【同素异形体】(亦称同素异性体)同种元素组成的不同单质,例如石墨和金刚石、氧气和臭氧、白磷和红磷等。同素异形体的分子组成或晶体结构不同,它们的物理性质和化学性质有明显的区别,
例如金刚石是由碳原子以共价键连接形成的正四面体空间网状结构的原子晶体;石墨是一种层状结构的过渡型晶体,层内碳 原子以共价键结合形成正六边形网状结构,层与层之间距离较大,相当于分子间力的作用。金刚石是硬度最大的物质,不能导电;而石墨的硬度较小,层之间可以相 对滑动,导电性好,化学性质较金刚石活泼。
又如白磷和红磷,白磷是由正四面体结构的分子(P4)组成,为白色腊状固体,有剧毒,易溶于CS2,着火点低(40℃),在空气中可自燃;红磷是较复杂的层状晶体,红色粉末,无毒,不溶于CS2,着火点240℃。隔绝空气加热温度升至260℃时,白磷转变成红磷,红磷受热在416℃时先升华,蒸气冷却又变为白磷。
O2和O3的分子组成不同,O3是较O2更活泼的氧化剂。
规格:铁三角架的圆圈直径有50-80mm等多种。泥三角以瓷管长度分为40- 55mm 四种。
主要用途:坩埚、蒸发皿等仪器直接加热时,要跟泥三角和铁三角架配合使用。烧瓶、烧杯等仪器加热时,要石棉网和铁三角架配合。
注意事项:亦称三足架。可用于简单的加热、蒸发等实验。常与石棉网或泥三角配合使用,酒精灯放在三足架的下面,而被加热的烧杯、锥形瓶、蒸发皿和坩埚等放置在石棉网或泥三角上。
规格:有试管刷、烧瓶刷、滴定管刷等不同洗刷对象的毛刷。一般以铁丝和猪鬃或尼龙丝绞合而成,根据铁丝柄长和猪鬃长度分成多种规格。
主要用途:清洗各种玻璃容器。
注意事项:刷洗各种容器时,不能用力过猛。各种刷子顶端的刷毛如果损坏,铁丝外露,就不能再用,否则会戳穿玻璃容器的底部。规格:分顶部带有磨砂玻塞和仅有一个圆结两种,由普通无色或棕色厚玻璃制成。钟罩内径有120一250mm等六种规格。
主要用途:用于观察物质在静止空气中的变化,如溴蒸气的扩散等;也用于测定空气体积组成的实验;还可以作防护罩。
注意事项:不能加热。作空气成分实验时,燃烧物质不要靠近钟罩壁,以免烧裂。
规格:有具支和无支等多种。用普通玻璃料制成。规格以管外径和全高(mm)表示,有13×100、15×150、20 ×200等三种。
主要用途:内装固体干燥剂或吸收剂,用于干燥或吸收气体等实验。俥可以作电泳、电解实验的容器。
注意事项:两管之间不能用力挤压。不能握住管的一边,而在另一管上旋转橡皮塞,这样易使弯曲部分断裂。不能用火加热。规格:有一球和二球之分。由普通玻璃料制成。规格以全长和上管外径(mm)表示,如145×17、160X17。
主要用途:内装固体干燥剂,用于气体的干燥。
注意事项:球体和下管处一般要垫小棉球或玻璃绒,以防细孔被堵塞。
规格:由普通厚玻璃料制成,外径有120-240mm五种规格。
主要用途:用于排水集气。
注意事项:不能盛放温度较高的热水。
规格:硬质玻璃料制成。有底外径60-150mm六种。
主要用途:在化学投影演示实验中用作反应器。用于培养细菌或种籽发芽。
注意事项:不可加热。
规格:有白色和黑色两种。一般为瓷质。有3、6、9、12孔等多种规格
主要用途:在定性分析实验中用于显色和沉淀试验。
注意事项:在生成有色沉淀和颜色发生变化的反应中用白瓷板:白色、黄色沉淀用黑瓷板。点滴时用量不可太多,以不溢出凹穴为度。
规格:有平口、卷口、具支、离心等多种。由95料和普通两种玻璃料制成。普通试管的规格以管外径×全长(mm)表示,如10×75(mm)、18×150(mm),41×225 (mm)等十二种规格。离心管以容量的毫升数表示,如10、15、25、50 mL等。
主要用途:普通试管用作少量试剂的反应容器,便于操作和观察。具支试管用作气体洗涤容器或少量气体的发生器。离心试管用于分析操作中的沉淀分离。
注意事项:试管加热后不能骤冷,以防破裂。加热时液体量不能超过容量的1/3,并不断移动试管。小试管和离心管宜用水浴加热。
最常用的仪器,可用于盛放少量化学试剂,进行简单地、少量物质间的化学反应,可进行加热,可进行少量物质的溶解配制少量溶液。还可组装成某些气体的简易发生装置、便于振荡、不宜搅拌、常用规格有15×150毫米、18×180毫米、32×200毫米;有软质试管和硬质试管之分;有有刻度试管和无刻度试管。加热试管时应用试管夹或固定在铁架台上,夹持在试管全长1/4的近口处。加热时,先均匀加热,再在固定部位加热。加热液体时,试管口不能对着自己和别人。反应物体积一般不超过试管总容量的1/3。
规格:有高型和低型之分:容量常用的有50- 2000 mL 等多种。 一般由95料或GG-17料玻璃制成
主要用途:物质的溶解、加热液体和配制溶液等,具有搅拌方便的特点。
注意事项:应放置在石棉网上加热或通过水浴、油浴加热。加热时温度不宜变化过于剧烈。
常用的仪器,用于盛放较大量的化学试剂进行化学反应;溶解物质,配制溶液或进行稀释;加热较大量的液体;还可用于某些反应的水浴(不超过100℃)。便于搅拌,用玻棒搅拌时不应接触烧杯壁和杯底,以免碰破。加热时应垫石棉网或放入水浴锅内,不宜直接用火加热。常用规格有50、100、250、400、500、600、1000毫升,还有微型烧杯。一般均为软质玻璃。
规格:有圆底和平底两种。容量有50-3000mL等多种。由95料或GG-17料玻璃制成。
主要用途:用作反应物较多、加热时间较长的反应器,如制取气体、有机合成等,平底烧瓶能用作洗瓶。
注意事项:加热时应垫石棉网,液体加入量不宜超过容量的1/2。平底烧瓶不宜长时间加热,瓶内液体过少,加热时易破裂。
对于液体或固体和液体混和物进行较长时间加热时使用的容器。可分为平底烧瓶和圆底烧瓶。平底烧瓶常用于组装成某些气体的发生装置,或与双孔胶塞组装成洗气瓶;在用圆底烧瓶加热液体时,当液体残留量很少时仍可加热而不致破裂。还有一种短颈圆底烧瓶,常用于蒸馏和分馏。使用时应固定在铁架台上,垫上石棉网,不宜直接用火加热,还可用水浴、油浴和砂浴等加热。在进行反应时,注入液体量一般不应超过容积的1/2。常用规格有100、250、500、1000毫升等。
规格:容量有30一2000mL等多种。由95料和GG-17料玻璃制成。
主要用途:用于液体的蒸馏,也可用于制取少量气体。
注意事项:加热时应垫石棉网,液体加人量不宜超过容量的l/2。平底烧瓶不宜长时间加热,瓶内液体过少,加热时易破裂。
亦称蒸瓶和支管烧瓶,主要用于分馏操作和提纯操作,使用方法与烧瓶基本相同。进行蒸馏操作时,需与冷凝管、接受器等组装成蒸馏装置,蒸馏烧瓶内应放入沸石或碎瓷片防止爆沸。常用规格有100、250、500毫升等。
规格:有无塞和具塞两种,容量有25-3000mL等多种。由95料或GG-17料玻璃制成。
主要用途:振荡瓶内溶液较方便,适用于滴定操作,也可作防止溶液大量蒸发的反应容器。
注意事项:加热时应垫石棉网,也可以在小火上直接微热。
常用的仪器。可用来加热液体,也可用来组装成某些气体的发生器,组装成洗气瓶。放置时稳定,瓶底受热面积大。由于瓶底较大瓶口较小,摇动时,液体不易溅出,因此广泛地应用在定量分析中的滴定操作上。不宜直接用火加热,要垫石棉网。加热液体时液面不应超过瓶高的1/3。常用规格有50、100、250毫升。
规格:有瓷质和硬质玻璃两种。容量有60-150mL等四种。
主要用途:常用来浓缩溶液和蒸发液体。
注意事项:可以加热,但不可以骤冷或高温受热,以防爆裂。
用于蒸发、浓缩溶液。可用坩埚钳夹持,放在三脚架上直接加热,也可用石棉网、水浴、沙浴等加热。盛入的液体一般应在皿边缘2厘米以下。加热过程中可用玻璃棒搅拌。在蒸发、结晶过程中,不可将水完全蒸干,以免晶体颗粒崩溅。常用规格按口径大小有6、9、12、18厘米等。通常是瓷制品。
规格:有高、中和低型三种。容量有2-50mL等多种。
主要用途:在化学实验中常用来灼烧固体。
注意事项:不可用于高温碱熔或加注意事项,不可用于高温碱熔或加入氢氟酸,以免腐蚀坩埚。灼热的坩埚应放在石棉网上。
用于高温灼烧固体试剂并适于称量,如测定结晶水合物中结晶水含量的实验。根据不同的实验,可采用不同的坩埚,如瓷坩埚、白金坩埚、铅坩埚等。常用的是瓷坩埚,一般容积为15、 30毫升两种。能耐1200~1400℃的高温。有盖,可防止药品崩溅。坩埚可在泥三角上直接加热,热坩埚及盖要用坩埚钳夹取,热坩埚不能骤冷或溅水。热坩埚冷却后应放在干燥器中。
规格:有铜质、铁质和不锈钢等不同材料制成。长度有150~200mm等多种。
主要用途:取放坩埚等高温物体。
注意事项:为了防止钳头被污染,放置时钳头向上平放在干燥的桌上或抽屉里。
夹持坩埚和坩埚盖的钳子。也可用来夹持蒸发皿。当夹持热坩埚时,先将钳头预热,避免瓷坩埚骤冷而炸裂;夹持瓷坩埚或石英坩埚等质脆易破裂的坩埚时,既要轻夹又要夹牢。
规格:有木制、铝制和塑料制试管架。有6、12、18孔等多种,口径有10-20mm等四种。
主要用途:试管架用于插放试管。
注意事项:试管架在放置洗净的试管前应洗涤干净,试管倒插在管架的木棍上,使洗涤后的残留水流出,灰尘不致落入。盛放药品的试管可置于管架的圆孔中。加热后未冷却的试管不宜立即放入木制和塑料试管架上。
主要用途:试管夹用来夹持加热的试管。
注意事项:试管加热时,用试管夹夹在离管口1/3一1/4处。
用于夹持试管进行简单加热的实验。一般为竹制品。夹持试管时,试管夹应从试管底部套入,夹于距试管口2~3厘米处。在夹持住试管后,右手要握住试管夹的长臂,右手拇指千万不要按住试管夹的短臂(即活动臂),以防拇指稍用力造成试管脱落打碎。
规格:由普通玻璃料制成,容量有250~2000mL等四种。启普发生器球形漏斗、球形与半球形组成的容器和带活塞导管三部分构成。
主要用途:适用于不需要加热的块状固体和液体反应制取难溶于水的气体实验。
注意事项:不能加热,不能用于强烈放热、急剧放出气体的反应。使用前,容器底部的活塞、球形漏斗和球形容器口的磨砂口要涂少量凡士林,防止漏气。
用于不溶于水的块状固体与液体反应(反应不需加热)制取气体的装置,其最大优点在于通过控制排气节门,根据需要可随时使反应发生,也可随时停止反应。使用前,应先检验各部分连接处是否漏气,玻璃磨口处和玻璃旋塞处应涂极薄一层凡士林。放置固体时先卸去上面的球形漏斗将发生器横置桌上,将块状固体放于中部球内,约占中部球容积的1/3,再插入球形漏斗,然后将发生器竖直。球形漏斗与发生器底部半球接合处可预垫橡皮圈,以避免小块固体落入半球内。加入液体试剂时,先打开排气节门,从球形漏斗口加入的液体先注入到半球内,液面不断上升,至浸没固体时即可。然后关闭排气节门,发生反应产生的气体不能排出,造成足够的压力,将液体自中间的球部和下面的半球部沿漏斗颈压回到球形漏斗内一部分,使固液分离,不再继续反应,需要制取气体时,只要打开排气节门,发生器内气体排出,压强减小,液体便沿漏斗颈流入半球,液面上升到中间球部与固体反应继续产生气体。若产生的气体是易燃易爆的,在收集或者在导管口点燃前,必须检验气体的纯度。
规格:有直形、球形、蛇形和剌形等形式。管长有200-1000mm多种。由普通玻璃料制成。
主要用途:用于蒸馏液体或有机制备中,起冷凝或回流作用。
注意事项:.冷却水的进口应在组l装仪器的低端,然后饰向高处出口。长期使用后,隔套中附有铁锈,可用盐酸洗去。
通过热交换原理用冷水将热蒸气冷却冷凝成液体的一种玻璃仪器。在蒸馏和分馏的有关实验中,常与蒸馏烧瓶一起配合使用,如实验室进行石油分馏操作的实验,冷凝器一端与蒸馏烧瓶的支管相连接,另一端与接受器相连接。石油馏分进入冷凝器内管,而冷水自冷凝器下口进入,逆流而上,从上口处流出,冷水走向与石油馏分走向相反。在化工生产上称作逆流原理,冷却效果好。
冷凝管可分为三种。一种内管为直形的;一种内管是连续球形的;还有一种内管呈螺旋状的,也称蛇形的。球形的和蛇形的冷却效果好。
规格:一般由瓷质或普通厚料玻璃制成,还有玛瑙研钵。内径有60 -180mm等六种。
主要用途:用来研磨硬度较大的固体或拌匀反应物。
注意事项:大块或晶块固体应粉碎后再放入研钵中。研磨时不可以用杵敲击,应使杵在钵内缓慢而又稍加压力地转动。研钵不可以加热。
用于研磨固体物质,使之成为粉末状。有玻璃、白瓷、玛瑙或铁制研钵。与杵配合使用,口径有75毫米、100毫米等。不能加热,研磨时不能用力过猛或锤击。如果要制成混和物粉末,应将组分分别研磨后再混和,如二氧化锰和氯酸钾,应分别研磨后再混和,以防发生反应。
有细口塑料瓶装置成的洗瓶和平底烧瓶装置成的洗瓶。内盛蒸馏水,一些实验器皿用洗液自来水等洗涤后,再用洗瓶以蒸馏水冲洗。洗瓶还可用来洗涤结晶或沉淀,以除去杂质。塑料制洗瓶不易破碎,制作简单。
亦称“本生灯”。煤气灯燃烧的火焰温度可达1200℃可用于高温加热、高温灼烧和玻璃加工。但其使用有一定的局限性,必须在有煤气发生器和有液化石油气供应的地方,才能安装煤气管道使用,火焰的大小和燃烧的温度,可通过进气螺栓和空气入口的调节加以控制。火焰呈淡蓝色,可用于“焰色反应”的实验。
实验中用于高温灼烧或玻璃加工的器具。其火焰温度可高达1200℃。使用前,先在预热槽内放入少量酒精点燃,酒精燃烧加热了灯内灯芯上吸上的酒精,酒精气化后从灯口喷出,由于酒精蒸气喷出时有一定压强,因而从空气入口吸入适量空气,混有适量空气的酒精蒸气在灯管口被点燃,进行充分燃烧,空气入口可调节大小,从而调整喷灯火焰温度的高低。熄灭时,可用木块平压住灯管口,即可熄灭。然后打开酒精入口的盖子,放出灯内的酒精蒸气。
与吸滤瓶配合使用,用于减压过滤。一般是瓷制,漏斗内部是一个多孔的平板,平板上铺上滤纸或滤布,漏斗颈部配以合适的胶塞,将胶塞固定在吸滤瓶瓶口,从吸滤瓶支管口往外抽空气,使瓶内形成负压,大气压力使液体加速通过漏斗,过滤速度大大加快。适宜较大量的过滤。
吸滤瓶是一种比较厚,类似锥形瓶,有一个分支,能够进行真空反应的玻璃仪器。还可以做少量气体的制取发生器。它能利用真空泵等仪器改变里面的压强。
测液体比重的一种量具。是一支标有刻度的封闭的薄玻璃管,管底有一泡状或球状部分,内装铅粒或其它重物。比重计插入液体中能直立漂浮,根据阿基米德原理,液体比重越大,比重计浮起越高,从比重计上的标度,可以直接读出液体的比重,比重计分为重标和轻标两类,重标用以测量相对密度(比重)大于1的液体,轻标用于测量相对密度(比重)小于1的液体。比重计有各种刻度规格,工业上常用波美比重计。
测定温度的量具,温度计有水银的和酒精的两种。常用的是水银温度计。根据量度的范围,常见的规格有-10~100℃,0~100℃,0~200℃等。测量物质的温度时,要选择适合的温度计,测量的温度应在温度计的温度范围之内,超过或低于这个范围时不能使用。
使用温度计时,注意水银球不要碰着器壁,以防碎裂,水银球放置的位置要合适。如测液体温度时,水银球应置于液体中;做石油分馏实验时水银球应放在分馏烧瓶的支管处。不宜测骤冷骤热的体系,以防水银球爆裂。
称量物质质量的量具。其精确度为0.1克,用于不太精确的称量。托盘天平应与配套的砝码合用。托盘天平使用前,要先调零点,即静止时指针是否指向标尺零点,若不指向零点,可调整托盘下面的螺丝。称量时要“左物右码”,便于操作。被称物不可直接放于托盘上,要在两个托盘上各放一张大小和质量相等的纸片,被称物置于左托盘纸片上称量;有腐蚀性的或易潮解的物质应放在洁净的小烧杯中称量(小烧杯的质量应事先称量)。取用砝码时应用专用的镊子,不得用手,以防手上的脏物和汗渍沾污砝码,取用砝码应按“由大到小”的顺序添换。砝码用完后应及时核准放回原处。
与托盘天平配用的砝码中有0.5、1.0、2.0、5、10、2050、100克等不同质量的砝码和专用镊子。
盛放少量液体试剂的容器。例如盛放常用的指示剂酚酞试液、石蕊试液、甲基橙试液、硫氰化钾溶液等。由滴管和滴瓶组成,滴管置于滴瓶内,滴瓶口为磨口,不能盛放碱液。有无色和棕色两种,见光分解需避光保存的(如硝酸银溶液)应盛放在棕色瓶内。酸和其它能腐蚀橡胶制品的液体(如液溴)不宜长期盛放在瓶内。常用规格有30、60、125毫升等。滴管用毕应及时放回原瓶,切记!不可“串瓶”。
广泛应用的一种仪器,多用于收集各种气体或暂时储存气体。也可用来进行有关气体反应的实验,还可作为洗气瓶和缓冲瓶。瓶沿是磨平的,用毛玻璃片盖住时不致漏气。常用规格有125毫升和500毫升,有无色透明的,也有茶色的。
规格:有有塞和无塞两种。容量有125-1000mL等多种。由95料玻璃制成,弯管作75度转折,玻璃塞和颈口间通过磨砂吻合。
主要用途:用作反应器和蒸馏器。常用作制备有挥发性的强氧化剂或有强腐蚀性物质。
注意事项:加热时应垫石棉l网。
玻璃制的一种反应器。可用于实验室制取硝酸、溴等。可直接在火上加热,常与接受器一起使用。
规格:由无色或棕色普通玻璃料制成。试剂瓶容量有30一20000mL等十种。广口瓶与集气瓶的区别是:广口瓶瓶口内侧磨砂。集气瓶上口平面磨砂,内侧不磨砂。
主要用途:分装各种试剂。广口瓶主要盛放固体试剂,细口瓶放液体试剂。盛放碱性物质的瓶要改用橡皮塞或塑料塞。棕色瓶用于盛放需避光保存的试剂。
注意事项:不能盛放强碱性试剂,不能加热。 取用试剂时,瓶塞要倒放在桌上。
放置试剂用。可分广口瓶和细口瓶,广口瓶用于盛放固体药品(粉末或碎块状);细口瓶用于盛放液体药品。都是磨口并配有玻璃塞。有无色和棕色两种,见光分解需避光保存的一般使用棕色瓶。盛放强碱固体和溶液时,不能用玻璃塞,需用胶塞和软木塞。试剂瓶不能用于配制溶液,也不能用作反应器,不能加热。细口瓶的玻璃塞不可互换。广口瓶一般容积较大,细口瓶常用的有60、125、500毫升等。
规格:由普通玻璃料制成。容量有5-2000mL等多种。5mL量筒的最小分度是0. 1mL,1000 mL 的量筒最小分度是10mL。
主要用途:在精度要求不高时用来测量液体的体积,或量取一定体积的液体。
注意事项:选用合适的规格,以避免增大误差或多次量取。不能加热,也不能直接用来配制溶液。
量度一定体积液体的量器之一。量筒一般准确度较低。不能用作反应器,绝对不能加热,也不能用于配制溶液或溶液的稀释。常用规格有10、25、50、100、250、1000毫升等。通常容积越大,准确度越小。量取液体时,量筒应放在平整的桌面上,视线与量筒内凹液面的最低处平齐。量筒的刻度(毫升数)自下而上增大。
规格:由普通玻璃料制成。容量有5-2000mL等多种。10OOmL量杯的最小分度是50mL
主要用途:在精度要求不高时用来测量液体的体积,或量取一定体积的液体。
注意事项:选用合适的规格,以避免增大误差或多次量取。不能加热,也不能直接用来配制溶液。
量度一定体积液体的量器之一,其准确度较相应的(相同容积)量筒更低,不能用来加热,但可以配制溶解热不太大的溶液,也可以用来进行溶液间反应
的演示实验。
规格:有无色和棕色两种。由普通玻璃料制成,带有吻合的玻璃塞或塑料塞。容量有5-2000mL等十多种。
主要用途:用于配制精确浓度的溶液。
注意事项:不能加热,不能在瓶里溶解固体,不得贮存配好的熔液。瓶塞和瓶口要吻合不漏水。配液时,液体温度应控制在室温,不能用手掌贴住瓶体,以免引起体积变化。
用来配制一定体积的摩尔浓度和当量浓度溶液的量器。容量瓶有一定的使用温度。固体物质的溶解、浓硫酸的稀释等不能在容量瓶内进行。使用前,先用适量溶剂在烧杯中将溶质溶解,当有明显温度变化时,应将溶液放置,待恢复至室温后再注入容量瓶,再多次用少量溶剂冲洗烧杯及搅拌用的玻璃棒,将冲洗液也注入容量瓶,再将溶剂沿玻璃棒慢慢注入容量瓶,至刻度线2~3厘米处,再改用滴管将溶剂滴至刻度线。盖好盖,用右手拇指握瓶颈,食指压瓶盖,左手食指、中指、拇指共同抵住瓶底,将瓶上下转动、摇匀即可。常用规格有50、100、250、500、1000毫升等。
规格:分有酸式滴定管和碱式滴定管,由棕色和无色两种普通玻璃料制成。容量有10、25、50和10OmL四种。10mL的最小分度是0.05mL,10OmL的最小分度是0.2mL。
主要用途:用于容量分析,能准确读取试液的用量。酸式滴定管盛装酸性、氧化性及盐类稀溶液。见光易分解的试液要用棕色滴定管。碱式滴定管盛装碱性试液。
注意事项:使用前检查活塞是否灵活和不漏水。用时要赶出尖嘴部分气泡,用毕应洗净并装满蒸馏水,长期不用时活塞处要垫衬小纸条,防止粘结。
进行容量分析时,用于准确量取一定体积液体试剂的量具。分为酸式滴定管和碱式滴定管两种。有无色,棕色的。酸式滴定管下端配有磨口玻璃旋塞,主要用于盛放酸性溶液,具有氧化性的稀溶液(如KMnO4溶液)盐的稀溶液。碱式滴定管下端是用一小段乳胶管,内装一个玻璃珠,前端再接一个尖嘴。主要用于盛放碱性溶液。见光易分解的溶液一般使用棕色滴定管。
滴定管要注意保持清洁。酸管下端玻璃旋塞要洗净,吸干水分,活塞两端涂上一薄层凡士林,慢慢朝一个方向转动,使之均匀。并用橡皮筋勒住。
滴定操作中,正确的读数是影响分析误差的重要因素,目光要平视液体凹面最低点与刻度线重合。滴定前,滴定管尖嘴部分若有气泡必须赶跑,必须用标准液将滴定管润洗,以防标准液浓度发生变化。滴定中,液面的下降和读数必须在有刻度的范围内,在刻度范围以外不能使用。常用规格有25、50毫升。精确度为0.2~0.1毫升,估计数字可达0.02毫升。
规格:由普通玻璃料制成。有刻度和大肚移液管两类。容量有0.1-50mL等11种,0.1mL最小分度是0.001 mL,550mL最小分度是0.2mL.
主要用途:用于精确移取一定体积的液体,常在分析检测中使用。
注意事项:不能加热。如量取温度太高的液体时,要冷却到室温后量取。排液时应将移液管贴着容器慢放,最后残留在管口的液滴一般不能用口吹出。如果移液管上刻有“吹”、“快”等字样者,则应吹出。
吸取准确体积液体的量具。又叫吸量管或吸液管。有带刻度的移液管和给定体积的移液管两种。刻度移液管的常用规格有0.1、1、2、10、25毫升;无刻度的给定体积的移液管的常用规格有2、5、10、25、50毫升等。使用前,洗净的移液管必须用少量要吸取的溶液将其润洗一遍,保证所量取的溶液浓度不变。量取时,无毒无腐蚀性和无刺激气味的液体可用口吸,有毒液体要用吸球吸取。吸取时,移液管应插入液面下足够深度,将溶液吸过刻度,速用右手食指堵住管口,小心地活动食指使与管口稍有缝隙,使多余溶液缓慢滴出至液面降到刻度线。排放溶液时应将移液管尖端紧贴容器内壁,使溶液缓慢流下,给定体积的移液管则一次放完,移液管尖端的少量残留液不能吹入容器,因为在标定移液管刻度时,未将这部分残留液计入容积刻度之中。刻有“吹”字的,移液管最后须将残留液吹入容器内。
规格:有高型和扁型两种。由普通玻璃料制成。大小以瓶外径×瓶高度(mm)表示,如25×40、40×70 等多种规格。
主要用途:用于准确称取一定量固体(特别是易吸水的固体)的盛器,一般用于容量分析实验中。
注意事项:不能加热。瓶盖不可互换。在称量时要用纸条夹持。不能用手拿。
用于准确称量少量固体样品的玻璃小瓶,有“扁形”的和“高形”的两种。称量瓶要洗净干燥。使用前要先称其质量,再盛放少量固体样品称量出瓶和样品的总质量,减去瓶重可得样品质量。称量瓶不能做反应器,不能加热,瓶盖不能互换。
规格:有短管和长管两种,短管的漏斗口径跟管长相等,口径有40-150 mm 七种。长管管长均为150mm,口径有50-90mm四种。
主要用途:用于过滤操作和加注液体。长管漏斗过滤时易形成液柱,具有抽吸作用,使过滤加速。
注意事项:不能受高热。
在进行固液分离的过滤操作中,常使用长颈漏斗,长颈漏斗放置在漏斗架上或铁架台的铁环上,下面用烧杯收集过滤后的液体。漏斗上端呈60°圆锥形,放入滤纸并润湿(滤纸边沿要低于漏斗边沿),过滤时,要过滤的液体沿玻棒顺流而下,玻棒要轻触于三层折叠的滤纸部分,注入的液体不得超过滤纸的边沿,漏斗的颈部尖端要贴在烧杯内壁上。
短颈漏斗可用于引导液体或固体粉末进入小口容器中。
漏斗不能加热。需要趁热过滤时,可用有水套的特制漏斗。
规格:有直型、环颈和单球、双球等形式。斗径都是40mm,全长350mm,管外径7-8mm。
主要用途:用于装配气体发生器,可以随时向发生器中加入液体。环颈或单、双球安全漏斗,由于颈上弯管中留有少量液体,能起缓冲作用,液体不易从漏斗口喷出。
注意事项:在组装气体发生装置时,安全漏斗的长管末端要插入反应器的液体里,借助液封防止气体通过漏斗逸出。
用于组装气体发生器。为了不使产生的气体从漏斗处逸出,安全漏斗的环颈部分的液体可形成水封,防止气体逸出。在组装发生器时,要握住环颈以下的直管部分,轻轻插入双孔胶塞中,以防扭断。
规格:有球形和梨形之分。容量有60-2000mL等六种。由普通玻璃料制成。
主要用途:萃取时,用于分离互不相溶的几种液体。在化学反应中,用它来组装反应器,可以有控制地随时加人反应液体。
注意事项:使用前应该先检漏,必要时在活塞和盖子处涂上一薄层林。作萃取操作时,要随时打开上口塞子,调节漏斗中的气压。分离液体时,下层液体由下口放出,上层液体由上口倒出。
可以用来分离互不混溶的两种液体和某些反应随时滴加液体的器具。有球形的,还有标有刻度用以测定液体体积的筒形和梨形分液漏斗。有50、100、250、500毫升等规格,不能用以加热。在洗涤液体、或进行萃取操作时,可以右手按住玻璃塞,左手固定住玻璃活塞上下转动或振荡。
规格:燃烧匙有铜质和铁质等两种,匙的直径约lcm,匙柄长约25cm,一般还附有一只带孔的盖。
主要用途:盛放跟气体反应的物质,做物质可燃性的试验以及检验燃烧产物的性质。
注意事项:某些物质(如钠)和氯气反应不宜用金属制的燃烧匙,而应改用玻璃燃烧匙。燃烧匙和长柄结合处易松动断开,使用时要小心。燃烧匙使用后应及时清洗干净,放阴凉干燥处晾干备用。
专门用于盛放少量固体可燃物点燃后放入集气瓶中燃烧的实验。一般燃烧匙是铜制的。若燃烧物能与燃烧匙反应,则燃烧匙底部应放入少量砂子或石棉绒;若助燃物能与燃烧匙反应,则需另换代用品,如钠在氯气中的燃烧实验可用玻璃制的小匙。
规格:由普通玻璃料制成。规格以直径大小表示,有45-180mm等十种。
主要用途:用作烧杯盖,防止反应物溅出:也可以在称量操作中用作称量物的盛器,或进行NH4+检验的气室试验等。
注意事项:不能用火加热,作盖时所选直径应略大于烧杯。
亦称表玻璃。某些反应可以在表面皿上进行,用来检验试样与试剂作用而生成的气体。两块表面皿扣在一起可组成“气室”,进行气体与某种试剂呈现一定颜色的反应,既简便又易于观察。还可作为蒸发皿和烧杯的盖子。不能直接用火加热。
规格:铁制品。一般与十字夹、铁夹、铁圈配合使用,铁架台和铁圈一般分大、中、小三种规格。十字夹用于夹持铁杆。铁夹分烧瓶夹和冷凝管夹两种。
主要用途:用来装置和固定其他仪器。
注意事项:它们都是生铁制品,不能用力敲打。十字夹唛在铁架台上时,凹口应向上。铁夹内衬以绒布或套有橡皮圈,起缓冲作用。夹持玻璃仪器要松紧适度,以不会转动滑下为难。打滑或旋拧不动的螺旋不能继续使用。
由质量较大的底座和固定于铁制底座并垂直于底座的一根铁棍组成。根据不同的实验内容,常配有能上下移动的铁环、烧瓶夹、滴定管夹、冷凝管夹等附加器械。若实验需要加热、则可配合酒精灯、石棉网一起使用;若实验需要冷凝,则可与自来水管,冷凝器配合使用。在铁架台夹持玻璃器具时,要在夹与玻璃器具间垫纸,以防夹碎。
【粘胶纤维】亦称粘纤。人造纤维的主要品种,用木材、棉子绒等为原料,经稀氢氧化钠溶液浸渍处理,再与二硫化碳作用成纤维素黄原酸钠,再溶解于稀氢氧化钠溶液得到粘胶溶液,然后通过喷丝头的细孔进入由硫酸、硫酸钠、硫酸锌等组成的凝固浴中成为纤维。经洗涤、脱硫、漂白、干燥等工序制成成品。成品是乳白色或蓝白色,光泽好,密度1.52~1.53克/厘米3。有长纤维和短纤维两种。长纤维也称人造丝,可供纺织、针织等用;短纤维称为人造棉或人造毛。可供纯纺或混纺,还可制成强力粘胶纤维,用于制轮胎帘子线。
【丁苯橡胶】由1,3-丁二烯和苯乙烯通过乳液共聚合得到的一种无规聚合物。是产量最大、用途最广的一种合成橡胶。有很多品种,按聚合温度不同,有高温丁苯橡胶和低温丁苯橡胶。目前以低温为主,工艺性能较好,发展很快。按加入苯乙烯含量的多少,又可分为各种牌号的丁苯橡胶,目前生产的大都是含苯乙烯30%以下的一类低温丁苯橡胶。微红色或淡褐色,有苯乙烯的特殊气味,密度0.90~0.93克/厘米3。不完全溶于汽油、苯和氯仿。玻璃化温度(-60~75℃)随苯乙烯含量比例的增大而增大。粘性差。可用硫黄硫化,硫化速度较天然橡胶慢、耐磨性能和耐老化性能较好,其耐酸碱、介电性能和气密性等与天然橡胶相似。主要用于制造轮胎和其它橡胶制品。苯乙烯含量约10%的丁苯橡胶,玻璃化温度-75℃,用于制造耐寒橡胶制品。
【丁基橡胶】又称异丁橡胶。是异丁烯和异戊二烯经共聚而形成的线性聚合物,再经硫化交联成网状结构。其中,异戊二烯含量一般是1.5~4.5%,白色或淡灰色,无臭无味。密度0.91克/厘米3,玻璃化温度-67~-69℃。不溶于乙醇和丙酮,耐动植物油性、耐氧和臭氧性、耐酸碱性,耐寒性。气密性和电绝缘性均好。抗张强度和伸长率也较高。耐撕裂性和粘性较差。在常温下其弹性约为天然橡胶的1/4,但随温度的升高而显著增加。硫化速度较慢,需加入促进剂。由于其气密性很高;主要用于制造汽车内胎和无内胎轮胎及其它气密性密封材料。它的防水性能强,可用作水工建筑防水衬里和防水涂料。还可用作化工设备的衬里和其它防酸防腐蚀材料。可由异丁烯与异戊二烯在催化剂(三氯化铝)和低温(-98℃)下聚合制得。
【氯丁橡胶】由2-氯-1,3-丁二烯经加聚反应生成的一种合成橡胶。是氯丁二烯的α-聚合体。淡黄色,密度1.23~1.25克/厘米3。碎化点-35℃、软化点约80℃,230~260℃分解。溶于苯、氯仿等。有很高的抗张强度和气密性,耐无机酸碱的腐蚀性。特别是它既耐油又耐热,可用来制油箱、印刷胶滚、耐油胶管,也可用作涂料和胶粘剂。缺点是耐寒性和贮存稳定性差。
【丁腈橡胶】一种合成橡胶。是丁二烯与丙烯腈的共聚物。淡黄色。密度0.91~0.986克/厘米3。其特点是耐油(如矿物油和植物油)性好。耐芳香烃、酮和醚等溶剂性稍差。还具有耐磨、耐热、耐老化等性能。耐寒性比天然橡胶差。丙烯腈含量18~45%不等。随着丙烯腈含量的增加,比重的增大,耐油性和耐溶剂性增强,但耐寒性下降。无需塑炼,可用硫黄硫化。用于制造耐油胶管、飞机油箱、密封垫圈和粘合剂等。可由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合制得。
【硅橡胶】含有硅原子的特种合成橡胶的总体。分子中主要是甲基、部分是乙基、乙烯基、苯基或其它特种有机基因,用以改进生胶的性能。由有机硅单体部分水解后缩聚而成。种类很多,具有不同的技术性能和用途。一般在-60℃~250℃,仍能保持良好的弹性,对热氧化和臭氧的稳定性很高,有优良的电绝缘性。用于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料,也用于制造在高温和低温下使用的垫圈和密封零件等。
【有机玻璃】由甲基丙烯酸甲酯经加聚反应而生成的高分子化合物。由本体聚合而成的无色透明的固体,俗称有机玻璃。密度1.18克/厘米3,质轻不易碎,透光好,对酸碱较稳定。易溶于丙酮、乙酸乙酯、氯仿等。主要用于航空玻璃、光学玻璃和照明工具、着色后也可制装饰品和生活用品、由悬浮法聚合而成的树脂,可作牙科材料;由乳液法聚合而成的乳胶,用于制皮革制品、涂料及处理纺织品;由溶液聚合而成的树脂溶液用于涂料工业。
【橡胶】橡胶有天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶是从橡胶树流出的乳液制成的。巴西橡胶树是世界上种植面积最广和产量最高的品种。巴西橡胶树从19世纪后期才逐渐移植到东南亚地区,后来我国在海南岛、云南等地也大量种植,除此之外。有希望种植的还有银胶菊和橡胶草。割开橡胶树皮流出的白色乳液含橡胶20~40%,经酸化凝固、压片、熏烟制得干胶片,这就是生橡胶。生橡胶虽有弹性,其使用性能受温度和其它因素影响较大。生橡胶经硫化(1839年发明)后,其使用性能得到大大改善,这就是硫化橡胶,为橡胶工业的发展奠定了基础。橡胶树的栽培虽得到很大发展,但产量仍不能满足军事及工农业的需要。1900年~1910年化学家C.D.哈里斯(Harris)测定了天然橡胶的结构是异戊二烯的高聚物,其结构简式为:
这就为人工合成橡胶开辟了途径。1910年俄国化学家S·V列别捷夫(Lebedev,1874—1934)以金属钠为引发剂使1,3—丁二烯聚合成丁钠橡胶,以后又陆续出现了许多新的合成橡胶品种,如顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶等等。合成橡胶的产量已大大超过天然橡胶,其中产量最大的是丁苯橡胶。
常见橡胶的性能和用途
(1)丁苯橡胶 丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯共聚而得到的弹性体。1937年先在德国投入工业生产。丁苯橡胶的外观呈逢黄褐色,微带苯乙烯气味。它的线型大分子整体结构呈无定形,不像天然橡胶那样有结晶化倾向。它的大分子链段中含有双键,可头用硫磺硫化。丁苯橡胶是能代替天然橡胶使用的通用橡胶。跟天然橡胶相比,『丁苯橡胶的抗撕裂强度较低、耐曲折性能也较荐、耐寒性和回弹性都欠佳,但耐热、耐油、耐老化、耐磨性能坩天然橡胶好。因此,在实际应用中,常使它与天然橡胶或顺丁橡胶共混,使制品达到理想的性能。它主要用作制造各种轮胎、胶管、胶鞋及其他多种橡胶制品。
(2)顺丁橡胶 顺丁橡胶以丁二烯为单体,在有机溶剂中用催化剂聚合而成。它在1960年实现工业化生产。它有高顺式顺丁橡胶和低顺式顺丁橡胶两种,高顺式占90%以上。高顺式聚丁二烯橡胶的大分子立体结构跟天然橡胶相似。这种橡胶的弹性、耐磨性优于天然橡胶。它还有良好的耐寒、耐老化、耐屈挠性能。缺点是抗湿滑、撕裂强度和加工性能欠佳。在实际应用中,它通常跟天然橡胶或丁苯橡胶共混,常用来制造轮胎、胶带、胶辊、胶鞋。
(3)异戊橡胶 异戊橡胶是聚异戊二烯橡胶的简称,于1960 年投入工业生产。它的结构和性能跟天然橡胶相同或相似,因此有“合成天然橡胶”的美称。它的弹性、耐热、耐磨、撕裂强度等都优于天然橡胶,而且吸水性小、含非橡胶成分少。缺点是加工性较差。它能代替天然橡胶应用于各方面,特别适合单独制造各种轮胎、胶管、胶带等产品。
(4)氯丁橡胶 氯丁橡胶是由氯丁二烯聚合而成的,在1931 年投入工业生产。它的大分子结构跟天然橡胶相似,只是因为有氯原子而使分子有极性,在通用橡胶中,它的极性仅低于丁腈橡胶。它以耐燃和自熄而著称。它的耐老化、耐油、耐化学腐蚀性能优于天然橡胶。缺点是在低温下有明显的结晶倾向,容易变硬而影响使用。它适用于制作消防器材、电线、电缆包皮、铁轨枕垫、耐油胶管及化工设备的防腐衬里等。
(s)丁基橡胶丁基橡胶是异丁烯和异戊二烯的共聚物,它在1943年投入工业生产。丁基橡胶的最大特点是气密性好。它耐臭氧、耐老化、耐化学药品,并有吸震、电绝缘性能。慢,加工性能较差。它的主要用途是制作各种轮胎的硼冶轮胎的气密层、各种密封垫圈,在化学工业中作盛放腐蚀性液体容器的衬里、管道和输送带,农业上用作防水材料。
(6) 乙丙橡胶 乙丙橡胶是乙烯和丙烯的共聚物,于1963年投入工业生产。乙烯和丙烯生成的聚合物中没有双键,所以乙丙完全饱和的橡胶。因此,它的化学性质稳定,耐寒、耐热、耐化性能好,被誉为“长寿橡胶”。它的使用温度范围宽,电绝缘性能突出。缺点是不能用硫磺硫化,加工性能较差。工业上用于制作耐热运输带、胶管、蒸汽导管、防腐衬里、电线和电缆包皮等,还可以作军用雨衣、石油添加剂、防水建材等。
(7)丁腈橡胶 丁腈橡胶由丁二烯和丙烯腈共聚而成,在1937年投入工业生产。丁腈橡胶的突出特点是耐油性能好,在各种油中不易溶胀。它的耐热、耐磨、耐辐射、物理机械性能都比较好。美中不足的是弹性、电绝缘性较差。它主要用作油管、油箱、油封、垫圈、衬里和各种耐油制品,还可作鞋跟、鞋底、防火涂层和屋顶覆盖材料。
(8)氟橡胶 氟橡胶是偏氟乙烯的共聚物,在1958年投入工业生产。氟橡胶有优良的耐热、耐油、耐氧化、耐化学药品(包括有机溶剂)等性能。它在200℃以下能长期使用,在315aC只能短期使用。它的气密性和电性能很好,是火箭、导弹、宇航等高新技术、】的重要材料,在化工、飞机、汽车、电气、机械、船舶等工业部门制作耐高温、耐腐蚀用的垫圈、轴封、隔膜、胶布、衬里、包覆涂层等。
(9)硅橡胶 硅橡胶是硅氧烷的聚合物,在40年代投入工业生产。硅橡胶有较宽的使用温度(一115一315℃),有良好的生理惰性、无毒、无味,能耐高温消毒,有优越的电绝缘性能和耐候性。硅橡胶在航空工业中用于飞机座舱的密封、制作各种软管、发动机.部件、垫圈等。它还能制作耐高温的电线、电缆包皮、封装材料、绝缘胶带等,作汽车的散热软管和各种密封件,还是制作医疗器械(如各种引流管等)和人造器官(如心脏瓣膜等)的理想材料。
【橡胶老化】一般橡胶制品只达到轻度交联。高分子链上还有双键,受氧气、臭氧、日光,特别是高能辐射的作用,还容易老化。贮存或使用日久的车胎发生龟裂。乳胶手套或乳胶管会发粘或变硬变脆,其它橡胶制品会出现弹性下降,变硬开裂或变软发粘等,都是老化现象。橡胶的老化主要是化学老化,即由于发生复杂的化学反应而老化。
化学老化可以分为降解和交联两种类型。降解是指高分子受紫外线、热、机械力等因素的作用而发生高分子链的断裂;交联是指高分子碳—氢键断裂,在高分子链间出现了新的结合而形成网状结构。降解和交联对橡胶的性能有很大影响。降解使高分子的分子量下降,材料变软、变粘,抗拉强度降低;交联使材料变硬、伸长率下降。空气中的氧气和日光照射是引起橡胶老化的主要因素。
1.合成纤维的主要品种如下:
(1)按主链结构可分碳链合成纤维,如聚丙烯纤维(丙纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚乙烯醇缩甲醛纤维(维尼纶);杂链合成纤维,如聚酰胺纤维(锦纶)、聚对苯二甲酸乙二酯(涤纶)等。
(2)按性能功用可分耐高温纤维,如聚苯咪唑纤维;耐高温腐蚀纤维,如聚四氟乙烯;高强度纤维,如聚对苯二甲酰对苯二胺;耐辐射纤维,如聚酰亚胺纤维;还有阻燃纤维、高分子光导纤维等。
2.合成纤维的生产有三大工序:合成聚合物制备、纺丝成型、后处理。
3.常见化学纤维的性能和用途
(1)粘胶纤维 它是人造纤维,在1891年发明,1905年投入工业生产。它吸湿性好,容易染色,干态时的强度接近棉纤维。它的缺点是湿态时强度较低,容易变形。它’一泛用作棉、毛、丝绸产的原料,常跟棉纤维、涤纶、锦纶等混纺。工业上用它作制造轮胎的帘子布。
(2)涤纶 它是最常见的合成纤维,在1941年发明,1953年投入工业生产。它的最大特点是弹性好,抗皱、保型,强度高,耐磨性比棉高1倍、比羊毛高3倍。热稳定性好,电绝缘性优良,不览霉,不怕虫蛀。缺点是吸湿性、染色性较差。它主要用于生产各种混纺或交织品,大量用作衣料。目前通过纺织加工,生产各种仿丝、仿毛、仿棉、仿麻织品。这类混纺织品的效果越来越近似于天然纤维织品,在工业上作绝缘材料,传送带、轮胎的帘子线等,在医疗上用于制造血管、角膜支架、心瓣膜、心血管等。最近,用针织涤纶和硅橡胶试制成人造头颅骨。
(3)锦纶 它在1935年发明,1939年投入工业生产。它的耐磨性比棉纤维高10倍,比羊毛高20倍。它强度高,弹性好,耐腐蚀,不霉、不蛀。缺点是耐光、耐热性较差。它主要用于生产长丝,是各种针织品和丝绸品的原料。短纤维主要跟羊毛或其他纤维混纺,增强织物的牢度。它在5业上制作渔网、降落伞,也是生产日用品牙刷、衣刷.绳索的材料
(4)腈纶 它在1942年发明,1950年年投入工业生产。腈纶质轻而柔软,弹性特别好,蓬松而保暖,性能胜过羊毛,还耐热、耐晒、耐酸腐蚀,不霉、不蛀。缺点是耐磨性差,吸湿、染色性能不够好。它主要用于生产短纤维,用以代替羊毛纯纺,或跟羊毛和其他化纤毛型产品混纺,如腈纶膨体纱、混纺毛线及各种混纺衣料。腈纶长丝能织成绸缎,还是生产工业用石墨纤维和碳纤维的原料。
(5)维纶 它在1939年发明,1950年投入工业生产。它的最灵优点是吸湿性好,在标准条件下的吸湿率是4- 5%一5%。它结实耐磨,比棉纤维高5倍多,还耐酸、耐腐蚀,不蛀。缺点是耐较差,不容易染色,织物不够挺括。它的短纤维主要跟棉纤维混纺,少量跟粘胶纤维混纺,制成隐条、隐格。工业上做帆布、过滤布、输送带、包装材料和劳动保护品,更宜做渔网、舰船绳缆等。
(6)丙纶 它在1954年研制成功,1957年投入工业化生产。丙纶强度商,耐磨性能仅次于锦纶,弹性好。它密度小,能浮在水面上,吸水率低,还耐酸、碱腐蚀,不霉不蛀。最大的缺点是难染色,容易老化。这一缺点限制它应用在服饰上。它主要用于生产机织、针织或编织等加工制成的无经、无纬之别的纺织品,广泛用于建筑、水利、装潢、医疗和服装等各个行业。丙纶经改性后能制成抗老化、着色和吸水性好的特色纤维。
(7)氯纶氯纶于1941年研制成功,1950年投入工业生产。它的主要特点是难燃,离火后自熄,能耐酸、碱、氧化剂和还原剂,稳定性极好,而且保暖性能好,耐晒、耐磨。利用氯纶的耐燃性,常作车厢中的座垫材料、沙发套、地毯、防火帘、消防队员和护林队员穿的工作服,氯纶在工业上作防腐蚀滤布和仓库用的复盖材料等。短纤维织品做内衣,对风湿性关节炎有一定的辅助疗效。
【火焰】可燃性气体燃烧时所发生的现象。是燃烧的一种特殊情况,火焰是指气态可燃物在燃烧时形成的一个发光、放热的区域。液态或固态可燃物在燃烧时,如能先变成气体,燃烧时也会有火焰生成。
火焰可分为三个部分:
(1)内层,带蓝色,因供氧不足,燃烧不完全,温度低,有还原作用,称为内焰或还原焰;
(2)中层,明亮,温度较内层高;
(3)外层,无色,因供氧充足,燃烧完全,温度最高,有氧化作用,称为外焰或氧化焰。
对有灯芯的火焰,如蜡烛和酒精灯火焰则可分为:
(1)焰心,中心黑暗部分,由能燃烧但还未燃烧的气体(蒸气)所组成;
(2)内焰,包围焰心的最明亮部分,是气体未完全燃烧的部分,含有碳粒子(或其它固体粒子),被灼热发出强光,并有还原作用,也称还原焰;
(3)外焰,最外面几乎无光的部分,是气体完全燃烧的部分,含有过量而强热的空气,有氧化作用,也称氧化焰。
锡有三种同素异形体:灰锡(α体)、白锡(β体)、脆锡(γ体),其转化温度为:
白锡是银白色金属,有延展性,密度7.31克/厘米3,熔点231.88℃,沸点2270℃。平常的白锡为金刚石晶型,可在13.2℃时极缓慢地转变成灰锡,当温度远低于零度时才有明显变化,而在-48℃时变得最快,变为灰锡时锡制品完全毁坏,毁坏先在某点开始,迅速蔓延开,故称为锡疫。灰锡为四方晶体,密度为5.75克/厘米3。白锡在161℃时转变为脆锡,脆锡为正交晶体,密度为6.52~6.56克/厘米3。
锡在空气中可形成致密氧化物保护膜,阻止进一步氧化。高温时锡在空气中燃烧发白光生成二氧化锡。常温下不跟水反应,红热时跟水反应。可跟卤素和硫化合,如氯气跟熔融锡化合生无色液体四氯化锡。与稀盐酸反应慢,跟热浓盐酸反应快,生成二氯化锡和氢气。与稀硫酸难反应,跟热浓硫酸反应生成硫酸锡。
跟冷稀硝酸反应生成Sn(NO3)2:4Sn+10HNO3(稀)=4Sn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
跟浓硝酸反应生成白色沉淀β锡酸:Sn+4HNO3(浓)=H2SnO3↓+4NO2↑+H2O
与强碱溶液反应生成锡酸钠并放出氢气 :Sn+2NaOH+H2O=2H2↑+Na2SnO3
锡用于制各种合金如青铜、焊锡合金、巴氏合金、铅字合金等。由于锡和锡的无机盐无毒,用于制贮存食品的镀锡容器,镀锡铁片叫马口铁,还应用电镀、陶瓷和塑料工业。锡在古代是人类最早应用于生产和生活的金属之一。在地壳中占质量的0.004%。主要的矿物是锡石SnO2。将锡石经选矿后,用碳还原制得粗锡,然后用电解法或加热重熔精制。
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锡制工艺品 |
银白色有光泽金属,质脆,晶体锗具有金刚石结构,密度5.35克/厘米3,熔点937.4℃,沸点2830℃。
室温下在空气中较稳定,在高温下能被氧化。粉状锗可在氯或溴中燃烧。不溶于水和盐酸及稀硫酸。能溶于浓硝酸、浓硫酸或王水。不溶于稀苛性碱溶液;可溶于熔融的苛性碱、硝酸盐或碳酸盐,生成锗酸盐。能跟硫化合生成硫化锗。在1000℃以上可跟氢化合。
高纯度锗是半导体材料,掺有微量特定杂质的锗单晶可用于制各种晶体管、整流器及其他器件,作为温差电池材料用于制太阳能电池、光电池,用于制热敏电阻、薄膜电阻、半导体温度计、专门透过红外线的锗窗、棱镜或透镜等。锗的化合物用于制荧光板及各种高折光率玻璃。锗属于稀散元素,没有可供工业开采的矿石,在地壳中占质量的7.0×10-4,在煤、银、锡、锌、铜等矿中含有少量。近代工业生产主要以硫化锌矿、煤以及冶金废料或烟道灰尘中回收。
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锗 |
门捷列夫于1871年曾预言其存在,十四年后德国化学家文克勒于1885年在分析硫银锗矿时发现了锗,后由硫化锗与氢共热,制出了锗。提炼锗的原理是先将硫化物矿氧化,使矿石中的硫化锗转化为二氧化锗,再用盐酸溶解并蒸馏,利用四氯化锗的挥发性将它分离出来。再将四氯化锗水解,使其转变为二氧化锗,然后在低于540℃的温度用氢气还原氧化锗。
【硅烷】硅原子跟碳原子结构相似,可跟氢组成一系列硅氢化合物。硅氢化合物总称为硅烷,通式是SinH 2n+2,目前已制得的有一硅烷SiH4也叫甲硅烷到六硅烷Si6H14共六种。
甲硅烷:SiH4,无色无臭气体、密度1.44克/升,熔点-185℃,沸点-111.8℃,不溶于水。
乙硅烷:Si2H6,无色无臭气体,密度2.87克/升,熔点-132.5℃,沸点-14.5℃,微水解。
其它硅烷是液体。硅烷都能溶于有机溶剂,如乙醇、苯、二硫化碳等。硅烷比烷烃化学性质活泼。所有硅烷热稳定性都很差。将高硅烷适当加热,分解为低硅烷。低硅烷(如SiH4)在温度高于500℃时分解为硅和氢气。有强还原性。在空气中能自燃,生成二氧化硅和水,并放出大量的热,可被一般氧化剂氧化,如:SiH4+2KMnO4=2MnO2↓+K2SiO3+H2↑+H2O
室温下跟卤素发生爆炸性的反应。在强碱溶液中水解为硅酸盐和氢气。在卤化铝催化作用下,跟干燥的卤化氢反应,生成卤硅烷。用硅化镁跟盐酸反应,立即有气体放出,这种气体为硅烷的混合物,其中大部分为甲硅烷。还可用硅化镁跟溴化铵在液氨中反应制得。混合气体经液化后再分馏,得到不同硅烷。
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硅烷处理剂 |
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硅胶 |
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石英玻璃 |
【二氧化硅】二氧化硅又称硅石,化学式SiO2。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。结晶二氧化硅因晶体结构不同,分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英为无色晶体,大而透明棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有不同颜色,有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是细小的石英晶体,有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。二氧化硅晶体中,硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键,硅原子位于正四面体的中心,4个氧原子位于正四面体的4个顶角上,整个晶体是一个巨型分子,SiO2是表示组成的最简式不表示单个二氧化硅分子,仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。SiO2中Si—O键的键能很高,熔点、沸点较高(熔点1723℃,沸点2230℃)。自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅,是低等水生植物硅藻的遗体,为白色固体或粉末状,多孔、质轻、松软的固体,吸附性强。
二氧化硅是酸性氧化物、硅酸的酸酐。化学性质很稳定。不溶于水也不跟水反应,不跟一般的酸起作用。能与氟化氢气体或氢氟酸反应生成四氟化硅气体。
SiO2+4HFSiF4↑+2H2O
有酸性氧化物的其它通性,高温下能与碱(强碱溶液或熔化的碱)反应生成盐和水。
常温下强碱溶液与SiO2缓慢地作用生成相应的硅酸盐。强碱溶液能腐蚀玻璃,故贮存强碱溶液的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞,若采用玻璃塞(玻璃中含SiO2),会生成有粘性的硅酸钠,将玻璃瓶塞和瓶口粘结在一起。玻璃瓶内不能久放浓碱液。
高温下二氧化硅与碱性氧化物或某些金属的碳酸盐共熔,生成硅酸盐。
SiO2+CaOCaSiO3(炼铁造渣)
将此高温下熔融状态的硅酸钠降温、冷却,可得石英玻璃,它有良好的透过紫外线性能,可作水银灯罩、耐高温的化学仪器、石英坩埚和光学仪器等。
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二氧化硅 |
【硅】元素符号Si,原子序数14,原子量28.086,外围电子排布3s23p2,位于第三周期第ⅣA族,共价半径117皮米,离子半径42皮米,第一电离能786.1千焦/摩尔,电负性1.8。
有晶体和无定形两种同素异形体。晶体硅呈银灰色,有明显的金属光泽、晶格和金刚石相同,硬而脆,能导电,但导电率不如金属且随温度的升高而增加,属半导体。密度2.33克/厘米3,熔点1410℃,沸点2355℃,硬度7。
低温时单质硅不活泼,不跟空气、水和酸反应。室温下表面被氧化形成1000皮米二氧化硅保护膜。高温时能跟所有卤素反应,生成四卤化硅,跟氧气在700℃以上时燃烧生成二氧化硅。跟氯化氢气在500℃时反应,生成三氯氢硅SiHCl3和氢气。高温下能跟某些金属(镁、钙、铁、铂等)反应,生成硅化物,如:
赤热时跟水蒸气反应生成二氧化硅和氢气。跟强碱溶液反应生成硅酸盐放出氢气。跟氢氟酸反应生成四氟化硅。
用于制造合金如高硅铸铁、硅钢等,还用于制造有机硅化合物如硅酮树脂、硅油和硅橡胶等。高纯度的单晶硅是半导体材料;掺有微量杂质的单晶硅可用于制造晶体管、整流器和太阳能电池等,广泛应用于电子工业。1823年瑞典的贝采利乌斯用氟化硅或氟硅酸钾与钾共热得到粉状硅,并确定其为元素。
从前叫矽(音西),因同音元素较多,我国化学界于1953年把矽改称硅。硅在自然界分布很广,在地壳中硅原子的含量为16.7%,质量百分含量为27.6%,自然界的硅由硅-28、硅-29、硅-30三种稳定同位素组成,硅是组成岩石矿物的一种基本元素,主要以石英砂或硅酸盐的形式存在。工业上用碳在电炉内还原二氧化硅制得粗硅。用氢气还原三氯氢硅或四氯化硅可制得高纯度硅。
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硅 |
【干冰】化学式CO2,固态二氧化碳的俗称。白色冰雪状固体,分子型晶体。无毒无腐蚀性,密度1.56克/厘米3(-79℃)、熔点-56.6℃(226.89千帕——5.2大气压)。受热后,在-78.5℃时不经过液态直接变成气体(升华)。常压下气化时可得-80℃左右的低温,减压蒸发可得更低的温度。用作低温致冷剂,用于冷冻食品的运输箱、冷藏卡车。与乙醚、氯仿或丙酮等有机溶剂组成的冷膏在施工中用于低温冷浴,还可用于人工降雨、灭火和制汽水等。使液态二氧化碳减压膨胀可制得干冰。
【四氧化三铅】俗称红丹或铅丹,红色氧化铅。化学式Pb3O4,式量685.57。橙红色晶体或粉末,密度9.1克/厘米3 ,不溶于水和醇。四氧化三铅中,有2/3的铅氧化数为+2,1/3的铅氧化数为+4,化学式可写作2PbO·PbO2。根据结构应属于铅酸二价铅盐(Pb2[PbO4])。在加热至500℃以上时分解为一氧化铅和氧气。不溶于水。可溶于热碱溶液中。有氧化性,跟盐酸反应放出氯气;跟硫酸反应放出氧气。可被稀硝酸分解,其中2/3的铅被酸溶解,生成硝酸铅(Ⅱ),其它为不溶的二氧化铅。一氧化铅有碱性,溶于稀硝酸,二氧化铅呈弱碱性,稍溶于酸。有毒。用于制铅玻璃、油漆、蓄电池、陶瓷、搪瓷。还用于制钢铁涂料。将一氧化铅粉末在空气中加热至450~500℃氧化制得。
将Pb在纯O2中加热,或者在673~773K间将PbO小心地加热,都可以得到红色的四氧化三铅Pb3O4粉末。这种化合物俗名“铅丹”或“红丹”。在它的晶体中既有Pb(IV)又有Pb(II),化学式可以写为2PbO·PbO2。但根据其结构它应属于铅酸盐,所以化学式是Pb[PbO4]。
Pb3O4与HNO3反应得到PbO2:
Pb3O4 + 4HNO3 PbO2↓+ 2Pb(NO3)2 + 2H2O
这个反应也说明了在Pb3O4的晶体中有2/3的Pb(II)和1/3的Pb(IV)。
铅丹用于制铅玻璃和钢材上用的涂料。因为它有氧化性,涂在钢材上有利于钢铁表面的钝化,其防锈蚀效果好,所以被大量地用于油漆船舶和桥梁钢架。
【二氧化铅】又称棕色氧化铅。化学式PbO2,式量239.19,棕色细片粉末。密度9.375克/厘米3,难溶于水和乙醇。将二氧化铅加热,它会逐步转变为铅的低氧化态氧化物并放出氧 ,
二氧化铅系两性氧化物,酸性比碱性强。跟强碱共热生成铅酸盐。有强氧化性。跟硫酸共热生成硫酸铅、氧气和水。跟盐酸共热,生成二氯化铅、氯气和水。跟硫、磷等可燃物混和研磨引起发火。用作分析试剂、氧化剂、媒染剂、蓄电池电极,还用于制火柴、染料等。用熔融的氯酸钾或硝酸盐氧化一氧化铅,或用次氯酸钠氧化亚铅酸盐可制得二氧化铅。
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二氧化铅 |
银灰色有光泽的重金属,在空气中易氧化而失去光泽,变灰暗,质柔软,延性弱,展性强。密度11.34克/厘米3,熔点327.5℃,沸点1740℃。有较强的抗放射性穿透的性能。有毒。
在常温下在空气中,铅表面易生成一层氧化铅或碱式碳酸铅,使铅失去光泽且防止进一步氧化。不溶于水。易和卤素、硫化合,生成PbCl4、PbI2、PbS等。熔融的铅跟空气反应生成一氧化铅,将铅在纯氧中加热可得二氧化铅。与盐酸反应放出氢气并生成微溶性的PbCl2,覆盖在铅表面,使反应中止。与热浓盐酸反应生成HPbCl3、和H2。与稀硫酸反应放出氢并生成难溶的PbSO4覆盖层,使反应中止。但易溶于热的浓硫酸生成Pb(HSO4)2并放出SO2。跟稀硝酸或浓硝酸反应都可生成硝酸铅Pb(NO3)2。
在有氧存在的条件下可溶于醋酸等有机酸,生成可溶性的铅盐。跟强碱溶液缓慢的反应放出氢气生成亚铅酸盐,如:Pb+2NaOH=Na2PbO3+H2↑
在有氧气条件下跟水反应生成难溶的Pb(OH)2。铅早在公元前三千年左右就被人类发现并应用。在地壳中质量百分比为0.0016%。主要存在于方铅矿(PbS),白铅矿(PbCO3)中。用作电缆,蓄电池、铸字合金、巴氏合金、金属结构的阴极保护层、防X射线等辐射的材料。用焦炭还原氧化铅制得。
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铅 |
游离态的碳以金刚石和石墨两种单质形式存在,硅以化合态存在于二氧化硅和硅酸盐中,锗、锡主要以氧化物形式存在(锗石GeO2、锡石SnO2)、铅以硫化物存在居多。铅单质为金属晶体,其它四种元素的单质为原子晶体(石墨为层状晶体、白锡为金属晶体)。空气中的二氧化碳、地壳中各种碳酸盐、煤、石油里都含有大量的碳,脂肪、糖类、蛋白质及其它有机物都是含碳的化合物。碳和锡都有同素异形体(金刚石、石墨和碳-60,灰锡和白锡等)。
本族元素随着原子序数的增加,电子层数逐渐增加,原子核对外层电子的引力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱(得电子能力减弱),金属性逐渐增强(失电子能力增强)。化学性质差异很大。
1.碳可以跟浓硫酸、硝酸反应,被氧化成二氧化碳,不与盐酸作用。硅不跟盐酸、硫酸、硝酸作用,只与氢氟酸反应。锗不和稀盐酸、稀硫酸反应,但能被浓H2SO4、浓HNO3氧化。锡和稀盐酸、稀H2SO4反应,生成低价锡Sn(Ⅱ)的化合物;跟浓H2SO4、浓HNO3反应生成高价锡Sn(Ⅳ)的化合物。铅跟盐酸、硫酸、硝酸都能反应被氧化成Pb2?。
2.能与碱液反应的有硅和锡,如生成硅酸根离子,放出氢气,表明锡不完全是金属性的。
3.在加热时都能跟氧反应,被氧化成CO2、SiO2和PbO等。
4.跟硫、氯共热生成相应的高价氯化物和硫化物,铅则生成PbS和PbCl2。
5.碳、硅跟金属共热生成碳化物和硅化物,锡、铅与金属形成合金。都不能直接与氢化合,其氢化物是间接制得的。
高温下有还原性,使一些金属氧化物或硅酸盐还原成金属。1600℃时SiC跟Al2O3反应得硅铝合金。将砂(二氧化硅)和焦炭的混合物,在电炉内加热至2000℃即可生成SiC,因其含杂质而带暗红色。
SiO2+3CSiC+2CO↑
用于制砂轮、砂纸、磨料、耐火砖等。其单晶可制电子器件。
通常所说的金刚砂是磨料(粗的金刚石)、刚玉、碳化硅的总称。
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碳化硅 |
【硅酸】原称偏硅酸, 化学式H2SiO3, 式量78.10。白色无定形粉末, 不溶于水。是一种二元弱酸, 电离平衡常数K1=2×10-10 (室温)。不溶于盐酸、硫酸, 溶于氢氟酸。溶于氢氧化钾或氢氧化钠溶液, 生成硅酸钾K2SiO3或硅酸钠Na2SiO3和水。熔点为150℃(分解)。加热到150℃以上时分解为二氧化硅和水, 二氧化硅是硅酸酐。用做气体和蒸气的吸收剂、催化剂或做其它催化剂的载体。由于二氧化硅不跟水化合, 所以硅酸主要通过硅酸盐溶液跟强酸反应制得。
硅酸实际是白色无定形二氧化硅的水合物,是不溶于水的二元弱酸,酸性化碳酸还弱。不溶于盐酸、硫酸,能溶于氢氟酸或氢氧化钠溶液。但它不能用二氧化硅和水作用得到,只能用可溶性硅酸盐与酸(包括碳酸)反应来制取。它很容易形成胶体溶液,制得的硅酸是胶冻状物质,沉淀析出。将其干燥脱水,变成白色透明多孔性的固体物质,一般称为硅胶(化学式mSiO2·nH2O)具有多孔结构吸附力强,能吸收多种气体和蒸气,且吸湿量很大,是实验室常用的干燥剂、吸附剂。
硅酸用于油脂和蜡的脱色及催化剂、气体吸附剂,密封玻璃瓶包装。硅胶作干燥剂。
【丙烯腈】分子式C3H3N, 分子量53.05, 结构简式CH2=CH-CN。无色易流动的液体, 蒸气有毒!熔点-83~-84℃, 沸点77.3~77.4℃。密度(20/4℃)0.8060克/厘米3 。稍溶于水, 易溶于一般有机溶剂。其蒸气与空气形成爆炸性混和物, 爆炸极限3.05~17.0%(体积)。水解生成丙烯酸, 加氢还原生成丙腈。易聚合, 也能与氯乙烯等单体共聚。主要用于制取聚丙烯腈、丁腈橡胶和其它合成树脂等。由丙烯经氨化、氧化制得, 或由乙炔和氢氰酸直接化合制得。