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1碘的萃取 - 道客巴巴
时间:2023-12-08 03:15 点击次数:200

  1.蒸馏法分离的实验探究 (1)实验原理:由于 I2 和 CCl4 沸点不同,加热其混合物,沸点低的 CCl4 先被蒸馏出来,从而达到分离的目的 (从资料查得 I2 熔点:114℃,沸点 184℃,而 CCl4 沸点 77℃,沸点相差 107℃,可以通过蒸馏的方法把 CCl4 蒸馏出去,从而与碘分离。不过蒸馏时,需要水浴加热,以便及时控制温度) 。 (3)实验现象: 80℃水浴片刻,烧瓶中出现紫色蒸汽,锥形瓶中也开始收集到浅紫红色溶液,最终烧瓶中残留少量的碘。 1)用 NaOH 浓溶液反萃取法, 使 I2 转化成碘盐进行富集。 I2 和 CCl4 的溶液中的碘在碱性条件下会发生歧化反应,所以可以用较浓氢氧化钠溶液对 I2 和 CCl4 ...

  1.蒸馏法分离的实验探究 (1)实验原理:由于 I2 和 CCl4 沸点不同,加热其混合物,沸点低的 CCl4 先被蒸馏出来,从而达到分离的目的 (从资料查得 I2 熔点:114℃,沸点 184℃,而 CCl4 沸点 77℃,沸点相差 107℃,可以通过蒸馏的方法把 CCl4 蒸馏出去,从而与碘分离。不过蒸馏时,需要水浴加热,以便及时控制温度) 。 (3)实验现象: 80℃水浴片刻,烧瓶中出现紫色蒸汽,锥形瓶中也开始收集到浅紫红色溶液,最终烧瓶中残留少量的碘。 1)用 NaOH 浓溶液反萃取法, 使 I2 转化成碘盐进行富集。 I2 和 CCl4 的溶液中的碘在碱性条件下会发生歧化反应,所以可以用较浓氢氧化钠溶液对 I2 和 CCl4 的溶液进行反萃取,使 CCl4 得到回收, I2 与 NaOH 反应后,能以盐的形式富集。这一萃取进行得十分完全。反应为:3I2+6NaOH==5NaI +NaIO3+3H2O;当 NaI 和 NaIO3 富集到相当量时, 使体系变成酸性介质(如加入足量的 H2SO4),使其中碘元素转变成 I2 单质得以回收。反应为:5NaI+NaIO3+3H2SO4==3Na2SO4 +3I2+3H2O。 用固体 NaOH 代替 NaOH 溶液进行反萃取,在理论上和实践上都是可行的。查得 NaOH固体的密度为 2.1g/cm3,它与 I2 反应的产物 NaI 的密度为 3.7g/cm3 ,NaIO3 的密度为 4.3 g/cm3,都大于 CCl4 的密度。而 CCl4 的密度为 1.59g/cm3 ,也远远大于 I-及 I2 的密度。这样就构成一个三相体系,即固体 NaOH(及反应生成的 NaI、NaIO3)在最下层, CCl4在中层,最上层为含 I2 的水层。当上面的水层中含有的 I2 时,两步萃取可以同时进行。即水层的 I2 进入中层的 CCl4 层,中层的 CCl4 层里的 I2 又与下层的 NaOH 反应。I2 在水层和 CCl4 层中不再有分配平衡,加快了萃取的进度,自发生成的 I2 最终会转移到固体中去。将上层的水和中层的 CCl4 倾倒在分液漏斗中进行分液,得以回收 CCl4;而下层的固体放入蒸发皿中,并滴入适量的稀 H2SO4 利用图 2 的装置进行加热处理即可得到碘。 (2)过氧化氢法。从资料上查得,碘可与过氧化氢和碳酸氢钠混合液发生反应: I2+H2O2+2NaHCO3 = 2NaI +CO2+O2 实验 1:取 10mL 学生实验后的碘的 CCl4 萃取液于大试管中,先加入 20 滴饱和NaHCO3 ,后加入 30%的 H2O2 溶液,液体只是分层,没有其他现象。振荡后紫色逐渐变浅,并有大量气体产生,静置后 CCl4 仍有气泡产生。弃去上层清液,继续加入 10 滴饱和NaHCO3 和 10 滴 H2O2 溶液振荡,颜色全部褪去。移入分液漏斗进行分液,得到纯净的CCl4,而碘转化为 NaI 富集。 三 结果讨论 1.采用常压蒸馏方法不能很好分离碘和四氯化碳 80℃水浴片刻,烧瓶中出现紫色蒸汽,锥形瓶中也开始收集到紫色的液体。最终烧瓶中残留少量的碘,大部分的碘和四氯化碳一同被蒸出。 通过对比实验,证明将碘置于烧瓶中,水浴加热到 50℃时,烧瓶中已有少量的紫色蒸汽,当水浴加热到 77℃时,烧瓶中已有很多紫色蒸汽。由此说明碘在 77℃时较多地升华,所以在四氯化碳的沸点时,大部分的碘随着四氯化碳一起蒸出,说明常压蒸馏不能分离碘和四氯化碳。 2.减压蒸馏可以分离碘和四氯化碳 将碘和四氯化碳的混合液( 2g 碘溶于 30mL 四氯化碳中),在室温下,压力在 10~15mmHg ,进行减压蒸馏,约 8 分钟就将碘和四氯化碳分离开来。 综上所述,用蒸馏的方法来提取碘是不可采用的方法,常压蒸馏不能分离,减压蒸馏可以分离,但通常在实验室不方便操作。因此,采用化学方法( NaOH 浓溶液反萃取法;过氧化氢法)来分离碘和四氯化碳具有一定的可行性。 参考文献 [1]唐敏.碘和四氯化碳的分离实验探究[ J].化学教学, 2010

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