水解倾向强,溶液呈酸性;

若两者的水解倾向相同,则溶液呈中性,这是个别情况,如乙酸铵。

弱酸弱碱盐的水解与相应强酸弱碱盐或强碱弱酸盐的水解相比,

弱酸弱碱盐的水解度大,溶液的pH更接近7(常温下)。

如0.10

mol/L的Na2CO3的水解度为4.2%,pH为11.6,

而同一浓度的(NH4)2CO3的水解度为92%,pH为9.3。

酯、多糖、蛋白质等与水作用生成较简单的物质,也是水解:

CH3COOC2H5

+

H2O

—→

CH3COOH

+

C2H5OH

(C6H10O5)n

+

nH2O

—→

nC6H12O6

某些能水解的盐被当作酸(如硫酸铝)或碱(如碳酸钠)来使用。

正盐分四类:

一、强酸强碱盐不发生水解,因为它们电离出来的阴、阳离子不能破坏水的电离平衡,所以呈中性。

二、强酸弱碱盐,我们把弱碱部分叫弱阳,弱阳离子能把持着从水中电离出来的氢氧根离子,破坏了水的电离平衡,使得水的电离正向移动,结果溶液中的氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,使水溶液呈酸性。

三、强碱弱酸盐,我们把弱酸部分叫弱阴,同理弱阴把持着从水中电离出来的氢离子,使得溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,使溶液呈碱性。

四、弱酸弱碱盐,弱酸部分把持氢,弱阳部分把持氢氧根,生成两种弱电解质,再比较它们的电离常数Ka、Kb值的大小(而不是水解度的大小),在一温度下,弱电解质的电离常数(又叫电离平衡常数)是一个定值,这一比较就可得出此盐呈什么性了,谁强呈谁性,电离常数是以10为底的负对数,谁负得少谁就大。总之一句话,盐溶液中的阴、阳离子把持着从水中电离出来的氢离子或氢氧根离子能生成弱电解质的反应叫盐类的水解。还有有机物类中的水解,例如酯类的水解,是酯和水反应(在无机酸或碱的条件下)生成对应羧酸和醇的反应叫酯的水解,还有卤代烃的碱性水解,溴乙烷和氢氧化钠水溶液反应生成乙醇和溴化钠叫卤烷的水解,还有蛋白质的水解,最终产物为氨基酸等等,对不起了,文字太多,现拙了!

水解反应

(1)含弱酸阴离子、弱碱阳离子的盐的水解,例如:Fe3++3H2O葑Fe(OH)3+3H+,CO32-+H2O葑H2CO3-+OH-

(2)金属氮化物的水解,例如:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑

(3)金属硫化物的水解,例如:Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S↑

(4)金属碳化物的水解,例如:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑

(5)非金属氯化物的水解,例如:PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl

取代反应(水解反应)(有机反应)

1.卤代烃在强碱水溶液中水解,例如:CH3CH2-Cl+H-OH→△NaOH

CH3CH2OH+HCl

2.醇钠的水解,例如:CH3CH2ONa+H2O=CH3CH2OH+NaOH

3.酯在酸、碱水溶液中水解,例如:CH3COOCH2CH3+H2O→△H+orOH-CH3COOH+CH3CH2OH

4.二糖、多糖的水解,例如淀粉的水解:(C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6(葡萄糖)

5.二肽、多肽的水解,例如H2NCH2CONHCH2COOH+H2O→2H2NCH2COOH

6.亚胺的水解

ArCH=N-Ph→(H20

H+)

ArCHO+PhNH2

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2026-04-13 05:24:47

——碘量法

任务描述

铜矿石中的铜,其含量变化幅度较大,涉及的测定方法也较广泛。目前对高、中含量的铜的测定多采用碘量法。碘量法已被列为铜精矿测定铜的国家标准方法(GB/T3884.1-2012 )。铜精矿分析一般要求测定铜、金、银、硫、氧化镁、氟、铅、锌、镉、镍、砷、铋、锑、汞等项目。本任务旨在通过实际操作训练,学会碘量法测定铜精矿中铜含量,熟练运用酸分解法对试样进行分解;能真实、规范记录原始记录并按有效数字修约进行结果计算。

任务实施

一、仪器和试剂准备

(1)玻璃仪器:酸式滴定管、锥形瓶、容量瓶、烧杯。

(2)铜片(≥99.99%):将铜片放入微沸的冰乙酸(ρ=1.05g/mL)中,微沸1min,取出用水和无水乙醇分别冲洗两次以上,在100℃烘箱中烘4min,冷却,置于磨口瓶中备用。

(3)溴水(AR)。

(4)氟化氢铵(AR)。

(5)盐酸(ρ=1.19g/mL)。

(6)硝酸(ρ=1.42g/mL)。

(7)硫酸(ρ=1.84g/mL)。

(8)高氯酸(ρ=1.67g/mL)。

(9)冰乙酸(1+3)(ρ=1.05g/mL)。

(10)硝酸(1+1)。

(11)氟化氢铵饱和溶液(贮存在乙烯瓶中)。

(12)乙酸铵溶液(300g/L):称取90g乙酸铵,置于400mL烧杯中,加入150mL蒸馏水和100mL冰乙酸,溶解后用水稀释至300mL,混匀,此溶液pH值为5。

(13)硫氰酸钾(100g/L):称取 10g 硫氰酸钾溶于 400mL 烧杯中,加 100mL 水溶解。

(14)淀粉溶液称取1g可溶性淀粉,用少量水调成糊状,再用刚煮沸的蒸馏水稀释至100mL,加热煮沸,冷却备用。

(15)三氯化铁(100g/L)。

(16)碘化钾(AR)

(17)硫代硫酸钠(约0.04mol/L):

——制备:称取100g 硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)置于1000mL 烧杯中,加入500mL无水碳酸钠(4g/L)溶液,移入10L棕色试剂瓶中,用煮沸并冷却的蒸馏水稀释至约10L,加入10mL三氯甲烷,静置两周,使用时过滤,补加1mL三氯甲烷,摇匀,静置2h。

——标定:称取0.080 g(精确至0.0001 g )处理过的纯铜三份,分别置于500mL锥形瓶中,加10mL硝酸(1+1),于电热板上低温加热至溶解,取下,用水吹洗杯壁。加入5mL硫酸(1+1),继续加热蒸至近干,取下稍冷,用约40mL蒸馏水冲洗杯壁,加热煮沸,使盐类完全溶解,取下,冷至室温。加1mL冰醋酸(1 +3),加3mL氟化氢铵饱和溶液,加入2~3g碘化钾摇动溶解,立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,加入2mL淀粉溶液继续滴定至浅蓝色,加5mL硫氰酸钾溶液,激烈摇振至蓝色加深,再滴定至蓝色刚好消失为终点。随同标定做空白试验。

按下式计算硫代硫酸钠标准滴定溶液的滴定度:

岩石矿物分析

式中:T为硫代硫酸钠标准溶液对铜的滴定度,g/mL;m为称取纯铜的质量,g;V为滴定纯铜所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积,mL;V0为滴定空白所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积,mL。

二、分析步骤

精确称取0.2000 g铜精矿置于300mL锥形瓶中,用少量水润湿,加入10mL浓盐酸置于电热板上低温加热3~5min取下稍冷,加入5mL硝酸和0.5~1mL溴,盖上表皿,混匀,低温加热(若试料中含硅、碳较高时加5~10mL高氯酸)待试样完全分解,取下稍冷,用少量蒸馏水冲洗表皿,继续加热蒸至近干,冷却。

用30mL蒸馏水冲洗表皿及杯壁,盖上表皿,置于电热板上煮沸,使可溶性盐类完全溶解,取下冷却至室温滴加乙酸铵溶液至红色不再加深为止,并过量3~5mL,然后滴加氟化氢铵饱和溶液至红色消失并且过量1mL混匀。加入2~3 g碘化钾摇动溶解,立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,加入2mL淀粉溶液继续滴定至浅蓝色,加5mL硫氰酸钾溶液,激烈摇振至蓝色加深,再滴定至蓝色刚好消失为终点。随同试样做空白试验。

若铁含量极少时,需补加1mL三氯化铁溶液;如果铅铋含量较高,需提前加入2mL淀粉溶液。

三、结果计算

按下式计算铜质量的百分含量:

岩石矿物分析

式中:w(Cu)为铜的质量分数,%;T为硫代硫酸钠标准滴定溶液对铜的滴定度,g/mL;V为滴定试样溶液消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积,mL;V0为滴定空白试样溶液所消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积,mL;m为称取试样的质量,g。

四、质量表格填写

任务完成后,填写附录一质量表格3、4、5。

任务分析

一、碘量法测定铜的原理

碘量法测定铜的依据是在弱酸性溶液中(pH=3~4 ),Cu2+与过量的KI作用,生成CuI沉淀和I2,析出的I2可以淀粉为指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定。有关反应如下:

岩石矿物分析

Cu2+与I-之间的反应是可逆的,任何引起Cu2+浓度减小(如形成配合物等)或引起CuI溶解度增大的因素均使反应不完全,加入过量KI,可使Cu2+的还原趋于完全。但是,CuI沉淀强烈吸附 ,又会使结果偏低。通常使用的办法是在近终点时加入硫氰酸盐,将CuI(Ksp=1.1×10-12)转化为溶解度更小的CuSCN沉淀(Ksp=4.8×10-15)。在沉淀的转化过程中,吸附的碘被释放出来,从而被Na2S2O3溶液滴定,使分析结果的准确度得到提高。即:

CuI+SCN-→CuSCN+I-

硫氰酸盐应在接近终点时加入,否则SCN-会还原大量存在的Cu2+,致使测定结果偏低。溶液的pH值一般应控制在3.0~4.0之间。酸度过低,Cu2+易水解,使反应不完全,结果偏低,而且反应速率慢,终点拖长;酸度过高,则I-被空气中的氧氧化为I2(Cu2+催化此反应),使结果偏高。

Fe3+能氧化I-,对测定有干扰,但可加入NH4HF2掩蔽。NH4HF2是一种很好的缓冲溶液,因HF的Kα=6.6×10-4,故能使溶液的pH值保持在3.0~4.0之间。

二、Na2S2O3标准溶液的配制

由于Na2S2O3不是基准物,因此不能直接配制标准溶液。配制好的Na2S2O2溶液不稳定,容易分解,这是因为在水中的微生物、CO2、空气中的O2作用下,发生下列反应:

岩石矿物分析

岩石矿物分析

岩石矿物分析

此外,水中微量的Cu2+或Fe3+也能促进Na2S2O3溶液的分解。

因此,配制Na2S2O3溶液时,需要用新煮沸(为了除去CO2和杀死细菌)并冷却了的蒸馏水,加入少量Na2CO3使溶液呈弱碱性,以抑制细菌的生长。这样配制的溶液也不易长期保存,使用一段时间后要重新标定。如果发现溶液变浑浊或析出硫,也应该过滤后再标定或者另配溶液。

三、干扰元素及其消除办法

(1)三价铁离子:Fe3+的存在有显著干扰,因为它能氧化I-,析出碘,使结果偏高。为使碘量法测定铜在有铁存在下也能够进行,常把铁转变为不与碘化钾作用的配合物,一般是加入氟化钾(铵),此时,Fe3+结合成为不与碘化钾起反应的配离子 这是快速碘氟法的基础。

(2)亚砷酸、亚锑酸:在碘量法测定铜的条件下(pH>3.5), 等离子能被析出的I2氧化,使结果偏低,甚至不放出I2,因而干扰测定。其反应如下:

岩石矿物分析

五价的砷、锑在pH>3.5的条件下对测定无干扰。因此可在分解试样时将三价砷和锑氧化为高价以消除其干扰。As(Ⅲ)和Sb加入溴水氧化。煮沸除去过量的溴。

(3)亚硝酸根有影响,可于溶液中加入尿素除去。

(4)碘化亚铜沉淀吸附碘,使测定结果偏低。加入硫氰酸铵和碘化亚铜作用,因硫氰化亚铜的溶解度比碘化亚铜的溶解度小,生成硫氰化亚铜,消除对碘的吸附。当铜含量很低时可不加硫氰酸铵。当铜的含量较高时,在滴定终点到达之前可加入适量的硫氰酸铵溶液,使碘化亚铜转变为硫氰化亚铜:

CuI+SCN-→CuSCN+I-

滴定时,体积不能太大,否则碘化亚铜又形成二价铜盐,使溶液变蓝,终点不明显。

实验指南与安全提示

/试样中碳含量较高时,需加2mL硫酸和2~5mL高氯酸,加热溶解至无黑色残渣,并蒸干。

试样中含硅、碳较高时,加0.5 g氟化氢铵和5~10mL高氯酸。

试样中含砷锑高时,需加入溴水,再加入硫酸冒烟处理。

碘化钾的用量:由于I-与Cu2+的反应是一个可逆反应:

岩石矿物分析

故为使Cu2+与I-定量地反应,I-(通常以KI形式加入)过量是十分必要的。实际分析中,一般加入2g左右的KI即可使Cu2+与I-定量地反应。另外,由于过量I-的存在,反应生成的碘能形成I3-,可减少因碘的易挥发性所带来的误差。

硫氰酸盐的作用:在测定铜的溶液中加入硫氰酸盐,使碘化亚铜变为溶解度更小的硫氰酸亚铜,反应如下:

CuI+SCN-→CuSCN+I-

①可克服碘化亚铜对碘的吸附(铜含量高时,这种吸附是相当显著的),使终点清晰;

②可使I-与Cu2+的反应进行得更完全;

③并可增加碘离子浓度,减少碘化钾(价格昂贵)的加入量。

硫氰酸盐的加入时间:当铜的含量较高时,可以接近终点时加入适量的硫氰酸钾应溶液。过早加入会使结果偏低,因为铜可被CNS-还原。反应如下:

岩石矿物分析

滴定时溶液的酸度:碘量法滴定铜可以在醋酸、硫酸或盐酸介质中进行,目前采用最多的还是在醋酸介质中进行,主要原因是在醋酸介质中比在硫酸或盐酸介质中较易控制测定所需的酸度。碘量法测定铜时,pH必须维持在3.5~4之间。

①在碱性溶液中 将发生下列反应: 5H2O,而且I2在碱性溶液中会发生歧化反应生成 也可能有水解副反应。

②在强酸性溶液中Na2S2O3溶液会发生分解: 酸度太大,碘化物易被空氧化而析出碘:4I-+4H++O2→2I2+2H2O

③铜矿石中常含有Fe、As、Sb等金属,样品溶解后,溶液中的Fe3+、As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)等均能氧化I-为I2,干扰Cu2+的测定。As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)的氧化能力随酸度下降而下降,当pH>3.5时,其不能氧化I-。Fe3+的干扰可用F-掩蔽。

滴定时溶液的体积:体积不能太大。化学反应的速度与反应物的浓度有关。增大溶液体积,就相当于降低Cu2+与I-的浓度,使反应速度变慢,碘化亚铜又形成二价铜盐,出现终点返回的现象,终点不明显。

若亚硝酸根未除尽,可加少许尿素,煮沸数分钟。

空白溶液和铁含量很低的试样,为了便于调节pH,可加入数滴100g/L NH4Fe(SO4)2溶液。

案例分析

1.鸿盛矿业公司化验室某员工在用碘量法测定一含铜矿石中的铜含量时,用盐酸、硝酸溶解样品后,加入NH4F消除Fe3+的干扰,但其测定结果经过比较后发现偏高,请以你所学知识分析结果可能偏高的原因。

2.赣州钴钨公司购进了一批含铁铜矿石,对方出具的检验报告表明该批次铜含量为11.26%,实验室某员工在使用碘量法测定铜含量时,将样品溶解后,用NaAc溶液调节溶液的pH值3.5~5.0左右,加入KI还原Cu2+,滴定完毕,计算结果后发现结果比对方检验更高。技术主管在查找原因时发现该员工忘记加入NH4F,请分析此次测定失败的原因。

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铜精矿知识简介

1.概述

自然界中含铜矿物有200多种,其中具有经济价值的只有十几种,最常见的铜矿是硫化铜矿,例如:黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)、铜蓝(CuS)等,目前世界上80% 的铜来自此类矿石。铜精矿是将矿石粉碎球磨后,用药剂浮选分离捕集含铜矿物,使品位大大提高,供冶炼铜用。少数铜矿中(如湖北大冶铜绿山矿),常常夹杂有孔雀石,这是一种含铜的碳酸盐矿物,色泽优美,经琢磨雕刻,可做成佩饰或项链等装饰品,属稀有宝石类,深受人们喜爱。

我国开采冶炼铜矿的历史悠久,可追溯到春秋时代,距今有2700多年。大冶有色金属公司铜绿山矿在生产过程中发现的古铜矿遗址,经考古发掘,已清理出从西周至西汉千余年间不同结构、不同支护方式的竖井、斜井、盲井数百座,平巷百余条,以及一批春秋早期的炼铜鼓风竖炉,随同出土还有大量的用于采矿、选矿和冶炼的生产工具,在遗址旁近2km2的地表堆积着约40 万吨以上的古代炼渣,渣样分析,其铜含量小于0.7%,它表明了我国古代采冶的规模和高超的技术水平。

我国现代化的大型炼铜采冶企业有:江西铜业有限公司、大冶有色金属公司(湖北)、铜陵有色金属公司(江苏)、白银有色金属公司(甘肃)、中条山有色金属公司(山西)以及云南冶炼厂、沈阳冶炼厂、葫芦岛锌厂等。由于自采铜矿的品位和数量有限,不能满足生产的需要,因而对进口铜精矿的需求日益增大,与我国有过贸易往来的铜精矿生产国有:巴布亚新几内亚、菲律宾、印尼、澳大利亚、蒙古、摩洛哥、莫桑比克、南非、波兰、秘鲁、智利、墨西哥、美国、加拿大等。

2.特性

进口硫化铜精矿一般为墨绿色到黄绿色,也有灰黑色,其中时有夹杂少许蓝色粉末。铜精矿是浮选产物,粒度较细,接近干燥的铜精矿在储运过程中易扬尘散失,也不适宜远洋运输,因此生产过程中常保持10% 左右的水分。气温高时,硫化铜精矿易氧化,特别是远洋运输时间长,或在夏季交接货物时,氧化现象更为严重。验收这种铜精矿时,往往铜品位降低,收货重量增加。正是由于这种原因,铜精矿在贸易的交接过程中,是以总金属量来衡量的。用于品质分析的样品,应密封于铝箔袋中存放。实验证明,封存于纸袋或聚乙烯袋中的样品,放置干燥器中保存一个月,铜的百分含量明显降低,随着保存时间的延长,铜品位还会继续下降,而封存在铝箔袋中的样品,即使存放半年,铜含量也无明显变化。

从冶炼的角度来说,铜精矿中硫和铁的含量高些好,一般要求铜/硫比为1∶1 左右,Fe>20%,Si<10%,这种矿在反射炉中造渣性能和流动性能都较好。对杂质元素Cr、Hg、Pb、Zn、Bi、As、F、Cl等含量要求愈低愈好,主要是为了满足冶炼的要求和对环境的保护。

3.用途

铜精矿供炼铜用。从矿石冶炼得到的“羊角铜”即粗铜,经电解可得到纯度很高的电解铜。在冶炼和电解过程中,还可以从阳极泥、电解液、烟道灰和尾气中分别回收金、银、钯、铂、镉、铅、锌、铋、硒、碲、硫等元素或化合物,余热可发电。综合利用不仅可减少废液、废渣、废气对环境和空气的污染,同时变废为宝,提高了铜精矿的利用价值。

4.化学成分

硫化铜精矿的主要成分是铜、铁、硫,主要的贵金属有金、银,其他成分有硅、钙、镁、铅、锌、铝、锰、铋、锑、氟、氯等,因原矿产地和选矿水平不同,品质差异较大。

5.进口规格

进口铜精矿以成交批中铜、金、银的纯金属量作为结算依据,一般铜含量为25%~45%,金含量为1~35g/t,银含量在30~350g/t范围内,当金含量小于1g/t,银含量小于30 g/t时,金、银二项不计价。经多年进口铜精矿实践,从价格和回收率来考虑,企业喜欢进口含铜量在30% 左右,金银含量在不计价范围之铜精矿。对冶炼和环境有害的元素F、Cl、Pb+Zn、As、Sb、Hg要求在限量之下,超过限量则按规定罚款,超过最高限量时,该批货拒收。

6.检验标准

铜精矿的检验,一般按500 t作为一个副批,在衡重的同时扦取代表性样品,制备水分测定样品和品质分析样品,按规定进行分析测定,以全部副批检验结果的加权平均值作为最终结果。发货人和收货人品质检验结果在误差范围内,该批货可顺利交接,若双方结果超出0.3%,金的结果超出0.5g/t,银的结果超出10~15g/t,有可能需要仲裁。

我国铜精矿的技术条件标准和检验标准较为完整。YS/T318 -2007 是铜精矿技术条件标准,该标准将铜精矿原有的15个品级修订为五个品级;取制样方法和水分含量测定按GB/T14263-2010进行,根据工作实践,有的铜精矿中金银含量特别高,GB/T3884规定了Cu、Au、Ag、S、As、MgO、F、Pb、Zn、Cd的检验方法。

瘦瘦的心情
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2026-04-13 05:24:47
所谓水解反应

水与另一种化合物发生反应,该化合物分解为两部分,水中氢原子加到其中的一部分,而羟基加到另一部分,得到两种或两种以上新的化合物的反应过程。工业上应用较多的是有机物的水解,主要生产醇和酚。水解反应是中和或酯化反应的逆反应。大多数有机化合物的水解,仅用水是很难顺利进行的。根据被水解物的性质,水解剂可以用氢氧化钠水溶液、稀酸或浓酸,有时还可用氢氧化钾、氢氧化钙、亚硫酸氢钠等的水溶液。这就是所谓的加碱水解和加酸水解。水解可以采用间歇或连续式操作,前者常在釜式反应器中进行,后者则多用塔式反应器。典型的水解有四种类型。

①卤化物的水解

通常用氢氧化钠水溶液作水解剂,反应通式如下:

R—X+NaOH-—→R—OH+NaX-

Ar—X+2NaOH—→Ar—ONa+NaX+H2O式中R、Ar、X分别表示烷基、芳基、卤素。脂链上的卤素一般比较活泼,可在较温和的条件下水解,如从氯苄制苯甲醇;芳环上的卤素被邻位或对位硝基活化时,水解较易进行,如从对硝基氯苯制对硝基酚钠。

②芳磺酸盐的水解

通常不易进行,须先经碱熔,即以熔融的氢氧化钠在高温下与芳磺酸钠作用生成酚钠,后者可通过加酸水解生成酚。如萘-2-磺酸钠在300~340℃常压碱熔后水解而得2-萘酚。某些芳磺酸盐还需用氢氧化钠和氢氧化钾的混合碱作为碱熔的反应剂。芳磺酸盐较活泼时可用氢氧化钠水溶液在较低温度下进行碱熔。

③胺的水解

脂胺和芳胺一般不易水解。芳伯胺通常要先在稀硫酸中重氮化生成重氮盐,再加热使重氮盐水解。反应通式如下:

Ar—NH2+NaNO2+2H2SO4

—→Ar—N+2HSO-4+NaHSO4+2H2O

Ar—N+2HSO4+H2O—→ArOH+H2SO4+N2

如从邻氨基苯甲醚制邻羟基苯甲醚(愈创木酚)。芳环上的氨基直接水解,主要用于制备1-萘酚衍生物,因它们有时不易用其他合成路线制得。根据芳伯胺的结构可用加碱水解、加酸水解或亚硫酸氢钠水溶液水解。如从1-萘胺-5-磺酸制1-萘酚-5-磺酸便是用亚硫酸氢钠水解。

④酯的水解

油脂经加碱水解可得高碳脂肪酸钠(肥皂)和甘油制脂肪酸要用加酸乳化水解。低碳烯烃与浓硫酸作用所得烷基硫酸酯,经加酸水解可得低碳醇。

淀粉水解;

c6H22o11(麦芽糖)+H2O

C6H12O6

参考资料:

http://baike.baidu.com/view/109955.htm

阔达的小伙
平常的老师
2026-04-13 05:24:47
水解反应是水与另一化合物反应,该化合物分解为两部分,水中氢原子加到其中的一部分,而羟基加到另一部分,因而得到两种或两种以上新的化合物的反应过程。

工业上应用较多的是有机物的水解,主要生产醇和酚。

水解反应是中和或酯化反应的逆反应。

大多数有机化合物的水解,仅用水是很难顺利进行的。根据被水解物的性质,水解剂可以用氢氧化钠水溶液、稀酸或浓酸,有时还可用氢氧化钾、氢氧化钙、亚硫酸氢钠等的水溶液。这就是所谓的加碱水解和加酸水解。水解可以采用间歇或连续式操作,前者常在釜式反应器中进行,后者则多用塔式反应器。典型的水解有四种类型。

①卤化物的水解 通常用氢氧化钠水溶液作水解剂,反应通式如下:

R—X+Na+OH-─→R—OH+Na+X-

Ar—X+2NaOH─→Ar—ONa+NaX+H2O式中R、Ar、X分别表示烷基、芳基、卤素。脂链上的卤素一般比较活泼,可在较温和的条件下水解,如从氯苄制苯甲醇;芳环上的卤素被邻位或对位硝基活化时,水解较易进行,如从对硝基氯苯制对硝基酚钠。

②芳磺酸盐的水解 通常不易进行,须先经碱熔,即以熔融的氢氧化钠在高温下与芳磺酸钠作用生成酚钠,后者可通过加酸水解生成酚。如萘-2-磺酸钠在300~340℃常压碱熔后水解而得2-萘酚。某些芳磺酸盐还需用氢氧化钠和氢氧化钾的混合碱作为碱熔的反应剂。芳磺酸盐较活泼时可用氢氧化钠水溶液在较低温度下进行碱熔。

③胺的水解 脂胺和芳胺一般不易水解。芳伯胺通常要先在稀硫酸中重氮化生成重氮盐,再加热使重氮盐水解。反应通式如下:

Ar—NH2+NaNO2+2H2SO4

─→Ar—N+2HSO-4+NaHSO4+2H2O

Ar—N+2HSO4+H2O─→ArOH+H2SO4+N2

如从邻氨基苯甲醚制邻羟基苯甲醚(愈创木酚)。芳环上的氨基直接水解,主要用于制备1-萘酚衍生物,因它们有时不易用其他合成路线制得。根据芳伯胺的结构可用加碱水解、加酸水解或亚硫酸氢钠水溶液水解。如从1-萘胺-5-磺酸制1-萘酚-5-磺酸便是用亚硫酸氢钠水解。

④酯的水解 油脂经加碱水解可得高碳脂肪酸钠(肥皂)和甘油制脂肪酸要用加酸乳化水解。低碳烯烃与浓硫酸作用所得烷基硫酸酯,经加酸水解可得低碳醇。

由弱酸根或弱碱离子组成的盐类的水解有两种情况:

① 弱酸根与水中的H+ 结合成弱酸,溶液呈碱性,如乙酸钠的水溶液:

CH3COO- + H2O ←═→ CH3COOH + OH-

② 弱碱离子与水中的OH- 结合,溶液呈酸性,如氯化铵水溶液:

NH4+ + H2O ←═→ NH3·H2O + H+

生成弱酸(或碱)的酸(或碱)性愈弱,则弱酸根(或弱碱离子)的水解倾向愈强。

例如,硼酸钠的水解倾向强于乙酸钠,溶液浓度相同时,前者的pH更大。

弱酸弱碱盐溶液的酸碱性取决于弱酸根和弱碱离子水解倾向的强弱。

例如,碳酸氢铵中弱酸根的水解倾向比弱碱离子强,溶液呈碱性;

氟化铵中弱碱离子的水解倾向强,溶液呈酸性;

若两者的水解倾向相同,则溶液呈中性,这是个别情况,如乙酸铵。

弱酸弱碱盐的水解与相应强酸弱碱盐或强碱弱酸盐的水解相比,

弱酸弱碱盐的水解度大,溶液的pH更接近7(常温下)。

如0.10 mol/L的Na2CO3的水解度为4.2%,pH为11.6,

而同一浓度的(NH4)2CO3的水解度为92%,pH为9.3。

酯、多糖、蛋白质等与水作用生成较简单的物质,也是水解:

CH3COOC2H5 + H2O ─→ CH3COOH + C2H5OH

(C6H10O5)n + nH2O ─→ nC6H12O6

某些能水解的盐被当作酸(如硫酸铝)或碱(如碳酸钠)来使用。

正盐分四类:一。强酸强碱盐不发生水解,因为它们电离出来的阴、阳离子不能破坏水的电离平衡,所以呈中。二。强酸弱碱盐,我们把弱碱部分叫弱阳,弱阳离子能把持着从水中电离出来的氢氧根离子,破坏了水的电离平衡,使得水的电离正向移动,结果溶液中的氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,使水溶液呈酸性。三。强碱弱酸盐,我们把弱酸部分叫弱阴,同理弱阴把持着从水中电离出来的氢离子,使得溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,使溶液呈碱性。四。弱酸弱碱盐,弱酸部分把持氢,弱阳部分把持氢氧根,生成两种弱电解质,再比较它们的电离常数Ka、Kb值的大小(而不是水解度的大小),在一温度下,弱电解质的电离常数(又叫电离平衡常数)是一个定值,这一比较就可得出此盐呈什么性了,谁强呈谁性,电离常数是以10为底的负对数,谁负得少谁就大。总之一句话,盐溶液中的阴、阳离子把持着从水中电离出来的氢离子或氢氧根离子能生成弱电解质的反应叫盐类的水解。还有有机物类中的水解,例如酯类的水解,是酯和水反应(在无机酸或碱的条件下)生成对应羧酸和醇的反应叫酯的水解,还有卤代烃的碱性水解,溴乙烷和氢氧化钠水溶液反应生成乙醇和溴化钠叫卤烷的水解,还有蛋白质的水解,最终产物为氨基酸等等,对不起了,文字太多,现拙了!

水解反应

(1)含弱酸阴离子、弱碱阳离子的盐的水解,例如:Fe3++3H2O葑Fe(OH)3+3H+,CO32-+H2O葑HCO3-+OH-。

(2)金属氮化物的水解,例如:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑。

(3)金属硫化物的水解,例如:Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S↑。

(4)金属碳化物的水解,例如:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑。

(5)非金属氯化物的水解,例如:PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl。

取代反应(水解反应)(有机反应)

1.卤代烃在强碱水溶液中水解,例如:CH3CH2-Cl+H-OH→△NaOH

CH3CH2OH+HCl。

2.醇钠的水解,例如:CH3CH2ONa+H2O=CH3CH2OH+NaOH。

3.酯在酸、碱水溶液中水解,例如:CH3COOCH2CH3+H2O→△H+orOH-CH3COOH+CH3CH2OH。

4.二糖、多糖的水解,例如淀粉的水解:(C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6(葡萄糖)。

5.二肽、多肽的水解,例如H2NCH2CONHCH2COOH+H2O→2H2NCH2COOH。

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一、土壤酸碱度(pH值)

土壤酸碱度对土壤肥力及植物生长影响很大,我国西北、北方不少土壤pH值大,南方红壤pH值小。因此可以种植和土壤酸碱度相适应的作物和植物。如红壤地区可种植喜酸的茶树,而苜蓿的抗碱能力强等。土壤酸碱度对养分的有效性影响也很大,如中性土壤中磷的有效性大;碱性土壤中微量元素(锰、铜、锌等)有效性差。在农业生产中应该注意土壤的酸碱度,积极采取措施,加以调节。

1.电位法

土壤实验室基本上都采用电位法测定土壤pH值,电位法有准确、快速、方便等优点。其基本原理是:用pH计测定土壤悬浊液的pH值时,由于玻璃电极内外溶液H+离子活度的不同产生电位差。

2.比色法

取土壤少许(约黄豆大),弄碎后放在白磁盘中,滴入土壤混合指示剂数滴,到土壤全部湿润,并有少量剩余。震荡磁盘,使指示剂与土壤充分作用,静置1min,和标准比色卡比色,即得出土壤的酸碱度。

3.原位酸碱度传感器法

土壤原位pH测定仪可直接埋入土壤测试,直接读数,非常方便,在指导农业科研及农业生产中起到了非常重要的作用。

二、土壤氧化还原电位(Eh)

土壤氧化还原电位是以电位反映土壤溶液中氧化还原状况的一项指标,用Eh表示,单位为mV。

土壤氧化还原电位的高低,取决于土壤溶液中氧化态和还原态物质的相对浓度,一般采用铂电极和饱和甘汞电极电位差法进行测定。影响土壤氧化还原电位的主要因素有:①土壤通气性;②土壤水分状况;③植物根系的代谢作用;④土壤中易分解的有机质含量。

旱地土壤的正常Eh为200~750mV,若Eh﹥750mV,则土壤完全处于氧化状态,有机质消耗过快,有些养料由此丧失有效性,应灌水适当降低Eh。若Eh﹤200mV,则表明土壤水分过多,通气不良,应排水或松土以提高其Eh值。

水田土壤Eh变动较大,在淹水期间Eh值可低至-150mV,甚至更低;在排水晒田期间,土壤通气性改善,Eh值可增至500mV以上。一般地说,稻田适宜的Eh值在200~400mV之间,若Eh经常在180mV以下或低于100mV,则水稻分蘖或生长发育受阻。若长期处于-100mV以下,水稻会严重受害甚至死亡,此时应及时排水晒田以提高其Eh值。

1.二电极法

测定氧化还原电位的常用方法是铂电极直接测定法,方法是基于铂电极本身难以腐蚀、溶解,可作为一种电子传导体。当铂电极与介质(土壤、水)接触时,土壤或水中的可溶性氧化剂或还原剂,将从铂电极上接受电子或给予电子,直至在铂电极上建立起一个平衡电位,即该体系的氧化还原电位。由于单个电极电位是无法测得的,故须与另一个电极电位固定的参比电极(饱和甘汞电极)构成电池,用电位计测量电池电动势,然后计算出铂电极上建立的平衡电位,即氧化还原电位Eh值。

2.去极化测定仪法

对复杂的介质,可采用去极化法测定氧化还原电位。可以在较短时间内得到较为精确的结果,用去极化法测得的平衡Eh值,与直接电位法平衡48h后测得的稳定Eh值,差数一般﹤10mV。所以去极化法能缩短测定时间,并有较高的测定精度。

将铂电极接到极化电压的正端(极化电压为600mV或750mV),以银-氯化银电极作为辅助电极,接到电源的负端,阳极极化10 s以上(自由选择)。接着切断极化电源,进行去极,时间在20 s以上(视极化曲线而定),在去极化后监测铂电极的电位(对甘汞电极),对于大多数的测试样品,电极电位E(mV)和去极化时间的对数log t间存在直线关系。以相同的方法进行阴极极化和随后的去极化和监测电位。阳极去极化曲线与阴极去极化曲线的延长线的交点相当于平衡电位。

三、土壤阳离子交换量(CEC)

CEC的大小,基本上代表了土壤可能保持的养分数量,即保肥性的高低。阳离子交换量的大小,可作为评价土壤保肥能力的指标。阳离子交换量是土壤缓冲性能的主要来源,是改良土壤和合理施肥的重要依据。

1.乙酸铵交换法

适用于酸性与中性土壤阳离子交换量的测定。原理:用1mol/L乙酸铵溶液(pH7.0)反复处理土壤,使土壤成为铵离子饱和土。过量的乙酸铵用95%乙醇洗去,然后加氧化镁,用定氮蒸馏方法进行蒸馏,蒸馏出的氨用硼酸溶液吸收,然后用盐酸标准溶液滴定,根据铵离子的量计算土壤阳离子交换量。

2.EDTA——铵盐法

铵盐法不仅适用于中性、酸性土壤,并且适用于石灰性土壤阳离子交换量的测定。采用0.005mol/L EDTA与1mol/L的醋酸铵混合液作为交换剂,在适宜的pH条件下(酸性土壤pH7.0,石灰性土壤pH8.5),这种交换配合剂可以与2价钙离子、镁离子和3价铁离子、铝离子进行交换,并在瞬间即形成电离度极小而稳定性较大的配合物,不会破坏土壤胶体,加快了2价以上金属离子的交换速度。同时由于醋酸缓冲剂的存在,对于交换性氢和1价金属离子也能交换完全,形成铵质土,再用95%酒精洗去过剩的铵盐,用蒸馏法测定交换量。对于酸性土壤的交换液,同时可以用作为交换性盐基组成的待测液用。

3.氯化钡-硫酸强迫交换法

土壤中存在的各种阳离子可被氯化钡(BaCl2)水溶液中的阳离子(Ba2+)等价交换。土壤用BaCl2溶液处理,使之和Ba2+饱和,洗去剩余的BaCl2溶液后,再用强电解质硫酸溶液把交换到土壤中的Ba2+交换下来,由于形成了硫酸钡(BaSO4)沉淀,而且氢离子(H+)的交换吸附能力很强,使交换反应基本趋于完全。这样可以通过计算消耗硫酸的量,计算出阳离子交换量。

四、土壤碱化度(ESP)

土壤的碱化度是用Na+的饱和度来表示,它是指土壤胶体上吸附的交换性Na+占阳离子交换量的百分率。当碱化度达到一定程度时,土壤的理化性质会发生一系列的变化,土壤呈极强的碱性反应pH﹥8.5甚至超过10.0,且土粒分散、湿时泥泞、不透气、不透水、干时硬结、耕性极差,土壤理化性质所发生的这一系列变化称为碱化作用。碱化度是盐碱土分类、利用、改良的重要指标。一般把碱化度﹥20%定为碱土,5%~20%定为碱化土(15%~20%为强碱化土,10%~15%为中度碱化土,5%~10%为轻度碱化土)。

计算公式:

碱化度=(交换性钠/阳离子交换量)× 100%

式中:交换性钠[cmol(Na+)/kg]用乙酸铵-氢氧化钠铵交换-火焰光度法测得;阳离子交换量[cmol(+)/kg]用氯化铵-乙酸铵交换法测得。

五、土壤水溶性全盐量(易溶盐)

土壤水溶性盐是盐碱土的一个重要属性,是限制作物生长的障碍因素。我国的盐碱土分布广,面积大,类型多。在干旱、半干旱地区盐渍化土壤,以水溶性的氯化物和硫酸盐为主。滨海地区由于受海水浸渍,生成滨海盐土,所含盐分以氯化物为主。在我国南方(福建、广东、广西等省区)沿海还分布着一种反酸盐土。盐土中含有大量水溶性盐类,影响作物生长,同一浓度的不同盐分危害作物的程度也不一样。盐分中以碳酸钠的危害最大,增加土壤碱度和恶化土壤物理性质,使作物受害。其次是氯化物,氯化物又以MgCl2的毒害作用较大,另外,氯离子和钠离子的作用也不一样。

土壤(及地下水)中水溶性盐的分析,是研究盐渍土盐分动态的重要方法之一,对于了解盐分对种子发芽和作物生长的影响以及拟订改良措施都是十分必要的。

1.电导法

土壤中的水溶性盐是强电介质,其水溶液具有导电作用,导电能力的强弱可用电导率表示。在一定浓度范围内,溶液的含盐量与电导率呈正相关,含盐量愈高,溶液的渗透压愈大,电导率也愈大。土壤水浸出液的电导率用电导仪测定,直接用电导率数值表示土壤的含盐量。

2.质量法

吸取一定量的土壤浸出液放在瓷蒸发皿中,在水浴上蒸干,用过氧化氢(H2O2)氧化有机质,然后在105~110℃烘箱中烘干,称重,即得烘干残渣质量。

六、土壤养分元素

土壤养分元素是指由土壤提供的植物生长所必需的营养元素,能被植物直接或者转化后吸收。土壤养分可大致分为大量元素、中量元素和微量元素,包括氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、硼(B)、钼(Mo)、锌(Zn)、锰(Mn)、铜(Cu)和氯(Cl)等13种。在自然土壤中,土壤养分主要来源于土壤矿物质和土壤有机质,其次是大气降水、坡渗水和地下水。在耕作土壤中,还来源于施肥和灌溉。

根据在土壤中存在的化学形态,土壤养分的形态分为:①水溶态养分,土壤溶液中溶解的离子和少量的低分子有机化合物;②代换态养分,水溶态养分的来源之一;③矿物态养分,大多数是难溶性养分,有少量是弱酸溶性的(对植物有效);④有机态养分,矿质化过程的难易强度不同。

根据植物对营养元素吸收利用的难易程度,土壤养分又分为速效性养分和迟效性养分。一般来说,速效养分仅占很少部分,不足全量的1%。应该注意的是速效养分和迟效养分的划分是相对的,两者是处于动态平衡之中。

土壤养分的总储量中,有很小一部分能为当季作物根系迅速吸收同化的养分,称速效性养分;其余绝大部分必须经过生物的或化学的转化作用方能为植物所吸收的养分,称迟效性养分。一般而言,土壤有效养分含量约占土壤养分总储量的百分之几至千分之几或更少。故在农业生产中,作物经常出现因某些有效养分供应不足而发生缺素症的现象。

1.全氮测定法

(1)开氏定氮法。土壤、植株和其他有机体中全氮的测定通常都采用开氏消煮法,用硫酸钾-硫酸铜-硒粉做加速剂。此法虽然消煮时间长,但控制好加速剂的用量,不易导致氮素损失,消化程度容易掌握,测定结果稳定,准确度较高,适用于常规分析。

土壤中的含氮有机化合物在加速剂的参与下,经浓硫酸消煮分解,有机氮转化为铵态氮,碱化后把氨蒸馏出来,用硼酸吸收,标准酸滴定,求出全氮含量。硫酸钾起提高硫酸溶液沸点的作用,硫酸铜起催化剂作用,加速有机氮的转化,硒粉是一种高效催化剂,用量不宜过多,否则会引起氮素损失。

(2)半微量开氏法。样品在加速剂的参与下,用浓硫酸消煮时,各种含氮有机化合物,经过复杂的高温分解反应,转化为铵态氮。碱化后蒸馏出来的氨用硼酸吸收,以标准酸溶液滴定,求出土壤全氮含量(不包括全部硝态氮)。

包括硝态和亚硝态氮的全氮测定,在样品消煮前,需先用高锰酸钾将样品中的亚硝态氮氧化为硝态氮后,再用还原铁粉使全部硝态氮还原,转化为铵态氮。

2.全磷硫酸-高氯酸消煮测定法

在高温条件下,土壤中含磷矿物及有机磷化合物与高沸点的硫酸和强氧化剂高氯酸作用,使之完全分解,全部转化为正磷酸盐而进入溶液,然后用钼锑抗比色法测定。

3.全钾测定法

土壤中的有机物先用硝酸和高氯酸加热氧化,然后用氢氟酸分解硅酸盐等矿物,硅与氟形成四氟化硅逸去。继续加热至剩余的酸被赶尽,使矿质元素变成金属氧化物或盐类。用盐酸溶液溶解残渣,使钾转变为钾离子。经适当稀释后用火焰光度法或原子吸收分光光度法测定溶液中的钾离子浓度,再换算为土壤全钾含量。

4.碱解氮测定法

土壤水解性氮或称碱解氮包括无机态氮(铵态氮、硝态氮)及易水解的有机态氮(氨基酸、酰铵和易水解蛋白质)。用碱液处理土壤时,易水解的有机氮及铵态氮转化为氨,硝态氮则先经硫酸亚铁转化为铵。以硼酸吸收氨,再用标准酸滴定,计算水解性氮含量。

5.速效磷测定法

(1)碳酸氢钠法。石灰性土壤由于存在大量的游离碳酸钙,不能用酸溶液来提取速效磷,可用碳酸盐的碱溶液。由于碳酸根的同离子效应,碳酸盐的碱溶液降低了碳酸钙的溶解度,也就降低了溶液中钙的浓度,这样就有利于磷酸钙盐的提取。同时由于碳酸盐的碱溶液也降低了铝和铁离子的活性,有利于磷酸铝和磷酸铁的提取。此外,碳酸氢钠碱溶液中存在着OH-, , 等阴离子有利于吸附态磷的交换,因此,碳酸氢钠不仅适用于石灰性土壤,也适用于中性和酸性土壤中速效磷的提取。待测液用钼锑抗混合显色剂在常温下进行还原,使黄色的锑磷钼杂多酸还原成为磷钼蓝进行比色。

(2)钼锑抗比色法。酸性土壤中的磷主要是以Fe—P、Al—P的形态存在,利用氟离子在酸性溶液中有配合Fe3+,Al3+的能力,可使这类土壤中比较活性的磷酸铁铝盐被陆续活化释放,同时由于H+的作用,也能溶解出部分活性较大的Ca—P,然后用钼锑抗比色法进行测定。

6.速效钾测定法

用1mol/L NH4OAc浸提土壤,可将胶体表面吸附的钾离子全部浸提出来,而与黏土矿物晶格固定的钾截然分开。

7.有机质重铬酸钾容量测定法

在加热的条件下,用过量的重铬酸钾-硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液,来氧化土壤有机质中的碳, 等被还原成Cr+3,剩余的重铬酸钾(K2Cr2O7)用硫酸亚铁(FeSO4)标准溶液滴定,根据消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量,再乘以常数1.724,即为土壤有机质量。

七、土壤重金属

土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等,如汞主要来自含汞废水,镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降,砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调,镉、汞等元素在作物子实中富集系数较高,即使超过食品卫生标准,也不影响作物生长、发育和产量,此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动,影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小,不易随水淋滤,不为微生物降解,通过食物链进入人体后,潜在危害极大,应特别注意防止重金属对土壤的污染。一些矿山在开采中尚未建立石排场和尾矿库,废石和尾矿随意堆放,致使尾矿中富含难降解的重金属进入土壤,加之矿石加工后余下的金属废渣随雨水进入地下水系统,造成严重的土壤重金属污染。

1.原子吸收分光光度法

原子吸收分光光度法的测量对象是呈原子状态的金属元素和部分非金属元素,是由待测元素灯发出的特征谱线通过供试品经原子化产生的原子蒸气时,被蒸气中待测元素的基态原子所吸收,通过测定辐射光强度减弱的程度,求出供试品中待测元素的含量。原子吸收一般遵循分光光度法的吸收定律,通常借比较对照品溶液和供试品溶液的吸光度,求得供试品中待测元素的含量。所用仪器为原子吸收分光光度计,它由光源、原子化器、单色器、背景校正系统、自动进样系统和检测系统等组成。

2.X射线荧光光谱(XRF)法

XRF法是介于原子发射光谱(AES)和原子吸收光谱(AAS)之间的光谱分析技术。它的基本原理是基态原子(一般蒸气状态)吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态,而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。该方法可定量分析测量待测元素的原子蒸气在一定波长的辐射能激发下发射的荧光强度。原子荧光的波长在紫外、可见光区。气态自由原子吸收特征波长的辐射后,原子的外层电子从基态或低能态跃迁到高能态,经10~8 s,又跃迁至基态或低能态,同时发射出荧光。若原子荧光的波长与吸收波长相同,称为共振荧光;若不同,则称为非共振荧光。共振荧光强度大,分析中应用最多。在一定条件下,共振荧光强度与样品中某元素浓度成正比。该法的优点是灵敏度高,谱线简单;在低浓度时校准曲线的线性范围宽达3~5个数量级,特别是用激光做激发光源时更佳。主要用于金属元素的测定,在环境科学、高纯物质、矿物、水质监控、生物制品和医学分析等方面有广泛的应用。

3.电感耦合等离子光谱(ICP)法

高频振荡器发生的高频电流,经过耦合系统连接在位于等离子体发生管上端,铜制内部用水冷却的管状线圈上。石英制成的等离子体发生管内有3个同轴氢气流经通道。冷却气(Ar)通过外部及中间的通道,环绕等离子体起稳定等离子体炬及冷却石英管壁,防止管壁受热熔化的作用。工作气体(Ar)则由中部的石英管道引入,开始工作时启动高压放电装置让工作气体发生电离,被电离的气体经过环绕石英管顶部的高频感应圈时,线圈产生的巨大热能和交变磁场,使电离气体的电子、离子和处于基态的氖原子发生反复猛烈的碰撞,各种粒子的高速运动,导致气体完全电离形成一个类似线圈状的等离子体炬区面,此处温度高达6000~10 000℃。样品经处理制成溶液后,由超雾化装置变成全溶胶由底部导入管内,经轴心的石英管从喷嘴喷入等离子体炬内。样品气溶胶进入等离子体焰时,绝大部分立即分解成激发态的原子、离子状态。当这些激发态的粒子回收到稳定的基态时要放出一定的能量(表现为一定波长的光谱),测定每种元素特有的谱线和强度,和标准溶液相比,就可以知道样品中所含元素的种类和含量。

发射光谱分析方法只要将待测原子处于激发状态,便可同时发射出各自特征谱线同时进行测定。ICP-AES仪器,不论是多道直读还是单道扫描仪器,均可以在同一试样溶液中同时测定大量元素(30~50个,甚至更多)。已有文献报道的分析元素可达78个,即除He,Ne,Ar,Kr,Xe惰性气体外,自然界存在的所有元素,都已有用ICP-AES法测定的报告。

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一、等离子体法

等离子体法是通过激活载气携带的原料形成等离子体,再加热反应生成超微粒子的方法。以TiCl4为原料,氢气为载气,氧气为反应气体,应用频率为2450MHz的微波诱导可合成有机膜包裹的TiO2。1992年,日本东北大学采用等离子体(ICP)喷雾热解法以Ti的氯化物为原料制得了Ti的氧化物的超微粉。等离子体喷雾法是利用等离子体喷枪能产生50000K高温的特点,将这种喷枪的喷出物急骤冷却而生成纳米级的超微粒子

二、水解法

水解法主要是利用金属盐在酸性溶液中强迫水解产生均匀分散的纳米粒子。已有报道,在硫酸根离子和磷酸根离子存在条件下,用20min到两周左右缓慢地加水分解氯化钛溶液时可得到金红石型纳米TiO2。水解法又可以分为很多种,以下是几种常见的水解法:

1、TiCl4氢氧火焰水解法

该法是将TiCl4气体导入氢氧火焰中(700~1000℃)进行水解,其化学反应式为:TiCl4(g)+2H2(g)+O2(g)→TiO2(s)+4HCl(g)

这种工艺制备的粉体一般是锐钛型和金红石型的混合型产品,纯度高、粒径小、表面积大、分散性好、团聚程度较小,但成本较高。

2、钛醇盐气相水解法

该工艺最早由美国麻省理工学院开发成功。其化学反应式为:

nTi(OR)4(g)+4nH2O(g)→nTi(OH)4(s)+4nROH(g)

nTi(OH)4(s)→nTiO2·H2O(g)

nTiO2·H2O(s)→nTiO2·nH2O(g)

日本某公司以氮气、氦气或空气作载气,将钛醇盐蒸汽和水蒸气导入反应器的反应区,进行瞬间混合和快速水解反应而制得纳米TiO2。这种方法可以通过改变反应区内各种参数来调节所制得的纳米TiO2的粒径和粒子形状。

3、碱中和水解法

该法主要是以TiCl4或TiOSO4为原料,将其配制成一定浓度的溶液后,加入碱性溶液进行中和水解或加热水解,所得二氧化钛水合物经解聚、洗涤、干燥和煅烧处理即可得纳米TiO2[4]。这种方法可以通过改变煅烧温度得到不同晶型的纳米二氧化钛产品。此法原料来源广泛、成本较低,只要严格控制工艺参数就能得到分散性好、粒径小、粒度分布窄的纳米二氧化钛粉体。这种方法是液相法中最具有发展潜力的方法。

4、钛醇盐水解法

以钛醇盐为原料,通过水解和缩聚反应制得溶胶,再进一步缩聚得到凝胶,凝胶经干燥和煅烧处理即可得纳米TiO2[4]。其化学反应式为:

水解:Ti(OR)4+nH2O→Ti(OR)(4-n)(OH)n+nROH

缩聚:2Ti(OR)(4-n)(OH)n→[Ti(OR)(4-n)(OH)(n-1)]2O+H2O

该法最大的缺点是原料成本高,制得的纳米TiO2颗粒间易团聚。

三、热合成法

以水或有机溶剂作溶媒,在内衬耐腐蚀材料的密闭高压釜中加入纳米二氧化钛的前驱体,按一定升温速度加热,待高压釜达所需温度值,恒温一段时间,卸压后经洗涤、干燥即可得纳米TiO2。当以有机溶剂作溶媒时,在Ti和H2O2生成的TiO2·xH2O干凝剂中,以CCl4作溶剂,在温度90℃下可制备出超微锐钛型TiO2。

四、溶胶—凝胶法

溶胶—凝胶法主要是将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶,然后使溶质聚合凝胶化,再将凝胶干燥,焙烧去除有机成分,最后得到无机材料。该法工艺简单,易于操作,是目前用得比较多的方法。

1、方法一

将Ti(OBu)4在搅拌条件下缓慢滴加到无水乙醇中形成透明溶液(A),另将稀HNO3中加入无水乙醇和二次蒸馏水,形成透明溶液(B),将B溶液在剧烈搅拌下缓慢地滴加到A溶液中,形成透明溶胶,放置数日得到其凝胶,干燥、焙烧即可得纳米TiO2粉体[7]。

2、方法二

将10mlTiCl4缓慢滴入40ml氨水中,抽滤得白色沉淀,洗涤至无Cl—,烘干,称量。取少许溶于浓草酸得草酸氧钛溶液。在草酸氧钛溶液中加入柠檬酸和乙酸铵,80℃加热搅拌4~6h得透明凝胶,将此透明凝胶放入烘箱,在150~200℃使其炭化,然后在马弗炉里500℃灼烧即可得纳米TiO2。

3、方法三

钛醇盐溶于溶剂(一般选用小分子醇作为溶剂)中形成均相溶液,钛醇盐与水发生水解反应,同时发生失水和失醇缩聚反应,生成物聚集形成溶胶,经陈化,溶胶形成三维网格而形成凝胶,干燥凝胶以除去残余水分、有机基团和有机溶剂,即可得到纳米TiO2粉体。

4、方法四

在快速搅拌下,将浓氨水缓慢加入到TiO2的钛盐溶液中,直至溶液变为粘稠状胶体,然后调节pH到7,陈化1h后,进行浓缩、烘干,待水分含量达10%左右后成球处理,过0.25mm筛后,加入适量乙醇,在70℃下烘干,并进一步在450℃下煅烧2h即制得了纳米TiO2。

5 、方法五

将20ml无水乙醇与10ml钛酸四丁酯倒入分液漏斗混合均匀,打开漏斗活塞,在40℃的水浴中加热条件下,将混合液逐滴搅拌加入事先加了20ml无水乙醇和25ml冰乙酸的烧杯中。控制滴速为1d/s,滴加完毕后再加入0.7gPEG—4000。然后滴加浓硝酸,调节pH值约为1.0时,将该透明溶液移到烧杯中,在40℃的水浴加热中超声振荡15min使烧杯中生成淡黄色凝胶,放入冰箱,在-6℃冷冻0.5h,使凝胶结冰,再在-50℃下冷冻干燥2h,然后取出松软的干凝胶粉用玛瑙研钵研磨,在空气氛中置入马弗炉中,以5℃/min升温速度在400℃煅烧2h,即得纳米TiO2。

五、溅射法

该法主要是用两块金属板分别作为阳极和阴极,阴极为蒸发用的材料,把两电极间控制在0.3~1.5KV,使Ar气在两电极间的辉光作用下形成离子,从而冲击阴极靶材表面,使靶材表面原子蒸发出来形成纳米粒子,并在附着面上沉积下来。沈杰[10]等人就以TiO2为靶材、氩气为溅射气体,控制溅射气压为1Pa,射频溅射功率为150W、频率为13.56MHz,将真空室的极限真空抽至1×10-4Pa,再以清洗干净的普通载玻片和ITO玻璃为基板,不加温情况下使薄膜沉积2h,再在300℃~500℃下退火1h制得了纳米TiO2薄膜。

着急的热狗
义气的铃铛
2026-04-13 05:24:47

——原子吸收光谱法

任务描述

银的测定方法很多,视银的含量和实验室的工作条件可以选用不同的方法。发射光谱法在测定痕量银的同时,还可以测定硼、钼、铅等组分;低含量的银也可以用光度测定;原子吸收光谱法在银的测定中,获得了广泛的应用,方法简便,灵敏度高。微克级的银可用火焰原子吸收光谱法测定,石墨炉原子吸收光谱法可测定纳克级的银。含量较高的银可以采用容量法进行测定。通过本次任务的学习,掌握原子吸收光谱法测定的方法原理、实验条件、操作方法,能够正确填写数据记录表格。

任务实施

一、仪器及试剂

(1)原子吸收分光光度计、银空心阴极灯。

(2)银标准贮存溶液:称取0.5000g银(99.99%)于100mL烧杯中,加入20mL硝酸(1+1),微热溶解完全,煮沸驱除氮的氧化物。取下冷至室温,移入1000mL容量瓶中,加入20mL硝酸(1+1),用不含氯离子水定容。此溶液含银0.5mg/mL。

(3)银标准溶液:移取10mL 银标准贮存溶液于100mL 容量瓶中,加入4mL 硝酸(1+1),用不含氯离子水定容。此溶液含银50μg/mL。

(4)盐酸(AR)。

(5)硝酸(AR)。

(6)高氯酸(AR)。

二、分析步骤

称取0.2500~1.0000 g试样于250mL烧杯中,加少许水润湿摇散(随同试样做空白试验),加25mL盐酸,加热溶解,低温蒸至溶液体积10mL。加入5~10mL硝酸,继续加热溶解至体积为10mL左右,加5mL高氯酸,加热冒烟至湿盐状,取下冷却,用水吹洗表面皿及杯壁,加入盐酸(加入量使最后测定溶液酸度保持在10%),煮沸使可溶性盐类溶解,冷却至室温,移入容量瓶中(容量瓶大小视含量而定),以水定容,静置或干过滤。滤液于原子吸收分光光度计灯电流3mA,波长328.1nm,光谱通带0.4nm,燃烧器高度5mm,空气流量5L/min,乙炔流量1.0L/min,用空气-乙炔火焰,以水调零,测量溶液的吸光度。将所测吸光度减去试样空白吸光度,从工作曲线上查出相应的银的质量浓度。随同试样做空白试验。

工作曲线的绘制:移取0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL 银标准溶液于一组100mL容量瓶中,加20mL盐酸(1+1 ),用水定容。与试样相同的测定条件下,测量标准溶液吸光度。以吸光度(减去零浓度溶液吸光度)为纵坐标,以银的质量浓度为横坐标,绘制工作曲线。

三、结果计算

样品中银的含量按下式计算:

岩石矿物分析

式中:w(Ag)为银的质量分数,μg/g;ρ为从工作曲线上查得试样溶液中银的浓度,μg/mL;ρ0为从工作曲线上查得试样空白中银的浓度,μg/mL;m为称取试样的质量,g;V为试样溶液的体积,mL。

四、质量表格填写

测定完成后,填写附录一质量记录表格3、4、7。

任务分析

一、原子吸收光谱法测定银的原理

试样经盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸分解,赶尽氟和破坏有机物后,在酸性介质中用空气-乙炔火焰,于原子吸收光谱议上,在波长328.1 nm处测量银的吸光度。方法测定范围为1~500μg/g。

二、银的测定方法概述

1.滴定法

银的滴定法是使用较为广泛的方法之一。基于银与某种试剂在一定条件下生成难溶化合物的沉淀反应,其中碘量法和硫氰酸盐滴定法用得最为普遍。其他还有配位滴定法、亚铁滴定法、电位滴定法、催化滴定法等。这里重点介绍硫氰酸盐滴定法。

在弱的硝酸介质中,硫氰酸钾或硫氰酸铵与银离子反应,形成微溶的硫氰酸银沉淀,反应式如下:

Ag++SCN-→AgSCN↓

用硝酸铁或铁铵钒作为指示剂,终点时过量的硫氰酸钾同 Fe3+形成红色配合物[Fe(SCN)6]3-。由于Ag+与SCN-结合能力远比Fe3+强,所以只有当Ag+与SCN-反应完后,Fe3+才能与SCN-作用,使溶液呈现浅红色。

Ni2+、Co2+、Pb2+(大于300mg),Cu2+(大于10mg)、Hg2+(大于10μg)、Au3+以及氯化物、硫化物干扰硫氰酸盐滴定银。此外氧化氮和亚硝酸根离子可氧化硫氰酸根离子,也干扰测定,所以必须预先除去。Pd与SCN-离子生成棕黄色胶状沉淀,也消耗SCN-。以硫氰酸盐作为银滴定剂专属性较差,因此在滴定前一般先将银与其他干扰元素分离。常用的分离方法有火试金法、氯化银沉淀法、巯基棉分离法、硫化银沉淀法、泡沫塑料分离法等。

2.可见分光光度法

自从原子吸收光谱法用于银的测定以来,光度法测定银的研究工作和实际应用显著地减少。然而某些银的光度法具有灵敏度高、设备简单等优点。因此在某种场合下,分光光度法仍不失为银的一种方便的测定手段。

分光光度法测定银的显色剂种类很多,主要有:

(1)碱性染料:三苯甲烷类、罗丹明B类;

(2)偶氮染料:吡啶偶氮类、若丹宁偶氮类;

(3)含硫染料:双硫腙、硫代米蚩酮、金试剂;

(4)卟啉类染料;

(5)其他有机染料。

下面重点介绍含硫类染料光度法。

用于光度法测定银的含硫染料有:双硫腙、硫代米蚩酮(TMK )、金试剂等。其中TMK最为常用。TMK是测定银的灵敏度较高的试剂,通常采用胶束增溶光度法进行测定,现已用于岩石、矿物、废水等物料中微量银的测定。在pH值为2.8~3.2 的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中,TMK与银形成一种不溶于水的红色配合物,可溶于与水混溶的乙醇溶液中,最大吸收波长为525nm,银量在2.0~25μg/25mL范围内符合比尔定律。具体分析步骤如下:

称取0.5000~1.000g矿样于瓷坩埚中,放入700℃马弗炉中灼烧1.5h,取出冷却,将试样移入100mL烧杯中,加5mL盐酸-磷酸混合酸(4+1),5mL氯化钠(100g/L),加热溶解,冷却,加40~50mL氨水(1+3 )使溶液pH为8~9,过滤于100mL容量瓶中,用水定容,摇匀。吸取10mL清液于50mL烧杯中,加入5mL乙酸(10%),4mL乙酸-乙酸钠(pH4 )缓冲溶液,1mL 柠檬酸铵(400g/L )、1mL EDTA(100g/L )溶液(用15% 氨水配制),1.5mL 0.1g/L硫代米蚩酮的乙醇溶液,摇匀,加入1mL十二烷基苯基磺酸钠溶液(30g/L),移入25mL容量瓶中,用水定容,摇匀。用1cm比色皿,以试剂空白作参比,于波长525 nm处测量吸光度。

3.原子吸收光谱法

在原子吸收光谱法测定贵金属元素中以银的灵敏度为最高,也是目前测定银的主要手段,广泛应用于岩石、矿物、矿渣、废水、化探样品等物料中银的测定。银在火焰中全部离解,自由银原子的浓度仅受喷雾效率的影响。火焰法测定水溶液中银的灵敏度以1% 吸收计,一般为0.05~0.1μg/mL。无论是用空气-丙烷或是空气-乙炔火焰,溶液中共存的各种离子对银的火焰法测定几乎都不产生干扰。此类方法有两种常用的测定介质:氨性介质和酸性介质,酸性介质一般含较高浓度的盐酸,方法最简单,试液中大量铅的影响采用加入乙酸铵、氯化铵或在EDTA及硫代硫酸钠共存下消除。

银的原子吸收分为火焰法和无火焰法两种,方法的对比见表7-4。

为了发挥原子吸收光谱法的优势,广大分析工作者做了大量工作,如采用预富集浓缩、石英缝管技术、原子捕集技术等,进一步提高了方法的灵敏度,满足不同含量银的测定要求,使之成为测定银的行之有效的方法。

原子吸收光谱法按其测定方式,分为直接测定法和预富集分离法。预富集分离又分为溶剂萃取、萃取色谱、离子交换等。

表7-4 火焰法与无火焰法测定银对比

原子吸收光谱法采用空气-乙炔火焰,以银空心阴极灯为辐射光源。用328.1 nm为吸收线,溶液中共存的各种离子均不干扰测定,但如果称样量较大,稀释体积较小时,其背景值较大,此时须用氘灯扣除背景吸收。也可用非吸收线332.3 nm进行背景校正。

本法适用于矿石中20~1000 g/t银的测定。

4.原子发射光谱法——平面光栅摄谱仪

银是属于易挥发元素。在炭电弧游离元素的挥发顺序中它是位于前半部,在铁、锰之间,铅的后面。用电弧光源蒸发铅的试金熔珠时,银要在大部分铅蒸发之后才进入弧焰。在银和金同时存在的矿石中,银总是比金和其他铂族元素蒸发得更快。银的电弧光谱线并不多,灵敏线仅有328.068 nm和338.289 nm两条。其中328.068 nm更灵敏些,测定灵敏度通常可达 1×10-6。其余的次灵敏线,如 224.641 nm、241.318 nm、243.779 nm、520.907 nm、546.549 nm等,测定灵敏度仅为0.03%~0.1%。银缺乏中等灵敏度的谱线。采用上述两条灵敏线测定地质样品中的银是很方便的。它们的光谱干扰很少,对于Ag 328.068 nm需注意Mn 328.076 nm和Zr 328.075 nm的干扰。当矿样中的Cu、Zn含量高时,Cu 327.396 nm、Cu 327.982 nm以及Zn 328.233 nm的扩散背景,也将对这根银线产生极不利的影响。

5.原子发射光谱法——等离子体法

(1)ICP-AES法。ICP-AES具有良好的检出限和分析精密度,基体干扰小,线性动态范围宽,分析工作者可以用基准物质配制成一系列的标准,以及试样处理简便等优点,因此,它已广泛应用于地质、冶金、机械制造、环境保护、生物医学、食品等领域。ICP-AES测银常用的谱线是328.07 nm。

用ICP-AES测银,主要解决基体干扰问题,对于含量较高的试样,经稀释后可不经分离富集而直接测定,对于含微量银的试样,必须经过分离富集,常用手段仍然是火试金、活性炭吸附富集分离、泡沫塑料富集分离等,如果分离方法合适,尚可实现贵金属多元素的同时测定。

(2)ICP-MS法。ICP-MS具有许多独特的优点,与ICP-AES相比,ICP-MS的主要优点是:①检出限低;②谱线简单,谱线干扰少;③可进行同位素及同位素比值的测定。用ICP-MS测定银,基体干扰仍是主要问题,除了经典的火试金法外,也可根据试样性质的不同采用相应的分离手段。

实验指南与安全提示

高氯酸烟不能蒸得太干,否则结果会偏低。

如果试样含硅很高或被灼烧过,加入氢氟酸分解试样。

原子吸收光谱法测定银,按其测定方式,可分为直接原子吸收光谱法和预富集分离-原子吸收光谱法:

——直接原子吸收光谱法:对于银量在10 g/t以上的矿样都可采用直接原子吸收光谱法,一般都在酸性和氨性介质中测定。采用的酸性介质有HCl介质、HCl-HNO3介质、HNO3介质、HClO4介质。HCl介质为10%~20%,由于酸度大,对雾化器腐蚀严重,有人采用HCl-NH4Cl、HCl-硫脲、HNO3-硫脲介质。采用HCl-硫脲介质,能避免大量钙、铁的吸收干扰。若在HClO4-硫脲介质中进行测定,可测定高铜、高铅中的银。在上述介质中引入酒石酸铵、碳酸铵、柠檬酸铵、酒石酸等掩蔽剂,可消除锰、钙、铅等元素的干扰。在HClO4-硫脲、HCl-硫脲、HNO3-硫脲介质中测定银是目前原子吸收光谱法测定银的较好方法。

氨性介质火焰原子吸收光谱法:氨性介质火焰原子吸收光谱法测定银,是将试样用王水冷浸过夜,用氨水处理后离心制备成氨水-氯化铵介质溶液,将清液喷入空气-乙炔火焰,进行原子吸收光谱法测定。该法已用于化探样品中银的测定。对于含硫、碳的化探样品,不能与金在同一称样中测定,也不能借助灼烧来除去。试样在700℃高温下灼烧1h,银的损失非常严重。该法采用酸浸法直接分解试样,如含有大量有机物易产生一些泡沫,并使溶液呈黄色,但不影响测定。采用氨水-氯化铵为测定介质,使大量金属离子沉淀分离,也使背景值降到最低程度。这样可以提高测量精度,但却降低了方法的检出限。方法的选择性好,经氨水分离后,溶液中的共存离子一般不干扰测定,大量钙产生Ca 328.6 nm背景,在分辨率较高的原子吸收光谱仪上基本没有波及Ag 328.1 nm测定线,但高浓度钙离子会使火焰中原子密度增大,改变银的吸收系数,会产生微小的负误差。在含有足够氯化铵条件下,氢氧化铁对银的吸附甚微,故亦不干扰测定。

——预富集分离-原子吸收光谱法:预富集分离主要有溶剂萃取、萃取色谱、离子交换溶剂萃取法是富集分离银的有效手段。在原子吸收光谱法测定中,采用溶剂萃取银是目前测定微量银应用最广泛的富集分离方法。该法的优点是:①操作简单快速,不需要特殊的仪器设备;②大大降低检出限,提高灵敏度;③选择性较好,能够排除大量基体的干扰;④直接雾化,使萃取富集分离和原子吸收光谱法测定为一体,联合进行测定。萃取色谱法是原子吸收测定银常用的富集分离方法之一。采用该法富集分离银不但操作简单快速,富集能力强,回收率高,而且易于解脱。与溶剂萃取法相比具有试剂用量少、成本低、不污染环境等优点。采用的萃取剂有:双硫腙、磷酸三丁酯、三正辛胺、P350等。采用的载体有:聚四氟乙烯、泡沫塑料等。离子交换树脂法应用于原子吸收测定银的预富集报道较少。

拓展提高

银精矿分析方法

银精矿为有色金属工业生产过程中的中间产品,确定银的品位及相关元素的含量对银精矿供需双方的交易和生产工艺流程的确定起着重要的作用。主要测定元素除主成分银外,还有金、铜、砷、铋、铅、锌、硫、铝和镁。目前,银和金含量的测定,主要采用最经典的火试金重量法,一般都进行二次试金回收;铜含量的测定,高含量的采用碘量法,低含量的采用原子吸收光谱法;铅和锌的测定,高含量的采用EDTA滴定法,低含量的则采用原子吸收光谱法;砷含量的测定,采用溴酸钾滴定法,低含量的采用原子荧光光谱法;硫含量的测定,采用硫酸钡重量法和燃烧中和法;铋含量的测定,主要是原子荧光光谱法;铝的测定,有光度法和EDTA滴定法;镁的测定,一般采用原子吸收光谱法。随着科学技术的进步和发展,先进的分析测试手段和方法已应用到银精矿的分析测定中,如ICP-AES、ICP-MS和XRF等方法。

火试金法测定金和银:试样经配料,高温熔融,融态的金属铅捕集试料中的金银形成铅扣,试样中的其他物质与熔剂生成易熔性熔渣。将铅扣灰吹,得金银合粒,用乙酸煮沸处理合粒表面黏附的杂质,合粒经硝酸分金后,用重量法测定金和银的含量。

本方法适用于银精矿中0.5~40 g/t金和3000~15000 g/t银的测定。

1.试剂

(1)碳酸钠。

(2)氧化铅:金含量小于2×10-8,银含量小于2×10-7。

(3)氯化钠。

(4)二氧化硅:粒度180~150μm。

(4)以上试剂均为工业纯、粉状。

(5)铅箔:铅含量大于99.9%,不含金银。

(6)硼砂:粉状。

(7)淀粉:粉状。

(8)硝酸钾:粉状。

(9)硝酸,优级纯:不含氯离子,硝酸(1+7)(1+2)。

(10)冰乙酸(1+3)。

2.仪器、设备

(1)分析天平:感量0.1mg和0.01mg;微量天平:感量0.01mg、0.001mg。

(2)试金电炉:最高加热温度在1350℃。

(3)试金坩埚:材质为耐火黏土。高130mm,顶部外径90mm,底部外径50mm,容积约为300mL。

(4)镁砂灰皿:顶部内径约35mm,底部外径约40mm,高30mm,深约17mm。

制法:水泥(标号425 )、镁砂(180μm )与水按质量比(15∶85∶10 )搅拌均匀,在灰皿机上压制成型,阴干3个月后备用。

(5)骨灰灰皿:1份质量的骨灰粉与3份质量的水泥(标号425)混匀,加入适量水搅拌,在灰皿机上压制成型,阴干3个月后使用。

3.分析步骤

(1)称样量:5.00~10.00g。

(2)配料:根据试样的化学组成及试样量,按下列方法于黏土坩埚中进行配料并搅匀,覆盖约5 mm厚氯化钠。①碳酸钠:40 g;②氧化铅:150 g;③二氧化硅:按等于1.0硅酸度的渣型计算加入量;④硝酸钾、淀粉:根据试样中硫及碳量,按铅扣40 g计算加入量(硝酸钾的氧化力为4.0;淀粉的还原力为12 )。

(3)熔融:将配好料的黏土坩埚置于900℃的试金电炉中,升温40min至1100℃,保温15min出炉,将熔融物倒入已预热过的铸铁模中,保留坩埚。冷却后,铅扣与熔渣分离,把熔渣去掉覆盖剂后收回原坩埚中,用于补正。将铅扣捶成立方体。适宜的铅扣应表面光亮、重35~45 g。否则应重新配料。

(4)灰吹:将铅扣置于已在900℃预热30min的灰皿中,关闭炉门1~2min,待铅液表面黑色膜脱去,稍开炉门,使炉温尽快降至840℃进行灰吹,当合粒出现闪光后,灰吹结束。将灰皿移至炉门口,稍冷后,移入灰皿盘中。

(5)分金:用医用止血钳夹住合粒,置入30mL瓷坩埚中,保留灰皿,用于补正。加入30mL乙酸(1+3),置于低温电热板上,保持近沸,并蒸至约10mL,取下冷却,倾出液体,用热水洗涤3 次,放在电炉上烤干,取下冷却,称重,即为合粒质量。用锤子捶扁合粒,将捶扁的合粒放回30mL瓷坩埚中,加入15mL硝酸(1+7 )放在低温电热板上,保持近沸,并蒸至约5mL,取下冷却,倾出硝酸银溶液,再加入10mL硝酸(1+1),置于电热板上并蒸至约5mL,取下冷却,用热水洗涤坩埚3次。将盛有金粒的瓷坩埚置于高温电炉上烘烤5min,取下冷却后称量,此为金的质量。将合粒质量减去金粒质量即为银的质量。

(6)补正:将熔渣和灰皿置于粉碎机中粉碎后加入40g 碳酸钠、20g 二氧化硅、15 g硼砂、4 g淀粉搅匀,覆盖约5mg氯化钠。以下按上述操作进行。

4.结果计算

按下式计算金、银的含量,以质量分数表示:

岩石矿物分析

岩石矿物分析

式中:w(Au)和w(Ag)分别为金和银的质量分数,g/t;m1为第一次试金金银合粒的质量,mg;m2为补正金银合粒的质量,mg;m3为试金空白金银合粒的质量,mg;m4为第一次试金获得金的质量,mg;m5为补正合粒中金的质量,mg;m6为空白中金的质量,mg;m0为试样的质量,g。

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金银的分析方法发展过程

中国古代金的分析技术可以追溯到石器时代,最古老的黄金分析方法是淘金法,淘金法伴随着黄金被发现和开采的历史,它出现在夏代的新石器时代晚期,距今有4000年以上。当时只能根据拣出的金的个数来判断含金砂石的价值及其产地价值,所以最初的淘金法是一种数量分析法。夏代开始人们认识了黄金的密度较大,以砂石中淘洗出金的多少来判断砂石价值。春秋战国时期淘金法有了新的发展,天平的使用使人们可以定量分析判断砂石及其产地的价值。随着“先碎”、“后淘”工艺的出现,在宋朝淘金法得以进一步的发展,使淘采的对象从砂石扩展到矿石,加上使用天平得以定量分析矿石含金量。

金、银的火法试金在国内外已有悠久的历史,该法是以冶金学的原理和技术运用到分析化学领域。12世纪英国已将灰吹法作为公认的检定方法,1343年法国提出了分金技术。16世纪中期,欧洲已有不少论述试金法的著作,其中载记的方法,已近于现在所用的方法。我国在15~16世纪明代的著作中已经详细地记载了与试金分析有关的金属铅定量捕集银的方法、铅银合金的灰吹法分离、金与银定量分离等技术。在《天工开物》中记载:“欲去银存金,则将其金打成薄片,剪碎,每块以土泥裹涂,入坩埚中鹏砂(即硼砂)焙化,其银即吸入土内,让金流出,以成足色。然后,入铅少许,另入坩埚内,勾出土中银,亦毫厘具在也。”这段记载说明了当时已经掌握了金与银的分离方法,以及明确地提出金属铅捕集银是定量的。

金银的火试金法虽然操作较繁杂,但它是特效方法,迄今仍广泛应用。火试金法从铅试金开始,逐渐发展了锡试金法、锑试金法、铋试金法、锍试金法等。早期用多种含硫、氮的有机物和无机物沉淀的重量法也不少,但多数因选择性不好受到限制,只有少数方法,如还原沉淀金的重量法仍在应用,并列为国内外标准分析方法。经典的火试金法随着科学技术的发展而发展,近年来使用了放射性同位素来检查贵金属在试金过程中的行为,可以直观地和精确地了解贵金属的分布,从而设法减少贵金属在试金过程中的损失。试金法与各种先进的测试手段相结合,并加之电子微量天平的应用,使火试金法得以进一步的发展。该方法具有取样代表性好,方法适用性广,富集效果好等优点。

在中国古代人们还通过利用黄金、白银一些物理性质来对黄金、白银进行鉴别、鉴定、检验。如利用表面颜色、硬度、氧化法、溶解法、试金石法、密度法等来鉴别金、银。

硬度法是人们利用黄金硬度小的特征,对其进行粗略辨识的方法,在《本草拾遗》中就有“咬时极软,即是真金”的记载,因此在民间就流传着用牙咬、指甲划,辨别真金的方法。

表面A色鉴别法就是利用A色鉴别金的成色高低,是一种简单实用的方法。在曹昭著的《新增格古要论》中对不同成色的金有如下记载“其色七青、八黄、九紫、十赤,以赤为足色金也”,是一种半定量的黄金鉴定方法。

试金石法和密度法是较为准确的方法,一直延续至今。

《前汉书·食货志》中有“黄金方寸,二中一斤”的说法。《天工开物》中有“凡金之至重,每铜方寸重一两者,银照依其则寸增重三钱,银方寸重一两者,金照依其则寸重二钱”的记载,由于测试方法和测试仪器的改进,密度法测定金的成色目前仍然使用。

试金石法是一种鉴定金、银真伪和成分的方法。该法实质上与比色分析法中的目视比色法极为相似。通常采用一种称作试金石的石头,在待测物料上磨道,再把对牌以同样的方式在试金石上磨道,通过对比色泽的比较就可以初步确定待测物料的成色。

金银的湿法分析,近年来有很大的发展,出现了一些成熟的、快速的分析方法,利用金银变价性质建立的氧化还原滴定法是测定高含量金银的有效方法。其中金的氧化还原反应滴定法根据反应情况分为两大类:一是以三价金还原为一价金的反应,这类方法的典型代表是氢醌滴定法;另一类是三价金还原为零价金的反应,其代表是碘量法。而银的滴定法最常见是基于银与某种试剂在一定的条件下生成难溶的化合物的沉淀反应,主要有氯化钠法、硫氰酸盐滴定法和碘量法。光度法是研究应用较多的一种方法。吸光光度法与有机溶剂萃取结合,可用于复杂物料的分析,如硫代米蚩酮吸光光度法测定金、双硫腙吸光光度法测定银。此外还有荧光光度法、化学光度法都可以达到很低的检出限。溶出伏安法、离子选择性电极电位法在金、银分析中也有新的发展。原子发射光谱法(AES)用于纯金、纯银已日趋成熟,原子吸收光谱法用于金银的测定是非常成功的,等离子体的应用,为金银分析开拓了广阔的前景。此外,X射线荧光光谱法、动力学法、中子活化分析也有应用。

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水合-词语

词目:水合 拼音:shuǐhé 英文:[hydrate] 释义:表示水与包括细胞物质在内的亲水物质缔结的一般倾向 水合的程度和强度取决于许多因素,包括非水成分的本质,盐的组成,PH和温度 水合是放热的过程

编辑本段水合-正文

水与另一物质分子化合成为一个分子的反应过程。水分子以其氢和羟基与物质分子的不饱和键加成生成新的化合物,此种合成方法在有机化工生产中得到应用。水以水分子的形式与物质的分子结合形成复合物(如盐类的含水晶体,烃类的水合物等)的过程,也可广义地称为水合。水合属于化学变化 水合过程在有机化工中的最早应用是1913年在德国用乙炔水合制乙醛。当前在工业中的主要应用有以下四方面: ①烯烃水合 制备醇类的重要方法,在工业上得到广泛应用的是乙烯水合制乙醇以及丙烯水合制异丙醇: 水合

根据马尔科夫尼科夫规则,只有乙烯水合可生成伯醇,其他烯烃水合均只能生成仲醇或叔醇。烯烃水合有直接水合和间接水合两种方法。间接水合法是先用硫酸吸收烯烃成为硫酸酯,后者再进行水解。这是较老的生产方法,现已为直接水合法所取代。直接水合法采用酸性催化剂(见酸碱催化剂),如用载于硅藻土上的磷酸催化剂、氧化钨、磷钨酸以及强酸性离子交换树脂等。烯烃水合是放热反应,温度低对平衡有利,但温度的选定主要决定于催化剂的活性(见催化活性)。升高压力能提高平衡转化率,但以不致使气相中的水蒸气在催化剂表面凝结为限。 ②环氧化合物水合 这是制取二元醇的重要方法,主要是环氧乙烷水合制乙二醇,以及环氧丙烷水合制丙二醇: 水合

用硫酸为催化剂时反应可在常压下进行,在加压下可以不用催化剂。 ③腈的水合 这是工业上制取酰胺的重要方法,如丙烯腈水合制丙烯酰胺: 水合

最好的催化剂是骨架铜催化剂(见金属催化剂),现在又开发了生物催化剂。 ④炔烃水合 主要是乙炔水合制乙醛: CH呏CH+H2O—→CH3CHO 工业上用硫酸汞为催化剂,反应在硫酸溶液中进行。这一方法在工业上应用历史较久,但由于汞的污染等问题,现已改用其他方法。 水合过程是有机合成方法之一,但作为重要的生产方法,还只限于少数类型产品,如乙醇及二元醇。

科技名词定义

中文名称:水解 英文名称:hydrolysis 定义:使某一化合物裂解成两个或多个较简单化合物的化学过程。水分子的H和OH部分参与被裂解化学键的任一侧起反应。如脂肪在酸、碱、脂酶的作用下水解, 生成甘油与脂肪酸或更小分子。 所属学科:生物化学与分子生物学(一级学科);脂质(二级学科) 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

百科名片

水解是一种化工单元过程,是利用水将物质分解形成新的物质的过程。盐电离出的离子结合了水电离出的H+和OH-生成弱电解质分子的反应。物质与水发生的导致物质发生分解的反应(不一定是复分解反应)也可以说是物质是否与水中的氢离子或者是氢氧根离子发生反应。

用例 水解反应

取代反应

碱液水解

由弱酸根或弱碱离子组成的盐类的水解有两种情况: 碳酸根离子分步水解

① 弱酸根与水中的H+ 结合成弱酸,溶液呈碱性,如乙酸钠的水溶液: CH3COO- + H2O ←═→ CH3COOH + OH- ② 弱碱离子与水中的OH- 结合,溶液呈酸性,如氯化铵水溶液: NH4+ + H2O ←═→ NH3·H2O + H+ 生成弱酸(或碱)的酸(或碱)性愈弱,则弱酸根(或弱碱离子)的水解倾向愈强。(越弱越水解,谁弱谁水解) 弱的阳离子水解生成H+,弱的阴离子水解生成OH-。 例如,硼酸钠的水解倾向强于乙酸钠,溶液浓度相同时,前者的pH值更大。 弱酸弱碱盐溶液的酸碱性取决于弱酸根[1]和弱碱离子水解倾向的强弱。 例如,碳酸氢铵中弱酸根的水解倾向比弱碱离子强,溶液呈碱性; 氟化铵中弱碱离子的水解倾向强,溶液呈酸性; 若两者的水解倾向相同,则溶液呈中性,这是个别情况,如乙酸铵。 弱酸弱碱盐的水解与相应强酸弱碱盐或强碱弱酸盐的水解相比, 弱酸弱碱盐的水解度大,溶液的pH更接近7(常温下)。 如0.10 mol/L的Na2CO3的水解度为4.2%,pH为11.6, 而同一浓度的(NH4)2CO3的水解度为92%,pH为9.3。 酯、多糖、蛋白质等与水作用生成较简单的物质,也是水解: CH3COOC2H5 + H2O —→ CH3COOH + C2H5OH (C6H10O5)n + nH2O —→ nC6H12O6 某些能水解的盐被当作酸(如硫酸铝)或碱(如碳酸钠)来使用。

编辑本段简介

水与另一化合物反应,该化合物分解为两部分,水中氢原子加到其中的 水解

一部分,而羟基加到另一部分,因而得到两种或两种以上新的化合物的反应过程。工业上应用较多的是有机物的水解,主要生产醇和酚。水解反应是中和或酯化反 应的逆反应。大多数有机化合物的水解,仅用水是很难顺利进行的。根据被水解物的性质,水解剂可以用氢氧化钠水溶液、稀酸或浓酸,有时还可用氢氧化钾、氢氧化钙、亚硫酸氢钠等的水溶液。这就是所谓的加碱水解和加酸水解。水解可以采用间歇或连续式操作,前者常在釜式反应器中进行,后者则多用塔式反应器。典型的水解有四种类型。

编辑本段水解分类

典型的水解有四种类型。 ①卤化物的水解 通常用氢氧化钠水溶液作水解剂,反应通式如下: 水解

R-X+NaOH—→R-OH+NaX Ar-X+2NaOH—→Ar-ONa+NaX+H2O 式中R、Ar、X分别表示烷基、芳基、卤素。脂链上的卤素一般比较活泼,可在较温和的条件下水解,如从氯苄制苯甲醇;芳环上的卤素被邻位或对位硝基活化时,水解较易进行,如从对硝基氯苯制对硝基酚钠。 ②芳磺酸盐的水解 通常不易进行,须先经碱熔,即以熔融的氢氧化钠在高温下与芳磺酸钠作用生成酚钠,后者可通过加酸水解生成酚。如萘-2-磺酸钠在300~340℃常压碱熔后水解而得2-萘酚。某些芳磺酸盐还需用氢氧化钠和氢氧化钾的混合碱作为碱熔的反应剂。芳磺酸盐较活泼时可用氢氧化钠水溶液在较低温度下进行碱熔。 ③胺的水解 脂胺和芳胺一般不易水解。芳伯胺通常要先在稀硫酸中重氮化生成重氮盐,再加热使重氮盐水解。反应通式如下: Ar-NH2+NaNO2+2H2SO4—→Ar-N娚HSO嬄+NaHSO4+2H2O Ar-N娚HSO嬄+H2O—→ArOH+H2SO4+N2 如从邻氨基苯甲醚制邻羟基苯甲醚(愈创木酚)。芳环上的氨基直接水解,主要用于制备1-萘酚衍生物,因它们有时不易用其他合成路线制得。根据芳伯胺的结构可用加碱水解、加酸水解或亚硫酸氢钠水溶液水解。如从1-萘胺-5-磺酸制1-萘酚-5-磺酸便是用亚硫酸氢钠水解。 ④酯的水解 油脂经加碱水解可得高碳脂肪酸钠(肥皂)和甘油;制脂肪酸要用加酸乳化水解。低碳烯烃与浓硫酸作用所得烷基硫酸酯,经加酸水解可得低碳醇。

编辑本段正盐

正盐分四类: 一、强酸强碱盐不发生水解,因为它们电离出来的阴、阳离 水解

子不能破坏水的电离平衡,所以呈中性。 二、强酸弱碱盐,我们把弱碱部分叫弱阳,弱碱离子能把持着从水中电离出来的氢氧根离子,破坏了水的电离平衡,使得水的电离正向移动,结果溶液中的氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,使水溶液呈酸性。 三、强碱弱酸盐,我们把弱酸部分叫弱阴,同理弱阴把持着从水中电离出来的氢离子,使得溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,使溶液呈碱性。 四、弱酸弱碱盐,弱酸部分把持氢,弱碱部分把持氢氧根,生成两种弱电解质,再比较它们的电离常数Ka、Kb值的大小(而不是水解度的大小),在一温度下,弱电解质的电离常数(又叫电离平衡常数)是一个定值,这一比较就可得出此盐呈什么性了,谁强呈谁性,电离常数是以10为底的负对数,谁负得少谁就大。总之一句话,盐溶液中的阴、阳离子把持着从水中电离出来的氢离子或氢氧根离子能生成弱电解质的反应叫盐类的水解。还有有机物类中的水解,例如酯类的水解,是酯和水反应(在无机酸或碱的条件下)生成对应羧酸和醇的反应叫酯的水解,还有卤代烃的碱性水解,溴乙烷和氢氧化钠水溶液反应生成乙醇和溴化钠叫卤烷的水解,还有蛋白质的水解,最终产物为氨基酸等等。

编辑本段用例

水解反应

(1)含弱酸阴离子、弱碱阳离子的盐的水解,例如:Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+,CO32-+H2O=HCO3-+OH- (2)金属氮化物的水解,例如:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3 (3)金属硫化物的水解,例如:Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S (4)金属碳化物的水解,例如:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2 (5)非金属卤化物的水解,例如:PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl 此类反应多为水分子攻击卤原子,但也有例外,如NCl3水解: NCl3+3H2O=NH3+3HClO 该反应为水分子攻击氮原子

取代反应

(水解反应)(有机反应) 1.卤代烃在强碱水溶液中水解,例如:CH3CH2-Cl+H-OH—△→NaOH CH3CH2OH+HCl 2.醇钠的水解,例如:CH3CH2ONa+H2O=CH3CH2OH+NaOH 3.酯在酸、碱水溶液中水解,例如: CH3COOCH2CH3+H2O—△H→CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+NaOH=△ H2O=CH3COONa+CH3CH2OH 4.二糖、多糖的水解,例如淀粉的水解:(C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6(葡萄糖) 5.二肽、多肽的水解,例如H2NCH2CONHCH2COOH+H2O→2H2NCH2COOH 6.亚胺的水解 ArCH=N-Ph—H20 H+ →ArCHO+PhNH2 注意:上述反应中“=”均为可逆符号(除脂在碱中水解的反应),水解产物量很小,不必标明沉淀或气体。

编辑本段碱液水解

自从人类首次行走在地球上,人类遗体通常是埋葬或火化。不过,现在有一种创新办法正在引起人们的兴趣――用碱液来水解尸体,使其变成褐色的糖浆物,冲入下水道就行了。 此过程叫碱水解,美国16年前就开发出了此技术,主要用于处理动物尸体。通过把一个巨大的像高压锅似的不锈钢筒里的碱液加热到300度,再升压到每平方英寸60磅的压力之下,就可以水解尸体了。目前只有美国医疗中心用它来处理人类尸体 ――全是用于研究的捐赠者的遗体。 由于此办法具有环保优势,一些殡仪馆表示它有一天会胜过埋葬和火化。不过,让公众接受此办法可能面临最大挑战,这会让一些人感到可怕。因为心理变态者和独裁者用酸或碱来折磨或杀害他们的受害人。因此,这一办法的兴起就引起美国社会的很大争论,其中美国有些地方在法律上禁止此办法的应用。 然而,在美国明尼苏达州和新罕布什尔州,碱水解是合法的,有些丧葬承办人正在急切地推销这一办法。据报道,这种水解后的咖啡色液体具有机油一般的稠密度,还带有地一股强烈的氨水气味。但支持者表示这是消过毒的,如果操作按要求进行的话,是可以安全进入下水道的。而且,碱水解不会占用埋葬和火化那么多的空间,还能减少火葬场最关心的废物排放问题――包括二氧化碳和水银的排放。 美国佛罗里达大学的二处校址分别从2005年和20世纪90年代中期开始用碱水解来消溶动物尸体。美国生物安全公司负责生产这种钢筒,他们估计大约有40-50家医院用他们的设备来处理医疗废物和动物尸体。使用者包括兽医学院、大学、制药公司和美国政府机构。

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2026-04-13 05:24:47
水解反应又称取代反应.

盐类水解反应的定义:在溶液中盐电离出的离子与水电离出的氢离子和氢氧根结合生成弱电解质的反应.无机物在水中分解通常是双分解过程,水分子也被分解,和被水解的物质残片结合形成新物质,如氯气在水中分解,一个氯原子和一个水被分解的氢原子结合成盐酸,水分子的另一个氢原子和氧原子与另一个氯原子结合成次氯酸;碳酸钠水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠;氯化铵水解会产生盐酸和氨水等.

有机物的分子一般都比较大,直接与水反应太慢,水解时需要酸或碱作为催化剂,有时也用生物活性酶作为催化剂.在酸性水溶液中脂肪会水解成甘油和脂肪酸;淀粉会水解成麦芽糖、葡萄糖等;蛋白质会水解成氨基酸等分子量比较小的物质.在碱性水溶液中,脂肪会分解成甘油和固体脂肪酸盐,即肥皂,因此这种水解也叫作皂化反应.

水与另一化合物反应,该化合物分解为两部分,水中氢原子加到其中的一部分,而羟基加到另一部分,因而得到两种或两种以上新的化合物的反应过程.工业上应用较多的是有机物的水解,主要生产醇和酚.水解反应是中和或酯化反应的逆反应.大多数有机化合物的水解,仅用水是很难顺利进行的.根据被水解物的性质,水解剂可以用氢氧化钠水溶液、稀酸或浓酸,有时还可用氢氧化钾、氢氧化钙、亚硫酸氢钠等的水溶液.这就是所谓的加碱水解和加酸水解.水解可以采用间歇或连续式操作,前者常在釜式反应器中进行,后者则多用塔式反应器.典型的水解有四种类型.

①卤化物的水解 通常用氢氧化钠水溶液作水解剂,反应通式如下:

R—X+NaOH-—→R—OH+NaX-

Ar—X+2NaOH—→Ar—ONa+NaX+H2O式中R、Ar、X分别表示烷基、芳基、卤素.脂链上的卤素一般比较活泼,可在较温和的条件下水解,如从氯苄制苯甲醇;芳环上的卤素被邻位或对位硝基活化时,水解较易进行,如从对硝基氯苯制对硝基酚钠.

②芳磺酸盐的水解 通常不易进行,须先经碱熔,即以熔融的氢氧化钠在高温下与芳磺酸钠作用生成酚钠,后者可通过加酸水解生成酚.如萘-2-磺酸钠在300~340℃常压碱熔后水解而得2-萘酚.某些芳磺酸盐还需用氢氧化钠和氢氧化钾的混合碱作为碱熔的反应剂.芳磺酸盐较活泼时可用氢氧化钠水溶液在较低温度下进行碱熔.

③胺的水解 脂胺和芳胺一般不易水解.芳伯胺通常要先在稀硫酸中重氮化生成重氮盐,再加热使重氮盐水解.反应通式如下:

Ar—NH2+NaNO2+2H2SO4

—→Ar—N+2HSO-4+NaHSO4+2H2O

Ar—N+2HSO4+H2O—→ArOH+H2SO4+N2

如从邻氨基苯甲醚制邻羟基苯甲醚(愈创木酚).芳环上的氨基直接水解,主要用于制备1-萘酚衍生物,因它们有时不易用其他合成路线制得.根据芳伯胺的结构可用加碱水解、加酸水解或亚硫酸氢钠水溶液水解.如从1-萘胺-5-磺酸制1-萘酚-5-磺酸便是用亚硫酸氢钠水解.

④酯的水解 油脂经加碱水解可得高碳脂肪酸钠(肥皂)和甘油制脂肪酸要用加酸乳化水解.低碳烯烃与浓硫酸作用所得烷基硫酸酯,经加酸水解可得低碳醇.

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2026-04-13 05:24:47
使某一化合物裂解成两个或多个较简单化合物的化学过程。水分子的H和OH部分参与被裂解化学键的任一侧起反应。如脂肪在酸、碱、脂酶的作用下水解, 生成甘油与脂肪酸或更小分子。 所属学科:生物化学与分子生物学(一级学科);脂质(二级学科) 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

百科名片

水解是一种化工单元过程,是利用水将物质分解形成新的物质的过程。盐电离出的离子结合了水电离出的H+和OH-生成弱电解质分子的反应。物质与水发生的导致物质发生分解的反应(不一定是复分解反应)也可以说是物质是否与水中的氢离子或者是氢氧根离子发生反应。

目录

定义

简介

水解分类

正盐

用例水解反应

取代反应

碱液水解定义

简介

水解分类

正盐

用例 水解反应

取代反应

碱液水解

展开 编辑本段定义

由弱酸根或弱碱离子组成的盐类的水解有两种情况: 碳酸根离子分步水解

① 弱酸根与水中的H+ 结合成弱酸,溶液呈碱性,如乙酸钠的水溶液: CH3COO- + H2O ←═→ CH3COOH + OH- ② 弱碱离子与水中的OH- 结合,溶液呈酸性,如氯化铵水溶液: NH4+ + H2O ←═→ NH3·H2O + H+ 生成弱酸(或碱)的酸(或碱)性愈弱,则弱酸根(或弱碱离子)的水解倾向愈强。 例如,硼酸钠的水解倾向强于乙酸钠,溶液浓度相同时,前者的pH值更大。 弱酸弱碱盐溶液的酸碱性取决于弱酸根[1]和弱碱离子水解倾向的强弱。 例如,碳酸氢铵中弱酸根的水解倾向比弱碱离子强,溶液呈碱性; 氟化铵中弱碱离子的水解倾向强,溶液呈酸性; 若两者的水解倾向相同,则溶液呈中性,这是个别情况,如乙酸铵。 弱酸弱碱盐的水解与相应强酸弱碱盐或强碱弱酸盐的水解相比, 弱酸弱碱盐的水解度大,溶液的pH更接近7(常温下)。 如0.10 mol/L的Na2CO3的水解度为4.2%,pH为11.6, 而同一浓度的(NH4)2CO3的水解度为92%,pH为9.3。 酯、多糖、蛋白质等与水作用生成较简单的物质,也是水解: CH3COOC2H5 + H2O —→ CH3COOH + C2H5OH (C6H10O5)n + nH2O —→ nC6H12O6 某些能水解的盐被当作酸(如硫酸铝)或碱(如碳酸钠)来使用。

编辑本段简介

水与另一化合物反应,该化合物分解为两部分,水中氢原子加到其中的 水解

一部分,而羟基加到另一部分,因而得到两种或两种以上新的化合物的反应过程。工业上应用较多的是有机物的水解,主要生产醇和酚。水解反应是中和或酯化反 应的逆反应。大多数有机化合物的水解,仅用水是很难顺利进行的。根据被水解物的性质,水解剂可以用氢氧化钠水溶液、稀酸或浓酸,有时还可用氢氧化钾、氢氧化钙、亚硫酸氢钠等的水溶液。这就是所谓的加碱水解和加酸水解。水解可以采用间歇或连续式操作,前者常在釜式反应器中进行,后者则多用塔式反应器。典型的水解有四种类型。

编辑本段水解分类

典型的水解有四种类型。 ①卤化物的水解 通常用氢氧化钠水溶液作水解剂,反应通式如下: 水解

R-X+NaOH—→R-OH+NaX Ar-X+2NaOH—→Ar-ONa+NaX+H2O 式中R、Ar、X分别表示烷基、芳基、卤素。脂链上的卤素一般比较活泼,可在较温和的条件下水解,如从氯苄制苯甲醇;芳环上的卤素被邻位或对位硝基活化时,水解较易进行,如从对硝基氯苯制对硝基酚钠。 ②芳磺酸盐的水解 通常不易进行,须先经碱熔,即以熔融的氢氧化钠在高温下与芳磺酸钠作用生成酚钠,后者可通过加酸水解生成酚。如萘-2-磺酸钠在300~340℃常压碱熔后水解而得2-萘酚。某些芳磺酸盐还需用氢氧化钠和氢氧化钾的混合碱作为碱熔的反应剂。芳磺酸盐较活泼时可用氢氧化钠水溶液在较低温度下进行碱熔。 ③胺的水解 脂胺和芳胺一般不易水解。芳伯胺通常要先在稀硫酸中重氮化生成重氮盐,再加热使重氮盐水解。反应通式如下: Ar-NH2+NaNO2+2H2SO4—→Ar-N娚HSO嬄+NaHSO4+2H2O Ar-N娚HSO嬄+H2O—→ArOH+H2SO4+N2 如从邻氨基苯甲醚制邻羟基苯甲醚(愈创木酚)。芳环上的氨基直接水解,主要用于制备1-萘酚衍生物,因它们有时不易用其他合成路线制得。根据芳伯胺的结构可用加碱水解、加酸水解或亚硫酸氢钠水溶液水解。如从1-萘胺-5-磺酸制1-萘酚-5-磺酸便是用亚硫酸氢钠水解。 ④酯的水解 油脂经加碱水解可得高碳脂肪酸钠(肥皂)和甘油;制脂肪酸要用加酸乳化水解。低碳烯烃与浓硫酸作用所得烷基硫酸酯,经加酸水解可得低碳醇。

编辑本段正盐

正盐分四类: 一、强酸强碱盐不发生水解,因为它们电离出来的阴、阳离 水解

子不能破坏水的电离平衡,所以呈中性。 二、强酸弱碱盐,我们把弱碱部分叫弱阳,弱碱离子能把持着从水中电离出来的氢氧根离子,破坏了水的电离平衡,使得水的电离正向移动,结果溶液中的氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,使水溶液呈酸性。 三、强碱弱酸盐,我们把弱酸部分叫弱阴,同理弱阴把持着从水中电离出来的氢离子,使得溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,使溶液呈碱性。 四、弱酸弱碱盐,弱酸部分把持氢,弱碱部分把持氢氧根,生成两种弱电解质,再比较它们的电离常数Ka、Kb值的大小(而不是水解度的大小),在一温度下,弱电解质的电离常数(又叫电离平衡常数)是一个定值,这一比较就可得出此盐呈什么性了,谁强呈谁性,电离常数是以10为底的负对数,谁负得少谁就大。总之一句话,盐溶液中的阴、阳离子把持着从水中电离出来的氢离子或氢氧根离子能生成弱电解质的反应叫盐类的水解。还有有机物类中的水解,例如酯类的水解,是酯和水反应(在无机酸或碱的条件下)生成对应羧酸和醇的反应叫酯的水解,还有卤代烃的碱性水解,溴乙烷和氢氧化钠水溶液反应生成乙醇和溴化钠叫卤烷的水解,还有蛋白质的水解,最终产物为氨基酸等等。

编辑本段用例

水解反应

(1)含弱酸阴离子、弱碱阳离子的盐的水解,例如:Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+,CO32-+H2O=HCO3-+OH- (2)金属氮化物的水解,例如:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3 (3)金属硫化物的水解,例如:Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S (4)金属碳化物的水解,例如:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2 (5)非金属卤化物的水解,例如:PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl 此类反应多为水分子攻击卤原子,但也有例外,如NCl3水解: NCl3+3H2O=NH3+3HClO 该反应为水分子攻击氮原子

取代反应

(水解反应)(有机反应) 1.卤代烃在强碱水溶液中水解,例如:CH3CH2-Cl+H-OH—△→NaOH CH3CH2OH+HCl 2.醇钠的水解,例如:CH3CH2ONa+H2O=CH3CH2OH+NaOH 3.酯在酸、碱水溶液中水解,例如: CH3COOCH2CH3+H2O—△H→CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+NaOH=△ H2O=CH3COONa+CH3CH2OH 4.二糖、多糖的水解,例如淀粉的水解:(C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6(葡萄糖) 5.二肽、多肽的水解,例如H2NCH2CONHCH2COOH+H2O→2H2NCH2COOH 6.亚胺的水解 ArCH=N-Ph—H20 H+ →ArCHO+PhNH2 注意:上述反应中“=”均为可逆符号(除脂在碱中水解的反应),水解产物量很小,不必标明沉淀或气体。

编辑本段碱液水解

自从人类首次行走在地球上,人类遗体通常是埋葬或火化。不过,现在有一种创新办法正在引起人们的兴趣――用碱液来水解尸体,使其变成褐色的糖浆物,冲入下水道就行了。 此过程叫碱水解,美国16年前就开发出了此技术,主要用于处理动物尸体。通过把一个巨大的像高压锅似的不锈钢筒里的碱液加热到300度,再升压到每平方英寸60磅的压力之下,就可以水解尸体了。目前只有美国医疗中心用它来处理人类尸体 ――全是用于研究的捐赠者的遗体。 由于此办法具有环保优势,一些殡仪馆表示它有一天会胜过埋葬和火化。不过,让公众接受此办法可能面临最大挑战,这会让一些人感到可怕。因为心理变态者和独裁者用酸或碱来折磨或杀害他们的受害人。因此,这一办法的兴起就引起美国社会的很大争论,其中美国有些地方在法律上禁止此办法的应用。 然而,在美国明尼苏达州和新罕布什尔州,碱水解是合法的,有些丧葬承办人正在急切地推销这一办法。据报道,这种水解后的咖啡色液体具有机油一般的稠密度,还带有地一股强烈的氨水气味。但支持者表示这是消过毒的,如果操作按要求进行的话,是可以安全进入下水道的。而且,碱水解不会占用埋葬和火化那么多的空间,还能减少火葬场最关心的废物排放问题――包括二氧化碳和水银的排放。 美国佛罗里达大学的二处校址分别从2005年和20世纪90年代中期开始用碱水解来消溶动物尸体。美国生物安全公司负责生产这种钢筒,他们估计大约有40-50家医院用他们的设备来处理医疗废物和动物尸体。使用者包括兽医学院、大学、制药公司和美国政府机构。