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化学中常见干燥剂大盘点
一、干燥剂类型
干燥剂能除去潮湿物质中的水分,它的干燥原理大致分物理原理和化学原理两类。一类是通过物理方式将水分子吸附在自身的结构,它们内部通常为极细的毛孔网状结构,这些毛细孔能够吸收水分,并通过其物理吸引力将水分保留住。常见的物理干燥剂有硅胶(成分为mSiO2·nH2O)与分子筛(成分为活性氧化铝等)。另一类是吸收水分子产生新物质,如水合物或其他化合物。与水可以生成水合物的有硫酸、无水氯化钙、无水硫酸铜、无水硫酸钠、无水硫酸镁和无水氯化镁等;与水反应后生成其他化合物有五氧化二磷、氧化钙、金属钠、金属镁等。如果根据干燥剂的酸碱性来分,可以分为三类:一类为酸性干燥剂,有浓硫酸、五氧化二磷、硅胶等;一类为碱性干燥剂,有固体烧碱、生石灰和碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的混合物)等;还有一类是中性干燥剂,如无水氯化钙、无水硫酸镁等。
二、干燥剂选择原则
选择干燥剂时首先应考虑干燥剂和被干燥物是否会反应。酸性干燥剂不能干燥碱性物质,比如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶不能干燥氨。碱性干燥剂不能干燥酸性物质,比如碱石灰等不能干燥HCl等酸性气体。有些中性干燥剂能和被干燥物反应,如无水CaCl2不能用于干燥NH3,二者会发生络合反应,生成一些加合物 CaCl2+4NH3==CaCl2·4NH3 ;CaCl2+8NH3==CaCl2·8NH3 。浓硫酸不能干燥H2S、HI、HBr等还原性气体,因为会发生氧化还原反应,如H2S+H2SO4==2H2O+SO2+S↓ 。除此之外,还要考虑吸水能力、干燥的速率、价格高低、能否再生、是否安全环保等因素。
三、常用干燥剂的特点和适用范围
1.浓硫酸浓硫酸具有强烈的吸水性,对许多有机化合物有腐蚀性,因此常用于干燥无机物,除去不与H2SO4反应的气体中的水分。常作为H2、O2、CO、SO2、N2、HCl、CH4、CO2、Cl2等气体的干燥剂,不能干燥NH3、H2S、HI、HBr。硫酸是液体干燥剂,一般装在洗气瓶中(气体从长管进,短管出),而固体干燥剂装在干燥管或U形管中。
2.无水氯化钙价格便宜,吸水能力较强,干燥速度较快,对固体、液体和气体的干燥均可使用。有干燥能力的是含二分子结晶水的氯化钙CaCl2·2H2O,潮解吸水后成为含六分子结晶水的氯化钙CaCl2·6H2O。加热至30 ℃时成CaCl2·4H2O,至200 ℃又恢复为CaC