化學(xué)反應(yīng)引起的化學(xué)試劑變質(zhì)

湖南省湖南師范大學(xué)附屬中學(xué) 王子露

化學(xué)試劑的變質(zhì)，有物理變化引起的變質(zhì)，也有化學(xué)變化引起的變質(zhì)。化學(xué)試劑所處環(huán)境條件氧氣、二氧化碳、水蒸氣及環(huán)境溫度、光照等，都可以使化學(xué)試劑發(fā)生氧化、還原、潮解、風(fēng)化、析晶、稀釋、銹蝕、分解、揮發(fā)、升華、聚合、發(fā)霉、變色以及燃爆等變化?；瘜W(xué)試劑使用范圍廣，種類繁多，變質(zhì)的原因眾多，對化學(xué)試劑的使用者及管理者造成一定不便，因此對化學(xué)試劑變質(zhì)的原因進(jìn)行系統(tǒng)地歸納，對于化學(xué)試劑的規(guī)范取用、合理保存是有必要的。

一、與環(huán)境中其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的化學(xué)試劑變質(zhì)

1.與環(huán)境中的氧氣反應(yīng)。

化學(xué)試劑因氧氣引起的變質(zhì)，都能歸結(jié)于發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，其中化學(xué)試劑被氧化?；顫娊饘?K、Ca、N a、還原鐵粉、鋁粉等均容易與空氣中的氧氣反應(yīng)而變質(zhì)；黃磷因能在空氣中緩慢氧化，產(chǎn)生的熱量可能使局部溫度達(dá)到著火點(diǎn)而燃燒；氫硫酸能在與空氣中的氧氣反應(yīng)析出硫單質(zhì)；以低、亞命名的化合物像FeSO4、N a2SO3、SnCl2均易與氧氣反應(yīng)生成對應(yīng)的高價(jià)態(tài)氧化產(chǎn)物；有機(jī)物中的苯酚、苯甲醛能相應(yīng)被氧化成醌、酸而變質(zhì)。

2.與環(huán)境中的二氧化碳反應(yīng)。

雖然二氧化碳在空氣中的含量只有0.03%，但相對于一定量的化學(xué)試劑來講，二氧化碳永遠(yuǎn)是過量的，而且化學(xué)試劑的變質(zhì)是一個(gè)持續(xù)進(jìn)行、積少成多的過程，所以環(huán)境中低濃度的二氧化碳作用亦不容忽視。活潑金屬的氧化物像M gO、N a2O、G aO均能與二氧化碳作用生成相應(yīng)的碳酸鹽；活潑金屬的氫氧化物像N aO H、G a(O H)2、Ba(O H)2也能吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鹽；過氧化物N a2O2能與二氧化碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)而變質(zhì)。

3.與環(huán)境中的水反應(yīng)。

能與水反應(yīng)的，像活潑金屬k、N a、Li，與水劇烈反應(yīng)，所以他們不能像白磷一樣在水中保存，而必須保存在煤油及固體石蠟中，既隔絕氧氣又隔絕水；電石能與水激烈反應(yīng)放出乙炔而變質(zhì)；強(qiáng)酸弱堿鹽和弱酸強(qiáng)堿鹽，遇水都會(huì)發(fā)生不同程度的水解，如 TiCl4、A lCl3、FeCl3、CH3CO O N a 等；氧化物像P2O5、CaO、N a2O能遇水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸、堿而變質(zhì)；過氧化物N a2O2能與水發(fā)生氧化還原而變質(zhì)；漂白粉的主要成分Ca(ClO)2遇水發(fā)生潮解而變質(zhì)。

二、在環(huán)境條件下化學(xué)試劑自身發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的化學(xué)試劑變質(zhì)

1.風(fēng)化。

風(fēng)化是結(jié)晶水合物的水蒸氣分壓高于空氣中水蒸氣分壓，水合物逐漸失去部分或全部結(jié)晶水的過程。此類結(jié)晶水合物有N a2SO4·10H2O、N a2CO3·10H2O、CuSO4·5H2O、M gSO4·7H2O、ZnSO4·7H2O等。

2.分解。

化合物的分解通常與環(huán)境的溫度和光照條件密切相關(guān)。像對溫度敏感的（N H4）2CO3、N H4H CO3、N H4N O3、N H3·H2O、H2O2；而有的化合物的分解反應(yīng)需要光照促進(jìn)，像濃硝酸、A gN O3、H ClO、H BrO。

3.聚合。

分子中含有不飽和雙鍵或三鍵的有機(jī)物容易發(fā)生聚合。像甲醛溶液在低溫下會(huì)聚合生成白色三聚甲醛析出；溫度過高易發(fā)生聚合的其他有機(jī)物單體，如苯乙烯、丙烯腈、乙烯基炔、甲基丙烯酸甲酯等。

有時(shí)一種物質(zhì)會(huì)與環(huán)境中幾種物質(zhì)同時(shí)作用（如活潑金屬與氧氣、二氧化碳；過氧化鈉與水、二氧化碳；還原鐵粉作為“雙吸劑”同時(shí)吸收氧氣、水），有時(shí)環(huán)境條件能促進(jìn)物質(zhì)與環(huán)境中的某種物質(zhì)作用（如光照促進(jìn)氯仿、乙醚等有機(jī)物的氧化）。

總之，化學(xué)變化引起的化學(xué)試劑變質(zhì)，本質(zhì)原因在于化學(xué)試劑本身的穩(wěn)定性，而物質(zhì)的穩(wěn)定性又由組成該物質(zhì)的化學(xué)元素及結(jié)構(gòu)決定，有的物質(zhì)能在正常環(huán)境條件下穩(wěn)定存在，有的物質(zhì)在正常環(huán)境條件下卻極易發(fā)生元素及結(jié)構(gòu)的改變。化學(xué)反應(yīng)能被用來制造所需的化學(xué)物質(zhì)，同時(shí)許多化學(xué)物質(zhì)又時(shí)刻因化學(xué)反應(yīng)發(fā)生不利的變質(zhì)。而這些變質(zhì)之中，有許多與物質(zhì)所處的環(huán)境條件密切相關(guān)，有的是環(huán)境給予了化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所需物質(zhì)條件（氧氣、二氧化碳、水蒸氣、等）、有的是環(huán)境給予了化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所需的能量基礎(chǔ)（溫度、光照等）。那么像這些與環(huán)境條件有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)引起的化學(xué)試劑變質(zhì)，就可以通過控制發(fā)生該化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)或能量基礎(chǔ)，防止或延緩變質(zhì)的發(fā)生。

本文通過對化學(xué)反應(yīng)引起的化學(xué)試劑變質(zhì)的分類探討，對化學(xué)實(shí)驗(yàn)工作人員選擇合適的操作條件，如稱量區(qū)域濕度控制、反應(yīng)條件惰性氣體保護(hù)、試劑取樣后再次合理封存等，提高實(shí)驗(yàn)的成功率及重現(xiàn)性提供參考；同時(shí)，對化學(xué)倉管工作人員改進(jìn)倉儲(chǔ)條件，像蠟封、水封、避光、高溫或冷藏、加濕或除濕、除氧、輔助試劑吸收環(huán)境中不利物質(zhì)等，防止或延緩化學(xué)試劑變質(zhì)提供思路。

[1]劉艷霞.淺談實(shí)驗(yàn)室化學(xué)試劑的管理[J].廣州化工，2013，41（4）：214-216.

[2]金鑫.環(huán)境因素對倉儲(chǔ)化學(xué)試劑的影響及防護(hù)措施 [J].山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，24（2）：93-95.

[3]劉燕.試談化學(xué)試劑的變質(zhì)與防護(hù)[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2002,04:27-29.

[4]吳東，張頌民.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中幾種難保存試劑保存方法的探索[J].化學(xué)教育，2013，3:63-65.