高中化学常见干燥剂.doc

高中化学常见干燥剂一、干燥剂类型干燥剂能除去潮湿物质中的水分，它的干燥原理大致分物理原理和化学原理两类。一类是通过物理方式将水分子吸附在自身的结构，它们内部通常为极细的毛孔网状结构，这些毛细孔能够吸收水分，并通过其物理吸引力将水分保留住。常见的物理干燥剂有硅胶（成分为mSiO2nH2O）与分子筛（成分为活性氧化铝等）。另一类是吸收水分子产生新物质，如水合物或其他化合物。与水可以生成水合物的有硫酸、无水氯化钙、无水硫酸铜、无水硫酸钠、无水硫酸镁和无水氯化镁等；与水反应后生成其他化合物有五氧化二磷、氧化钙、金属钠、金属镁等。如果根据干燥剂的酸碱性来分，可以分为三类：一类为酸性干燥剂，有浓硫酸、五氧化二磷、硅胶等；一类为碱性干燥剂，有固体烧碱、生石灰和碱石灰（氢氧化钠和氧化钙的混合物）等；还有一类是中性干燥剂，如无水氯化钙、无水硫酸镁等。二、干燥剂选择原则选择干燥剂时首先应考虑干燥剂和被干燥物是否会反应。酸性干燥剂不能干燥碱性物质，比如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶不能干燥氨。碱性干燥剂不能干燥酸性物质，比如碱石灰等不能干燥HCl等酸性气体。有些中性干燥剂能和被干燥物反应，如无水CaCl2不能用于干燥NH3，二者会发生络合反应，生成一些加合物 CaCl2+4NH3CaCl24NH3 ；CaCl2+8NH3CaCl28NH3 。浓硫酸不能干燥H2S、HI、HBr等还原性气体，因为会发生氧化还原反应，如H2S+H2SO42H2O+SO2+S 。除此之外，还要考虑吸水能力、干燥的速率、价格高低、能否再生、是否安全环保等因素。三、常用干燥剂的特点和适用范围1.浓硫酸浓硫酸具有强烈的吸水性，对许多有机化合物有腐蚀性，因此常用于干燥无机物，除去不与H2SO4反应的气体中的水分。常作为H2、O2、CO、SO2、N2、HCl、CH4、CO2、Cl2等气体的干燥剂，不能干燥NH3、H2S、HI、HBr。硫酸是液体干燥剂，一般装在洗气瓶中（气体从长管进，短管出），而固体干燥剂装在干燥管或U形管中。2.无水氯化钙价格便宜，吸水能力较强，干燥速度较快，对固体、液体和气体的干燥均可使用。有干燥能力的是含二分子结晶水的氯化钙CaCl22H2O，潮解吸水后成为含六分子结晶水的氯化钙CaCl26H2O。加热至30 时成CaCl24H2O，至200 又恢复为CaCl22H2O，氯化钙能水解成Ca（OH）2 或Ca（OH）Cl ，不宜作为酸性物质的干燥剂。同时氯化钙易与醇类，胺类及某些醛、酮、酯形成分子络合物。如与乙醇生成CaCl24C2H5OH、与甲胺生成 CaCl22CH3NH2，与丙酮生成CaCl22（CH3）2CO 等， 因此不能作为上述各类有机物的干燥剂，可以用氯化钙脱水的有机物有烃类、卤代烃类、醚类。对沸点较高的有机物，干燥后应将干燥剂滤出，不可一起加热蒸馏，以免被吸去的水分在加热时再度放出。3.生石灰价格便宜，来源方便，实验室常用它来干燥氨以及制备无水乙醇。不能用于干燥酸性物质或酯类。与水作用后生成不溶性的Ca（OH）2，对热稳定，在蒸馏前不必滤除 。4.无水硫酸镁白色粉末状，有很强的干燥能力，吸水作用迅速、效率高、价廉，吸水后形成带不同数目结晶水的硫酸镁MgSO4nH2O （n=1，2，4，5，6，7）。最终吸水产物为MgSO47H2O（48以上易分解）。由于其吸水较快，对各种有机物均不起化学反应，常用来干燥有机试剂。对热不稳定，在蒸馏前须滤除。5.五氧化二磷是所有干燥剂中干燥效力最高的。P2O5与水作用非常快，反应不可逆，但吸水后生成表面呈粘浆状磷酸，操作不便，且价格较贵。一般是先用其他干燥剂如无水硫酸镁或无水硫酸钠除去大部分水，残留的微量水分再用P2O5干燥。碱性物质或有羟基的化合物不宜用五氧化二磷来脱水。可用于干燥烷烃、卤代烃、卤代芳烃、醚等。6.金属钠金属钠有很强的吸水作用，常常用作醚类、苯等惰性溶剂的最后干燥。一般先用无水氯化钙或无水硫酸镁干燥除去溶剂中较多量的水分，剩下的微量水分可用金属钠丝或钠片除去。但金属钠不适用于能与碱起反应的或易被还原的有机物的干燥。如不能用于干燥醇（制无水甲醇、无水乙醇等除外）、酸、酯、有机卤代物、酮、醛及某些胺。含水量多的溶剂也不能用，因为钠遇水发生爆炸，易引起危险事故。7.无水硫酸钠白色粉末状，吸水后形成带10个结晶水的硫酸钠Na2SO410H2O（30以上易分解）。因其吸水容量大，且为中性盐，对酸性或碱性有机物都可适用，价格便宜，因此应用范围较广。但它与水作用较慢，干燥程度不高。当有机物中夹杂有大量水分时，常先用它来作初步干燥，除去大量水分，然后再用干燥效率高的干燥剂干燥。对热不稳定，在蒸馏前须滤除。8.苛性碱固体氢氧化钠（NaOH）和氢氧化钾（KOH）只适用于干燥碱性有机物如胺类等。因其碱性强，对某些有机物起催化反应，而且易潮解，故应用范围受到限制。不能用于干燥酸类、酚类、酯、酰胺类以及醛酮。四、食品干燥剂食品常用的干燥剂有生石灰和硅胶。硅胶是一种高微孔结构的含水二氧化硅，无毒、无味、无嗅，化学性质稳定，有较强的吸水性，但成本较高。有些食品企业为节约成本，用的是生石灰干燥剂。生石灰具有强碱腐蚀性，经常发生伤害小孩或老人眼睛的事件，并且遇水发生急剧化学反应，可瞬间释放出大量热量，可能发生爆炸，目前已逐渐被淘汰。第 3 页