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实验室常用的提纯与分离方法速览

2021,04,12


提纯是指将混合物净化除去其杂质,得到混合物中的主体物质,提纯后的杂质不必考虑其化学成分和物理状态。混合物的分离方法有许多种,但根据其分离本质可分为两大类:化学分离法与物理分离法,下面就混合物化学分离及提纯方法归纳。

分离与提纯的原则

1、引入的试剂一般只跟杂质反应;

2、后续的试剂应除去过量的前加的试剂;

3、不能引进新物质;

4、杂质与试剂反应生成的物质易与被提纯物质分离;

5、过程简单,现象明显,纯度要高;

6、尽可能将杂质转化为所需物质;

7、除去多种杂质时要考虑加入试剂的合理顺序;

8、如遇到极易溶于水的气体时,要防止倒吸现象的发生。

概念区分

1、清洗:

从液体中分离密度较大且不溶的固体,分离沙和水;

 

2、过滤:

从液体中分离不溶的固体,净化食用水;

 

3、溶解和过滤:

分离两种固体,一种能溶于某溶剂,另一种则不溶,分离盐和沙;

 

4、离心分离法:

从液体中分离不溶的固体,分离泥和水;

 

5、结晶法:

从溶液中分离已溶解的溶质,从海水中提取食盐;

 

6、分液:

分离两种不互溶的液体,分离油和水;

 

7、萃取:

加入适当溶剂把混合物中某成分溶解及分离,萃取水溶液中的碘;

 

8、蒸馏:

溶液中分离溶剂和非挥发性溶质,海水中取得纯水;

 

9、分馏:

分离两种互溶而沸点差别较大的液体,液态空气中分离氧和氮;石油的精炼;

 

10、升华:

分离两种固体,其中只有一种可以升华,分离碘和沙;

 

11、吸附:

除去混合物中的气态或固态杂质,活性炭除去黄糖中的有色杂质。

分离和提纯常用的化学方法

1、加热法

当混合物中混有热稳定性差的物质时,可直接加热,使热稳定性差的物质分解而分离出去。如,NaCl中混有NH4ClNa2CO3中混有NaHCO3等均可直接加热除去杂质。

 

2、沉淀法

在混合物中加入某种试剂,使其中一种以沉淀的形式分离出去的方法。使用该方法一定要注意不能引入新的杂质。若使用多种试剂将溶液中不同微粒逐步沉淀时,应注意后加试剂的过量部分除去,最后加的试剂不引入新的杂质。如,加适量的BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4

 

3、酸碱法

被提纯的物质不与酸碱反应,而杂质可与酸碱反应,用酸碱作除杂试剂。如用盐酸除去SiO2中的CaCO3,用氢氧化钠溶液除去铁粉中的铝粉等。

 

4、氧化还原法

如果混合物中混有还原性杂质,可加入适当的氧化剂使其被氧化为被提纯物质。如将氯水滴入混有FeCl2FeCl3溶液中,以除去FeCl2杂质;同样如果混合物中混有氧化性杂质,可加入适当的还原剂使其被还原为被提纯物质。如将过量的铁粉加入混有FeCl3FeCl2溶液中,以除去FeCl3杂质。

5、转化法

不能通过一次达到分离目的的,需要经过多次转化,将其转化成其它物质才能分离,然后再将转化的物质恢复为原物质。如分离Fe3+和Al3+时,可加入过量的NaOH溶液,生成Fe(OH)3NaAlO2,过滤后,再加入盐酸重新生成Fe3+和Al3+。在转化的过程中尽量减少被分离物质的损失,而且转化物质要易恢复为原物质。

 

6、调节PH

通过加入试剂来调节溶液的pH,使溶液中某组分沉淀而分离的方法。一般是加入相应的难溶或微溶物来调节。如,在CuCl2溶液中含有FeCl3杂质,由于FeCl3的水解,溶液是酸性溶液,就可采用调节pH的方法将Fe3+沉淀出去,为此,可向溶液中加入CuOCu(OH)2CuCO3Cu2(OH)2CO3

 

7、电解法

利用电解原理来分离提纯物质,如,电解精炼铜,就是将粗铜作阳极,精铜作阴极,用含铜离子的溶液作电解液,在直流电的作用下,粗铜中比铜活泼的杂质金属失去电子,在阴极只有铜离子得到电子析出,从而提纯了铜。

 

来源:实验与分析

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