化学系专升本都考哪些科目?谢谢~
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第一部分 无机化学 1. 物质及其变化 理想气体状态方程、分压定律、热化学定律。 2. 化学反应定律和化学平衡 熟悉浓度、温度和催化剂对反应速率的影响:化学平衡移动规律化学平衡表达式及计算。 3. 电解质溶液和离子平衡 溶液中氢离子浓度和 强酸碱和一元弱酸碱PH值计算、缓冲溶液计算。盐的水解有关计算和同离子效应及盐效应对溶解度的影响。 4. 氧化和还原 原电池的组成、原电池符号的书写、能斯特方程及电极电势的应用。 5. 原子结构与元素周期律 四个量子数的取值意义和合理组合、核外电子排布、电子层结构与元素所在周期、族、区的关系和元素性质关系。 6. 分子结构与晶体结构 价键理论要点、共价键的特征、类型、sp杂化轨道类型及其与分子的空间构型关系分子间力的三种存在方法,分子间力与氢键对物质性质的影响、四大典型晶体特征、离子极化对化合物的影响。 7. 配位化合物 配位化合物组成、命名 8. 主族金属元素(一)碱金属和碱土金属 碱金属碱土金属氧化物的碱性和溶解性、碱土金属盐类的通性。 9. 主族金属元素(二)铝 锡 铅 砷 锑 铋 铝的两性在氧化物和氢氧化物中的表现、锡 铅化合物氧化还原性的递变规律、Pb(Ⅳ) Bi(Ⅴ)的强氧化性。 10. 非金属元素(一)氢 稀有气体 卤素 卤素的通性、卤素单质在不同介质和不同温度下的歧化反应、卤化氢还原性和热稳定性的递变规律,卤化物键型和物理性质的递变情况熟悉次氯酸及其盐的性质,了解氯的其他含氧酸及溴和碘的含氧酸盐性质的一般规律,各种卤素含氧酸的命名方法。 11. 非金属元素(二) 氧 硫 氮 磷 碳 硅 硼 氧的成键特征臭氧的氧化特征及不稳定性,知道臭氧的成键情况掌握过氧化氢得热稳定性、若碱性以及他在氧化还原反应中的优势熟悉二氧化硫和三氧化硫的性质亚硫酸和硫酸的性质,了解硫的其他含氧酸及其盐的性质和命名方法熟悉单质氮的稳定性、氨水的若碱性,铵盐的热分解性质,NO 和NO2的性质,亚硝酸和硝酸的性质,重点掌握硝酸和金属的反应的复杂性,及硝酸盐的热分解性质:掌握正磷酸盐、一代磷酸盐、二代磷酸盐的水解性质、碳的多种同素异形体熟悉CO2的结构和性质,熟悉碳酸的性质,碳酸盐和酸式碳酸盐的水解性和热稳定性硅酸的组成,硼酸缺电子特点。 12. 过渡元素(一)铜副族和锌副族 过渡元素原子电子层结构的特征,其原子半径,氧化值,金属活泼性,形成配合物的倾向Cu(Ⅱ)、Cu(Ⅲ)相互转化的性质、铜和银的某些重要盐类和配合物的性质了解重要盐的性质及其氢氧化物的两性性质、Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ) 相互转化的性质。 13. 过渡元素(二)铬 锰 铁 钴 镍 Cr(Ⅲ )和 Cr(Ⅳ )相互转化的性质,铬酸盐和重铬酸盐的转化条件 熟悉Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)和Mn(Ⅶ)相互转化的性质, 熟悉Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)和 Ni(Ⅲ)重要盐类和配合物的性质。 第二部分 有机化学 1. 烷烃 饱和烃结构特点、机化学的碳架异构烷烃的普通命名法和系统命名法、烃基的命名烷烃 物理性质递变的一般规律、烷烃的卤代反应及其历程。 2. 单烯烃 双键的结构、烯烃的顺反异构和烯烃的命名、烯烃的亲电加成反应、烯烃的聚合性质烯烃的亲电加成反应历程、熟练运用马氏规则、烯烃制法和来源。 3. 炔烃 炔烃的结构及炔烃的命名炔烃的加成反应、C=C加成异同点、制备炔烃的方法。 4. 二烯烃 了解共扼体系的形成条件、共扼类型(p-p、p-p、σ-p,σ-p)及共轭效应、共轭二烯烃的共轭加成反应。 5. 脂环烃 单环脂环烃的命名及顺反异构现象脂环烃的性质、特别是小环烃的加成作用、解释环丙烷易发生亲电加成反应的原因、环已烷的构象及取代环已烷的优势现象。 6. 对映异构 判断分子的对称因素,并能正确判断分子是否有手性对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体概念手性碳原子概念熟练地用R、S命名其构型,准确地用费歇尔投影式、纽曼式、楔透视式表达其构型。 7. 芳 烃 芳烃的命名(单环、多环、稠环)、芳烃的重要亲电取代反应(卤化、硝化、磺化、傅克反应等包括反应条件、历程及应用)、芳烃侧链的氧化反应,苯环的氧化和加成反应、芳烃上的三类定位基熟悉定位规律的理论解释和应用、熟练Huckel规则、熟练判断分子的芳香性,了解典型非苯芳烃。 8. 卤代烃 卤代烃的命名掌握卤代烃的亲核取代反应,消除反应及与金属的反应及合成中的应用 卤代烃的各种制法、各种类型的卤代烃的活泼性及鉴定它们的方法、理解烃的衍生物中官能团的互相影响、理解SN1、SN2历程了解烃基、亲核试剂、离去基团、溶剂对历程的影响。 9. 醇 酚 醚 醇、酚、醚的命名、氢键对这三类化合物沸点影响、醇中C—O或C—H断裂的各种反应,了解醇中OH中H原子的活泼程度熟练掌握醇的氧化反应及其应用、理解E1、E2历程,了解影响消去与取代竞争的因素酚的性质,醚的性质1°、2°、3°醇的各种制法。 10. 醛与酮 醛酮的命名、>C=0的结构与极化亲核试剂对羰基的加成反应、羰基的各种还原方法、醛的易氧化性及其应用醛的岐化反应、亲核加成反应历程,羰基化合物亲核加成反应活性的差别、活泼的α—H引起的反应:互变异构、卤代、羟醛缩合,卤仿反应、悉醛酮制法α、β—不饱和醛酮的重要反应(共轭加成)。 11. 羧酸及衍生物 羧酸及衍生物定义、分类、羧酸及衍生物命名、结构、性质及羧酸的酸性变化的规律和原因、理解诱导效应、共轭效应、酸碱理论基本知识及其应用、从羧酸制备各类羧酸衍生物的方法、羧酸、二元羧酸、取代羧酸的制备方法、羧酸、二元羧酸、取代羧酸的性质及其反应、有机化合物合成原理、方法及其合成路线的选择、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用。 12. 含氮化合物 硝基化合物、胺、重氮化合物和偶氮化合物及染料的基本概念(定义、分类、命名、结构特征)、相转移催化、烯胺基本概念及其在有机合成上应用、硝基化合物,胺、重氮、偶氮化合物的理化性质及其制备方法。 13.杂环化合物 杂环化合物及生物碱的结构特征、理化性质和基本概念(定义、分类、命名)、呋喃、噻吩、吡咯、糠醛、吡啶、吲哚和喹啉的结构特征。 第三部分 化工原理课程 1. 流体流动 流体静力学方程及其应用。流量与流速、稳定流动与不稳定流动、连续性方程式、能量衡算式、柏努利方程式的应用,流体在直管中的流动阻力、摩擦系数、管路上的局部阻力、管路系统中的总能量损失。测速管、孔板流量计和转子流量计。 2. 流体输送设备 离心泵的工作原理和主要部件、离心泵的基本方程式、离心泵的性能参数与特性曲线、离心泵的性能改变和换算、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度、安装高度,离心泵的工作点与调节、离心泵的类型与选型。化工生产中离心泵的应用. 3.传热 传热的基本方式。傅立叶定律、导热系数、平壁热传导、圆筒壁热传导。能量衡算、总传热速率方程和总传热系数、平均温度差法。无相变时的对流传热系数。套管式、列管式换热器的基本型式和设计计算、传热的强化途径。 4.蒸馏 相律和拉乌尔定律、相对挥发度、两组分理想溶液的气液平衡相图。精馏原理和流程。理论板的概念及恒摩尔流假定、物料衡算和操作线方程、进料热状况的影响、理论板层数的计算、回流比的影响及其选择、图解法、简捷法求理论板层数。 5 吸收 气体的溶解度、亨利定律、吸收剂的选择。分子扩散与菲克定律、气相中的稳定分子扩散、液相中的稳定分子扩散、扩散系数、对流传质、吸收过程的机理、吸收速率方程式。 吸收塔的物料衡算与操作线方程、吸收剂用量的决定、填料层高度的计算。 专升本《化学工程与工艺》专业升学考试 专业实践考核大纲(100分) 技能考试科目:无机化学技能操作、有机化学技能操作。 一、无机技能考核内容及要求 1.溶液配制: (1)实验室常用酸碱溶液的配制(HCl、H2SO4、HNO3、Na0H、NH3·H2O、CuSO4) (2)配制100m1 0.0100mol·l-1草酸钠标准溶液。 (3)用已知浓度2.00mol·l-1的醋酸溶液配制50ml 0.10mol·l-1的醋酸溶液。 要求:掌握一般溶液的配制方法和基本操作。学习吸管、容量瓶的使用方法。弄清楚质量分数和物质量浓度的关系。并能由固体试剂或者较浓准确浓度溶液配制准确浓度溶液。 2.食盐的提纯 要求:掌握提纯氯化钠的方法,会应用相关原理,依据所给定仪器解决提纯问题。 二、有机技能考核内容及要求 1.仪器组装:安装回流、分馏、常压蒸馏、水蒸气蒸馏等仪器装置组装。 2.熔点测定:进行用有机溶剂作溶剂的熔点操作。 要求:掌握液体、固体有机物的熔点测定方法。常用仪器安装使用。
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第一部分 无机化学
1. 物质及其变化
理想气体状态方程、分压定律、热化学定律。
2. 化学反应定律和化学平衡
熟悉浓度、温度和催化剂对反应速率的影响:化学平衡移动规律;化学平衡表达式及计算。
3. 电解质溶液和离子平衡
溶液中氢离子浓度和 强酸碱和一元弱酸碱PH值计算、缓冲溶液计算。盐的水解有关计算和同离子效应及盐效应对溶解度的影响。
4. 氧化和还原
原电池的组成、原电池符号的书写、能斯特方程及电极电势的应用。
5. 原子结构与元素周期律
四个量子数的取值意义和合理组合、核外电子排布、电子层结构与元素所在周期、族、区的关系和元素性质关系。
6. 分子结构与晶体结构
价键理论要点、共价键的特征、类型、sp杂化轨道类型及其与分子的空间构型关系;分子间力的三种存在方法,分子间力与氢键对物质性质的影响、四大典型晶体特征、离子极化对化合物的影响。
7. 配位化合物
配位化合物组成、命名
8. 主族金属元素(一)碱金属和碱土金属
碱金属碱土金属氧化物的碱性和溶解性、碱土金属盐类的通性。
9. 主族金属元素(二)铝 锡 铅 砷 锑 铋
铝的两性在氧化物和氢氧化物中的表现、锡 铅化合物氧化还原性的递变规律、Pb(Ⅳ) Bi(Ⅴ)的强氧化性。
10. 非金属元素(一)氢 稀有气体 卤素
卤素的通性、卤素单质在不同介质和不同温度下的歧化反应、卤化氢还原性和热稳定性的递变规律,卤化物键型和物理性质的递变情况;熟悉次氯酸及其盐的性质,了解氯的其他含氧酸及溴和碘的含氧酸盐性质的一般规律,各种卤素含氧酸的命名方法。
11. 非金属元素(二) 氧 硫 氮 磷 碳 硅 硼
氧的成键特征;臭氧的氧化特征及不稳定性,知道臭氧的成键情况掌握过氧化氢得热稳定性、若碱性以及他在氧化还原反应中的优势;熟悉二氧化硫和三氧化硫的性质;亚硫酸和硫酸的性质,了解硫的其他含氧酸及其盐的性质和命名方法;熟悉单质氮的稳定性、氨水的若碱性,铵盐的热分解性质,NO 和NO2的性质,亚硝酸和硝酸的性质,重点掌握硝酸和金属的反应的复杂性,及硝酸盐的热分解性质:掌握正磷酸盐、一代磷酸盐、二代磷酸盐的水解性质、碳的多种同素异形体;熟悉CO2的结构和性质,熟悉碳酸的性质,碳酸盐和酸式碳酸盐的水解性和热稳定性硅酸的组成,硼酸缺电子特点。
12. 过渡元素(一)铜副族和锌副族
过渡元素原子电子层结构的特征,其原子半径,氧化值,金属活泼性,形成配合物的倾向;Cu(Ⅱ)、Cu(Ⅲ)相互转化的性质、铜和银的某些重要盐类和配合物的性质;了解重要盐的性质及其氢氧化物的两性性质、Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ) 相互转化的性质。
13. 过渡元素(二)铬 锰 铁 钴 镍
Cr(Ⅲ )和 Cr(Ⅳ )相互转化的性质,铬酸盐和重铬酸盐的转化条件 熟悉Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)和Mn(Ⅶ)相互转化的性质, 熟悉Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)和 Ni(Ⅲ)重要盐类和配合物的性质。
第二部分 有机化学
1. 烷烃
饱和烃结构特点、机化学的碳架异构烷烃的普通命名法和系统命名法、烃基的命名烷烃
物理性质递变的一般规律、烷烃的卤代反应及其历程。
2. 单烯烃
双键的结构、烯烃的顺反异构和烯烃的命名、烯烃的亲电加成反应、烯烃的聚合性质烯烃的亲电加成反应历程、熟练运用马氏规则、烯烃制法和来源。
3. 炔烃
炔烃的结构及炔烃的命名炔烃的加成反应、C=C加成异同点、制备炔烃的方法。
4. 二烯烃
了解共扼体系的形成条件、共扼类型(p-p、p-p、σ-p,σ-p)及共轭效应、共轭二烯烃的共轭加成反应。
5. 脂环烃
单环脂环烃的命名及顺反异构现象脂环烃的性质、特别是小环烃的加成作用、解释环丙烷易发生亲电加成反应的原因、环已烷的构象及取代环已烷的优势现象。
6. 对映异构
判断分子的对称因素,并能正确判断分子是否有手性;对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体概念手性碳原子概念;熟练地用R、S命名其构型,准确地用费歇尔投影式、纽曼式、楔透视式表达其构型。
7. 芳 烃
芳烃的命名(单环、多环、稠环)、芳烃的重要亲电取代反应(卤化、硝化、磺化、傅克反应等包括反应条件、历程及应用)、芳烃侧链的氧化反应,苯环的氧化和加成反应、芳烃上的三类定位基;熟悉定位规律的理论解释和应用、熟练Huckel规则、熟练判断分子的芳香性,了解典型非苯芳烃。
8. 卤代烃
卤代烃的命名掌握卤代烃的亲核取代反应,消除反应及与金属的反应及合成中的应用
卤代烃的各种制法、各种类型的卤代烃的活泼性及鉴定它们的方法、理解烃的衍生物中官能团的互相影响、理解SN1、SN2历程;了解烃基、亲核试剂、离去基团、溶剂对历程的影响。
9. 醇 酚 醚
醇、酚、醚的命名、氢键对这三类化合物沸点影响、醇中C—O或C—H断裂的各种反应,了解醇中OH中H原子的活泼程度;熟练掌握醇的氧化反应及其应用、理解E1、E2历程,了解影响消去与取代竞争的因素酚的性质,醚的性质1°、2°、3°醇的各种制法。
10. 醛与酮
醛酮的命名、>C=0的结构与极化亲核试剂对羰基的加成反应、羰基的各种还原方法、醛的易氧化性及其应用;醛的岐化反应、亲核加成反应历程,羰基化合物亲核加成反应活性的差别、活泼的α—H引起的反应:互变异构、卤代、羟醛缩合,卤仿反应、悉醛酮制法α、β—不饱和醛酮的重要反应(共轭加成)。
11. 羧酸及衍生物
羧酸及衍生物定义、分类、羧酸及衍生物命名、结构、性质及羧酸的酸性变化的规律和原因、理解诱导效应、共轭效应、酸碱理论基本知识及其应用、从羧酸制备各类羧酸衍生物的方法、羧酸、二元羧酸、取代羧酸的制备方法、羧酸、二元羧酸、取代羧酸的性质及其反应、有机化合物合成原理、方法及其合成路线的选择、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用。
12. 含氮化合物
硝基化合物、胺、重氮化合物和偶氮化合物及染料的基本概念(定义、分类、命名、结构特征)、相转移催化、烯胺基本概念及其在有机合成上应用、硝基化合物,胺、重氮、偶氮化合物的理化性质及其制备方法。
13.杂环化合物
杂环化合物及生物碱的结构特征、理化性质和基本概念(定义、分类、命名)、呋喃、噻吩、吡咯、糠醛、吡啶、吲哚和喹啉的结构特征。
第三部分 化工原理课程
1. 流体流动
流体静力学方程及其应用。流量与流速、稳定流动与不稳定流动、连续性方程式、能量衡算式、柏努利方程式的应用,流体在直管中的流动阻力、摩擦系数、管路上的局部阻力、管路系统中的总能量损失。测速管、孔板流量计和转子流量计。
2. 流体输送设备
离心泵的工作原理和主要部件、离心泵的基本方程式、离心泵的性能参数与特性曲线、离心泵的性能改变和换算、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度、安装高度,离心泵的工作点与调节、离心泵的类型与选型。化工生产中离心泵的应用.
3.传热
传热的基本方式。傅立叶定律、导热系数、平壁热传导、圆筒壁热传导。能量衡算、总传热速率方程和总传热系数、平均温度差法。无相变时的对流传热系数。套管式、列管式换热器的基本型式和设计计算、传热的强化途径。
4.蒸馏
相律和拉乌尔定律、相对挥发度、两组分理想溶液的气液平衡相图。精馏原理和流程。理论板的概念及恒摩尔流假定、物料衡算和操作线方程、进料热状况的影响、理论板层数的计算、回流比的影响及其选择、图解法、简捷法求理论板层数。
5 吸收
气体的溶解度、亨利定律、吸收剂的选择。分子扩散与菲克定律、气相中的稳定分子扩散、液相中的稳定分子扩散、扩散系数、对流传质、吸收过程的机理、吸收速率方程式。
吸收塔的物料衡算与操作线方程、吸收剂用量的决定、填料层高度的计算。
专升本《化学工程与工艺》专业升学考试
专业实践考核大纲(100分)
技能考试科目:无机化学技能操作、有机化学技能操作。
一、无机技能考核内容及要求
1.溶液配制:
(1)实验室常用酸碱溶液的配制(HCl、H2SO4、HNO3、Na0H、NH3·H2O、CuSO4)
(2)配制100m1 0.0100mol·l-1草酸钠标准溶液。
(3)用已知浓度2.00mol·l-1的醋酸溶液配制50ml 0.10mol·l-1的醋酸溶液。
要求:掌握一般溶液的配制方法和基本操作。学习吸管、容量瓶的使用方法。弄清楚质量分数和物质量浓度的关系。并能由固体试剂或者较浓准确浓度溶液配制准确浓度溶液。
2.食盐的提纯
要求:掌握提纯氯化钠的方法,会应用相关原理,依据所给定仪器解决提纯问题。
二、有机技能考核内容及要求
1.仪器组装:安装回流、分馏、常压蒸馏、水蒸气蒸馏等仪器装置组装。
2.熔点测定:进行用有机溶剂作溶剂的熔点操作。
要求:掌握液体、固体有机物的熔点测定方法。常用仪器安装使用。
或者就是将硫代硫酸铵氧化,通氧气之类的吧
第一,看看它们的溶解度随温度的影响变化如何?或浓缩出来?
第二,是否可以考虑加入另一种溶胶,将其中之一萃取出来?
第三,可以分步进行,不一定“一次彻底分离”。
可以将硫代硫酸铵转化为硫酸铵:先加酸,将硫代硫酸铵转化为亚硫酸铵,再加双氧水氧化。
本发明公开了一种脱硫废液中提取硫代硫酸铵和硫氰酸铵的生产工艺,其包括下列内容:将焦化厂HPF脱硫生产过程中的含硫废液经沉降、过滤、脱色、浓缩、结晶、分离干燥处理后,再用混合有机溶剂回收硫氰酸铵和硫代硫酸铵。本发明是对现有HPF脱硫工艺产生的废水进行综合治理的生产工艺,其采用混合有机溶剂分离硫氰酸铵和硫代硫酸铵,有效地解决了脱硫生产过程中废水回收问题,不但减少废水的排放和环境污染,同时回收重要化工原料硫氰酸铵和对硫代硫酸铵,并可提高经济效益。
通过改良合成复体法对(NH4)2S2O3-(NH4)2SO4-H2O三元体系在298 K下的溶液相平衡进行研究。利用X-射线粉末衍射法(XRD)表征平衡固相组成。结果证实:该方法能很好地用于(NH4)2S2O3-(NH4)2SO4-H2O三元体系平衡固相组成的分析。依据水、硫酸铵及硫代硫酸铵组成的饱和溶液各组分的质量分数绘制了(NH4)2S2O3-(NH4)2SO4-H2O在298 K下的三元体系相图。依据三元体系相图,结果显示:硫代硫酸铵的结晶区远远大于硫酸铵的结晶区,同时在该温度下,硫代硫酸铵、硫酸铵及水形成简单三元体系,体系中没有水合物形成。
从脱硫脱氰废液中分离回收硫氰酸铵,硫代硫酸铵等化学原料,符合各级政府部门提出的节能环保和循环经济的产业政策。通过清洁、环保的生产工艺处理焦化企业的脱硫废液,既可以解决焦化企业面临的环保压力,解决环境污染问题,改善工人的操作环境,同时还可以从废液中回收硫氰酸铵,硫代硫酸铵等化学原料,为企业创造经济效益。
回收法提纯硫氰酸铵相对于化学合成法,具有节能、环保、成本低、工艺简单和操作方便等各种优势。本工艺根据水盐相图理论,采用分步结晶法从脱硫废液中回收硫氰酸铵。所有过程均在水相中进行,不需添加各类任何化学助剂,这样可以避免各类化学助剂对人体带来的伤害和对环境造成的污染。
物质的分离是将两种或两种以上的物质的混合物彼此分开,从而得到几种纯净物的过程:
物质的提纯是除去物质中混有的少量杂质而得到纯净物的过程:
其原则是:不增(不引入新的杂质);不减(不减少被提纯物质);易分离(被提纯物与杂质易分离):易复原(被提纯物质易复原)
常见的物质分离和提纯方法有:
1、常见的物理方法:
根据物质的物理性质的差异选择分离提纯的方法。主要有过滤、蒸发结晶、降温结晶、分馏、萃取、渗析、升华凝华等
2、常见的化学方法:
(1)吸收法:常用于气体的净化和干燥,可根据提纯气体中所含杂质气体的性质,选择适当的固体或液体作为吸收剂
(2)沉淀法:在被提纯的物质中加入适当的沉淀剂使其与杂质反应,生成沉淀过滤除去
(3)气体法:根据物质中所含杂质的性质加入合适的试剂,让杂质转化为气体除去
(4)转化法:利用化学反应,加入适当的试剂或采用某种条件(如加热),使物质中的杂质转化为被提纯物质,以正盐、酸式盐之间的转化为常见
(5)溶解法:对于固体试剂可选择适当的物质将杂质溶解,然后过滤除去,以杂质为两性物质常见
3、综合法
综合法是指综合运用物理方法和化学方法将物质加以分离或提纯
NH4SCN-(NH4)2S2O3-H2O三元相图
脱硫液的主要成分是硫氰酸铵,硫代硫酸铵,硫酸铵和水,在硫氰酸铵结晶溶液体系中,由于硫酸铵含量较少,可以并入硫代硫酸铵组分中,因此结晶体系可以简化成由硫氰酸铵,硫代硫酸铵和水组成的三元体系,利用三元水相图原理分离硫氰酸铵。
脱硫液初始组成位于A点或其附近,在脱色浓缩后使其到达B点或其附近,这样体系组成点位于硫氰酸铵结晶区,使硫氰酸铵结晶而得到分离。
而结于循环母液来说,其组分点位于E点,母液浓缩后使其组分点到达F点或其附近,这样体系组成点就进入硫代硫酸铵结晶区,使硫代硫酸铵得以分离。
分离硫代硫酸铵后的体系组成点进入三相共饱点O点或其附近,通过添加组分位于G点的洗液,使体系组成点移到H点或其附近,进入硫氰酸铵的结晶区,再次使硫氰酸铵结晶而分离。分离硫氰酸铵后的母液组成移动到E,重复循环母液的操作步骤,使硫代硫酸铵和硫氰酸铵在各自的结晶区不断结晶而分离
感光材料是将感光材料乳剂涂布于它的载体上而制成的,底片、正片的载体是片基,像纸载 体是纸基,玻璃感光板的载体是玻璃。
一、黑白感光材料的发展
黑白感光材料的发展可从感光性、形态、工艺及感光速度等四方面体现(箭头表示递增方向) 。
1.感光性:色盲片(只对蓝、紫色感光)→分色片→全色片→红外片。
2.形态:金属片→湿片→干片→软片→卷片
3.工艺:单层——分析率高,感光度低,宽容度小
� ↓�
多层——分析率底,感光度高,宽容度大
� ↓
多层薄层——涂有低、中、高三层感光度之乳剂层,提高清晰度,增加宽容度,通过强力显影尚可大大提高感光度
� ↓
染料成像——无银盐形象,颗粒细,宽容度大,感光度可变(ASA125~ASA1600)。
4.感光速度:慢片→中速片→快片→特快片
感光材料的发展趋势是彩色片的生产大大超过了黑白片;感光乳剂的涂布向薄层、多层、 高感光度发展;非银盐照像体系(染料成像、重氮片、磁录像)的研究积极开展,感光材料加 工工艺向高温快速发展;涂纶片基与三醋酸纤维系片基同时并存。
二、黑白感光片的结构
图3-1 图3-2
1.片基——乳剂的载体
(1)对片基要求
①透光率大(90%以上);②机械强度大(弹性强度好;断裂强度、冲击强度大,耐折次数多) ;③几何稳定性高(有较小的含温量和小的收缩率,不易变形);④化学稳定性好,耐光、耐 热、耐酸碱,对乳剂层不产生化学作用。
(2)片基种类
①硝酸纤维素脂片基。易燃,少用。②三醋酸纤维素脂片基。不易燃,尺寸稳定性差。③涤 纶片基。不易燃、稳定、价格高、导电、难涂布。④聚碳酸脂片基:很有潜力。
2.乳剂层
感光乳剂层的主要成分为感光剂、支持剂、增感剂和补加剂。
(1)感光剂
感光剂的主要成分是卤化银。其中溴化银感光最快,碘化银最慢。负片多用溴化银加入1%~ 3%的碘化银。正片多用氯化银再加入部分溴化银,卤化银以微小晶体态存在呈等轴式结晶,一般均不完美,而它的一些缺陷与位错及晶格中呈运动状的银离子恰恰可以在形成 感光中心及曝光过程中起重要作用。杂质的存在也可成为感光中心。高速片的晶体直径大(1 .1微米);负片的卤化银晶体直径为0.9微米,正片卤化银晶体直径为0.3微米。直径越大, 感光度越高,颗粒均匀反差大,宽容度小;反之,反差小,宽容度大。
(2)支持剂——明胶(动物骨胶)
卤化银不溶于水,它必须在彼此不接触的分离情况下,才能产生清晰影像,故采用明胶。明胶的作用是
①保护作用。使卤化银晶体彼此隔离,均匀分布,未曝光的卤化银晶体在显影时不至于被感染显影,从而保证影像清晰。
②具有照像活性。胶质中含有极微量的硫化物,可产生感光中心,提高感光度。它还可与曝光时产生的溴、氯等 化合(Brˉ + hυ→ Br + e)(Ag+ + e → Ag)(hυ光量子;e:自由电子),防止卤素再与银结合成卤化银(即去卤作用)。实际这上也提高了乳剂的感光效率。
③明胶易从一种状态转变为另一种状态,便于制备、加工。明胶的缺点是它随动物生活史 的变化面其中微成分也产生变化,因而照相活性很不一致。有人想用高分子化合物取代之,至今没有重大突破。
(3)增感剂
增感剂分化学增感剂(碳氰酸金、硫代硫酸钠)和光谱增感剂(光谱增感染料)两种。
光谱增感处理不仅可得到不同感色性的感光材料,还可为摄影中运用滤色片获得各种艺术效 果提供可能性,并且为彩色胶片的制造及彩色摄影打下必不可少的基础。
(4)补加剂
主要包括防灰雾剂、坚膜剂、防腐剂、防氧化剂及表面活性剂(降低乳剂的表面张力、利于 在片基上均匀涂布)。
3.保护层
约为1微米厚的明胶,防止乳剂层受摩擦产生摩擦灰雾。这样多少会影响解象力及感光度 ,所以现在多采用牢固的方法。
4.底层——结合层
由明胶和少量的片基溶剂溶解于水或溶剂涂布于片基上,它对片基表面进行溶蚀,使其凸凹 不平,使乳剂层通过底层的作用牢固粘于片基上。
照相纸乳剂层下面是钡底层,它由硫酸钡晶体及明胶水溶液混合而成,它可填充纸基上的空 隙,防 止乳剂渗入纸基;同时由于硫酸钡反光率很高,照片上不产生阴影的部分反射密度就很小, 因而可提高照片的反差。
涂塑相纸的聚乙烯树脂层可防止药液渗入纸基,节约药液,干燥时不必上光。乳剂层下面的 涂塑层中亦可加入钛白以提高纸基的反光率和影像的反差,标记为RC。柯达产品在涂塑层外 加还 原剂(只在2%的NaOH液中显影剂即可显影,30~50秒),一般显影1~3分;定影1~2分;水洗 4~5分;干燥2~3分。
5.背面层
背面层具有防光晕、防静电、防卷曲的作用。
①防光晕 (见下图3-3)
图3-3
底片曝光时,光线穿透乳剂层至片基上,再透过片基及空气的界面,部分光线(强光 部分)会被反射回到乳剂层、产生曝光,底片冲洗后在明亮物体的影像周围会形成光环(即光 晕),因此必须涂以防光晕物质(银质、染料、碳黑)以吸收之。
(2)防静电
片基由绝缘材料制成,所以易产生静电电荷的积累,会在乳剂层中产生树枝状黑影,并且由 于静电的 吸引易使片基吸附尘埃、杂物,会划伤底片会所以要有防静电物质(导电性能好的高聚物的 盐类及专门生产的有机静电剂)。
(3)防卷曲
为了防止片基涂布后向乳剂层这一面卷曲,必须在乳剂层的另一面涂布防卷曲层,使胶片两 面的应力平衡。为此应用成膜性物质(如乙基纤维树脂、聚苯乙烯),或选用适当的混合剂( 如丙酮及甲醛的混合剂)对片基背面进行处理使其受溶剂作用发生溶胀, 干燥过程中又收缩,这种收缩产生的应力可使涂布乳剂向乳剂层那面卷曲以达到平衡。
三、黑白感光材料的性能
1.感光度:
感光度S是表示感光材料感光快慢程度的指标,是摄影时确定曝光组合、拍摄优质画面的 主要依据。
国际标准感光度标示为ISO,如ISO100/21,100表示ASA,21表示DIN(ASA为 美国国家感光度标准)。在ASA感光度标准中,数字每差一倍,感光主差一级。在DIN感 光度标准中为对数关系,其中ASA100与DIN21的感光 度一致,ASA50与DIN18的感光度一致,ASA200与DIN24的感光度一致,依此类推。
2.密度
密度(D)是指感光材料曝光后,经过显影、定影,单位面积上银盐被还原或染料被形成的沉 积量,亦指影像变黑的程度。
密度用阻光率的对数表示,阻光率=投射光通量/透射光通量。
D=lgO=lgF�0/F
式中O为阻光率=F�0/F(F�0=投射光量,F=透射光量)
用lg表示是因为F0/F数值有时很大,并且人眼对明暗的感觉是按对数规律变化的。
3.灰雾度D�o
灰雾度D是指胶片显影后未曝光部分的密度(它包括片基密度)。影响灰雾密度的因素有胶片 本身显影条件(时间,配方,温度);保存条件;使用条件;特别是显影液被定影剂污染后出 现二色性灰雾(透光时看呈棕色,反光时看呈蓝绿色)。
4.颗粒度与解像
形成影像银粒的粗细称颗粒度,是客观表示颗粒性的量值。一般照相胶片的颗粒度在5~20 之间,数值越大表示颗粒越粗。颗粒度受下列条件的影响:
(1)感光乳剂颗粒大小及涂布均匀与否。
(2)曝光过度就变粗。
(3)显影时间长就变粗。� 温度高就变粗。� PH值高就变粗。
解像率又称分析率、分辨本领、鉴别率,是指感光乳剂能记录景物细部(数量)的本领。常用 R(线/mm)表示。ISO100/21胶片R=70线/mm,电影正片R=100线/mm,低速微粒片R=1800 线/mm。
影响解像率的因素主要是银粒粗细和生产工艺,同时显影液性质、显影条件、曝光情况、镜 头的解像率也会影响感光片的解像率。
5.清晰度:
清晰度是指影像上每个细部的边界清晰程度,边界截然分开的影像清晰度高。
一般是用人眼的观察,进行粗略评价。
影响清晰度的主要因素:
(1)胶片本身:乳剂颗粒粗细、薄厚、染色。
(2)显影条件:显影时不同密度的交界处会产生邻界效应(边缘效应),可加大边界两边的密 度差,即加大了画面细度的反差,就会提高了清晰度。
(3)曝光时间:适当时清晰度高。
6.感色性
指感光材料对各种色光敏感的程度与范围。感色性好,则层次多。感色性与暗室安全灯它是 有关,安全灯的安全标准是以距离感光材料1米、且暴露在安全灯前30秒而不增加灰雾为合 乎安全要求。
常用安全灯为:
色盲片——红灯;
分色片——暗红灯;
全色片——全黑(显影到一定程度时可开暗绿灯检视,因为人眼在强光下对黄绿色光敏感 而在暗光下对绿光最敏感,而全色片对绿光反应迟钝)。
7.宽容度(亦称展度,或伸缩性)
它指感光材料表达亮度间距的能力,是感光材料在曝光上的宽容幅度。
黑白片的宽容度可达1:128。直射阳光下没有前景的风景亮度范围为1:10�1:30,所以曝 光稍有误差也可以正确记录下来。
8.反差与反差系数
反差即密度差,亦称软硬度、对比度。
黑白摄影的关键问题是控制反差。因为人眼对明暗的感觉是按对数关系变化的,所以景物反 差应以景物中较大亮度与较小亮度 的比值或对数差来表示而不用亮度差来表示。
如:测得A、B、C、D四处的亮度分别为100、50、10、5,则
lgA-lgB=lg100-lg50=2.0-1.7=0.3
lgC-lgD=lg10-lg5=1.0-0.7=0.3
影响反差的因素有景物本身的亮度反差、胶片的反差、显影的程度、拍摄条件、摄影机的眩 光、滤光器的运用及曝光情况等。
反差系数:γ
指影像反差和景物反差的比值
γ=影像反差/景物反差全色片γ=0.8~1;翻拍片γ=4
人像胶片γ=0.8电影胶片γ=0.65
9.示性曲线
γ=tgX
四、黑白感光材料的种类:
1.从形态分为
①硬片——玻璃基片
②软片——分页片、软片两种
2.按感光性能可分为三种。
①色盲片——只能感受蓝、紫片,片速低、感色性差、宽容度小。银粒细、解像力高、反差 大。适用于电影正片、幻灯片、翻拍片。
②分色片——对蓝、紫、黄、绿光感光,中性,适合拍无红色的物体。
③全色片——能感受全部色光、片速高、宽容度大、感色性能好、银粒较粗,反差平、解像 率低。
④红外线片——利用红外线进行拍摄的感光片,能感受红外区域的不可见 光,同时对可见光中的蓝色短波光及紫外线敏感,所以拍摄时必须加深红滤色镜。冲洗加工 同一般黑白片。
3.按感光度可分为三种。(见图3-4)
图3-4
①低速片——感光度ISO50/18以下。
②中速片——感光度ISO64/19~125/22之间。
③快速片——感光度ISO400/27以上。
4.新型感光片:
①波拉一步成像胶片。
②微泡(重氮)片。
五、黑白感光材料的选用
1.制作大尺寸片要选用中、低速片。
2.室内、运动场面或舞台拍照可选用高速片。
3.用变焦距、长焦距镜头宜使用高速片。
4.拍黑白文字、图表、印幻灯、拷贝正片应用低速色盲片。
5.闪光摄影用高速片适用于拍摄较大场面。
6.胶片不可过期。
7.卷片不可过快防止产生静电反应。
六、黑白感光材料的冲洗
1.黑白胶卷的冲洗
胶片曝光后需经一定的化学药品处理方可得到可见影像。
①潜影
潜影也是由银组成的,它是卤化银晶体曝光后产生的一些银原子,它们存在于卤化银晶 体表面或内部,聚焦在感光中心上形成显影中心。
光能
AgBr→Ag+Br
潜影→予潜影→次潜影→显影中心、多个显影中心→潜影(感光中心)
②显影
显影是通过化学方法产生可见银的过程,显影时还原而得的银比在光的作用下直接生成的银 多几十亿倍。
溴化银+显影剂=溴化物+银粒(黑色)
①显影液的成分与功能。一般显影液由显影剂、保护剂、促进剂和抑制剂组成。
a.显影剂
米妥尔:显影速度快,反差小,受温度影响小。
对苯二酚:显影缓和,反差大,受温度影响大。
菲尼酮:损耗低,用量小,易保存,易产生灰雾。
b.保护剂:无水亚硫酸钠
在显影液中Na�2SO�3先与氧气化合,防止了显影剂的氧化,且有溶解银盐的的作用, 有微粒效果。
c.促进剂:无水碳酸钠。
在显影中它能产生酸性物质溴氢酸,起到妨碍显影剂的作用,故用Na�2SO�3增加碱性。
d.抑制剂:溴化钾。它可防止未曝光银盐还原成银而生成灰雾。
②显影液的配制
a.蒸馏水750/1000毫升,52�°C�
b.天平称量,保证药质。
c.逐一加入(先加10%Na�2SO�3)。
d.搅动→过滤。
(3)配方(从略)见《摄影化学》一书。
(4)方法为盆显影、箱显影、罐显影。
③停影:停影一般是用弱酸性药液来中和显影成分。
④定影:胶片经曝光、显影后仅有25%银盐还原为银粒,组成负片上的影像,其它卤化银仍 有感光能力,所以需要进行定影处理。
①配方:
a.定影剂——硫代硫酸钠
b.停显剂——醋酸PH=4.0~5.0
c.保护剂——Na�2SO�3防止海波分解
d.坚膜剂——钾矾
e.缓冲剂——硼酸
②定影时间负片为6分钟,正片为2分钟,温度15~20�°C�
每1000ml定影液可定影20~25卷胶卷;10×12寸像纸20~25张。
⑤水洗20~30分
⑥干燥
⑦减薄、加厚、染色处理(从略,见《摄影配方》一书)
2.黑白照片的制作
①印相
图3-5
印相是获得与底片一样大小的一张正片的加工手段,印相是用印相箱来完成的,一般印相箱 的结构如图3-5所示。
具体方法是:
①把底片放在印相箱的曝光玻璃板上,底片药面朝上。
②把正片(相纸)药面向下,紧紧压平在底片上面。
③曝光(时间一般在5秒以内)试样。
④依试条显影情况。试条显影情况系指在指定冲洗显影液中,在规定时间内的显影效 果改变光强(曝光时间),改变滤片密度(改变加在光源和曝光窗口玻璃之间的滤光密 度。)来决定准确曝光时间。
⑤样片试好之后,依下面过程操作曝光→显影→停显→定影→水洗→上光。
②放大
放大的原理是投影晒相法。
①放大机的种类及结构(见图3-6图3-7图3-8 )
图3-6 图3-7 图3-8
其中,集光式放大机(如图3�6所示)光线集中,光亮度高,并且有增强反差的作用,投射出 的影像清晰。但是,这种放大机由于光线强而集中,也容易产生负片银粒及细微尘土或斑痕 明显突出,或光线不均匀等缺点。这种放大机常用来做黑白底片的放大。
图3-8 散光式放大机(如图3�7所示)使用便利、光线匀散、柔和、反差弱,常用来做彩色底片放大 或人像底片放大。
半集光式放大机较少采用。
现在有“双用途”放大机(如Beselet),能很简单地从集光式转换为散光式,简化了操作过 程。
②放大照片使用的主要器件
放大照片除需要有一台适用的放大机外,还需要一些其它器件,这其中主要有:
a.放大镜头
放大镜头是最重要的器件,它决定了放大影像的清晰程度和光线均匀程度。放大镜头一般由 前后两组镜片组成,中间有光圈结构,放大镜头的光圈一般由f/4~f/16,放大时通常使用 由最大口径收缩二级的光圈,这样既克服了镜头球面差造成的缺点又弥补了由于过多缩小 光圈而造成的绕射现象的不足。
放大镜头也有不同的焦距,操作时要依底片不同,选择不同焦距的放大镜头。一般要求镜头 焦距等于或略大于底片对角线的长度为宜。在用大底片(如6寸底片)做小倍率放大或特别要 求周围部 分影像清晰的负片放大应适当延长曝光时间便于操作。为防止四周光亮度下降,还往往选用 镜头焦距比底片对角线略长的放大镜头。
b.底片夹
底片夹是放大时放置底片的装置,它有带玻璃片的和不带玻璃片的两种。带玻璃片的底 片夹能保证底片平坦、影像清晰,能防止底片由于灯头过热发生卷曲和变形, 但在操作中增加了尘土污染的可能,清洁时要同时保证六个面,(底片2个面,2块玻璃的四 个面)都无尘土,这无疑加大了工作量。此外,带玻璃片的底片夹放大时有可能出现牛顿环 。牛顿环是光的一种干涉图像,它是由于光线经过极其相近的两个反射面时,重复反射互相 干涉所产生的明暗相间的同心圆环。负片片基相当光滑,平面性好、反射率高,它与玻璃夹 板面之间形成面对面的反射,于是形成了产生牛顿环的条件。
在用黑白相纸放大照片时,牛顿环体现的是白色条纹,用彩色相纸放大时将产生光谱状牛顿 环。为防止牛顿环的出现,要充分干燥玻璃片夹和底片,或使用将表面稍稍打毛的防牛顿环 专用玻璃。
c.曝光定时器
为保证相纸曝光时间的准确,需要设置一台曝光定时器,曝光定时器分为0~0.9秒、1~9秒 、10~99秒3挡,并由开关来控制“调焦与定时”动作。
现在有的定时器的时间显示采用数码管或发光数字管来实现,在暗室使用时很方便。
d.放大用框架
放大照片时使用的框架分为标准尺寸框架、可调框架和无边沿框架三种,平常最广泛采用的 是可调框架,如图3�9所示。 e.遮挡工具
为在放大时进行局部遮挡和加光等制作,需要一些各种形状的专用工具,(如图3-10)
图3-9图3-10
③放大过程
第一步。清洁放大机和镜头放大机的聚光片和镜头上的尘土、污物会影响放大后的照片质量 ,在开始工作时要用吹气球、毛刷、镜头纸清洁。
第二步,清理并放置底片。将待放大的底片用吹球、抗静电毛刷仔细清理,并药面向下,顶 部朝外放在底片夹中,(若使用有玻璃的夹板,同样要把上、下两块玻璃的四个面仔细清洁) 。
第三步,选择画面并聚焦。打开安全灯,关掉暗室照明灯,把放大镜头的光圈调到最大处, 将定时开关拨到“聚焦”位置,升降放大机头,根据放大框架板上的投影来选择画面大小和 所属放大部位,然后调节聚焦旋钮,使影像清晰。
第四步,试样。将定时开关拨到“定时”位置,旋转定时波段开关至一定位置(即试放时间) ,把放大镜头的 光圈收缩二挡,用一小条相纸放在放大框架板的选定位置(一般为放大密度变化大的几个位 置范围内并使相纸药膜面向上)按动定时钮,对试样相纸条进行曝光。
第五步,对试样相纸条显影。将试样相纸条放入显影液中,在温度为20�°C�时正常显影 时间为2~3分钟,(对使用D�72显影液而言)短于这个时间说明曝光过度,要适当缩短曝 光时间,反之,要适当延长曝光时间。
第六步,放大照片。试样相纸条曝光时间校准后,即可把所要放大的相纸压在放大框架上面 正式曝光,然后将曝光 的相纸经过显影、定影、水洗、烘干(或晾干)装裱等一系列过程,就完成由一幅底片放大成 照片的全过程。
④放大时需要注意的几个问题
a.放大机聚光镜的直径要大于底片对角线。放大镜头的焦距要等于或咯大于底片对角线。 F50毫米的镜头适用于放大135底片,F75mm的镜头适用于放大120底片,F105mm的镜头适用于 放大6×9底片。
b.为防止杂散光线的干扰,要用黑纸挡住底片四周现有的底片夹上装有可调挡板 ,使用很方便。
c.聚焦时要把放大镜头的光圈调到最大,以获得最大亮度。调焦时要以人的头发、眼 睛或文字、建筑物的清晰程度为依据,放大时放大镜头一般收缩二至三挡光圈。
d.整个放大曝光过程中严防震动。
⑤调节影像反差的方法
调节影像反差有以下两种方法:
a.选择不同反差的相纸。相纸的号数越大,反差也越大。目前我国使用的相纸一 般为1~4号,随着号数的增大反 差也随之增大,其中2号为中性反差,4号为特硬性反差,放大时可依需要选用。
b.使用不同性能的显影液(参见《摄影配方》一书)
⑥放大的加工技巧
放大的加工技巧有柔光放大、局部遮挡和加光、矫正变形、加云、叠放、影调分离、浮 雕效果和虚光等。在这里就不一一详述了,(可参考《暗室百科》一书)。
Thiosulfates
iudailiusuan”n 硫代硫酸盐Thiosulfates 袁伟北京化工大学 1. 2. 3. 3 .1. 3.2. 3.3. 4. 4 .1. 4 .2. 4 .3. 4 .4. 4 .5. 4.51。 4 .5.2. 4 .6. 概述··········································……747 结构··········································……748 性质··········································……748 热力学性质和电化学性质···············……748 化学通性····································……748 腐蚀性·······································……749 硫代硫醉钠·································……749 性质··········································……749 生产方法····································……75。 产品规格····································……751 经济概况····································……751 分析方法····································……751 定性分析···”·······························……751 定t分析····································……751 毒性··························.···············……751 5 .3. 5。4. 5 .5. 5 .6. 5 .7. ‘. ,. 7。1. 7 .2. 8. 参考文献 用途·······································”·……751 硫代硫酸按·································……752 性质··································,·······……752 生产方法····································……752 产品规格····································……752 经济概况·····,…‘···············”·········……753 分析方法··························~········……753 毒性··········································……753 用途··········································……753 其他硫代硫酸盐···························……753 硫代硫破根配合物和有机硫代硫酸盐……753 硫代硫酸根配合物························……753 有机硫代硫酸盐···························……753 环境保护和综合利用·····················……754 .…,,,.,二“..…“..…,“‘..…,,..…,·.…“二““‘.…754 硫代硫酸盐是由不稳定的硫代硫酸(HZSZO3) [14921一76,7〕衍生而来的.硫代硫酸根离子是具有化学 式5203’一的阴离子,它可看成是50‘2一中的一个氧原子被 硫原子所代替,具有四面体构型和C3v对称性。s:0。卜中 杯个硫原子的平均氧化值为+2,与硫的最高氧化值+6 和最低载化值一2相比,具有还原性和氧化性。此外,硫 代硫酸根离子还具有较强的配位能力。硫代硫酸盐在化 工生产中用作还原剂,在纺织和造纸工业中用作脱氛剂, 在照相工艺中用作定影剂,还用于电镀、骤革等部门。 1.概述 由于H:5203的热不稳定性,室温下纯硫代硫酸是不 存在的,当H十与5203卜相遇时,得到的是S、50:和 H 20。 得二乙醚合硫代硫酸HZSZO3·2(CZHS):O。 Na:5203+zHel三竺H:s,03+ZNael 它在一30℃时分解为连三硫酸H:530。[27621一39一2〕和 H多[lj,在。℃附近,该无水硫代硫酸即自行定量地分解 为硫化氢和三氧化硫阁。 HZSZO3—HZS+汉)3 这一分解反应与硫酸的分解反应完全类似,而且在无水 状态下,其分解产物H:S和50:之间并不发生氧化还原 反应,从而提示可在无水条件下于乙醚中使化学计量的 三氧化硫和硫化氢定量反应,方便地制得硫代硫酸。 503+HZS 乙醛 一78℃ HZS20s 52032一十ZH+-一S+502+HZO 使氛磺酸与硫化氢作用,可以制得完全不含溶剂的 无水硫代硫酸〔53652一21一7〕。 在低温一78℃时,于乙醚中在微量水的催化下,使无 水硫代硫酸钠「7783一18一8〕与干燥的抓化氢作用可以制 ClS()3H+HZS一HZSZO3+HCI liu硫代硫酸盐 第10卷 一 月乙 、.刁lesl.......J S 。l一!。 硫代硫酸水溶液可用弱酸HZS与硫代硫酸铅 〔26265一65一6〕反应或在一10℃时用浓硫代硫酸钠溶液与 Hcl反应制得。它不稳定,逐渐分解为S、50:和连硫酸。 由于S的电负性比O小,因此硫代硫酸是一个比硫酸稍 弱的强酸,用玻璃电极测得的两级电离常数分别为K:一 0.25和KZ~0.015[,}。碱性溶液中5203,一较稳定。 2.结构 中心硫原子带正电荷,结合能高,氧化值为+6,配位硫 原子带负电荷,结合能低,氧化值为一2。这种化学位移 比X射线发射光谱观察到的位移约大一个数量级,比X 射线吸收光谱的观察也明确得多。 用放射性硫同位素355的标记实验闭表明,硫代硫酸 根中的两个硫原子是不等价的。用舫S与亚硫酸根反应, 可得标记的硫代硫酸根,当加酸再度分解为硫和亚硫酸 氢根时,放射性主要呈现在硫上。 3.性质 355+5002一—3555《)32一 355沃)32一十H+—355+HSO3一 同样,当标记的硫代硫酸银〔83682一20一6]分解时,放射 性主要呈现在硫化银上。 3.1.热力学性质和电化学性质 水合硫代硫酸根离子的标准摩尔生成焙△万易。是 一644.3kJ/mol,它的标准摩尔吉布斯生成自由能△《琅。 是一532.ZkJ/mol,它的标准摩尔嫡S兔。是12IkJ/ mol[8〕。 25℃时氧化还原电对5203卜/S的标准电极电势是 十。.SV,其电极反应为: Ag:355503+HZO—AgZ」几S+HZSO, 52032一+6H+十4e—25+3Hzo 对五水硫代硫酸钠【10102一17一7]所作的X射线晶体分析 表明,在硫代硫酸根离子的四面体结构中,S一S键长为 201.3士0.spm,而S一O键长为146.5士0.4pm,这种键 长意味着有相当程度的S一S二键和S一0二键的性 质[2,5〕。由于s一S键比S一O键弱,因此硫代硫酸盐也较 硫酸盐易分解。对一水硫代硫酸钡的中子衍射数据也支 持上述的结构和键长数值田。 五水硫代硫酸钠的X射线光电子能谱记录到硫的 ZP12和2P3,2谱线(见图1)。 氧化还原电对H:S(〕3/5203”一的标准电极电势是 +0.40v,温度系数为一1.26mV/K。其电极反应为: ZH:503+ZH++4e—520a2一+3H:0 氧化还原电对503卜/5203,一的标准电极电势是 一0.58v,温度系数为一1 .145mV/K。其电极反应为: 2别〕32一+3HZO月一4£—52032一+6OH- 氧化还原电对540扩’/5203卜的标准电极电势是 +0. 08v,温度系数为一1.llmv/K。其电极反应为阁: S‘062一+Ze—2 52032一 翘 哪 当硫代硫酸根离子被氧化时,主产物是连四硫酸根 离子5.0。卜,其副产物在酸性溶液中是HS03卜,在碱性 溶液中是530‘卜。用汞或铂电极进行电解还原则产生等 量的硫离子和亚硫酸根离子。 5203卜+2己一52一+5032- 1 70 165 160 结合能.eV 3.2.化学通性 图l硫代硫酸钠的2PI/2.ZPazZ谱线 图中出现的二重双线代表两种不同化学环境的硫原 子,两种硫原子的2P电子结合能之间有6.曳V的化学 位移。它们的1:电子结合能和2s电子结合能也分别有 7.oeV和5.seV的化学位移,从而证实硫代硫酸根离子 的硫原子和氧原子是以下述方式连接的川: 748 按、碱金属和碱土金属的硫代硫酸盐可榕于水。它们 的中性或弱碱性溶液较稳定,在酸性溶液中加入亚硫酸 根离子可提高稳定性,相信与下述反应有关。 5203卜+H+—H别〕3一十S 痕量的砷、锑或锡盐催化硫代硫酸盐转化成连多硫酸盐。 在酸性溶液中,温和的氧化剂如过氧化氢,可将硫代 第10卷 硫代硫酸盐liu 硫酸根离子氧化成连三和连四硫酸根离子[l0〕。 3 52032一+4H202—2 530。卜+ZOH一+3H20 2 SZOaZ一+HZOz—50002一+ZOH一 在中性和弱酸性溶液中碘能定量地将硫代硫酸根氧化为 连四硫酸根。 2 52052一+12—50002一+21一 这个反应是应用范围广阔的碘容量分析法的基础。 强氧化剂如氛、澳、高锰酸盐、铬酸盐、次抓酸盐、 次澳酸盐、次碘酸盐及碱性过氧化氢溶液,可将硫代硫酸 根离子直接氧化成硫酸根离子. 3.3.腐蚀性 铜基合金由于铜与硫代硫酸根离子能反应生成硫化 亚铜,故被硫代硫酸按〔7783一18一8〕和硫代硫酸钠严重 腐蚀,100℃时年腐蚀速率超过lokg/m“[la·’‘」。高硅铸铁 在100℃时的年腐蚀速率小于4.4kg/mZ,奥氏体型不锈 钢在100℃时的年腐蚀速率则小于0.4kg/m,,后者是制 备硫代硫酸盐工艺中所用泵、管道、反应器和贮槽的首选 结构材料。当硫代硫酸盐与连多硫酸HZS.0‘(n一2~5) 之间存在反应平衡时,应考虑硫代硫酸盐引起铬镍不锈 钢金属应力腐蚀破坏的可能性[l5〕。 4.硫代硫酸钠 52032一+20H一+4H202—2 502一+SHZO 5203卜+ZOH一+4C10-—2 5042一+4CI一+H:O 酸性过氧化氢溶液,如果有痕量Fe2+存在,也能将硫代 硫酸根离子氧化成硫酸根离子。 520卜+sHZoZ』竺里250卜+ZH++zHZo 金属铜、锌和铝可将硫代硫酸盐还原为硫化物和亚 硫酸盐,与电解还原的产物相同。 S:032一+ZCu一仁u:S+5032- 此处铜的氧化值为+1,说明Cu与S刃3卜反应会生成硫 化亚铜。CN一可将S必3卜还原为S〔),,一。利用这个反应,硫 代硫酸盐可作为氰化物中毒的解毒剂. 4.1.性质 五水硫代硫酸钠[10202一17一7」NaZsZO3·SHZO,俗 称海波或大苏打。分子量248.17,为无色透明单斜晶体, 无臭,有清凉带苦的味道。在33℃以上的干燥空气中易 风化,在潮湿空气中微潮解。密度(17℃)1.729kg/m‘。 其重要物理性质见表l。五水硫代硫酸钠迅速加热至 48℃,则溶解在自身的的结晶水中。10。℃失去全部结晶 水,灼烧即分解为硫化钠和硫酸钠。微溶于乙醉.有还原 作用。 表1五水硫代硫破钠的,姿.理性质 52032一+CN-一5032一+SCN一 硫代硫酸根离子有适中的配位能力,与Ag十能生成 稳定的[Ag(5203)2〕’一和[Ag(5203)3〕卜配离子。照相 技术上就利用此反应将底片上未感光的AgBr配位溶 解掉。 25:032一+AgBr—【Ag(S,O。):〕卜+Br- 铅也能生成二配位或三配位的硫代硫酸根配合 物[l’〕,汞与硫代硫酸钾[10294一66一3〕能生成四配位的配 合物。 PbS203+52032-—[Pb(S:03)2〕2- [Pb(5203)2〕2一+5203’-—〔Pb(5203)3〕一 HgO+4K:S:03+Hoo一K。仁Hg(S:03)〕+ZKOH 在0~60%的丙酮溶液中用电位法证实能生成 混合配合物「Ag(SCN)(520。)]卜和[^g(sCN)2 (5 203)〕3一[‘,〕。 重金属如铜、铅、银等的硫代硫酸盐在加热时能分解 为硫化物,因此碱金属硫代硫酸盐可作沉淀重金属硫化 物的沉淀剂。 ┌—————————————┬—————┬————┐ │、性质 │数值 │参考文献│ ├—————————————┼—————┼————┤ │溶解热(25℃),J/g │ 一187 │[16〕 │ │标准生成烤,kJ/mol │一2645.59 │[17〕 │ │标准生成自由能,kJ/mol │一2230.07 │[17〕 │ │标准摘,J/(K·mol) │ 372.38 │[17〕 │ │比热容(固体),J/(g·K) │ 1 .84 │[18〕 │ │水溶液相对密度雌名 │ 1 .0231 │[19〕 │ │ 4.71%(重量,下同) │ 1 .0568 │[20」 │ │ 10·99% │ 1 .0827 │ │ │ 15.70% │ 1 .1365 │ │ │ 25.11% │ 1 .2328 │ │ │ 40.81% │ 1 .2950 │ │ │ 50.23% │ 1 .3827 │ │ │ 62.79% │ 34.4 │ │ │水中溶解度,NaZSZO3%(重量)│ 41.2 │ │ │ 0℃ │ 50.6 │ │ │ 20℃ │ 67.4 │ │ │ 40℃ │ 71.3 │ │ │ 60℃ │ 72.5 │ │ │ 80.5℃ │ │ │ │ 100℃ │ │ │ └—————————————┴—————┴————┘ 749 hu硫代硫酸盐 第10卷 无水硫代硫酸钠〔7783一18一8]也可以从72%(重 量)的硫代硫酸钠水溶液中在高于75℃时析出,系白色 粉末,无臭、味咸,密度(25℃)1.667吨/m”,易溶于 水。空气中潮解。它水合时,温度的升高幅度大,可作化 学贮能物〔21〕。 由Na:S:0:和水的平衡相图(见图2)可知,在48℃ 以下,五水硫代硫酸钠最稳定。硫代硫酸钠在无晶种存在 时易形成过冷液体,图2中的虚线即表明这种倾向.如果 结晶点处于虚线以下,则从过冷溶液中析出的是二水合 物〔36989一90一9〕。有报道一水合物〔55755一19一6〕和七水 合物[36989一91一0]也存在[z,」。 在碘量法分析中,硫代硫酸钠滴定液要贮存在暗处,并定 期标定。其酸性溶液稳定性更差。碱性溶液稳定性稍好。 可以用加少量亚硫酸钠、碳酸钠或氢氧化钠以增高溶液 的pH值,从而增大其稳定性,但当空气存在时,会分解 为硫酸盐和硫化物。戊醉(1%)、氛仿(0 .1环)、硼砂 (0 .05%)或苯甲酸钠(0 .1%)可阻滞硫代硫酸钠的氧 化[,3:。 4.2.生产方法 工业制备硫代硫酸钠主要采用三种方法,即亚硫酸 钠法、硫化碱法和砷碱法净化气体副产法山〕.亚硫酸钠 法是将由硫黄燃烧生成的二氧化硫与纯碱溶液作用,生 成亚硫酸钠,再加入硫黄沸腾反应,经过滤、浓缩、结晶 而得。其反应式如下: 液相 斗- 无水盐 液相 NaZC03+502一NaZS0a+C02 NaoSO。+S+SHZO一Na:S:03·5H20 0 00 00以po , 一十 二水物 l:匾 液相 + 五水物 二水物 十 五水物 冰一五水物 to 20 30 40 50 60 70 80 90 100 N。:S泣0、牙(里量) 此法的第一步与生产亚硫酸钠的工艺相同,且吸收反应 较简单。第二步反应要控制好吸硫反应和结晶条件。选好 晶种是得到外观和质量都很好的产品的关健嘟〕。为了加 速NaZSO:与S的反应并提高硫代硫酸钠的产率,可以 在液相吸硫反应阶段添加过量S,加入NaZS或滴加能润 湿硫粉表面的阳离子表面活性剂(如十二烷基毗陡 澳)[2幻。也可以采用在270℃、通空气的条件下,加热S 和N。刃O。混合物的固相制备方法卿〕。硫代硫酸钠的生 产流程示意图见图3。 硫化碱法是利用硫化碱燕发残渣、硫化钡废水中的 碳酸钠和硫黄废气中的二氧化硫反应,经吸硫、燕发、结 晶等步骤制得硫代硫酸钠。 季节日十篡汤斗 I沪11 n〕0 Cn凸}0 ,沙『卜‘d盛nj,l 沪恻砚 图2 Na,s:03和H,O的平衡相图[22] (虚线表示二水合物晶相的延伸) ZNa:S+NaZC0a+450:一3Na:5203十Coz 由于硫代硫酸是强酸,因此硫代硫酸钠水溶液呈中 性。它的贮存稳定性较差,会因吸收空气中co:使溶液 pH值降低而逐渐分解成亚硫酸盐和硫,使溶液变混浊。 砷碱法净化气体副产法是将含有NaZs:03的焦炉煤 气砷碱法脱硫过程的下脚料,经吸滤、浓缩、结晶后制得。 80℃下千操五水硫代硫酸钠可得无水硫代硫酸钠, 温度高于220℃分解。 }放空 纯碱~一{溶碱槽 尾气吸收塔 厂一一一一一一一一J 502一一叫第一吸收器 第二吸收器卜一J!浓缩反应器 母液 过滤槽 结晶器 离心机一叫筛 晶种 硫代硫酸钠 图3硫代硫酸钠生产流程示意图 750 第10卷 硫代硫酸盐hu 4.3.产品规格 中国化学工业部颁布的五水硫代硫酸钠工业品标准 见表2[28〕。 衰2五水硫代硫.钠标准 ┌———————————————┬——————————┐ │指标名称 │规格 │ │ ├—————┬————┤ │ │一级品 │二级品 │ ├———————————————┼—————┼————┤ │硫代硫酸钠(NaZSZO,·SH:O),%)│ 99.0 │ 98.0 │ │水不溶物,%簇 │ 0 .01 │ 0 .03 │ │硫化物(以S计),%镇 │ 0 .001 │ 0 .003│ │铁(Fe),%镇 │ 0 .001 │ 0 .003│ │水溶液反应 │符合试验 │符合试验│ │粒度,粒/g │50粒以下 │ │ └———————————————┴—————┴————┘ 4.4.经济概况 从60年代到80年代,美国硫代硫酸钠的生产能力 和产量呈逐年下降的趋势。以五水硫代硫酸钠计,196。 年生产能力为4oki,实际生产30kt要但到1981年则分别 下降到3okt和16kt。由于原料、能源和劳动力费用的上 涨,销售价格在20年内增长了近四倍咖〕。美国硫代硫酸 钠产量占世界产量的一大半。中国1994年工业级五水硫 代硫酸钠价格约为1500元八。 4.5.分析方法 4.5.1.定性分析 试剂级和照相级硫代硫酸钠可以用重结晶法由工业 品制得,也可以用试剂级的原料直接合成。用试剂级七水 合亚硫酸钠与粉碎的棒状硫煮沸2h,经浓缩、结晶后即 得五水硫代硫酸钠伽〕。也可将升华硫粉在氮氧化钠溶液 中煮Zh,滤去未溶解的硫.将得到的多硫化钠溶液与亚 硫酸氢钠溶液反应,待硫化物除尽后.过撼、浓缩、结晶 也可制成纯净的五水硫代硫酸钠[s0〕。硫代硫酸钠所含的 游离水对其稳定性有影响,如果用无水乙醉和乙醚顺序 洗涤并静t干燥,则N幻s:0:·5H20的含t可达 99.99%,放ts年后,其纯度仍在”.90~”.94% 之间. 试剂级硫代硫酸钠的中国标准见表3. 向硫代硫酸钠水溶液中加盐酸可出现白色并逐渐转 黄的硫沉淀,同时放出有刺鼻臭味的二氧化硫。向硫代硫 酸钠水溶液中加三抓化铁会出现随即消失的黑紫色。将 含硫代硫酸根离子的中性或弱碱性溶液与二硝酸化三乙 二胺(en)合镍(I)溶液混合,由于发生下列反应而生 成晶状的紫色沉淀。 S:0,卜+[Ns(en)3」2+—〔Ni(en)3]S20a 亚硫酸根、硫酸根、连四硫酸根和硫氛酸根离子皆不干 扰,但硫化氮和硫化按都能分解〔Ni(en)3](NO:):,并 产生硫化镶黑色沉淀。此法的界限稀度为1,25。。。.在 表玻瑞上将一滴硫代硫酸钠溶液与一滴碘一盛氮化钠溶 液混合,如果随即产生气泡,则表明溶液中含有硫代硫酸 根离子.界限稀度为z·350000〔,,〕。 4.5.2.定t分析 在3试捅吸五水旅代碗.钠标准[.l】 一一「规裕 指标名称 硫代硫酸钠(Na:s:0:· SH:0),肠) pH(509/L溶液,25℃) 澄清度试脸 水不溶物,%簇 抓化物(Cl),%( 硫酸盐及亚硫酸盐(以 50计),%( 硫化物(s),%( 总氮t(N),%( 钾(K),%簇 镁(Mg),%( 钙(Ca),%毛 铁(Fe),%成 重金属(以Pb计),%落 优级纯 99.5 分析纯 99。0 化学纯 98.5 6 .0~7.5 合格 0 .002 0 .02 0 .04 6 .0~7,5 合格 0。005 0 .02 0。05 6 .0~7.5 合格 0 .01 直接定t测定法为:称取1g祥品,溶于70ml无二 氧化碳的水中,用。.lmol/L碘标准溶液滴定,临近终点 时加3ml淀粉溶液(109/L),继续滴定至溶液呈蓝色[sl」。 间接定t测定法为:用澳水将硫代硫酸根离子氧化 为硫酸根离子,用甲酸除去过剩的澳,加标准硫酸铅溶液 从30%乙醉溶液中将硫酸根离子沉淀为硫酸铅.所得滤 液加pH~5的乙酸盐缓冲溶液,以二甲酚橙为指示剂, 用EDTA标准溶液滴定至滤液由红紫色变为黄色伽〕。 4.6.毒性 0 .0001 0 .00025 10,0005 0。002 0 .005 0 .001 0 .001 0 .001 无水硫代硫酸钠对小鼠的半数致死剂量为LDS。= 7.59/kg.世界各国均不将它列为有毒物质,美国联邦食 品、药物和化妆品管理局批准它可作食品添加剂。中国药 典将它列为解毒药,可用于解救佩化物中毒,亦可用于 砷、汞、铅、秘等中毒的解救。静脉注射过快会引起血压 下降[35)。 0 .003 0 .
超氧化物 superoxide
元素与氧化合生成的化合物叫做氧化物(有且只有两种元素组成)。所以超氧化物属于氧化物,是复杂的氧化物。
含有超氧基的无机化合物。是金属离子和超氧离子形成的化合物。其主要品种有超氧化钠(Na2O4)、超氧化钾(K2O4)。钾、铷、铯、钙、锶、钡能形成超氧化物,特征是分子中含有超氧离子O。超氧化物易潮解,加热时便释放出氧气,性质不稳定,具有强氧化性和强吸湿性,置于空气中能与水和二氧化碳发生反应生成碳酸盐,同时放出氧。基于这一性质,它们是氧气再生药板的主要原料,也用作隔绝式氧气面具的产氧药柱。
2KO2+2H2O=2KOH+H2O2+O2↑
4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2
超氧化物的制法有:①过氧化物与氧气作用。②钾、铷、铯在过量的氧气中燃烧。③将氧气通入钾、铷、铯的液氨溶液中。
超氧化钠是将过氧化钠在压力为13MPa、温度为350℃的高压釜中通入氧气进行氧化生成的。超氧化钾的制备是在不锈钢置换釜内,以金属钠置换氯化钾得到纯度大于97%的金属钾,熔融的钾压送到特制的喷枪与经过净化的空气混合后喷入氧化炉,在230~250℃下燃烧生成超氧化钾。超氧化钾与宇航员呼出的二氧化碳气体作用,产生的氧气可供他们呼吸。
1. 物质及其变化
理想气体状态方程、分压定律、热化学定律。
2. 化学反应定律和化学平衡
熟悉浓度、温度和催化剂对反应速率的影响:化学平衡移动规律;化学平衡表达式及计算。
3. 电解质溶液和离子平衡
溶液中氢离子浓度和 强酸碱和一元弱酸碱PH值计算、缓冲溶液计算。盐的水解有关计算和同离子效应及盐效应对溶解度的影响。
4. 氧化和还原
原电池的组成、原电池符号的书写、能斯特方程及电极电势的应用。
5. 原子结构与元素周期律
四个量子数的取值意义和合理组合、核外电子排布、电子层结构与元素所在周期、族、区的关系和元素性质关系。
6. 分子结构与晶体结构
价键理论要点、共价键的特征、类型、sp杂化轨道类型及其与分子的空间构型关系;分子间力的三种存在方法,分子间力与氢键对物质性质的影响、四大典型晶体特征、离子极化对化合物的影响。
7. 配位化合物
配位化合物组成、命名
8. 主族金属元素(一)碱金属和碱土金属
碱金属碱土金属氧化物的碱性和溶解性、碱土金属盐类的通性。
9. 主族金属元素(二)铝 锡 铅 砷 锑 铋
铝的两性在氧化物和氢氧化物中的表现、锡 铅化合物氧化还原性的递变规律、Pb(Ⅳ) Bi(Ⅴ)的强氧化性。
10. 非金属元素(一)氢 稀有气体 卤素
卤素的通性、卤素单质在不同介质和不同温度下的歧化反应、卤化氢还原性和热稳定性的递变规律,卤化物键型和物理性质的递变情况;熟悉次氯酸及其盐的性质,了解氯的其他含氧酸及溴和碘的含氧酸盐性质的一般规律,各种卤素含氧酸的命名方法。
11. 非金属元素(二) 氧 硫 氮 磷 碳 硅 硼
氧的成键特征;臭氧的氧化特征及不稳定性,知道臭氧的成键情况掌握过氧化氢得热稳定性、若碱性以及他在氧化还原反应中的优势;熟悉二氧化硫和三氧化硫的性质;亚硫酸和硫酸的性质,了解硫的其他含氧酸及其盐的性质和命名方法;熟悉单质氮的稳定性、氨水的若碱性,铵盐的热分解性质,NO 和NO2的性质,亚硝酸和硝酸的性质,重点掌握硝酸和金属的反应的复杂性,及硝酸盐的热分解性质:掌握正磷酸盐、一代磷酸盐、二代磷酸盐的水解性质、碳的多种同素异形体;熟悉CO2的结构和性质,熟悉碳酸的性质,碳酸盐和酸式碳酸盐的水解性和热稳定性硅酸的组成,硼酸缺电子特点。
12. 过渡元素(一)铜副族和锌副族
过渡元素原子电子层结构的特征,其原子半径,氧化值,金属活泼性,形成配合物的倾向;Cu(Ⅱ)、Cu(Ⅲ)相互转化的性质、铜和银的某些重要盐类和配合物的性质;了解重要盐的性质及其氢氧化物的两性性质、Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ) 相互转化的性质。
13. 过渡元素(二)铬 锰 铁 钴 镍
Cr(Ⅲ )和 Cr(Ⅳ )相互转化的性质,铬酸盐和重铬酸盐的转化条件 熟悉Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)和Mn(Ⅶ)相互转化的性质, 熟悉Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)和 Ni(Ⅲ)重要盐类和配合物的性质。
第二部分 有机化学
1. 烷烃
饱和烃结构特点、机化学的碳架异构烷烃的普通命名法和系统命名法、烃基的命名烷烃
物理性质递变的一般规律、烷烃的卤代反应及其历程。
2. 单烯烃
双键的结构、烯烃的顺反异构和烯烃的命名、烯烃的亲电加成反应、烯烃的聚合性质烯烃的亲电加成反应历程、熟练运用马氏规则、烯烃制法和来源。
3. 炔烃
炔烃的结构及炔烃的命名炔烃的加成反应、C=C加成异同点、制备炔烃的方法。
4. 二烯烃
了解共扼体系的形成条件、共扼类型(p-p、p-p、σ-p,σ-p)及共轭效应、共轭二烯烃的共轭加成反应。
5. 脂环烃
单环脂环烃的命名及顺反异构现象脂环烃的性质、特别是小环烃的加成作用、解释环丙烷易发生亲电加成反应的原因、环已烷的构象及取代环已烷的优势现象。
6. 对映异构
判断分子的对称因素,并能正确判断分子是否有手性;对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体概念手性碳原子概念;熟练地用R、S命名其构型,准确地用费歇尔投影式、纽曼式、楔透视式表达其构型。
7. 芳 烃
芳烃的命名(单环、多环、稠环)、芳烃的重要亲电取代反应(卤化、硝化、磺化、傅克反应等包括反应条件、历程及应用)、芳烃侧链的氧化反应,苯环的氧化和加成反应、芳烃上的三类定位基;熟悉定位规律的理论解释和应用、熟练Huckel规则、熟练判断分子的芳香性,了解典型非苯芳烃。
8. 卤代烃
卤代烃的命名掌握卤代烃的亲核取代反应,消除反应及与金属的反应及合成中的应用
卤代烃的各种制法、各种类型的卤代烃的活泼性及鉴定它们的方法、理解烃的衍生物中官能团的互相影响、理解SN1、SN2历程;了解烃基、亲核试剂、离去基团、溶剂对历程的影响。
9. 醇 酚 醚
醇、酚、醚的命名、氢键对这三类化合物沸点影响、醇中C—O或C—H断裂的各种反应,了解醇中OH中H原子的活泼程度;熟练掌握醇的氧化反应及其应用、理解E1、E2历程,了解影响消去与取代竞争的因素酚的性质,醚的性质1°、2°、3°醇的各种制法。
10. 醛与酮
醛酮的命名、>C=0的结构与极化亲核试剂对羰基的加成反应、羰基的各种还原方法、醛的易氧化性及其应用;醛的岐化反应、亲核加成反应历程,羰基化合物亲核加成反应活性的差别、活泼的α—H引起的反应:互变异构、卤代、羟醛缩合,卤仿反应、悉醛酮制法α、β—不饱和醛酮的重要反应(共轭加成)。
11. 羧酸及衍生物
羧酸及衍生物定义、分类、羧酸及衍生物命名、结构、性质及羧酸的酸性变化的规律和原因、理解诱导效应、共轭效应、酸碱理论基本知识及其应用、从羧酸制备各类羧酸衍生物的方法、羧酸、二元羧酸、取代羧酸的制备方法、羧酸、二元羧酸、取代羧酸的性质及其反应、有机化合物合成原理、方法及其合成路线的选择、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用。
12. 含氮化合物
硝基化合物、胺、重氮化合物和偶氮化合物及染料的基本概念(定义、分类、命名、结构特征)、相转移催化、烯胺基本概念及其在有机合成上应用、硝基化合物,胺、重氮、偶氮化合物的理化性质及其制备方法。
13.杂环化合物
杂环化合物及生物碱的结构特征、理化性质和基本概念(定义、分类、命名)、呋喃、噻吩、吡咯、糠醛、吡啶、吲哚和喹啉的结构特征。
第三部分 化工原理课程
1. 流体流动
流体静力学方程及其应用。流量与流速、稳定流动与不稳定流动、连续性方程式、能量衡算式、柏努利方程式的应用,流体在直管中的流动阻力、摩擦系数、管路上的局部阻力、管路系统中的总能量损失。测速管、孔板流量计和转子流量计。
2. 流体输送设备
离心泵的工作原理和主要部件、离心泵的基本方程式、离心泵的性能参数与特性曲线、离心泵的性能改变和换算、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度、安装高度,离心泵的工作点与调节、离心泵的类型与选型。化工生产中离心泵的应用.
3.传热
传热的基本方式。傅立叶定律、导热系数、平壁热传导、圆筒壁热传导。能量衡算、总传热速率方程和总传热系数、平均温度差法。无相变时的对流传热系数。套管式、列管式换热器的基本型式和设计计算、传热的强化途径。
4.蒸馏
相律和拉乌尔定律、相对挥发度、两组分理想溶液的气液平衡相图。精馏原理和流程。理论板的概念及恒摩尔流假定、物料衡算和操作线方程、进料热状况的影响、理论板层数的计算、回流比的影响及其选择、图解法、简捷法求理论板层数。
5 吸收
气体的溶解度、亨利定律、吸收剂的选择。分子扩散与菲克定律、气相中的稳定分子扩散、液相中的稳定分子扩散、扩散系数、对流传质、吸收过程的机理、吸收速率方程式。
吸收塔的物料衡算与操作线方程、吸收剂用量的决定、填料层高度的计算。
专升本《化学工程与工艺》专业升学考试
专业实践考核大纲(100分)
技能考试科目:无机化学技能操作、有机化学技能操作。
一、无机技能考核内容及要求
1.溶液配制:
(1)实验室常用酸碱溶液的配制(HCl、H2SO4、HNO3、Na0H、NH3·H2O、CuSO4)
(2)配制100m1 0.0100mol·l-1草酸钠标准溶液。
(3)用已知浓度2.00mol·l-1的醋酸溶液配制50ml 0.10mol·l-1的醋酸溶液。
要求:掌握一般溶液的配制方法和基本操作。学习吸管、容量瓶的使用方法。弄清楚质量分数和物质量浓度的关系。并能由固体试剂或者较浓准确浓度溶液配制准确浓度溶液。
2.食盐的提纯
要求:掌握提纯氯化钠的方法,会应用相关原理,依据所给定仪器解决提纯问题。
二、有机技能考核内容及要求
1.仪器组装:安装回流、分馏、常压蒸馏、水蒸气蒸馏等仪器装置组装。
2.熔点测定:进行用有机溶剂作溶剂的熔点操作。
要求:掌握液体、固体有机物的熔点测定方法。常用仪器安装使用。
1. 物质及其变化
理想气体状态方程、分压定律、热化学定律。
2. 化学反应定律和化学平衡
熟悉浓度、温度和催化剂对反应速率的影响:化学平衡移动规律;化学平衡表达式及计算。
3. 电解质溶液和离子平衡
溶液中氢离子浓度和 强酸碱和一元弱酸碱PH值计算、缓冲溶液计算。盐的水解有关计算和同离子效应及盐效应对溶解度的影响。
4. 氧化和还原
原电池的组成、原电池符号的书写、能斯特方程及电极电势的应用。
5. 原子结构与元素周期律
四个量子数的取值意义和合理组合、核外电子排布、电子层结构与元素所在周期、族、区的关系和元素性质关系。
6. 分子结构与晶体结构
价键理论要点、共价键的特征、类型、sp杂化轨道类型及其与分子的空间构型关系;分子间力的三种存在方法,分子间力与氢键对物质性质的影响、四大典型晶体特征、离子极化对化合物的影响。
7. 配位化合物
配位化合物组成、命名
8. 主族金属元素(一)碱金属和碱土金属
碱金属碱土金属氧化物的碱性和溶解性、碱土金属盐类的通性。
9. 主族金属元素(二)铝 锡 铅 砷 锑 铋
铝的两性在氧化物和氢氧化物中的表现、锡 铅化合物氧化还原性的递变规律、Pb(Ⅳ) Bi(Ⅴ)的强氧化性。
10. 非金属元素(一)氢 稀有气体 卤素
卤素的通性、卤素单质在不同介质和不同温度下的歧化反应、卤化氢还原性和热稳定性的递变规律,卤化物键型和物理性质的递变情况;熟悉次氯酸及其盐的性质,了解氯的其他含氧酸及溴和碘的含氧酸盐性质的一般规律,各种卤素含氧酸的命名方法。
11. 非金属元素(二) 氧 硫 氮 磷 碳 硅 硼
氧的成键特征;臭氧的氧化特征及不稳定性,知道臭氧的成键情况掌握过氧化氢得热稳定性、若碱性以及他在氧化还原反应中的优势;熟悉二氧化硫和三氧化硫的性质;亚硫酸和硫酸的性质,了解硫的其他含氧酸及其盐的性质和命名方法;熟悉单质氮的稳定性、氨水的若碱性,铵盐的热分解性质,NO 和NO2的性质,亚硝酸和硝酸的性质,重点掌握硝酸和金属的反应的复杂性,及硝酸盐的热分解性质:掌握正磷酸盐、一代磷酸盐、二代磷酸盐的水解性质、碳的多种同素异形体;熟悉CO2的结构和性质,熟悉碳酸的性质,碳酸盐和酸式碳酸盐的水解性和热稳定性硅酸的组成,硼酸缺电子特点。
12. 过渡元素(一)铜副族和锌副族
过渡元素原子电子层结构的特征,其原子半径,氧化值,金属活泼性,形成配合物的倾向;Cu(Ⅱ)、Cu(Ⅲ)相互转化的性质、铜和银的某些重要盐类和配合物的性质;了解重要盐的性质及其氢氧化物的两性性质、Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ) 相互转化的性质。
13. 过渡元素(二)铬 锰 铁 钴 镍
Cr(Ⅲ )和 Cr(Ⅳ )相互转化的性质,铬酸盐和重铬酸盐的转化条件 熟悉Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)和Mn(Ⅶ)相互转化的性质, 熟悉Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)和 Ni(Ⅲ)重要盐类和配合物的性质。
第二部分 有机化学
1. 烷烃
饱和烃结构特点、机化学的碳架异构烷烃的普通命名法和系统命名法、烃基的命名烷烃
物理性质递变的一般规律、烷烃的卤代反应及其历程。
2. 单烯烃
双键的结构、烯烃的顺反异构和烯烃的命名、烯烃的亲电加成反应、烯烃的聚合性质烯烃的亲电加成反应历程、熟练运用马氏规则、烯烃制法和来源。
3. 炔烃
炔烃的结构及炔烃的命名炔烃的加成反应、C=C加成异同点、制备炔烃的方法。
4. 二烯烃
了解共扼体系的形成条件、共扼类型(p-p、p-p、σ-p,σ-p)及共轭效应、共轭二烯烃的共轭加成反应。
5. 脂环烃
单环脂环烃的命名及顺反异构现象脂环烃的性质、特别是小环烃的加成作用、解释环丙烷易发生亲电加成反应的原因、环已烷的构象及取代环已烷的优势现象。
6. 对映异构
判断分子的对称因素,并能正确判断分子是否有手性;对映体、非对映体、内消旋体、外消旋体概念手性碳原子概念;熟练地用R、S命名其构型,准确地用费歇尔投影式、纽曼式、楔透视式表达其构型。
7. 芳 烃
芳烃的命名(单环、多环、稠环)、芳烃的重要亲电取代反应(卤化、硝化、磺化、傅克反应等包括反应条件、历程及应用)、芳烃侧链的氧化反应,苯环的氧化和加成反应、芳烃上的三类定位基;熟悉定位规律的理论解释和应用、熟练Huckel规则、熟练判断分子的芳香性,了解典型非苯芳烃。
8. 卤代烃
卤代烃的命名掌握卤代烃的亲核取代反应,消除反应及与金属的反应及合成中的应用
卤代烃的各种制法、各种类型的卤代烃的活泼性及鉴定它们的方法、理解烃的衍生物中官能团的互相影响、理解SN1、SN2历程;了解烃基、亲核试剂、离去基团、溶剂对历程的影响。
9. 醇 酚 醚
醇、酚、醚的命名、氢键对这三类化合物沸点影响、醇中C—O或C—H断裂的各种反应,了解醇中OH中H原子的活泼程度;熟练掌握醇的氧化反应及其应用、理解E1、E2历程,了解影响消去与取代竞争的因素酚的性质,醚的性质1°、2°、3°醇的各种制法。
10. 醛与酮
醛酮的命名、>C=0的结构与极化亲核试剂对羰基的加成反应、羰基的各种还原方法、醛的易氧化性及其应用;醛的岐化反应、亲核加成反应历程,羰基化合物亲核加成反应活性的差别、活泼的α—H引起的反应:互变异构、卤代、羟醛缩合,卤仿反应、悉醛酮制法α、β—不饱和醛酮的重要反应(共轭加成)。
11. 羧酸及衍生物
羧酸及衍生物定义、分类、羧酸及衍生物命名、结构、性质及羧酸的酸性变化的规律和原因、理解诱导效应、共轭效应、酸碱理论基本知识及其应用、从羧酸制备各类羧酸衍生物的方法、羧酸、二元羧酸、取代羧酸的制备方法、羧酸、二元羧酸、取代羧酸的性质及其反应、有机化合物合成原理、方法及其合成路线的选择、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用。
12. 含氮化合物
硝基化合物、胺、重氮化合物和偶氮化合物及染料的基本概念(定义、分类、命名、结构特征)、相转移催化、烯胺基本概念及其在有机合成上应用、硝基化合物,胺、重氮、偶氮化合物的理化性质及其制备方法。
13.杂环化合物
杂环化合物及生物碱的结构特征、理化性质和基本概念(定义、分类、命名)、呋喃、噻吩、吡咯、糠醛、吡啶、吲哚和喹啉的结构特征。
第三部分 化工原理课程
1. 流体流动
流体静力学方程及其应用。流量与流速、稳定流动与不稳定流动、连续性方程式、能量衡算式、柏努利方程式的应用,流体在直管中的流动阻力、摩擦系数、管路上的局部阻力、管路系统中的总能量损失。测速管、孔板流量计和转子流量计。
2. 流体输送设备
离心泵的工作原理和主要部件、离心泵的基本方程式、离心泵的性能参数与特性曲线、离心泵的性能改变和换算、离心泵的气蚀现象与允许吸上高度、安装高度,离心泵的工作点与调节、离心泵的类型与选型。化工生产中离心泵的应用.
3.传热
传热的基本方式。傅立叶定律、导热系数、平壁热传导、圆筒壁热传导。能量衡算、总传热速率方程和总传热系数、平均温度差法。无相变时的对流传热系数。套管式、列管式换热器的基本型式和设计计算、传热的强化途径。
4.蒸馏
相律和拉乌尔定律、相对挥发度、两组分理想溶液的气液平衡相图。精馏原理和流程。理论板的概念及恒摩尔流假定、物料衡算和操作线方程、进料热状况的影响、理论板层数的计算、回流比的影响及其选择、图解法、简捷法求理论板层数。
5 吸收
气体的溶解度、亨利定律、吸收剂的选择。分子扩散与菲克定律、气相中的稳定分子扩散、液相中的稳定分子扩散、扩散系数、对流传质、吸收过程的机理、吸收速率方程式。
吸收塔的物料衡算与操作线方程、吸收剂用量的决定、填料层高度的计算。
专升本《化学工程与工艺》专业升学考试
专业实践考核大纲(100分)
技能考试科目:无机化学技能操作、有机化学技能操作。
一、无机技能考核内容及要求
1.溶液配制:
(1)实验室常用酸碱溶液的配制(HCl、H2SO4、HNO3、Na0H、NH3·H2O、CuSO4)
(2)配制100m1 0.0100mol·l-1草酸钠标准溶液。
(3)用已知浓度2.00mol·l-1的醋酸溶液配制50ml 0.10mol·l-1的醋酸溶液。
要求:掌握一般溶液的配制方法和基本操作。学习吸管、容量瓶的使用方法。弄清楚质量分数和物质量浓度的关系。并能由固体试剂或者较浓准确浓度溶液配制准确浓度溶液。
2.食盐的提纯
要求:掌握提纯氯化钠的方法,会应用相关原理,依据所给定仪器解决提纯问题。
二、有机技能考核内容及要求
1.仪器组装:安装回流、分馏、常压蒸馏、水蒸气蒸馏等仪器装置组装。
2.熔点测定:进行用有机溶剂作溶剂的熔点操作。
要求:掌握液体、固体有机物的熔点测定方法。常用仪器安装使用。