明矾的制备及其定性检测

明矾的制备及定性检测序言(a)明矾的特点明矾(水合硫酸铝钾，KAl(SO4)212H2O或K2SO4Al2(SO4)324H2O，英语名称aluminum potasium sulfate doechydrate)是明矾、钾和无色立方体晶体，外形经常形成八面体或立方体、钻石十二面体和凝聚体，111面附着在有玻璃光泽的容器壁上，如6键盘；密度1.757g/cm3，熔点92.5；在64.5 时失去9个分子结晶水，在200 时失去12个分子结晶水，溶于水，不溶于乙醇。(b)明矾的用途用净水器明矾明矾可以电离水中的两种金属离子：kal(SO4)2 k Al3 2 so42-Al3容易水解，形成凝胶状的氢氧化铝：Al3 3h2oal(oh)3 3h(可逆)氢氧化铝胶体粒子表面积大，吸附力强，能吸附水中悬浮的杂质，产生沉淀，净化水。2.用明矾作为灭火剂泡沫灭火器约包含1 mol-1的明矾溶液和1 mol-1的NaHCO3(小苏打)溶液(包括发泡剂)，两种溶液的体积比约为1133692。明矾超额是为了充分反应灭火器里的小苏打，为消化目的释放足够的二氧化碳。2kal(SO4)212 H2O 6 nah co 3 k2so 4 3n a2 so 4 2al(oh)3 6co 2-24 H2O以明矾为膨胀剂用油炸棒(蛋糕)或膨化食品在面粉中加入小苏打，加入明盘，小苏打会释放两倍以上的二氧化碳，比同时加入小苏打，在热油盘中，欧罗巴(蛋糕)会一下子膨胀。2kal(SO4)212 H2O 6 nah co 3 k2so 4 3n a2 so 4 2al(oh)3 6co 2-24 H2O2 nah co 3 Na2 co 3 CO2H2O药吃名饼明矾冷味酸，有很强的收敛效果。中医认为，明矾具有解毒杀虫、爆炸湿止痒、止血腹泻、清理消痰的功效，还可用于治疗高脂血症、十二指肠溃疡、肺结核咯血和其他疾病。最近几年，发现明矾具有抗菌、抗阴道滴虫等效果。5.其他角色明矾还可以用于制造铝盐、油漆、鞣制材料、媒染剂、造纸、防水剂等。(c)名义上的危险近年来铝对人体有害。明矾的化学成分是硫酸铝钾，含有铝离子，因此过量摄入会影响人的铁、钙吸收，也会影响骨质疏松症、贫血、神经细胞发育。使用明矾作为食品添加剂时，一般不会排出体外，对人体永远保持镇静。明班杀死脑细胞，提前诱发脑萎缩或痴呆等，影响智力，对生命几乎没有影响，其副作用也很大。因此，一些营养专家建议，要尽量少吃含有明矾的食物。而且，长期饮用用明矾净化过的水，也有可能成为阿尔茨海默病的原因。因此，不再主张使用明矾作为净水器。2003年世界卫生组织将名盘列为有害食品添加剂。我国30多年前开始禁止使用铝餐具和名盘作为食品添加剂，但近年来，这种认识减弱，明盘的利用率提高。实验原理本实验使用回收饮料铝罐制造明矾。(a)明矾的合成走在路上会发现废弃的饮料罐。其中铝罐是不容易分解的废弃物之一，平均寿命约为100年。铝是地壳中含量第三高的元素，并不意味着必须找出回收利用的方法。通常回收的铝罐大部分加热融化后，再用作其他铝产品。在这个实验中，通过一系列化学反应，将废弃的罐变成具有干净水功能的明矾，以了解铝的化学性质。铝是一种活跃的金属，其表面空气中的氧反应会产生致密的氧化5保护膜，因此在空气中是稳定的。稀酸反应慢，碱性溶液溶解此氧化层，进一步与铝反应形成al(oh)4，溶于碱液：2al(s)2k oh(AQ)6h2o(l)2k(AQ)2al(oh)4-(AQ)3 H2(g)(1)在胃(1)溶液中添加酸，首先产生白色毛状蛋(oh) 3沉淀。al(oh)4-(AQ)h(AQ)al(oh)3(s)H2O(l)(2)继续添加酸，蛋(oh) 3 (s)变成蛋3，溶于酸：al(oh)3(s)3h(AQ)Al3(AQ)3h2o(l)(3)KAl(SO4)212H2O可以通过加热包含牛42-、Al3和k的溶液并从过饱和溶液中结晶出来，在适当条件下成长为相当大的晶体。不同温度下明矾、硫酸铝、硫酸钾的溶解度(/100gH2O)如下表所示。温度T/K273283293303313333353363KAl(SO4)212H2O/g3.003.995.908.3911.724.871.0109Al2(SO4)3 /g31.233.536.440.445.859.273.080.8K2SO4/g7.49.311.113.014.818.221.422.9(b)再结晶分离、纯化和改性技术1.再结晶分离纯化如果溶液中的物质大于溶解度，则一旦形成过饱和溶液，就会在溶液中沉淀，固体沉淀。在相同的条件下，不同物质的溶解度不同，因此可以使用此特性对物质进行分离、提炼。这称为再结晶法。最常用的结晶分离技术有两种，一种是改变温度或蒸发溶剂，降低溶质溶解度，将溶液用过饱和和溶质晶体析出。二是在溶液中添加另一种溶质不溶性溶剂，减少溶质在混合溶剂中的溶解度并结晶。明矾的溶解度受温度的影响很大，因此本实验主要利用明矾在热水中溶解度很高的冷水特性，通过溶剂再结晶得到明矾晶体，用冷却热饱和溶液的方法进行冷却。单晶培养晶体有一定的几何形状，有固定的熔点，各向异性等特征。晶体生成的一般过程是老师形成核后，再逐渐生长。一般认为液体或气象上的晶体生长有三个阶段。介质达到过饱和，过冷阶段。成核阶段；成长阶段。晶体在生长过程中受涡流、温度、杂质、粘度、结晶速度等外部条件的影响。晶体生长的方法有多种，溶液只需蒸发水分。对于气体，必须降低到凝固点的温度。液体也冷却成固体。溶液中晶体的结晶方法溶液达到过饱和时，晶体沉淀如下。降低温度。大部分溶质的溶解度随着温度的降低而减少，溶液达到过饱和，沉淀溶质。例如，岩浆期后的热液离开岩浆源，温度逐渐降低，各种矿物晶体陆续析出。通过天然盐湖卤水蒸发等水分(溶剂)蒸发制造海盐，通过蒸发减少溶剂量，溶液达到过饱和，析出结晶。通过化学反应生成不溶性物质(晶体)。必须说明，这种决定法一般不适合制造单晶的大决定。因为溶液中的化学反应快，产生小晶体，很难长成大晶体。影响晶体生长的因素决定晶体生长形态的因素是内因和外因。影响晶体生长速度的内部因素主要包括溶液的过饱和率、pH值、环境上的成分、溶剂、杂质等。同一种类的决定在不同的条件下成长，决定形式可能会不同。影响晶体生长的外部因素主要是涡流、温度、杂质、粘度和结晶速度。同一种晶体在同一生长系统中压力、浓度、温度等外部因素的变化也会影响晶体生长的速度和晶体形状。影响晶体生长的外部因素有多种，如晶体析出的顺序，也影响晶体形态，第一个析出有更多的自由空间，晶体形态完整，成为自我结晶型。长大后形成反自我决定或他的决定。同一矿物的自然结晶在不同的地质条件下形成时，形态上物理性质的上部可能会显示不同的特征，这些特征表示晶体的生长环境，称为公称特性。晶体的溶解和再生(1)晶体的溶解将晶体放在不饱和溶液中，晶体开始溶解。这些地方与溶剂接触的机会很多，所以溶解得比其他部分快，如果明矾的八面体溶解，就会变成类似球体的八面体。(2)晶体的再生损坏或溶解的晶体是能在适当环境下复原的多面体形式，这称为晶体的再生。溶解和再生不是简单的可逆过程。晶体熔化时，溶解速度随着方向逐渐变化，因此晶体溶解可能接近球体。当晶体再生时，生长速度会随着方向而急剧变化，晶体可能会重新回到几何多面体形式。总结，基于晶体生长的热力学相图和生长动力学的知识，在明矾溶液中准备沉淀物晶体需要探讨适当的条件。将明矾溶解在一定量的蒸馏水中，形成饱和溶液，随着温度降低，溶剂蒸发，溶液到达过饱和，析出明矾晶体，继续生长。实验用品仪器：100cm3燃烧器，玻璃漏斗，漏斗架，布内尔漏斗，萃取瓶，蒸汽碟，表盘，玻璃条，试管，表刻度，电加热组，温度计，磁搅拌器。试剂：KOH (2 mol-1)、n H3 H2O (6 mol-1)、h2so 4(133601)、HAC (6 mol-1)、bacl 2 (1 mol-1)材料：废铝(铝牙膏皮、铝合金罐、罐、铝线等)、pH试纸、涤纶线。实验阶段(a) KAl(SO4)212H2O的制造1.切割大约4厘米的铝片，内部和外部表面都用砂纸摩擦，然后切成小块。注：废铝原料必须清洁表面杂质。要注意不要切铝片。带上大约1 g铝片，记录准确的重量。NaAl(OH)4的准备将铝片放入100 mL烧杯中，然后添加30 mL的2 mol-1 KOH (AQ)。在通风柜中使用水浴加热，加快反应速度。反应结束后趁热减压过滤。注：铝碎片和KOH反应产生氢(氢和空气混合后容易爆炸)，并伴随恶臭，因此必须在通风柜里进行，不要靠近火器。在反应过程中，观察铝碎片在水中周期性上升(上下起伏)的现象，并试图说明原因。如果氢不再出来，则表示反应完整。氢氧化铝的生成和溶解将萃取瓶的净化滤液倒入100毫升烧杯，加热的同时，慢慢滴下9毫升-1 h2so 4溶液(1:1 H2SO4)，沉淀全部溶解。注意：将硫酸溶液滴入产生白色沉淀，继续加热和滴入硫酸溶液，先增加白色沉淀，然后逐渐减少到完全溶解，溶液变成无色透明。怎么了？5.步骤4的净化溶液(此时溶液中包含Al3，k，SO42-，H2O)将蒸发浓缩到约30 mL的体积，然后用常温自然冷却，如果没有结晶生成，则使用bolba光划痕壁诱导结晶；通过冰水浴冷却，降低温度，使明盘完全结晶。6.减压过滤用明矾晶体，10mL 1:1的水-醇混合溶液清洗晶体两次，泵送，然后用滤纸吸晶体，计量计量，计算产量。(b)明矾产品的定性测试确认产品为硫酸盐、铝盐和钾盐。将少量产品溶于水，使HAc溶液(6 moll-1)略微酸性(pH=67)分成三部分。(1) Na3Co(NO2)6加入几滴溶液，如果试管里有黄色沉淀物，就表示k存在。(。(2)加入几滴铝试剂，摇一摇，放一会儿，然后将n H3 (H2O 6 moll-1)碱化，放入水中加热，例如用红色沉淀，据说Al3存在。(3)加1滴BaCl2，2滴6mol-1 HCl；搅拌，白色晶体沉淀生成表明SO42-存在。(c)明矾的整数将一定量的明矾放入稍微浑浊的水中观察实验现象，思考明矾净水的原理。(d)明矾单晶培养(本实验可操作)图1是溶液的溶解度曲线。要使晶体从溶液中析出，原则上有两种方法。以图1中的溶解度曲线为例，溶解度曲线和曲线下面的不饱和区域。从不饱和区域a点状态的溶液中沉淀结晶的一种方法是使用保持恒定浓度和降低温度的冷却方法。另一种方法是使用保持温度不变、提高浓度的蒸发方法。这样溶液的状态就进入了线上方区域。进入这个地区，通常会产生核并生长。但是有些物质，在一定条件下，在这个地区，在溶液中没有沉淀晶体，而是成为过饱和溶液。但是过度饱和是有界限的，到达某一界限后，会产生一些新的震动，有更多的晶体析出(图中表示过度饱和界限的，这种曲线称为过度溶解度曲线)。和之间的区域是半稳定区域。要使晶体在大地上生长得更好，溶液必须在准稳定区域，使微小的晶体没有析出，慢慢生长。KAl(SO4)212H2O是正八面体晶体。要获得边缘完整透明的单晶体，如果溶液的浓度在适当的过饱和亚稳态区域，种子系(种子种)就必须充分生长。本实验将室温下饱和的溶液在室温下静置，通过溶剂的自然挥发，形成溶液的准稳定状态，人为地投入种子，逐渐长成单晶。1.种子晶体的生长和选择根据KAl(SO4)212H2O的溶解度，取10g明矾并加入适量的水，加热到固体完全融化，自然冷却到常温。然后放在不易振动的地方，在燃烧器孔上放上玻璃棒，在上面盖上滤纸，防止灰尘掉落。放一天，杯子底部就会沉淀出小晶体，其中结晶型完成的种子可以挑选使用，同时溶液过滤后留下使用。晶体的