化学试剂变质的原因

化学试剂在贮藏过程中是否变质是由两个凶素决定的：第一是由试剂结构所决定的物理性质和化学性质；第二是促使试剂变质的环境条件。因此，如欲防止试剂变质，就应该了解试剂结构和性质之问的一般规律，并杜绝造成试剂变质的客观因素。此处所指环境条件乃指试剂贮藏处的温度、光照以及介质。通常介质为空气以及混有的杂质。空气中除了常见的O2、CO2、水蒸气以外，实验室和贮藏室的空气中还有各种试剂挥发、扩散到空气中的蒸气，如HCl、HN03、NO2、H2S、S02、Br2等，以及由地面飞逸到守气中的尘埃(有机物和无机物)和微生物等。试剂变质的过程可以是物理变化，也可以是化学变化。常见的试剂变质和损耗有以下几种。331 挥发 挥发指液态试剂或试剂溶液释出试剂蒸气的现象。这类试剂的相对分子质量较小、沸点较低，在常温下容易蒸发。其水溶液称为挥发性溶质的溶液。如液溴、盐酸、硝酸、氨水以及低碳数的各类有机物质。液态试剂的挥发可造成试剂的损耗和空气的污染，而试剂溶液的变化还使试剂的浓度规格发生变化。332 升华 固态试剂不经液态直接变为气态的现象叫升华。这类试剂的晶体为升华能较小的分子晶体。贮藏室中应该注意的是那些常温下即可升华的试剂。如碘的升华会造成碘的损耗和空气的污染。333 潮解 固态试剂吸收水蒸气变成溶液的现象叫潮解。这类试剂大多为可溶性化合物(阳离子半径远小于阴离子的化合物或阴阳离子半径相近而阳离子电荷较低的化合物)，当环境中水蒸气压力大于该化合物水化物的水蒸气压力时，试剂就吸收水蒸气而溶解。例如，NaOH、As2O5、CrO3、Na2S、FeCl36H2O、硫氰酸盐等试剂很易潮解，从而影响试剂的规格。334 稀释 试剂溶液吸收水蒸气变成稀溶液的现象叫稀释。当环境中水蒸气压力大于试剂水溶液的蒸气压时，试剂水溶液就会吸收水蒸气而稀释。例如，H2SO4、H3PO4等各种浓溶液以及无水乙醇、甲醇、甘油等皆会发生这种现象，稀释现象也影响试剂的规格。335 风化 含水晶体失去结晶水变为粉末状物质的现象叫风化。这类试剂亦系可溶性化合物，但是当环境中水蒸气压力小于该含水晶体的水蒸气压力时，试剂晶体就失去结晶水而变为结晶水分子数较少的含水晶体或无水物质。例如，Na2CO310H2O、ZnSO47H2O、MnSO44H2O、Na2S2O35H2O、Na2SO410H2O等试剂极易风化，从而影响试剂的规格。336 浓缩或析晶 浓缩或析晶指试剂溶液逸出水蒸气变成浓溶液甚至析出晶体的现象。当环境中水蒸气压力小于试剂水溶液的蒸气压力时，试剂溶液就会逸出水蒸气而浓缩或析出晶体，各种试剂溶液皆有这种现象。浓缩或析晶也影响试剂的规格。337 水解 水解指物质与水发生复分解反应。这类试剂大多为具有共价键且键的极性又比较大的化合物。例如，强酸弱碱盐、强碱弱酸盐以及有机酰基化合物(如酯、酰卤、酰胺等)、过渡元素卤化物，如T1Cl4、FeCl3，非过渡元素卤化物，如BeCl2、A1Cl3、SnCl2、BiCl3等，都非常容易水解，它们或是电荷高、半径小的阳离子化合物，或是非稀有气体型阳离子的化合物。这类试剂易吸收水分而变质。338 氧化 氧化指由低价态试剂变为高价态试剂的反应。标准电极电位低的低价态试剂(常以低、亚字命名，如硫酸亚铁、亚硫酸钠；活泼金属，如Na、K、Ca、Mg；活泼非金属，如P，以及强还原性有机试剂等)易被卒气中的氧气和具有氧化性的杂质所氧化，从而使试剂变质。339 碳酸化 化学试剂与空气中二氧化碳结合而变质的现象称为碳酸化。例如，氢氧化钾、氢氧化钠、氧化镁等吸收二氧化碳后变为碳酸盐；氧化钙、氧化锌等也易发生碳酸化；漂白粉吸收二氧化碳放出氯气使效力降低。3310 还原 还原指由高价态试剂变为低价态试剂的反应。标准电极电位高的高价态试剂以固态形式存在时，一般讲在空气中是比较稳定的，但是以溶液形式存在时，就容易吸收空气中的还原性杂质如S02、HzS和有机尘埃等而变质。3311 燃烧和爆炸 发光、发热的激烈化学反应叫做燃烧，迅速产生高压气体的激烈燃烧叫做爆炸。燃烧和爆炸按其本质来说是一种激烈的氧化反应。强还原性物质黄磷(白磷)与空气中的氧气接触时，碳化钙、金属钾和金属钠与水接触时，均可自动着火。大多数有机物质尤其是低闪点的可燃性液体，点火时可以起火燃烧。可燃性气体与空气或氧气的混合气体(达一定体积比时)点火可以引起爆炸。若干固态试剂如苦味酸和三硝基苯在加热或撞击时，即可引起爆炸。试剂的燃烧和爆炸可以造成实验室和贮藏室的重大事故。331 2 分解 分解指一种物质变为几种物质的反应。分解反应可因温度升高而加剧。二元化合物的热稳定性与键能有关。例如，碘化物比溴化物不稳定。有些含氧酸盐，如硝酸盐、氯酸盐和高锰酸盐在加热时可放出氧而对易燃物发生危险，因此，这些试剂应该与易燃物隔离贮藏。有的分解反应还可因光照而加剧，如银、高汞和亚汞的化合物。分解反应足试剂变质的常见的原因之一。331 3 聚合和缩合 小分子合并为大分子的反应叫聚合，如在合并成大分子的过程中放出小分子的叫做缩合。含有双键或三键的有机物质容易发生聚合，例如，甲醛溶液和氰化钾等试剂会聚合。电荷高、半径小的中心离子形成的含氧酸盐的溶液则可因缩合而析出多酸盐沉淀，例如，钼酸铵溶液可以析出四钼酸铵沉淀。甲醛的聚合物聚甲醛可加热重新变为甲醛，而许多的试剂聚合和缩合却往往是不可逆转的变化。3314 光化学反应 光照可以加快化学反应的进行。前面所提到的银盐的分解是光化学分解反应。此外，尚有光化学氧化反应，如苯甲醛被空气氧化成苯甲酸，在空气中能进行光化学氧化反应的尚有联苯胺、邻苯二酚、-萘酚等。331 5 失活 失活指具有活性的生化试剂变为没有活性的物质。例如，酶试剂，这类试剂可因贮藏温度过高或贮藏时间过长而失去活性。3316 发霉 发霉指化学试剂中霉菌繁殖的现象。许多生化试剂，如碳水化合物、酯类和蛋白质类试剂以及若干含氮、硫的无机试剂在一定湿度