選用幹燥劑的基本原則就是所選幹燥劑不能與被幹燥氣體反應,幹燥過程中不能引入新物質。
中學階段的幹燥劑,按照酸堿性可分為三種:
①酸性幹燥劑:濃硫酸、P2O5
②堿性幹燥劑:堿石灰、CaO、固體NaOH
③中性幹燥劑:無水CaCl2
中學階段常見的氣體,按酸堿性也可分為三種:
①酸性氣體:CO2、Cl2、H2S、NO2、HCl等
②堿性氣體:NH3
③中性氣體:N2、O2、H2、CH4等
壹般的說,酸性幹燥劑不能幹燥堿性氣體,可以幹燥酸性氣體及中性氣體;堿性幹燥劑不能幹燥酸性氣體,可以幹燥堿性氣體及中性氣體;中性幹燥劑可以幹燥各種氣體。
但這只是從酸堿反應這壹角度來考慮,同時還應考慮到規律之外的壹些特殊性,如氣體與幹燥劑之間若發生了氧化還原反應,或生成絡合物加合物等,就不能用這種幹燥劑來幹燥該氣體了。
特殊性:
①不能用濃硫酸幹燥H2S氣體,因為二者會發生氧化還原反應 H2S+H2SO4=2H2O+SO2+S↓
②不能用無水硫酸銅幹燥H2S氣體,二者會反應 CuSO4+H2S=H2SO4+CuS↓
③不能用無水硫酸銅幹燥NH3二者可發生反應生成絡合物 CuSO4+NH3={Cu(NH3)4}SO4
④不能用無水CaCl2幹燥NH3,二者會發生反應生成壹些加合物 CaCl2+4NH3=CaCl2*4NH3 CaCl2+8NH3=CaCl2*8NH3
常用的無機幹燥劑
為了保持藥品的幹燥或對制得的氣體進行幹燥,必須使用幹燥劑。常用的幹燥劑有三類:壹類為酸性幹燥劑,有濃硫酸、五氧化二磷、矽膠等;第二類為堿性幹燥劑,有固體燒堿、石灰和堿石灰(氫氧化鈉和氧化鈣的混合物)等;第三類是中性幹燥劑,如無水氯化鈣、無水硫酸鎂等。常用幹燥劑的性能和用途如下:
1、濃H2SO4:具有強烈的吸水性,常用來除去不與H2SO4反應的氣體中的水分。例如常作為H2、O2、CO、SO2、N2、HCl、CH4、CO2、Cl2等氣體的幹燥劑。
2、無水氯化鈣:因其價廉、幹燥能力強而被廣泛應用。幹燥速度快,能再生,脫水溫度473K。壹般用以填充幹燥器和幹燥塔,幹燥藥品和多種氣體。不能用來幹燥氨、酒精、胺、酰、酮、醛、酯等。
3、無水硫酸鎂:有很強的幹燥能力,吸水後生成MgSO4.7H2O。吸水作用迅速,效率高,價廉,為壹良好幹燥劑。常用來幹燥有機試劑。
4、固體氫氧化鈉和堿石灰:吸水快、效率高、價格便宜,是極佳的幹燥劑,但不能用以幹燥酸性物質。黨用來幹燥氫氣、氧氣、氨和甲烷等氣體。
5、變色矽膠:常用來保持儀器、天平的幹燥。吸水後變紅。失效的矽膠可以經烘幹再生後繼續使用。可幹燥胺、NH3、 O2、 N2等
6、活性氧化鋁(Al2O3):吸水量大、幹燥速度快,能再生(400 -500K烘烤)。
7、無水硫酸鈉:幹燥溫度必須控制在30℃以內,幹燥性比無水硫酸鎂差。
8、硫酸鈣:可以幹燥H2 。O2 。CO2 。CO 、N2 。Cl2、HCl 、H2S、 NH3、 CH4等
由上述可知、對壹些氣體的幹燥劑可作如下選擇。
氣體名稱 常用幹燥劑 氣體名稱 常用幹燥劑
CO 濃H2SO4、CaCl2、P2O5 H2S CaCl2
CO2 CaCl2、濃H2SO4、P2O5 N2 濃H2SO4、CaCl2、P2O5
Cl2 CaCl2、濃H2SO4 NH3 CaO、KOH或堿石灰
H2 CaCl2、P NO Ca(NO3)2
HBr CaBr2、ZnBr2 、 O3 CaCl2
HCl CaCl2、濃H2SO4 SO2 濃H2SO4、CaCl2、P2O5
HI CaI2