常用化学试剂及其取用方法

2．4．1 常用化学试剂的等级规格

我国常用试剂等级的划分如下表。

表2－3 常用试剂等级的划分

除上述四个等级外，还根据特殊需要而定出了相应的纯度规格。如供光谱分析用的光谱纯，供核实验及其分析用的核纯等。

对于各种规格不同的试剂，其要求标准不同。但总的来说，优级纯试剂杂质含量最低，实验试剂杂质含量较高。所以应根据实验工作的需要，选用适当等级的试剂，既满足工作要求，又要符合节约原则。

2．4．2 常用化学试剂的纯化与干燥

2．4．2．1 试剂的纯化

根据需要，试剂在使用前，往往需要纯化处理后，再用于化学实验。

1． 常见无机试剂的纯化处理方法

常见无机试剂的纯化处理方法见表2－4。

表2－4 常见无机试剂的纯化处理方法

续上表

2． 常见有机试剂的纯化方法

(1)无水乙醚 沸点34．51℃，折光率n20D为1．3526，相对密度ρ204为0．71378。普通乙醚常含有2%乙醇和0．5%水。久藏的乙醚常含有少量的过氧化物。

①过氧化物的检验和除去 在干净的试管中放入2～3滴浓硫酸，1m L2%碘化钾溶液(若碘化钾溶液已被空气氧化，可用亚硫酸钠稀溶液滴至黄色消失)和1～2滴淀粉溶液，混合均匀后加入乙醚，出现蓝色即表示有过氧化物存在。除去过氧化物可用新配制的硫酸亚铁稀溶液(配制方法是Fe SO4·7H2O60g， 100m L水和6m L浓硫酸)，将100m L乙醚和10m L新配制的硫酸亚铁溶液放在分液漏斗中洗数次，至无过氧化物为止。

②醇和水的检验和除去 在乙醚中加入少许高锰酸钾粉末和一粒氢氧化钠，放置后，氢氧化钠表面附有棕色树脂，即证明有醇存在。水的存在用无水硫酸铜检验。先用无水氯化钙除去大部分水，再经金属钠干燥。其方法是: 将100m L乙醚放在干燥锥形瓶中，加入20～25g无水氯化钙，瓶口用软木塞塞紧，放置一天以上，并间断摇动，然后蒸馏，收集33～37℃的馏分。用压钠机将1g金属钠直接压成钠丝并放入盛乙醚的瓶中，用带有氯化钙干燥管的软木塞塞住，或在木塞中插一末端拉成毛细管的玻璃管，这样，既可防止潮气浸入，又能使产生的气体逸出。放置至无气泡发生后即可使用; 放置后，若发现钠丝表面已变黄变粗时，须再蒸馏一次，然后再加入钠丝。

(2)无水乙醇 沸点78．5℃，折光率n20D为1．3616，相对密度ρ204为0．7893。

制备无水乙醇的方法很多，根据对无水乙醇质量要求的不同而选择不同的方法。

若要求98%～99%的乙醇，可采用下列方法。

①利用苯、水和乙醇形成低共沸混合物的性质，将苯加入乙醇中再分馏，在64．9℃时蒸出苯、水、乙醇的三元恒沸混合物，多余的苯在68．3℃与乙醇形成二元恒沸混合物，最后蒸出。工业上多采用此法。

②用生右灰脱水。于100m L95%乙醇中加入新鲜的块状生石灰20g，回流3～5h，然后进行蒸馏。

若要99%以上的乙醇，可采用下列方法。

①在100m L99%乙醇中，加入7g金属钠，待反应完毕后，再加入27．5g邻苯二甲酸二乙酯或25g草酸二乙酯，回流2～3h，然后进行蒸馏。

金属钠虽能与乙醇中的水作用，生成氢气和氢氧化钠，但所生成的氢氧化钠又与乙醇发生如下的平衡反应:

因此单独使用金属钠不能完全除去乙醇中的水，须加入过量的高沸点酯，如邻苯二甲酸二乙酯与生成的氢氧化钠作用，抑制上述反应，从而达到进一步脱水的目的。反应如下:

②在60m L99%乙醇中，加入5g镁和0．5g碘，等镁溶解生成醇镁后，再加入900m L99%乙醇，回流5h后，蒸馏，可得到99．9%乙醇。反应如下:

由于乙醇具有非常强的吸湿性，所以所用仪器必须事前干燥好，在操作时，动作要迅速，尽量减少转移次数以防空气中的水分进入。

(3)丙酮 沸点56．2℃，折光率n20D1．3588，相对密度ρ2040．7899。

普通丙酮常含有少量的水及甲醇、乙醛等还原性杂质。其纯化方法如下。

①于250m L丙酮中加入2．5g高锰酸钾回流，若高锰酸钾紫色很快消失，再补充少量高锰酸钾继续回流，至紫色不褪为止。然后将丙酮蒸出，用无水碳酸钾或无水硫酸钙干燥，过滤后蒸馏，收集55～56．5℃的馏分。用此法纯化丙酮时，须注意丙酮中含还原性物质不能太多，否则会过多地消耗高锰酸钾和丙酮，使处理时间增长。

②将100m L丙酮装入分液漏斗中，先加4m L10%硝酸银溶液，再加入3．6m L1mol/L氢氧化钠溶液，振摇10min，分出丙酮层，再加入无水硫酸钾或无水硫酸钙进行干燥。最后蒸馏收集55～56．5℃馏分，此法比方法①要快，但硝酸银较贵，只适宜小量试剂的纯化。

(4)氯仿 沸点61．7℃，折光率n20D1．4459，相对密度ρ2041．4832。

氯仿在日光下易氧化成氯气、氯化氢和光气(剧毒)，故氯仿应贮于棕色瓶中。市场上供应的氯仿多用1%酒精做稳定剂，以消除产生的光气。氯仿中乙醇的检验可用碘仿反应; 游离氯化氢的检验可用硝酸银的醇溶液。

除去乙醇的一种方法为: 在氯仿中加入其二分之一体积的水振摇数次，分离下层的氯仿，用氯化钙干燥24h，然后蒸馏。

另一种纯化方法为: 将氯仿与少量浓硫酸一起振动两三次。每200m L氯仿用10m L浓硫酸，分去酸层以后的氯仿用水洗涤，干燥，然后蒸馏。

除去乙醇后的无水氯仿应保存在棕色瓶中并避光存放，以免光化作用产生光气。

(5)二氯甲烷 沸点40℃，折光率n20D1．4242，相对密度ρ2041．3266。

使用二氯甲烷比氯仿安全，因此常常用它来代替氯仿作萃取剂。普通的二氯甲烷一般都能直接做萃取剂用。如需纯化，可用5%碳酸钠溶液洗涤，再用水洗涤，然后用无水氯化钙干燥，蒸馏收集40～41℃的馏分，保存在棕色瓶中。

(6)乙酸乙酯 沸点77．06℃，折光率n20D1．3723，相对密度ρ2040．9003。

乙酸乙酯一般含量在95%～98%，含有少量的水、乙醇和醋酸，可用下述方法纯化: 于1000m L乙酸乙酯中加入100m L醋酸酐、10滴浓硫酸，加热回流4h，除去乙醇和水等杂质，然后进行蒸馏。馏液用20～30g无水碳酸钾振荡，再蒸馏。产物沸点为77℃，纯度可达99%以上。

(7)甲醇 沸点64．96℃，折光率n20D1．3288，相对密度ρ2040．7914。

普通未精制的甲醇约含有0．02%的丙酮和0．1%的水。而工业甲醇中这些杂质的含量达0．5%～1%。为了制得纯度达99．9%以上的甲醇，可将甲醇用分馏柱分馏，收集64℃的馏分，再用金属镁去水(与制备无水乙醇相同)。甲醇有毒，处理时应防止吸入其蒸气。

(8)石油醚 石油醚为轻质石油产品，是相对分子质量低的烷烃类的混合物。其沸程为30～60℃，60～90℃，90～120℃等沸程规格的石油醚，其中含有少量不饱和烃，沸点与烷烃相近，用蒸馏法无法分离。

石油醚的精制通常将石油醚用其1/10体积的浓硫酸洗涤2～3次，再用10%的硫酸加入高锰酸钾配成的饱和溶液洗涤，直至水层中的紫色不再消失为止。然后再用水洗，经无水氯化钙干燥后蒸馏。若需绝对干燥的石油醚，可加入钠丝(与纯化无水乙醚相同)。

(9)四氯化碳 沸点76．8℃，折光率n20D1．4603，相对密度ρ2041．595。将60 g氢氧化钾溶于60m L水中然后和100m L乙醇溶液混在一起，在50～60℃时振摇30min，然后水洗，再将四氯化碳按上述方法重复操作一次(氢氧化钾的用量减半)。四氯化碳中残余的乙醇可以用氯化钙除掉。最后四氯化碳用氯化钙干燥，过滤，蒸馏收集76．7℃馏分。四氯化碳不能用金属钠干燥，因有爆炸危险。

(10)吡啶 沸点6115．5℃，折光率n20D1．5095，相对密度ρ2040．9819。

分析纯吡啶含有少量水分，可供一般实验用。如要制得无水吡啶，可将吡啶与粒状氢氧化钾(钠)一同回流，然后隔绝潮气蒸出备用。干燥的吡啶吸水性很强，保存时应将容器口用石蜡封好。

(11)N，N－二甲基甲酰胺(DMF) 沸点149～156℃，折光率n20D1．4305，相对密度ρ2040．9487。无色液体，可与多种有机溶剂和水任意混合，对有机和无机化合物的溶解性能较好。N，N－二甲基甲酰胺含有少量水分。常压蒸馏时有些分解，产生二甲胺和一氧化碳。在有酸或碱存在时，分解加快。所以加入固体氢氧化钾(钠)在室温放置数小时后，会有部分分解。因此，常用硫酸钙、硫酸镁、氧化钡、硅胶或分子筛干燥，然后减压蒸馏，收集76℃/4800Pa(36 mm Hg)的馏分。如含水较多时，可加入其1/10体积的苯，在常压及80℃以下蒸去水和苯，然后再用无水硫酸镁或氧化钡干燥，最后进行减压蒸馏。纯化后的N，N－二甲基甲酰胺要避光贮存。

N，N－二甲基甲酰胺中如有游离胺存在，可用2，4－二硝基氟苯是否产生颜色来检查。

(12)二甲基亚砜(DMSO) 沸点189℃，熔点18．5℃，折光率n20D1．4783，相对密度ρ2041．100。二甲基亚砜能与水混合，可用分子筛长期放置加以干燥。然后减压蒸馏，收集76℃/1600Pa(12mm Hg)馏分。蒸馏时，温度不可高于90℃，否则会发生歧化反应生成二甲砜和二甲硫醚。也可用氧化钙、氢氧化钙、氧化钡或无水硫酸钡来干燥，然后减压蒸馏。也可用部分结晶的方法纯化。

二甲基亚砜与某些物质混合时可能发生爆炸，例如氢化钠、高碘酸或高氯酸镁等，应予注意。

(13)四氢呋喃 沸点67℃(64．5℃)，折光率n20D1．4050，相对密度ρ2040．8892。

四氢呋喃与水混溶，故常含有少量水分及过氧化物，如要制得无水四氢呋喃，可用氢化铝锂在隔绝潮气下回流(通常1000m L约需2～4g氢化铝锂)除去其中的水和过氧化物，然后蒸馏，收集66℃的馏分(蒸馏时不要蒸干，剩余少量残液时即倒出)。精制后的液体加入钠丝并应在氮气氛中保存。如需较久放置，应加0．025%4－甲基－2，6－二叔丁基苯酚作抗氧剂。

处理四氢呋喃时，应先用少量液体进行试验，在确定其中只含有少量水和过氧化物，作用不致过于激烈时，方可进行纯化。四氢呋喃中的过氧化物可用酸化的碘化钾溶液来检验。如过氧化物较多，应另行处理为宜。

(14)1，4－二氧环己烷(二氧六环) 沸点101．5℃，熔点12℃，折光率n20D1．4224，相对密度ρ2041．0336。

二氧六环能与水任意混合，常含有少量乙二醇缩醛和水，久贮的二氧六环可能含有过氧化物(鉴定和除去方法参阅乙醚)。二氧六环的纯化方法是在500 m L二氧六环中加入8m L浓盐酸和50m L水的溶液，回流6～10h，在回流过程中，慢慢通入氮气以除去生成的乙醛。冷却后，加入固体氢氧化钾，直到不能再溶解为止，分去水层，再用固体氢氧化钾干燥24h。然后在金属钠存在下加热回流8～12h，最后在金属钠存在下蒸馏，压入钠丝密封保存。装入精制过的1，4－二氧环己烷时应当避免与空气接触。

2．4．2．2 试剂的干燥

除去固体、气体或液体试剂中的少量水分的过程称为干燥。不同的试剂干燥的方法也不同，如加热烘干、用干燥剂脱水等。下面分别介绍几种基本的干燥方法和有关技术。

1． 液体的干燥

(1)干燥剂的选择

液体有机化合物的干燥，通常是用干燥剂直接与其接触。因而所用的干燥剂必须不与该物质发生化学反应或催化作用，不溶解于该液体中。例如酸性物质不能用碱性干燥剂; 而碱性物质则不能用酸性干燥剂。有的干燥剂能与某些干燥的物质生成配合物，如氯化钙易与醇类、胺类形成配合物，因而不能用来干燥这些液体。强碱性干燥剂如氧化钙、氢氧化钠能催化某些醛类或酮类发生缩合、自动氧化等反应; 也能使酯类或酰胺类发生水解反应。氢氧化钾(钠)还能溶解于低级醇中。

在使用干燥剂时，还要考虑干燥剂的吸水容量和干燥效能。吸水容量是指单位重量干燥剂所吸收的水量; 干燥效能是指达到平衡时液体干燥的程度。对于形成水合物的无机盐干燥剂，常用吸水后结晶水的蒸气压表示。例如，硫酸钠形成10个结晶水的水合物，其吸水容量达1．25。氯化钙最多能形成6个结晶水的水合物，其吸水容量为0．97。两者25℃时的水蒸气压分别为0．26k Pa及0．04k Pa，因此，硫酸钠的吸水量较大，但干燥效能弱; 而氧化钙的吸水量较小但干燥效能强。所以在干燥含水量较多而又不易干燥的(含有亲水性基团)化合物时，常先用吸水量较大的干燥剂除去大部分水分，然后再用干燥性能强的干燥剂干燥。通常第二类干燥剂的干燥效能较第一类为高，但吸水量较小，所以都是用第一类干燥剂干燥后，再用第二类干燥剂除去残留的微量水分。而且只是在需要彻底干燥的情况下才使用第二类干燥剂。

此外选择干燥剂时还要考虑干燥剂的干燥速度和价格，常用干燥剂的性能见表2－5和表2－6。

表2－5 常用干燥剂的性能与应用范围

表2－6 各类有机物常用的干燥剂

(2)干燥剂的用量

以最常用的乙醚和苯两种溶液为例。水在乙醚中的溶解度室温时为1%～1．5%，如用无水氯化钙来干燥100m L含水的乙醚时，假定无水氯化钙全部转变成六水化合物，这时的吸水量是0．97，即1g无水氯化钙大约可吸去0．97g水，因此无水氯化钙的理论用量至少要1g。但实际上则远较1g多，例如， 100m L含水乙醚常需用7～10g无水氯化钙。这是因为萃取时，乙醚层中的水分不可能完全干净，其中还有悬浮的微细水滴。另外达到高水合物需要的时间很长，往往不能达到它应有的吸水量，因而干燥剂的实际用量是大大过量的。水在苯中的溶解度极小(约0．05%)，理论上讲只需要很少量的干燥剂。由于上面的一些原因，实际用量还是比较多的，但可少于干燥乙醚时的用量。干燥其他液体有机物时，可从溶解度手册查出水在其中的溶解度(若查不到水的溶解度，则可从它在水中的溶解度来推测，难溶于水者，水在它里面的溶解度也不会大)，或根据它的结构来估计干燥剂的用量(在极性有机物中水的溶解度较大，有机分子中若含有能与氧原子配位的基团时，水的溶解度亦大)。一般对于含有亲水性基团的(加醇、醚、胺等)化合物，所用的干燥剂要过量多些。由于干燥剂也能吸附一部分有机物，所以干燥剂的用量应控制得严些。必要时，可先用一般干燥剂干燥，过滤后再使用干燥效能较强的干燥剂。一般干燥剂的用量为每10m L液体需0．5～1g，但由于液体中的水分含量不等，干燥剂的质量、颗粒大小和干燥时的温度等不同，以及干燥剂对副产物的吸收(如氧化钙吸收醇)等诸多因素不同，因此很难规定具体的数量，上述数据仅供参考。操作者应细心积累这方面的经验，在实际操作中，干燥一定时间后，要观察干燥剂的形态，若它的大部分棱角还清楚可辨，则表明干燥剂的量已足够了。

(3)实验操作

在干燥前应将被干燥的液体中的水分尽可能分离干净［宁可损失一些有机物，也不能存在可见的水层。如果有机液体中存在较多的水分，实验过程中还有可能出现少量的水层(例如在用氧化钙干燥时)，必须将此水层分去或用吸管将水吸去］。将该液体置于锥形瓶中，用骨勺取适量的干燥剂直接放入液体中(干燥剂颗粒大小要适宜，太大时因表面积小吸水很慢，且内层干燥剂不起作用; 太小时则不易过滤，吸附有机物太多)。用软木塞塞紧，振摇片刻。如果发现干燥剂附着瓶壁，互相黏结，通常是表示干燥剂不够，应继续添加; 放置一段时间(至少半小时，最好放置过夜)，并不时加以振摇。干燥过程中，浑浊的液体会变为澄清，这并不一定说明它已被干燥，澄清与否和水在该化合物中的溶解度有关。滤去干燥剂，再进一步蒸馏处理，由于金属钠、生石灰、五氧化二磷等和水反应后生成比较稳定的产物，有时可不必过滤就能直接进行蒸馏。

此外还可以利用分馏或二元、三元共沸混合物来除去水分，该方法属于物理方法。对于不与水生成共沸混合物的液体有机物，例如甲醇和水的混合物，由于沸点相差较大，用精密分馏柱即可完全分开。有时利用某些有机物可与水形成共沸混合物的特性，向待干燥的有机物中加入另一有机物，利用此有机物与水形成最低共沸点的性质，在蒸馏时逐渐将水带出，从而达到干燥的目的。例如，工业上制备无水乙醇的方法之一就是将苯加到95%乙醇中进行共沸蒸馏。近年来工业生产上常应用离子交换树脂脱水以制备无水乙醇。

2． 固体化合物的干燥

固体化合物常用干燥器进行干燥。

(1)普通干燥器(图2－22) 其盖与缸身之间的平面经过磨砂，在磨砂处涂以润滑脂，使之密闭。缸中有多孔瓷板，瓷板下面放置干燥剂，上面放置表面皿，待干燥样品放在表面皿中。

(2)真空干燥器(图2－23) 它的干燥效率较普通干燥器高。真空干燥器上的玻璃活塞，用以抽真空，活塞下端呈弯钩状，口向上，防止在通入空气时，因为气流太猛将固体冲散。最好用另一表面皿覆盖盛有样品的表面皿。在用水泵抽气过程中，最好能用金属丝(或用布)围在干燥器外围，以保证安全。

应按样品所含的溶剂来选择使用的干燥剂类型。例如，五氧化二磷可吸水; 生石灰可吸水或酸; 无水氯化钙可吸水或醇; 氢氧化钠吸收水或酸; 石蜡片可吸收乙醚、氯仿、四氯化碳和苯等。有时在干燥器中同时放有几种干燥剂，如在瓷板上用浅器皿盛放氢氧化钠，在底部放硫酸(在1L浓硫酸中溶有18g硫酸钡的溶液，如已吸收了大量水分，则硫酸钡就沉淀出来，表明不再适用于干燥而需要重新更换)，这样可吸收水和酸，效率更高。

(3)真空恒温干燥器(图2－24) 此设备适用于少量物质的干燥(若所需干燥物质的数量较大时，可用真空恒温干燥箱)，如图2－24所示，在2中放置五氧化二磷。将待干燥的样品置于3中，烧瓶A中放置有机液体，通过活塞1将仪器抽真空，加热回流烧瓶A中的液体，利用蒸汽加热外套4，从而使样品在恒定温度下得到干燥，干燥温度应与被处理物沸点接近。

图2－22 普通干燥器

图2－23 真空干燥器

图2－24 真空恒温干燥器

2．4．2．3 试剂的取用方法

1． 液体试剂的取用规则

(1)从滴瓶中取用液体试剂时，应垂直滴入试管或烧杯中。滴管决不能触及所使用的容器器壁以免玷污(图2－25)。滴管放回原瓶时不要放错，不准用其他滴管或自己的滴管到瓶中吸取试剂。

(2)从小口瓶中取用试剂时，先将瓶塞反放在桌面上，不要弄脏，把试剂瓶上贴有标签的一面握在手心，逐渐倾斜瓶子，倒出试剂，让试剂沿管壁慢慢流入试管或沿着洁净的玻璃棒注入烧杯中(图2－26)。取出所需用量后，将小口瓶竖起，用干净的滤纸吸干瓶口的试液，注意瓶塞不能盖错。

(3)用量筒或移液管定量取用试剂时，多取的试剂不能倒回原瓶中，可倒入指定的容器内。

图2－25 用滴管将试剂加入试管中

图2－26 液体试剂倒入烧杯

2． 固体试剂的取用规则

(1)要用洁净的药勺取试剂。用过的药勺必须洗净和擦干后才能再使用，以免玷污试剂。

(2)称量药品时，注意不要多取，取多的药品，不能倒回原瓶，可放在指定的容器中。

(3)取出试剂后，应立即盖紧瓶盖，不要盖错盖子。

(4)一般的药品可以在干净的纸或表面皿上称量。具有腐蚀性、强氧化性或易潮解的药品，应使用干净的表面皿或称量瓶称量。

(5)有毒药品应在教师指导下取用，不要将药品洒落在实验台上和地面上。