常见的物质分离

常见的物质分离、提纯的方法

为了研究物质的组成、性质、结构以及应用，常常需要把混合物进行分离或提纯。但分离和提纯是两个不同的概念，注意不要混淆。

一.分离和提纯的概念

将混合物中各组成物质分开，得到比较纯净的物质，并且要求恢复到原来状态（或指定的状态）称为物质的分离。

将混合物中的主要成分（或某种指定物质）净化，而把其他杂质除去，称为物质的提纯（或除杂）。

二.分离和提纯的方法

主要的分离提纯方法可分成物理方法和化学方法两大类。

1.常用的物理方法：

过滤：用于不溶性固体与液体的分离。例如C中含有杂质CuO，提纯，采用加盐酸溶解、过滤法除杂。如分离C和CuO，需在进行上述操作的基础上，将滤液中的CuCl2再转变成CuO。

蒸发：蒸发是将稀溶液浓缩或把溶剂蒸发，使溶质析出的操作，可以用来分离溶质固体和溶剂。

液化：利用气体混合物中某组分易液化的特点的一种分离方法。例如由SO2制备SO3过程中，SO2和SO3的分离可以利用SO3常温为液态使SO3液化从而达到分离或提纯的目的。

结晶、重结晶：利用不同物质的溶解度不同或溶解度变化不同，分离不同的可溶性固体混合物的方法。例如分离NaCl与KNO3可根据两物质的含量不同分别采取蒸发结晶法或降温结晶法。

蒸馏、分馏：蒸馏是利用液体混合物各组分的沸点不同，使液体气化成蒸气，再由蒸气冷凝成液体，从而把各组分从液体混合物中分离出来的操作。蒸馏适有于分离沸点相差较大的液体混合物。例如含水乙醇的提纯采用加生石灰再蒸馏。石油中各成分的分离采用分馏。

升华：用于易升华的固体与不易升华的固体的分离。例如碘与氯化钠。

萃取法：利用某物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同来分离提纯物质的方法。如用CCl4从碘水中提取碘。

分液：用于互不相溶的液体分离。例如用分液漏斗分离CCl4和水。

渗析：用于胶体与溶液的分离。如分离淀粉胶体与食盐溶液的混合物。

盐析：利用某些物质在加入某些无机盐时，其溶解度降低而沉淀的性质来分离混合物。例如皂化反应后的混合液中加入NaCl分离出肥皂（高级脂肪酸钠）。

2.常用的化学方法

化学方法是指利用两种物质的化学性质的差异，选用一种或几种试剂使之与混合物中的某一物质反应，生成沉淀，或生成与水不相混溶的液体，或使其中之一反应生成易溶于水的物质，然后再用物理方法分离。常用的化学方法主要有：

洗气法：洗气是除去气体混合物中杂质的操作。根据气体混合物中各组分的性质和分离的要求选择相应的吸收剂。例如，除H2中的H2S杂质，选CuSO4溶液。

加热分解法：利用混合物中各组分热稳定性不同，将其进行加热或灼烧处理，从而提纯物质。如氯化钠中混有碳酸氢铵，Na2CO3中含杂质NaHCO3。

生成沉淀法：例如除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，加适量的Na2CO3溶液。

生成气体法：例如Na2SO4溶液中混有少量Na2CO3，为了不引入新的杂质，可加入适量的稀H2SO4，将CO32－转化为CO2气体而除去。

氧化还原法：例如除去FeCl3溶液中的杂质FeCl2：通人适量Cl2。除去FeCl2溶液中的杂质FeCl3：加足量Fe粉。

正盐和与酸式盐相互转化法：例如在Na2CO3固体中含有少量NaHCO3杂质，可将固体加热，使NaHCO3分解生成Na2CO3，而除去杂质。若在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3杂质，可向溶液里通入足量CO2，使Na2CO3转化为NaHCO3。

利用物质的两性除去杂质：例如在Fe2O3里混有少量的Al2O3杂质，可利用Al2O3是两性氧化物，能与强碱溶液反应，往试样里加入足量的NaOH溶液，使其中Al2O3转化为可溶性 NaAlO2，然后过滤，洗涤难溶物，即为纯净的Fe2O3。

需特别指明的是物质提纯中利用化学方法选择试剂有三个原则：不增、不变、易分即：①所选试剂不能带人新的杂质。

②选择的试剂只能与杂质反应，而不能与被提纯的物质发生反应。

③试剂与杂质反应后的生成物与被提纯物质要容易分离。提纯过程要尽可能做到步骤简单、现象明显、容易分离。

附：常见物质的分离和提纯装置，如图：