一、分離提純的基本原則
把物質(zhì)中混有的雜質(zhì)除去而獲得純凈物叫提純;將相互混在一起的不同物質(zhì)彼此分開而得到相應(yīng)組分的各純凈物叫分離.在解答物質(zhì)分離提純試題時,選擇試劑和實驗操作方法應(yīng)遵循三個原則:
1.不能引入新的雜質(zhì).即分離提純后的物質(zhì)應(yīng)是純凈物,不能有其他物質(zhì)混入其中.
2.分離提純后的物質(zhì)狀態(tài)不變.
3.實驗過程和操作方法簡單易行.即選擇分離提純方法應(yīng)遵循先物理后化學(xué),先簡單后復(fù)雜的原則.
二、分離提純方法的選擇思路
分離提純方法的選擇思路是根據(jù)分離提純物的性質(zhì)和狀態(tài)來定的.具體如下:
1.分離提純物是固體(從簡單到復(fù)雜方法) :加熱(灼燒、升華、熱分解) ,溶解,過濾(洗滌沉淀) ,蒸發(fā),結(jié)晶(重結(jié)晶) ,電精煉.
2.分離提純物是液體(從簡單到復(fù)雜方法) :分液,萃取,蒸餾.
3.分離提純物是膠體:鹽析或滲析.
4.分離提純物是氣體:洗氣.
說明:(1) 蒸發(fā)與結(jié)晶
蒸發(fā)與結(jié)晶方法都可以將溶液中溶質(zhì)以固體形式析出,具體采用何種方法,取決于溶質(zhì)的性質(zhì)和溶質(zhì)的溶解度.
①溶質(zhì)的溶解度:蒸發(fā)一方面由于溶劑的減少,析出溶質(zhì),另一方面由于溶液溫度的升高再溶解溶質(zhì),要使蒸發(fā)過程析出較多固體溶質(zhì),溶質(zhì)的溶解度隨溫度升高應(yīng)變化不大或減少,所以將溶液蒸發(fā)提純出的固體是溶解度隨溫度升高變化不大或減少的物質(zhì).結(jié)晶(一般指降溫結(jié)晶) 要析出較多的固體,溶質(zhì)的溶解
度隨著溫度升高增加很快,這樣才有可能從不飽和的熱溶液降到低溫時,析出固體,故將溶液降溫結(jié)晶提純出的固體是溶解度隨溫度升高增加很快的物質(zhì).例如NaCl 和NaOH 混合溶液,如果將混合溶液蒸發(fā)一段時間,析出的
固體是NaCl ,母液中是NaOH 和少量NaCl .如果將混合溶液降溫,使溶質(zhì)以晶體析出,則析出的固體是NaOH ,母液中是NaCl 和少量NaOH.
②溶質(zhì)的性質(zhì):溶液的溫度升高,溶液中溶質(zhì)可能要發(fā)生反應(yīng)變質(zhì),下列二種情況不能用蒸發(fā)方法,應(yīng)選擇結(jié)晶方法.
其一:溶質(zhì)在受熱時易分解.
如AgNO3 、Ca (HCO3) 2 、KMnO4 等,當(dāng)然,
若能使水的蒸發(fā)溫度低于溶質(zhì)的分解溫度,還可以用蒸發(fā)方法的,像NaHCO3 溶液在低溫低壓下蒸干,得到的是固體NaHCO3 .
其二:鹽水解產(chǎn)物中有揮發(fā)性的酸生成的.
如FeCl3 、AlCl3 、Cu (NO3) 2 等溶液,在蒸發(fā)時,因HCl 、HNO3 的揮發(fā),促進(jìn)了鹽的水解,最后得到的固體是水解產(chǎn)物的分解產(chǎn)物Fe2O3 、Al2O3 、CuO.像Al2 ( SO4 ) 3 、NaAlO2 、Na2CO3等鹽溶液,雖然也發(fā)生水解,產(chǎn)物中Al (OH) 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是揮發(fā)性物質(zhì),在蒸發(fā)時,抑制了鹽的水解,最后得到的是溶質(zhì)不變的固體.
(2) 萃取與蒸餾
萃取與蒸餾是用于互溶液體混合物的分離提純方法.為了能更好地分離和提純,往往在蒸餾之前加入一種試劑,使其中一些物質(zhì)轉(zhuǎn)化為非揮發(fā)性的鹽