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化学试剂变质原因及预防措施

2025-07-22 09:18:29 

化学试剂是科研、教学和生产中不可或缺的重要物质,其质量直接影响实验结果的准确性与可靠性。然而,在贮存过程中,这些试剂并非一成不变,往往会因自身理化性质与外界环境条件的相互作用而发生变质,导致损耗甚至完全失效。了解化学试剂变质的缘由,并采取科学有效的预防措施,对于保障实验工作的顺利开展、降低成本具有至关重要的意义。


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一、化学试剂变质的内外因

  • 内因:由试剂自身化学结构决定的理化性质。
  • 外因:贮存环境的温度、光照、介质(空气、杂质,如氧、二氧化碳、水蒸气、挥发性试剂蒸气、尘埃、微生物等)。


二、化学试剂变质的具体原因

化学试剂在一定环境条件下会发生物理或化学变化,导致变质,具体原因如下:

  1. 挥发:分子量小、沸点低的挥发性试剂(如浓盐酸、浓硝酸、甲醇、乙醇等)因挥发导致损耗、浓度改变、规格下降。
  2. 升华:升华热较少的分子晶体(如碘、萘、硫、氯化汞等)在室温或受热时升华,造成损耗和空气污染。
  3. 潮解和稀释
    • 潮解:易溶性化合物(如氢氧化钠、碱石灰、醋酸钠等)因吸收水分,表面形成饱和溶液后持续吸收水分,直至全部形成溶液。
    • 稀释:浓硫酸、正磷酸、乙二醇等试剂溶液吸收空气中水分,导致浓度下降变稀,原因是外界水蒸气分压大于试剂的水蒸气分压。
  4. 风化:结晶水合物(如 Na?CO??10H?O、Na?SO??7H?O 等)因自身水蒸气分压高于空气中水蒸气分压,在干燥空气中失去结晶水,空气越干燥,风化越快。
  5. 浓缩和析晶:在干燥环境中,试剂溶液水分蒸发导致浓缩、析晶(如冰醋酸),改变试剂浓度、规格和外观。
  6. 水解
    • 易吸水水解的盐类试剂(如 TiCl?、AlCl?等),多为带电荷高、半径小的阳离子化合物或是非惰气型的阳离子化合物。
    • 含有酰基的有机试剂(如酯、酰卤等)易水解变质。
  7. 分解:分解速度与温度密切相关,温度越高分解越快。键能低的二元化合物(如碘化合物)、含水量大的试剂(如硫酸氢铵)、含氧酸盐(如硝酸盐、高锰酸盐)等易分解。
  8. 氧化和还原
    • 标准电极电位低、具还原性的试剂(如硫酸亚铁、钠等)易被空气中的氧或氧化性杂质氧化变质。
    • 标准电极电位较高的试剂(如高锰酸钾、重铬酸钾)在溶液状态时,易与空气中的还原性杂质(如 H?S、SO?等)反应变质。
  9. 非氧化 - 还原反应:部分试剂(如生石灰、氢氧化钠、氧化镁等)与空气中的水分、二氧化碳等发生反应,不改变元素价态但失效。
  10. 聚合和缩合
    • 含不饱和双键或叁键的有机物质(如甲醛溶液、氰化钾等)易发生聚合。
    • 有电荷高、半径小的中心离子形成的含氧酸盐溶液(如钼酸铵溶液)能因缩合而析出多酸盐沉淀,部分聚合或缩合反应不可逆。
  11. 光化学反应:光能引发部分试剂(如银盐、苯甲醛、苯胺等)发生分解或氧化反应而变质。
  12. 霉变:碳水化合物、酯类、蛋白质类等试剂,因密闭不严与空气接触,被空气中的菌类微生物滋生繁殖而变质。


三、预防和缓解化学试剂变质的措施

  1. 密封:根据试剂性质选择合适的试剂瓶材料和密封程度,对易挥发、升华、潮解等性质的试剂进行密封,部分试剂可加蜡封或用硝罗酊封口。对于极易分解产生气体的试剂,不完全密封,留有余地防容器破裂。
  2. 隔离:将能与空气、水作用的试剂(如钾、钠、钙、黄磷等)存放在稳定的液体或惰气中,如油封、水封,同时合理分类存放各类试剂,避免相互影响。
  3. 避光:采用深棕色试剂瓶,将试剂放在暗处或遮光专用试剂柜中,或用黑色厚纸包裹试剂瓶。
  4. 低温:将普通挥发性试剂放在阴冷处,特殊生化试剂(如酶试剂)贮存在水箱或冰箱中。
  5. 通风:保证贮藏室通风良好,安装专用排风扇并经常开启,防止形成爆炸性混合气体。
  6. 适时:对极易变质失效的试剂(如氢硫酸溶液、硝酸银溶液等)适时配制、使用和处理,配制时根据需要确定数量,避免浪费。


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