㈠ 高中化學實驗室事故的預防和處理越全面越好,包括防倒吸裝置的圖和原理
1、.葯劑取用
(1)使用儀器:
固(塊狀)鑷子(粉狀)角匙, 液 量筒,滴管,滴定管
取用方法:固 一橫二放三慢豎 ,液 傾倒 口對口標簽對手心,滴加 滴管潔凈,吸液不太多,豎直懸滴
(2)定量取用儀器:用 天平量筒,不定量用最少量為 液1-2ml 固鋪滿試管底
(3)取完後 蓋上蓋子,放回原處 用剩葯品 不可放回原處(白磷、金屬鈉鉀除外)
(4)特殊試劑取用
白磷:用鑷子夾住白磷,用在小刀水下切割
金屬鈉鉀:用鑷子取出後,用濾紙吸去煤油,放在玻璃片上用小刀切割黃豆或綠豆大小
取用試劑不能 用手接觸葯品 不能 直聞氣味 不能 嘗味道
2、儀器洗滌
基本方法:先注入少量水,振盪倒掉,沖洗外壁,若仍有污跡,刷洗或用洗滌液處理。最後用蒸餾水沖洗。
洗凈的標准:內壁均勻附著一層水膜,不聚成水滴,不凝成股
儀器洗滌的方法:根據儀器沾有污痕的性質,選擇適當的試劑溶解而除去。常用的有:酸洗、鹼洗、氧化劑洗、溶劑洗等。
特殊污跡的洗滌舉例:
(1)內有油脂的試管 NaOH溶液 或洗衣粉或汽油
(2)附有銀鏡的試管 HNO3溶液
(3)還原CuO後的試管 硝酸
(4)粘有硫磺、白磷、碘的試管 CS2
(5)久置KMnO4溶液的試劑瓶 濃鹽酸
(6)熔化硫的試管 NaOH溶液或CS2
(7)久置石灰水的試劑瓶 鹽酸
(8)熔化苯酚的試管 酒精或NaOH溶液
(9)盛放乙酸乙酯的試管 NaOH溶液 酒精
(10)做過Cl—,Br—檢驗的試管 氨水
3、試紙的使用
常用試紙及用途:
紅色石蕊試紙 測試鹼性試劑或氣體
藍色石蕊試紙 測試酸性試劑或氣體
KI澱粉試紙 測試氧化性氣體
PH試紙 測試溶液酸鹼性
使用方法:檢驗溶液 取試紙放在表面皿上,玻棒蘸取液體,沾在試紙中心,觀察顏色的變化,判斷溶液的性質。
檢驗氣體 用鑷子夾取或粘在玻璃棒的一端,先用水濕潤,再放在氣體中,觀察試紙的顏色變化情況來判斷氣體的性質。
試紙的種類很多。常用的有紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙、PH試紙、澱粉碘化鉀試紙和品紅試紙等。
注意:使用PH試紙不能用蒸餾水潤濕。
4、溶液的配製
(l)配製溶質質量分數一定的溶液
計算:
稱量:
溶解:
(2)配製一定物質的量濃度的溶液
計算:
稱量
溶解:將固體或液體溶質倒入燒杯中,加入適量的蒸餾水(約為所配溶液體積的1/6),用玻璃棒攪拌使之溶解,冷卻到室溫後,將溶液引流注入容量瓶里。
洗滌(轉移):用適量蒸餾水將燒杯及玻璃棒洗滌2-3次,將洗滌液注入容量瓶。振盪,使溶液混合均勻。
定容:繼續往容量瓶中小心地加水,直到液面接近刻度2-3m處,改用膠頭滴管加水,使溶液凹面恰
好與刻度相切。把容量瓶蓋緊,再振盪搖勻。
5.過濾 過濾是除去溶液里混有不溶於溶劑的雜質的方法。
(1)儀器 漏斗 燒杯 鐵架台 玻棒 (濾紙)
(2)過濾時應注意:
a、一貼二低三靠
①一貼:將濾紙折疊好放入漏斗,加少量蒸餾水潤濕,使濾紙緊貼漏斗內壁。
②二低:濾紙邊緣應略低於漏斗邊緣,加入漏斗中液體的液面應略低於濾紙的邊緣。
③三靠:向漏斗中傾倒液體時,燒杯的夾嘴應與玻璃棒接觸;玻璃棒的底端應和過濾器有三層濾紙處輕輕接觸;漏斗頸的末端應與接受器的內壁相接觸,例如用過濾法除去粗食鹽中少量的泥沙。
b、若要得到純凈的沉澱或需稱量沉澱的質量,則需對沉澱進行洗滌:洗滌的原因是洗去沉澱表面的可溶性物質;洗滌的方法是:用蒸餾水浸洗濾紙上的固體,待流完後,重復若干次,直至洗凈。
c、沉澱是否洗凈的檢查:(檢驗溶液中含量較多且易檢驗的離子,以含較多的SO42-為例)取新得到的洗出液少許,滴入用鹽酸酸化的BaCl2 溶液 ,若沒有白色渾濁出現,則說明沉澱已洗凈,若有白色渾濁出現,則說明沉澱沒有洗凈。
d、反應時是否沉澱完全的檢查:取沉澱上層清液,加入沉澱劑,若不再有沉澱產生,說明沉澱完全。
6.蒸發和結晶 蒸發是將溶液濃縮、溶劑氣化或溶質以晶體析出的方法。結晶是溶質從溶液中析出晶體的過程,可以用來分離和提純幾種可溶性固體的混合物。結晶的原理是根據混合物中各成分在某種溶劑里的溶解度的不同,通過蒸發減少溶劑或降低溫度使溶解度變小,從而使晶體析出。加熱蒸發皿使溶液蒸發時、要用玻璃棒不斷攪動溶液,防止由於局部溫度過高,造成液滴飛濺。當蒸發皿中出現較多的固體時,即停止加熱,
7.蒸餾 蒸餾是提純或分離沸點不同的液體混合物的方法。用蒸餾原理進行多種混合液體的分離,叫分餾。
操作時要注意:
①在蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片,防止液體暴沸。
②溫度計水銀球的位置應與支管底口下緣位於同一水平線上。
③蒸餾燒瓶中所盛放液體不能超過其容積的2/3,也不能少於l/3。
④冷凝管中冷卻水從下口進,從上口出。
⑤加熱溫度不能超過混合物中沸點最高物質的沸點,例如用分餾的方法進行石油的分餾。
8.分液和萃取 分液是把兩種互不相溶、密度也不相同的液體分離開的方法。萃取是利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同,用一種溶劑把溶質從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來的方法。選擇的萃取劑應符合下列要求:和原溶液中的溶劑互不相溶;對溶質的溶解度要遠大於原溶劑,並且溶劑易揮發。
(1)儀器
分液漏斗
燒杯
(2)萃取操作
在分液漏斗中加溶液和萃取劑,右手堵住漏鬥上口塞,左手握活塞,倒轉用力振盪,放氣,正立放鐵圈上靜置
萃取劑選擇:1與原溶劑互不相溶、互不反應2溶質在其中溶解度比原溶劑大得多
(3)分液操作 讓分液漏斗下端緊靠燒杯內壁,打開分液漏鬥上口玻璃塞,打開活塞,讓下層液體從下面流出到分界面,再關閉活塞,上層液體由上口倒入另一燒杯
在萃取過程中要注意:
①將要萃取的溶液和萃取溶劑依次從上口倒入分液漏斗,其量不能超過漏斗容積的2/3,塞好塞子進行振盪。
②振盪時右手捏住漏鬥上口的頸部,並用食指根部壓緊塞子,以左手握住旋塞,同時用手指控制活塞,將漏鬥倒轉過來用力振盪。
③然後將分液漏斗靜置,待液體分層後進行分液,分液時下層液體從漏鬥口放出,上層液體從上口倒出。例如用四氯化碳萃取溴水裡的溴。
9.升華 升華是指固態物質吸熱後不經過液態直接變成氣態的過程。利用某些物質具有升華的特性,將這種物質和其它受熱不升華的物質分離開來,
10.滲析 利用半透膜(如膀胱膜、羊皮紙、玻璃紙等),使膠體跟混在其中的分子、離子分離的方法。常用滲析的方法來提純、精製膠體溶液。滲析的原理是擴散,要不斷更換燒杯中的蒸餾水或改為流水,以提高滲析的效果。
儀器 半透膜袋(如膀胱膜、羊皮紙、玻璃紙等)、燒杯、玻璃棒
鹽析 掌握蛋白質的鹽析和皂化反應中高級脂肪酸鈉鹽的鹽析
11各種裝置的氣密性檢查方法歸納
一、基本方法:
①受熱法:將裝置只留下1個出口,並先將該出口的導管插入水中,後採用微熱(手捂、熱毛巾捂、酒精燈微熱等),使裝置內的氣體膨脹。觀察插入水中的導管是否有氣泡。停止微熱後,導管是否出現水柱。
②壓水法:如啟普發生器氣密性檢查
③吹氣法
二、基本步驟:
①形成封閉出口
②採用加熱法、水壓法、吹氣法等進行檢查
③觀察氣泡、水柱等現象得出結論。
註:若連接的儀器很多,應分段檢查。
方法2:向導管口吹氣,漏斗頸端是否有水柱上升 用橡皮管夾夾緊橡皮管,靜置片刻,觀察長頸漏斗頸端的水柱是否下落若吹氣時有水柱上升,夾緊橡皮管後水柱不下落,說明氣密性良好。
化學實驗復習系列三:物質的提純分離、除雜和鑒別
知識再現:
對混合物分離、提純的基本要求:原理正確,操作簡便,少用試劑(主要成分)量不減少(或減少很少), 保護環境。
Ⅰ.混合物分離、提純常用的方法:
酸、鹼處理法:此法是利用混合物中各種組分酸鹼性不同,用酸或鹼處理,從而分離提純物質,
正鹽和與酸式鹽相互轉化法
沉澱法:
氧化還原法:此法是利用混合物中某種組分能被氧化(被還原)的性質來分離提純物質,
電解法:此法是利用電解原理來分離提純物質,如電解冶煉鋁;
吸附法:混合物中的某種組分易被某種吸附劑吸附,如用木炭使蔗糖溶液脫去有機色素
Ⅱ.常見物質除雜方法序號 原物 所含雜質 除雜質試劑 主要操作方法
1 N2 O2 灼熱的銅絲網 用固體轉化氣體
2 CO2 H2S CuSO4溶液 洗氣
3 CO CO2 NaOH溶液 洗氣
4 CO2 CO 灼熱CuO 用固體轉化氣體
5 CO2 HCI 飽和的NaHCO3 洗氣
6 H2S HCI 飽和的NaHS 洗氣
7 SO2 HCI 飽和的NaHSO3 洗氣
8 CI2 HCI 飽和的食鹽水 洗氣
9 CO2 SO2 飽和的NaHCO3 洗氣
10 炭粉 MnO2 濃鹽酸(需加熱) 過濾
11 MnO2 C -------- 加熱灼燒
12 炭粉 CuO 稀酸(如稀鹽酸) 過濾
序號 原物 所含雜質 除雜質試劑 主要操作方法
13 AI2O3 Fe2O3 NaOH(過量),CO2 過濾
14 Fe2O3 AI2O3 NaOH溶液 過濾
15 AI2O3 SiO2 鹽酸`氨水 過濾
16 SiO2 ZnO HCI溶液 過濾,
17 BaSO4 BaCO3 HCI或稀H2SO4 過濾
18 NaHCO3溶液 Na2CO3 CO2 加酸轉化法
19 NaCI溶液 NaHCO3 HCI 加酸轉化法
20 FeCI3溶液 FeCI2 CI2 加氧化劑轉化法
21 FeCI3溶液 CuCI2 Fe 、CI2 過濾
22 FeCI2溶液 FeCI3 Fe 加還原劑轉化法
23 CuO Fe (磁鐵) 吸附
24 Fe(OH)3膠體 FeCI3 蒸餾水 滲析
25 CuS FeS 稀鹽酸 過濾
26 I2晶體 NaCI -------- 加熱升華
27 NaCI晶體 NH4CL -------- 加熱分解
28 KNO3晶體 NaCI 蒸餾水 重結晶.
29 乙烯 SO2、H20 鹼石灰 加固體轉化法
30 乙烷 C2H4 溴的四氯化碳溶液 洗氣
31 溴苯 Br2 NaOH稀溶液 分液
32 甲苯 苯酚 NaOH溶液 分液
33 己醛 乙酸 飽和Na2CO3 蒸餾
34 乙醇 水(少量) 新制CaO 蒸餾
35 苯酚 苯 NaOH溶液、CO2 分液
Ⅲ.物質的鑒別專題總結
1.物理方法
觀察法:主要是通過觀察被鑒別物質的狀態、顏色等進行,如鑒別相同濃度氯化鐵和氯化亞鐵溶液溶液;
嗅試法:主要通過判斷有揮發性氣體物質的不同氣味來進行,如鑒別氨氣和氫氣;
水溶法:主要通過觀察鑒別物質在水中的溶解情況來進行,如鑒別碳酸鈉和碳酸鈣;
加熱法:主要適用於易升華的物質鑒別,如單質碘、萘的鑒別;(此方法在化學方法中也用到)
熱效應法:常用於某些物質溶於水後溶液溫度有明顯變化的物質,如銨鹽、濃硫酸、燒鹼的鑒別;
焰色法:常用於某些金屬或金屬離子的鑒別,如鉀鹽、鈉鹽的鑒別。
2.化學方法
加熱法:如碳酸氫鹽、硝酸鹽、銨鹽等鹽類及難溶性鹼等受熱易分解、結晶水合物的受熱失水等等;
水溶性(或加水)法:如無水硫酸銅遇水呈藍色,或其水溶液呈藍色,電石遇水有氣體放出等等;
指示劑測試法:常用石蕊、酚酞及pH試紙等來檢驗待鑒別溶液或液體的酸、鹼性,如等物質的量濃度的醋酸銨、氯化鋁、小蘇打、蘇打(用pH試紙);
點燃法:主要用於檢驗待鑒別氣體物質的助燃性或可燃性的有無,以及可燃物的燃燒現象、燃燒產物的特點等等,如乙炔燃燒產生大量黑煙,氫氣在氯氣中燃燒火焰呈蒼白色;
指示劑法:主要是利用待鑒別物質性質的差異性,選擇適合的試劑進行,如鑒別硫酸銨、硫酸鈉、氯化銨、氯化鈉四種溶液,可選用氫氧化鋇溶液;鑒別甲酸、甲醛、葡萄糖、甘油四種溶液,可選用新制氫氧化銅懸濁液,然後分別與其共熱;
分組法:當被鑒別的物質較多時,常選擇適合的試劑將被鑒別物質分成若干小組,然後再對各小組進行鑒別,如鑒別純鹼、燒鹼、水、氯化鋇、硫酸、鹽酸六種無色溶液(液體)時,可選用石蕊試液將上述六種溶液分成三個組(酸性、鹼性、中性),然後再對各組進行鑒別。
3.其他方法
只用一種試劑法:如只有蒸餾水和試管,鑒別以下幾種白色固體粉末,氫氧化鋇、無水硫酸銅、硫酸鈉、氯化鋁、氯化鈉時,先檢驗出硫酸銅,然後再依次鑒別出氫氧化鋇、硫酸鈉、氯化鋁、氯化鈉;
不同試劑兩兩混合法:如不用任何試劑鑒別下列四種無色溶液,純鹼、燒鹼、硫酸鋁、氯化鋇,分別取少量,任取一種與其餘三種溶液混合,記錄實驗現象;
兩種溶液自我鑒別法:如兩瓶失去標簽,外觀無任何區別的無色溶液,只知一瓶是鹽酸,一瓶是碳酸鹽,不用其他試劑進行鑒別。
化學實驗復習:氣體的制備
介面的連接
一般應遵循裝置的排列順序。對於吸收裝置,若為洗氣瓶則應「長」進(利於雜質的充分吸收)「短」出(利於氣體導出),若為盛有鹼石灰的乾燥管吸收水分和CO2,則應「大」進(同樣利用CO2和水蒸氣的充分吸收)「小」出(利於余氣的導出),若為排水量氣時應「短」進「長」出,排出水的體積即為生成氣體的體積。
1、氣體實驗裝置的設計
(1)裝置順序:制氣裝置→凈化裝置→反應或收集裝置→除尾氣裝置
(2)安裝順序:由下向上,由左向右
(3)操作順序:裝配儀器→檢驗氣密性→加入葯品→進行實驗
2、氣體發生裝置的類型
(1)設計原則:根據反應原理、反應物狀態和反應所需條件等因素來選擇反應裝置。
(2)裝置基本類型:
(4)裝置氣密性的檢驗
3、凈化、乾燥與反應裝置
(1)雜質產生原因:①反應過程中有揮發性物質,如用鹽酸製取的氣體中一般有HCl;從溶液中冒出的氣體中含有水氣。②副反應或雜質參加反就引起,如制乙烯時含SO2;乙炔中的H2S等。
(2)裝置基本類型:根據凈化葯品的狀態及條件來設計
(3)氣體的凈化劑的選擇
選擇氣體吸收劑的依據:氣體的性質和雜質的性質的差異。主要考慮的是吸收效果,而不是現象。選擇一種與雜質反應快而且反應完全的除雜劑。
一般情況下:①易溶於水的氣體雜質可用水來吸收;②酸性雜質可用鹼性物質吸收;③鹼性雜質可用酸性物質吸收;④水分可用乾燥劑來吸收;⑤能與雜質反應生成沉澱(或可溶物)的物質也可作為吸收劑。
選用吸收劑的原則:①只能吸收氣體中的雜質,而不能與被提純的氣體反應。②不能引入新的雜質。在密閉裝置中進行,要保持裝置氣體暢通。
(4)氣體乾燥劑的類型及選擇
常用的氣體乾燥劑按酸鹼性可分為三類:
①酸性乾燥劑,如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性乾燥劑能夠乾燥顯酸性或中性的氣體,如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等氣體。
②鹼性乾燥劑,如生石灰、鹼石灰、固體NaOH。鹼性乾燥劑可以用來乾燥顯鹼性或中性的氣體,如NH3、H2、O2、CH4等氣體。
③中性乾燥劑,如無水氯化鈣等,可以乾燥中性、酸性氣體,如O2、H2、CH4等。
在選用乾燥劑時,顯鹼性的氣體不能選用酸性乾燥劑,顯酸性的氣體不能選用鹼性乾燥劑。有還原性的氣體不能選用有氧化性的乾燥劑。能與氣體反應的物質不能選作乾燥劑,如不能用CaCI2來乾燥NH3(因生成 CaCl2·8NH3),不能用濃 H2SO4乾燥 NH3、H2S、HBr、HI等。
(5)氣體凈化與乾燥裝置連接次序
洗氣裝置總是進氣管插入接近瓶底,出氣管口略出瓶塞。乾燥管總是大口進,小口出氣。
一般情況下,若採用溶液作除雜試劑,則是先除雜後乾燥;若採用加熱除去雜質,則是先乾燥後加熱。對於有毒、有害的氣體尾氣必須用適當的溶液加以吸收(或點燃),使它們變為無毒、無害、無污染的物質。如尾氣Cl2、SO2、Br2(蒸氣)等可用NaOH溶液吸收;尾氣H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾氣CO可用點燃法,將它轉化為CO2氣體。
4、收集裝置
1、設計原則:根據氣體的溶解性或密度
(1)易溶或與水反應的氣體:用向上(或下)排空氣法
(2)與空氣成分反應或與空氣密度相近的氣體:排水(液)法
(3)可溶性氣體考慮用排液法
(4)兩種方法皆可用時,排水法收集的氣體較純。若欲製取的氣體要求乾燥,用排空氣法或排非水溶劑法。
2、裝置基本類型:
5、尾氣處理裝置-安全裝置
尾氣的處理方法:直接排放、直接吸收、防倒吸吸收、燃燒處理
處理裝置
(1)直接吸收
(2)防止倒吸裝置的設計
在某些實驗中,由於吸收液的倒吸,會對實驗產生不良的影響,如玻璃儀器的炸裂,反應試劑的污染等,因此,在有關實驗中必須採取一定的措施防止吸收液的倒吸。防止倒吸一般採用下列措施:
a切斷裝置:將有可能產生液體倒吸的密閉裝置系統切斷,以防止液體倒吸,如實驗室中製取氧氣、甲烷時,通常用排水法收集氣體,當實驗結束時,必須先從水槽中將導管拿出來,然後熄滅酒精燈。
b設置防護裝置:①倒立漏斗式:這種裝置可以增大氣體與吸收液的接觸面積,有利於吸收液對氣體的吸收。當易溶性氣體被吸收液吸收時,導管內壓強減少,吸收液上升到漏斗中,由於漏斗容積較大,導致燒杯中液面下降,使漏鬥口脫離液面,漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回燒瓶內,從而防止吸收液的倒吸。下一個裝置所示,對於易溶於水難溶於有機溶劑的氣體,氣體在有機溶劑不會倒吸。②肚容式:當易溶於吸收液的氣體由乾燥管末端進入吸收液被吸收後,導氣管內壓強減少,使吸收液倒吸進入乾燥管的吸收液本身質量大於乾燥管內外壓強差,吸收液受自身重量的作用又流回燒杯內,從而防止吸收液的倒吸。這種裝置與倒置漏斗很類似。③蓄液式:當吸收液發生倒吸時,倒吸進來的吸收液被預先設置的蓄液裝置貯存起來,以防止吸收液進入受熱儀器或反應容器。這種裝置又稱安全瓶。④平衡壓強式:為防止分液漏斗中的液體不能順利流出,用橡皮管連接成連通裝置(見恆壓式);⑤防堵塞安全裝置式:為防止反應體系中壓強減少,引起吸收液的倒吸,可以在密閉裝置系統中連接一個能與外界相通的裝置,起著自動調節系統內外壓強差的作用,防止溶液的倒吸。⑥為防止粉末或糊狀物堵塞導氣管,可將棉花團置於導管口處。⑦液封裝置:為防止氣體從長頸漏斗中逸出,可在發生裝置中的漏斗末端套住一隻小試管
3)防污染安全裝置:燃燒處理或袋裝
判斷原則
①有毒、污染環境的氣體不能直接排放。
②尾氣吸收要選擇合適的吸收劑和吸收裝置。
直接吸收:Cl2、H2S、NO2 防倒吸:HCl、NH3、SO2
常用吸收劑:水,NaOH溶液,硫酸銅溶液
③可燃性氣體且難用吸收劑吸收:燃燒處理或袋裝。如CO。
離子的檢驗
離子 試劑 現象 注意
沉澱法 Cl-、Br-、I-、 AgNO3+HNO3 AgCl↓白、AgBr↓淡黃、AgI↓黃
SO42- 稀HCl和BaCl2 白色沉澱 須先用HCl酸化
Fe2+ NaOH溶液 白色沉澱→灰綠色→紅褐色沉澱
Fe3+ NaOH溶液 紅褐色沉澱
Al3+ NaOH溶液 白色沉澱→溶解 不一定是Al3+
氣體法 NH4+ 濃NaOH溶液和濕潤的紅色石蕊試紙 產生刺激性氣體,使試紙變藍 要加熱
CO32- 稀鹽酸+石灰水 石灰水變渾濁 SO32-也有此現象
SO32- 稀H2SO4和品紅溶液 品紅溶液褪色
顯色法 I- Cl2水(少量),CCl4 下層為紫色
Fe2+ KSCN溶液,再滴Cl2水 先是無變化,滴Cl2水後變紅色
Fe3+ ①KSCN溶液 紅色
②苯酚溶液 紫色
Na+、K+ Pt絲+HCl 火焰為黃色、淺紫色 K+要透過藍色鈷玻璃片
幾種重要有機物的檢驗
(1)苯 能與純溴、鐵屑反應,產生HBr白霧。能與濃硫酸、濃硝酸的混合物反應,生成黃色的苦杏仁氣味的油狀(密度大於1)難溶於水的硝基苯。
(2)乙醇 能夠與灼熱的螺旋狀銅絲反應,使其表面上黑色CuO變為光亮的銅,並產生有刺激性氣味的乙醛。乙醇與乙酸、濃硫酸混合物加熱反應,將生成的氣體通入飽和Na2CO3溶液,有透明油狀、水果香味的乙酸乙酯液體浮在水面上。
(3)苯酚 能與濃溴水反應生成白色的三溴苯酚沉澱。能與FeCl3溶液反應,生成紫色溶液。
(4)乙醛 能發生銀鏡反應,或能與新制的藍色Cu(OH)2加熱反應,生成紅色的 Cu2O沉澱。
5.用一種試劑或不用試劑鑒別物質
用一種試劑來鑒別多種物質時,所選用的試劑必須能和被鑒別的物質大多數能發生反應,而且能產生不同的實驗現象。常用的鑒別試劑有FeCl3溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀H2SO4、Cu(OH)2懸濁液等。
不用其他試劑來鑒別一組物質,一般情況從兩個方面考慮:
①利用某些物質的特殊性質(如顏色、氣味、溶解性等),首先鑒別出來,然後再用該試劑去鑒別其他物質。
②採用一種試劑與其他物質相互反應的現象不同,進行綜合分析鑒別。
引申發散:在推斷混合溶液中肯定存在或肯定不存在的離子時,要注意以下幾點:
(1)溶液是否有顏色。某些離子在溶液中具有特殊的顏色:Fe3+——棕黃色,Fe2+——淡綠色,Cu2+——藍色(CuCl2濃溶液呈綠色)
(2)溶液的酸鹼性。從溶液的酸鹼性情況可以初步判斷某些離子是否存在。
在強酸性溶液中不能大量存在離子有:S2-、SO32-、CO32-、SiO32-、AlO2-等;在強鹼性溶液中不能大量存在離子有:NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、HCO3-、Ag+等。
(3)在判斷出肯定存在的離子後,再排除跟該離子在溶液中不可能共存的離子。例如,在已肯定存在SO42-時,就應排除Ba2+的存在。
化學實驗復習系列五:化學實驗中的安全問題
考綱要求:了解實驗室一般事故的預防和處理方法。
化學實驗安全須做到以下「十防」:
1.防爆炸。
①可燃性氣體(如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等)在空氣中達到爆炸極限點燃時都會發生爆炸,因此點燃這些氣體前均須檢驗純度,進行這些氣體實驗時應保持實驗室空氣流通;
②H2還原CuO,CO還原Fe2O3等實驗,在加熱之前應先通氣,將實驗裝置內的空氣排出後再加熱,防止與裝置內空氣混合受熱發生爆炸。
③活潑金屬與水或酸反應要注意用量不能過大;
④銀氨溶液應現配現用,並且配製時氨水不能過量。
2.防儀器炸裂。
①給燒瓶、燒杯等加熱時要墊石棉網;在試管中加熱固體時(如制氧氣、制氨氣、制甲烷、氫氣還原氧化銅等),管口要略向下傾斜;
②在集氣瓶中點燃金屬時,瓶中要加少量水或鋪一層細沙;
③玻璃儀器加熱前外壁要乾燥,在加熱過程中不能逐及焰芯;
④熱儀器不能立即用水刷洗。
3.防液體飛濺。
①濃硫酸與水、濃硝酸、乙醇等混合時,應將濃硫酸小心沿容器壁慢慢加入另一液體中,邊加邊振盪。而不能將液體注入濃硫酸中,更不要將濃硫酸與碳酸鈉溶液混合;
②加熱沸點較低的液體混合物時,要加細瓷片以防暴沸;加熱試管中的液體,管口不能對人;
③蒸發溶液要用玻璃棒攪拌。
4.防液體倒吸。
①氯化氫和氨氣等易溶性氣體溶於水要連接防倒吸的裝置;
②加熱氯酸鉀制氧氣等實驗並用排水法收集後,停止加熱前應先將導氣管從水中取出;
③實驗室制乙酸乙酯,因裝置內氣壓不穩定,也要防倒吸。
5.防導管堵塞。
①制氣裝置若發生導管堵塞,將導致裝置內壓強增大,液體噴出。因此,制氧氣和乙炔時,發生裝置的導管口附近要塞一團疏鬆的棉花,以防導管被固體或漿狀物堵塞。(你還見過哪些分堵塞的裝置?)
6.防中毒。
①不能用手直接接觸化學葯品;
②不能用嘴品嘗葯品的味道;
③聞氣味時,應用手輕輕扇動,使少量氣體進入鼻孔;
④制備或使用有毒氣體的實驗,應在通風廚內進行,尾氣應用適當試劑吸收,防止污染空氣。
7.防燙傷。
①不能用手握試管加熱;
②蒸發皿和坩堝加熱後要用坩堝鉗取放(石棉網上)。
8.防割傷。
刷洗、夾持或使用試管等玻璃儀器時,要注意進行正確操作,以防被割傷。
9.防火災。
①易燃物要妥善保管,用剩的鈉或白磷要立即放回煤油或水中(其它葯品能放回原試劑瓶嗎?)
②酒精燈內的酒精量不能多於容積的2/3,不得少於容積的1/4,不能用燃著的酒精燈去點燃另一隻酒精燈,不能用嘴吹滅酒精燈。
③萬一發生火災,應選用合適的滅火劑撲滅,如少量酒精著火,可用濕抹布蓋滅或用水澆滅,活潑金屬著火可用砂土埋滅。
10.防環境污染。
①實驗剩餘的葯品既不能放回原瓶,也不要隨意丟棄,更不要拿出實驗室,要放人指定的容器或廢液缸內。所有實驗廢棄物應集中處理,不能隨意丟棄或傾倒,;
②能相互反應生成有毒氣體的廢液(如硫化鈉溶液和廢酸等)不能倒入同一廢液缸中;涉及有毒氣體的實驗要有尾氣處理裝置(如實驗室制氯氣時用氫氧化鈉溶液吸收多餘的氯氣,一氧化碳還原氧化鐵的實驗中可用氣球將多餘的一氧化碳收集起來或使其通過鹼液後點燃除去)。
③汞灑落地面應及時用硫黃粉覆蓋,防止汞蒸氣中毒。
常見事故的處理
事故 處理方法
酒精及其它易燃
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㈡ 怎樣清理除磷劑罐
①將正磷去除劑溶解成10%的溶液
②將除磷絮凝劑溶解成0.1%的溶液。
③正磷處理劑的用量為磷的10-15倍。比如,廢水含磷100ppm,每噸水用量為1-1.5kg(固體)。除磷絮凝劑用量為10g/噸水。
④取500ml廢水,調PH=4.5-5.5,根據磷含量加入去除劑,攪拌10分鍾。再加入2滴除磷絮凝劑,慢速攪拌3分鍾。
⑤ 沉澱半小時,取清液過濾測磷。
⑥此方法除磷優點:污泥量少,PH
低,有一定除COD能力。磷去除率可達99.7% 以上。
㈢ 氫碘酸+紅磷的還原實驗,三口燒杯與冷凝迴流裝置等如何組裝
紅磷主要呈現還原性,在另反應物中能被還原的只有碘元素。
所以,磷被氧化專,碘被還原。
磷的常見價態屬為-3、0、+3、+5,碘的常見價態為-1、0、+1、+3、+5、+7。
根據歸中反應原理,氧化還原時,化合價只靠攏不交叉。
由此可以推斷,磷降為-3價,碘的化合價上升。
所以反應方程式為:12HI+P4=6I2+4PH3。
如圖所示,三口中最左側的可以滴加氫碘酸,中間攪拌器讓其充分反映,右側將反應的碘蒸汽冷凝成碘。還有一種做法,採取直流冷凝管,豎直放到三口燒瓶中間的口,滴加氫碘酸至過量,則可以得到固體產物碘。
(3)磷變質劑反應處理裝置設計圖擴展閱讀
氧化還原反應前後,元素的氧化數發生變化。根據氧化數的升高或降低,可以將氧化還原反應拆分成兩個半反應:氧化數升高的半反應,稱為氧化反應; 氧化數降低的反應,稱為還原反應。氧化反應與還原反應是相互依存的,不能獨立存在,它們共同組成氧化還原反應。
反應中,發生氧化反應的物質,稱為還原劑,生成氧化產物;發生還原反應的物質,稱為氧化劑,生成還原產物。氧化產物具有氧化性,但弱於氧化劑;還原產物具有還原性,但弱於還原劑。
㈣ 磷化廢水處理,用哪種葯劑
化學法除磷就是用的葯劑法去除的。
化學法除鋅有硫化物法和鹼法混凝沉澱等。該工藝採用鹼法混凝沉澱除鋅,因為Zn(OH)2溶度積常數Ksp=7.1×10-18,根據氫氧化物M(OH)n的沉澱-溶解平衡及水的離子積Kw=[H+][OH-],可以計算出使氫氧化物沉澱的pH值,即pH值=14-1/n×(log[Mn+]-logKsp)。投加NaOH調節pH值,控制混凝沉澱的最佳pH值為8.5~9.0,在此條件下,Zn2+與NaOH反應生成Zn(OH)2沉澱,而完全除去。
2、石灰法化學沉澱除磷
投加石灰乳澄清液,調整pH值在10~11,廢水中的絕大部分磷酸鹽得以沉澱除去,石灰乳在除磷的同時還起到了中和作用。
3、混凝氣浮除磷、除油
加人絮凝劑使廢水中的殘磷和其他污染物質發生混凝反應,產生的絮體與氣浮法產生大量微細氣泡礎附在一起,利用氣泡浮力將其帶出水面。除磷的同時,還可以吸附去除油滴,氣泡上浮速度快,運行安全可靠,是一種經濟實用的除油技術。
4、活性炭吸附除磷
活性炭是水處理中最常用的吸附劑,具有良好的吸附性能和化學穩定性,不易破碎,氣流阻力小,常用的有粉末狀和粒狀,該工藝利用活性炭巨大的比表面積,充分吸附廢水中的微量殘磷和其他污染成分。
5、攪拌混勻裝置
一級、二級反應器都配有攪拌裝置,採用皮帶輪或減速器使槽中攪拌速度依次遞減,以滿足整個反應過程中不同階段的攪拌混勻需要,使得反應更徹底,更利於後面的沉澱工序。工藝中的管道混合器使投加H2SO4時中和反應更易進行,可使出水pH值完全達標。
6、重力或水壓作用排泥
系統中一級、二級反應器和氣浮池中產生的污泥或浮渣都靠重力或水壓作用定期排人污泥濃縮池濃縮,再經自然干化後外運填埋,濃縮池的上清液迴流至調節池進行物化處理。
7、反沖洗和脫附
系統中硅砂過濾器和活性炭吸附器都需要定期進行反沖洗,以防堵塞,其產生的廢水迴流至調節池。另外,為使活性炭再生,採用高溫加熱再生法活化,利用水蒸氣來對活性炭過濾器中的顆粒炭進行脫附以保證正常的吸附效果。
㈤ 鋁合金變質劑分類及原理舉例說明。
鑄造鋁合金中的共晶硅相在自然生長條件下會長成片狀。這種形狀的脆性相嚴重地割裂了基體,降低了合金的強度和塑性,因而需要使之改變成有利的形態。變質處理是改善共晶硅形態的有效途徑。
變質處理
1.鈉變質處理
(1)金屬鈉變質 直接將金屬鈉加入鋁液中,將使共晶硅變質。國內鈉的加入量為0.1%(質量分數)左右,將其壓入靠近坩堝底部, 1 ~ 2min反應完畢。因鈉的沸點低、活潑,處理時將引起鋁液沸騰和飛濺。鈉極易與水反應,生成氧化鈉和[H],造成不良影響。鈉的密度小,容易產生密度偏析,結果坩堝的上部鋁液中鈉量過多,造成過變質現象;而下部的鋁液,因鈉量過低而變質不足,因此,要注意攪拌。目前該工藝應用較少。
(2)鈉鹽變質 目前在生產中應用廣泛的鈉變質劑是含氟化物的鈉鹽和鉀鹽,起變質作用的主要是NaF。
鈉變質處理過程中,要注意防止過變質組織的出現,否則會對性能產生不利影響。出現過變質組織是鈉在局部區域含量過高所致。其主要原因是:沒有採取細化初晶α的處理,變質劑易分解,且處理溫度偏高或變質元素在鋁液中產生偏析,從而使初晶α相集聚,於是造成初晶α間隙中鈉含量過高,致使過變質帶出現。
如果變質溫度低,則反應速度慢,變質反應時間長。一般操作為:撒上變質劑,覆蓋10~15min後,攪拌2min;或覆蓋10~15min後,將已結殼的變質劑壓入鋁液內2~3min。其變質效果可維持30~4Omin。
鈉鹽變質的缺點為:加入量較大,能耗大,變質反應時間較長,對坩堝有一定的腐蝕作用。
近年來發展了雙色質塊。它分為上下兩層,以顏色區分,上層熔點高,在鋁液保溫停留時,以一定速度向鋁液提供鈉,使之不衰退;下層熔點低,反應速度快,使鋁液在15min之內達到變質。這樣,可維持變質時間2~3h,加入的質量分數為1.2% -1.3%,可滿足低壓鑄造和金屬型小件鑄造的工藝要求。
(3)無毒變質劑 為了減少公害,應盡量少用或不用氟鹽做變質劑。國內相繼出現了幾種無毒變質劑,其中一種是在750℃時發生反應而生成鈉,使合金液變質:
Na2C03 = Na20 + CO2
Na20 + Mg = MgO + 2Na
CO2 + 2Mg = 2MgO + C
Na2C03 + 3Mg = 3MgO + 2Na + C
無毒變質劑是否對鋁液有氧化作用,有待深入研究。
2.鍶變質處理
近十年來,鍶變質劑獲得了廣泛應用,似具有取代鈉變質劑的趨勢。
鍶變質劑與鈉鹽變質劑具有同等效果。但鍶變質具有以下主要優點:氧化少,易於加入和控制,過變質問題少;鍶不易揮發,故可延長變質的有效時間;處理方便,無蒸氣析出;變質劑易於保存;處理後,合金流動性好,對鑄件壁厚的敏感性小。
由於鍶的密度比鋁液大,故呈懸浮狀態沉澱,與鋁液接觸時間長,利用率可達60%~90%。通常較為合理的含量是0.01%~0.02%(質量分數)。若質量分數超過0.03%,則在共晶區內以初晶析出Al4SrSi4;若質量分數超過0.08%,則對伸長率影響很大。鍶吸收氫氣傾向大,處理後應脫氣。因與氯氣的反應激烈,所以應選用氮氣除氫。為了變質處理更有效,必須有一定的保持時間,這取決於中間合金中的Al4Sr的含量。日本開發了一種含Sr90%、Al10%(質量分數)的Ohromasco新型中間合金,用於生產效果極好。經鍶變質劑處理後的鋁合金,在重熔處理後,變質效果不會有明顯的損失,可以獲得永久性變質處理的效果。
Faderal.Mogul公司用鍶做變質劑,每月生產24000隻活塞。採用容量27t的熔煉爐熔化的鋁液經過和含氮87%、含氯13%(體積分數)的混合氣體,在容量為900kg的澆包中脫氣,然後轉入保溫爐,加入Al-Si-Sr(質量分數
為14%Si,10%Sr)中間合金,在676℃加入時,流動性提高17%,而在665℃加入時,流動性可提高32.5%。因此,鍶變質可降低鋁液澆注溫度。
俄羅斯使用長效變質劑處理AJI4合金液,其中以Al-Sr中間合金的方式最合理、方便,變質效果最好,主要表現為提高了鑄件力學性能,延長了有效變質時間。工藝如下:經氮氣精煉後在720 ~ 740℃用鍾罩壓入,Al-Sr中間合金塊度5 ~ 15mm,加入含Sr30%(質量分數)的Al-Sr中間合金,經20 ~ 25min澆注,鋁液保持6h,每隔1h取樣一次。Al-Sr30%中間合金加入量為金屬液質量的0.05%~ 0.07%,Al-Sr54%的中間合金加入量以0.06% ~0.08%最佳。鑄件經T6處理,抗拉強度250 ~ 280MPa;伸長率4% ~6%;硬度70 ~ 90HBS。
國內的生產經驗表明,加入ωSr=0.02% ~ 0.03%可獲得良好的變質效果。生產上多用Al-Sr(ωSr=10%)或Al-Si-Sr(ωSr=10%)合金形式加入。變質溫度為720 ~ 730℃。
鍶是長效變質劑,變質有效時間達6-8h,重熔後仍有變質效果,無過變質現象。變質後,鋁液流動性有所下降,故澆注溫度要適當提高。鍶變質的鋁液針孔傾向較大,當鋁液中存在氯、氟和磷時,與鍶起反應,使變質作用消失,故不能用氯鹽和氟鹽精煉,不能用含磷的回爐料。
3.稀土變質處理
加入0.03% - 0.05%(質量分數)的La、Eu、Ce或混合稀土金屬,可使Al-Si合金的共晶硅變質,其變質壽命較長。生產中多以混合稀土合金的中間合金形式加入,加入量為0.2%-0.3%(質量分數),這些合金同時兼有凈化鋁液作用。變質和精煉需要30~40min的孕育期。可以將稀土變質劑同爐料一起投入。變質溫度720~740℃。使用回爐料時,要考慮其中的稀土含量。稀土變質劑對坩堝無腐蝕作用,能改善鋁液的流動性。
4.銻變質處理
向合金中加入ωSb=0.1% ~0.5%的銻,使共晶硅細化,習慣上稱為銻變質。變質溫度720 ~ 740℃,變質處理存在約15 ~ 20min的孕育期,生產上多以Al-Sb(ωSb=5%~8%)合金加入。
銻是長效變質劑,變質壽命約100h,重熔後,仍有變質效果,對坩堝無腐蝕作用,鋁液氧化吸氣傾向小,不影響鋁液的流動性。
應注意防止密度偏析。此外,鈉能中和銻的變質作用:
Sh+3Na=Na3Sb
所以不能將鈉與銻復合使用。
銻變質對冷卻速度敏感,冷卻速度快時,變質效果顯著,故銻變質適用於金屬型鑄造。
除上述幾種元素外,鋇、鉍等也有變質作用,這里不作敘述。
變質機理
變質的機理是多年來國內外學者致力研究的一個理論問題。深入了解變質過程中硅相的生長方式以及變質處理如何使這種生長方式得以改變,對於發展變質處理技術,無疑具有重要的作用。早期的變質處理理論常常是根據變質處理過程的一些現象來分析和臆斷,難免與真實不符或片面。近年來由於晶體學理論的發展和電子顯微鏡等近代實驗技術的應用,才有可能建立科學的變質理論。
1.早期的變質機理學說
早期的學說認為變質是由於Na增大合金結晶過冷度的作用。在通常的Al-Si合金中常含有微量的P,在未經變質前以AlP化合物形式存在。這種化合物的晶格結構與硅相同,都屬於金剛石型,且晶格常數也相近(AlP的晶格常數為0.545μm,而Si為0.542μm,兩者的失配度僅為0.5%),因而兩者之間存在有共格關系。Si原子在鋁液中又有很高的擴散速度,因而在共晶結晶過程中,Si即以AlP為晶核而在其上迅速長大。加Na變質後發生AlP + 3Na→Al + Na3P,生成的Na3P則與Si的晶格不同。因而變質處理的作用是消除了鋁液中固有的晶核,從而使合金過冷至更低的溫度才開始以均質形核為特徵的結晶過程。在大的結晶過冷條件下形成大量的Si的均質晶核,因而使共晶硅細化。結晶過冷學說是從形核的角度來闡述變質的效果,但不能說明變質處理前後硅的共晶晶體形狀發生的根本變化。
吸附薄膜學說認為,Na的變質作用是在Si的晶體表面形成一層對Si晶體生長起阻礙作用的Na的吸附薄膜。Na是表面活性元素,當鋁液中生成Si晶體後,Na原子即富集在Si晶體與鋁液的界面上,形成正吸附。由於表面活性元素的吸附有選擇性,使得Si在不同的生長方向受到不同程度的抑制,在Si晶體的主要生長方向受到Na吸附薄膜的阻礙作用比其他方向更大,因而使得共晶硅成長為顆粒狀。吸附薄膜學說雖比結晶過冷學說前進了一步,但仍未能正確闡明硅晶體的生長機制以及Na變質對於生長機制的影響。近年來,用深腐蝕方法顯示鋁硅合金中共晶硅的空間形狀,並用掃描電子顯微鏡進行觀察發現,在Na變質的鋁硅合金的金相磨面上觀察到的大量細小的共晶硅顆粒原來是帶有很多細小晶枝的硅晶體的剖面,而不是單獨的細小晶粒,因此這一學說也未能反映真實的情況。
2.近期的變質機理學說
近年來國內外有兩種具有代表性的變質機理學說,即孿晶凹谷(TPRE)機制學說和界面台階機制學說。
(1)孿晶凹谷機制學說 孿晶凹谷機制學說的要點如下:
1)硅的晶體結構特性與孿晶凹谷生長機制。硅的晶體屬於金剛石立方型晶體結構(如下圖)。由於晶體結構的特性使得晶體的生長是各向異性的,其中生長最慢的方向是垂直於最密排的(111)晶面的,即沿[111]晶向,而沿較不密排晶面的[211]系列的晶向則生長得較快。而且在硅晶體生長中易於沿(111)晶面長成孿晶,並且在孿晶的結晶前沿形成141°的凹谷。此凹谷處有較低的能位,容易接鈉鋁液中的Si原子或由Si原子構成的四面體,這樣就更加速了沿[211]晶向的生長速度,從而促使硅晶體長成片狀,可能是單片,也可能是出於同一結晶核心而以輻射狀向四周伸展的一組矽片。但無論是單片或組片,矽片的面是與晶體的(111)晶面平行的。
a) 硅四面體(剖面線所示面為(111)晶面) b) 金剛石立方晶體中的多層孿晶
然而硅晶體的片狀生長並不是一成不變的,在生長過程中會產生分枝和改變生長方向。分枝經常是產生70.5°的方向改變,形成的枝晶仍保持沿[211]晶向的擇優生長趨勢。至於產生分枝的驅動力則是由於當硅晶體以輻射狀向外生長時,硅晶體生長端之間的距離不斷增加,造成原子擴散距離變長,而分枝則使其縮短,從而有利於晶體的生長。至於晶體不斷改變生長方向則是由於重復產生晶體分枝的結果。
硅晶體產生分枝和改變生長方向的傾向與合金的結晶過冷度及硅晶體生長的孿晶凹谷生長機制是否受到抑制有關。在結晶過冷度極小和孿晶凹谷機制不受阻礙時,硅晶體將一直向前伸展而不產生分枝或變更生長方向;反之則會產生分枝或變更方向,由此就產生兩種變質方法,即激冷變質和微量元素變質。用Na或Sr對鋁硅合金的變質,即屬於微量元素變質。
2)Na的變質作用。用Na進行變質處理後,鋁液中含有大量Na原子。由於Na原子的選擇性吸附,使硅晶體生長前端的孿晶凹谷處富集有Na的原子,從而降低了硅原子或硅原子四面體長上去的速度,因而使孿晶凹谷生長機制受到抑制。當這種機制被有效地抑制時,硅晶體的生長方向即改變晶向。這樣就使得硅晶體由片狀變為圓斷面的纖維狀。孿晶凹谷生長機制的抑制,也促進了硅晶體的分枝,因而Na變質使共晶硅由片狀變成高度分枝的、彎曲而具有圓斷面的纖維狀。
硅晶體生長機制的改變導致了AI-Si共晶體生長方式的變化。在未經變質條件下,硅與鋁的共晶結晶屬於小晶面/非小晶面共生方式。作為小晶面相的硅具有比鋁快得多的生長速率,因而固-液界面是不平滑的,硅晶體總是有一段超前距離。在這種生長條件下,共晶體的形態由主導相硅相所決定。經過Na變質後,由於生長機制的改變,硅晶體的生長速率比在未變質條件下大為降低,國-液界面是平滑的,硅相的超前量為零,硅相由小平面型生長變為非小平面型生長。硅相與鋁相伴同生長的結果形成互相協調的共晶組織。
3)激冷變質與微量元素變質的復合作用。採用激冷變質,即通過加大冷卻速率,增大硅晶體生長前沿處的過冷度,也能收到一定的變質效果。激冷變質的作用在於改變共晶兩相的擴散速率,因而使鋁相生長速率的降低程度比硅相小。同時硅相的小晶面結晶傾向隨過冷度的增加而減小,因而當達到一定的臨界轉變溫度時,能形成纖維狀生長方式。增大結晶過冷度也有利於促進密集分枝。微量元素變質與激冷變質具有復合的作用。如經過同樣變質處理的鋁液,在薄壁鑄件上產生的變質效果比厚壁鑄件大。又如金屬型鑄造時,輔之以Na變質,可使纖維狀硅晶體進一步細化,而使合金的力學性能得到進一步的提高。
(2)界面台階機制學說 界面台階機制學說的要點如下:
1)界面台階生長源。這種理論根據試驗研究結果指出,在未經變質的鋁硅合金中,生長中的硅晶體表面上只是偶然地存在有孿晶,其密度極小。而在晶體生長前沿上,存在很多固有的界面台階。這些台階提供了適於接鈉鋁液中硅原子或硅原子八面體的場所,從而使硅晶體擇優生長成為板片狀。當通過激冷變質時,可供共晶硅細化,並促進密集分枝,使之呈纖維狀生長。由於過冷度增大,硅晶體生長的各向異性受到抑制,因而晶體的橫斷面近似於圓形。盡管如此,硅晶體的生長機制並未因激冷而發生根本的變化,仍是以界面台階作為生長源。
2)Na的變質作用。當將鋁硅合金用Na(或Sr等)變質劑進行變質處理後,硅晶體的生長動力學發生了根本的變化。其一是Na原子吸附於硅晶體生長前沿的界面台階處,"毒化"了界面台階生長源,使之不能再起接鈉硅原子的作用;其二是由於Na變質處理的作用,在硅晶體表面上產生了高密度的孿晶(稱為誘發孿晶),而由孿晶凹谷代替界面台階來接納硅原子,從而構成硅晶體的生長源,即TPRE機制在硅晶體生長過程中起統治作用。
這種理論將誘發孿晶的產生歸因於吸附Na原子使相鄰晶面上Si原子的排列發生變化。Na原子吸附在硅晶體生長前沿處的密排,由於與Si原子在尺寸上的差別,使得該層原子的排列發生變化,從而在與其相垂直酌面上形成孿晶。根據理論計算,當尺寸因數即r變質劑/rSi = 1.648時,最適於形成孿晶。實際上,尺寸因數與這一理論值相接近的元素(Na為1.58)均有誘發孿晶的條件。
3)變質處理條件下硅晶體的結構。變質處理後,硅晶體按照孿晶凹谷機制生長的結構中,晶體主幹沿[100]晶向生長,而分枝則沿[211]晶向(多數情況下有四個對稱的晶枝在空間中互成90°)生長。這種理論認為,變質處理並不使硅的小晶面生長方式有所改變。同時,硅晶體的生長仍保留其各向異性的特徵,表現在硅晶體(包括主幹和晶枝)的橫斷面仍為片狀。
上面介紹的關於共晶硅生長的兩種機制理論-孿晶凹谷生長機制和界面台階生長機制都有大量試驗研究作為依據,具有可信性。但兩種理論中有一些方面是不一致的,因而關於這一理論問題,還有必要作進一步的研究。
變質效果檢驗
1.斷口檢驗
用砂型或金屬型澆注φ20mm的圓棒,凝固冷卻後擊斷,觀察其斷口。如果斷口呈銀白色,晶粒細小,呈絲絨狀,無硅相的小亮點,則表明變質良好;若斷口呈暗灰色,晶粒粗大,有明顯的硅相亮點,則表明變質不足,需要再次變質。
2.熱分析法
根據各變質元素對AI-Si合金凝固特性的影響不同,可以通過熱分析曲線加以判別。
(1)鈉和鍶的變質檢驗 鈉變質鋁液的冷卻曲線特點是:①共晶平台的溫度比未變質要低8℃左右;②典型的共晶平台表現為兩個階段,先是偽平台(pseudo-shelf),而後轉為真正的平台,約565℃。鍶變質的過冷度約4℃。
(2)銻變質的檢驗 銻變質引起冷卻曲線的過冷度較小,約2 ~ 3℃,處於一般熱電偶的誤差范圍之內,因此影響了測報率。可用凝固時間作為銻變質程度的判據。對一定成分的合金和在一定的凝固條件下,存在著一個臨界的凝固時間,若共晶凝固時間<臨界的凝固時間,則變質;否則變質不良或不變質。
㈥ 液體PAC混在除磷劑里會發生化學反應嗎
會發生反應的,除磷劑與液體PAC鹽基度不一致,除磷劑的鹽基度相對低一些,如果二者混合後會發生中和反應,導致了水解平衡的移動,最終大部分水解使鋁和鐵形成了氫氧化物膠體,呈果凍狀。部分不水解的也會解聚,金屬鹽形成離子形態,已經失去了原有的聚合作用,不能在廢水中繼續水解產生混凝效果。因此,深圳市微點環保科技建議,在水處理時,液體PAC不混在除磷劑里一起使用。
㈦ 污水處理廠化學除磷用什麼葯劑好
來自某公司的除磷產品簡介,基本較全面地涵蓋了化學除磷的相關知識~
1 現狀
由於廣泛使用含磷洗滌劑,我國城市污水中普遍含有一定量的磷,一般為5-10mg/L。磷是藻類繁殖所需各種成分中的限制性因素之一,水體中磷含量的高低與水體富營養化程度有密切的關系。同時,對於引發水體富營養化而言,磷的作用遠大於氮的作用,水體中磷的濃度達到一定數值時就可以引起水體的富營養化。因此,在污水處理中進行除磷是必要的。我國《城鎮污水處理常污染物排放標准》(GB18918-2002)中明確規定,自2006年1月1日起建設的污水處理廠總磷指標的一級A排放標准為0.5mg/L。
污水中的磷可以通過化學和生物兩種方法去除。生物除磷是一種相對經濟的除磷方法,但由於現階段生物除磷工藝還無法保證出水總磷穩定達到0.5mg/L標準的要求,所以常需要採用或輔助以化學除磷措施。
2 化學除磷原理
化學除磷主要是通過化學沉析過程完成的,化學沉析是指通過向污水中投加無機金屬鹽葯劑與污水中溶解性的鹽類(如磷酸鹽)反應生成顆粒狀、非溶解性的物質。實際上投加化學葯劑後,污水中進行的不僅是沉析反應,同時還發生著化學絮凝作用,即形成的細小的非溶解狀的固體物互相粘結成較大形狀的絮凝體。
3 化學除磷葯劑
為了生成非溶解性的磷酸鹽化合物,用於化學除磷的化學葯劑主要是金屬鹽葯劑和氫氧化鈣。許多高價金屬離子葯劑投加到污水中後都會與污水中的溶解性磷離子結合生成難溶解性的化合物,但出於經濟原因考慮,用於磷沉析的金屬鹽葯劑主要是Fe3+鹽、Fe2+鹽和Al3+鹽,這些葯劑是以溶液和懸浮液狀態使用的。除金屬鹽葯劑外,氫氧化鈣也用作沉析葯劑,反應生成不溶於水的磷酸鈣。
污水化學除磷中常用的葯劑類型詳見表1。
表1 污水凈化常用葯劑
類型
名稱
分子式
狀態
鋁鹽
硫酸鋁
Al2(SO4)3·18H2O
固體
Al2(SO4)3·14H2O
液體
nAl2(SO4)3·xH2O+mFe2(SO4)3·yH2O
固體
氯化鋁
AlCl3
液體
AlCl3+FeCl3
液體
聚合氯化鋁
[Al2(OH)nCl6-n]m
液體
二價鐵鹽
硫酸亞鐵
FeSO4·7H2O
固體
FeSO4
液體
三價鐵鹽
氯化硫酸鐵
FeClSO4
液體(約40%)
氯化鐵
FeCl3
液體(約40%)
熟石灰
氫氧化鈣
Ca(OH)2
約40%的乳液
4 化學除磷工藝
化學除磷工藝可按化學葯劑的投加地點來分類,實際中常採用的有:前置除磷、同步除磷和後置除磷。
4.1 前置除磷
前置除磷工藝的特點是化學葯劑投加在沉砂池中、初沉池的進水渠(管)中、或者文丘里渠(利用渦流)中。其一般需要設置產生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應產生的沉析產物(大塊狀的絮凝體)在初沉池中通過沉澱被分離。如果生物段採用的是生物濾池,則不允許使用鐵鹽葯劑,以防止對填料產生危害(產生黃銹)。
前置除磷工藝由於僅在現有工藝前端增加化學除磷措施,比較適合於現有污水處理廠的改建,通過這一工藝步驟不僅可以除磷,而且可以減少生物處理設施的負荷。常用的化學葯劑主要是石灰和金屬鹽葯劑。前置除磷後控制剩餘磷酸鹽的含量為1.5-2.5mg/L,完全能滿足後續生物處理對磷的需要。
4.2 同步除磷
同步除磷是目前使用最廣泛的化學除磷工藝,在國外約占所有化學除磷工藝的50%。其工藝是將化學葯劑投加在曝氣池出水或二沉池進水中,個別情況也有將葯劑投加在曝氣池進水或迴流污泥渠(管)中。目前已確定對於活性污泥法工藝和生物轉盤工藝可採用同步化學除磷方法,但對於生物濾池工藝能否將葯劑投加在二次沉澱池進水中尚值得探討。
4.3 後置除磷
後置除磷是將沉析、絮凝以及被絮凝物質的分離在一個與生物處理相分離的設施中進行,因此也叫二段法工藝。一般將化學葯劑投加到二沉池後的一個混合池中,並在其後設置絮凝池和沉澱池(或氣浮池)。
對於要求不嚴的受納水體,在後置除磷工藝中可採用石灰乳液葯劑,但必須對出水pH值加以控制,如可採用CO2進行中和。
採用氣浮池可以比沉澱池更好地去除懸浮物和總磷,但因為需要恆定供應空氣因而運行費用較高。
三種除磷工藝的優缺點匯總見表2。
表2 各種化學除磷工藝比較
工藝類型
優點
缺點
前置除磷工藝
1)能降低生物處理構築物負荷,平衡負荷的波動變化,從而降低能耗;
2)與同步除磷相比,活性污泥中有機成分不會增加;
3)現有污水廠易於實施改造。
1)總污泥產量增加;
2)影響反硝化反應(底物分解過多);
3)對改善污泥指數不利。
同步除磷工藝
1)通過污泥迴流可以充分利用除磷葯劑;
2)如果將葯劑投加到曝氣池中,可採用價格較便宜的二價鐵鹽葯劑;
3)金屬鹽葯劑會使活性污泥重量增加,從而可以避免污泥膨脹;
4)同步除磷設施的工程量較小。
1)採用同步除磷工藝會增加污泥產量;
2)採用酸性金屬鹽葯劑會使pH值下降到最佳范圍以下,對硝化反應不利;
3)硝酸鹽污泥和剩餘污泥混合在一起,回收磷酸鹽較為困難,此外在厭氧狀態下污泥中磷會再釋放;
4)迴流泵會破壞絮體,但可通過投加高分子絮凝助凝劑減輕這種危害。
後置除磷工藝
1)硝酸鹽的沉澱與生物處理過程相分離,互不影響;
2)葯劑投加可以按磷負荷的變化進行控制;
3)產生的磷酸鹽污泥可以單獨排放,並可以加以利用。
後置除磷工藝所需投資大、運行費用高,但當新建污水處理廠時,採用後置除磷工藝可以減小生物處理二沉池的尺寸。
㈧ 變質處理的變質處理
經過系統研究鍶鹽及其復合變質劑對鋁硅合金的變質效果,以及幾種處理方法對鋁合金中雜質元素鎂、鋅的影響規律,所得主要結果是:鍶鹽可以使鋁硅合金的硅相由針桿狀變為長度尺寸在100μm以下的短桿狀或彎曲的纖維狀。
鍶鹽變質劑存在著與鍶變質相同的變質潛伏期現象。將鍶鹽與鈉鹽或磷鹽復合變質能夠消除這種現象。所研究的變質劑加入量小,提高合金的力學性能和使用性能;真空蒸發處理能夠有效地降低鋁合金中的雜質鋅量,向鋁合金中吹入氟利昂與氮氣的混合氣體或加入六氯乙烷熔劑都能夠非常有效地降低鋁合金中的雜質鎂量,根據鋁合金的含鎂量確定氟利昂的吹入量或六氯乙烷的加入量。
㈨ 求污水處理中除磷劑除磷反應方程式
生物除磷和化學除磷.
1、生物除磷通過聚磷菌過量的吸附游離的磷,然後通過排泥(剩餘污泥)的方式排出系統,達到除磷的目的。
2、化學除磷就是添加含鐵或鋁的混凝劑如聚合氯化鋁達到除磷的目的。
磷,第15號化學元素,符號P。處於元素周期表的第三周期、第ⅤA族。磷存在於人體所有細胞中,是維持骨骼和牙齒的必要物質,幾乎參與所有生理上的化學
反應。磷還是使心臟有規律地跳動、維持腎臟正常機能和傳達神經刺激的重要物質。沒有磷時,煙酸(又稱為維生素B3)不能被吸收;磷的正常機能需要維生素
(維生素食品) D 和鈣(鈣食品)來維持。
磷被首次發現存在於恆星爆炸後的宇宙殘余物里。對超新星殘余物仙後座A的最新觀測揭示了磷存在的最新證據。它是在深空發現的兩大元素之一,或可能給科學家提供有關生命在宇宙里的可能性的線索。
㈩ 用於鋁處理的變質劑有毒嗎
要看你用什麼方法```
採用含氯物質精煉廢鋁熔體,雖然效果較好,但其副產物 AICI3 、 HCl 和 Cl 等會對人體、環境及設備都造成嚴重損害。近年來,人們正在力圖改進處理工藝,選用無毒、低毒的精煉變質材料來解決環境污染問題,如選用 N2 、 Ar 等作為精煉劑,但效果不盡如人意。市售的所謂「無公害」精煉劑,其基本成分為碳酸鹽、硝酸鹽及少量的 C2C16 ,因仍有少量氮氧化物、氯氣排出,也不能完全消除環境污染。最近幾年,新發展起來的用稀土合金對再生鋁進行變質、細化和精煉的工藝,有望使廢鋁回收冶煉業的環境污染問題得到徹底解決。該工藝充分運用稀土元素與鋁熔體相互作用的特性,發揮稀士元素對鋁熔體的精煉凈化和變質功能,能夠實現對鋁熔體的凈化、精煉及變質的一體化處理,不僅簡潔高效,而且能夠有效地改善再生鋁的冶金質量。在處理的全程中均不會產生有害的廢氣和其他副產品。