对实验“四氯化碳萃取碘水中碘”的探究
对实验“四氯化碳萃取碘水中碘”的探究
2007年.第3期实验与创新思维7
对实验”四氯化碳萃取碘水中碘”的探究
顾晔
(江宁高级中学,江苏南京211100)
文章编号:1005—6629(2007)03-0007—02中图分类号:G633.8文献标识码:C
人教版新教材《化学1》在第一章《从实验学
化学》中通过演示实验(实验1—4)”四氯化碳萃
取碘水中的碘”介绍了一个重要的化学基本实验操
作——萃取.具体操作为:”(1)用量筒量取10mL
饱和碘水,倒入分液漏斗,然后注入4mL四氯化
碳,盖好玻璃塞.(2)…..”【”.笔者在课前准备该实
验时发现.将分液漏斗静置分层后,下层呈紫色,
上层仍为棕黄色(比原碘水颜色略浅),碘水在萃
取前后的颜色变化不大.当时有老师提出实验室配
制的碘水浓度太大,加入的CCh不足以将碘水中的
碘完全萃取.可是,当增大萃取剂用量,并进行多
次的萃取后,结果仍不能让我满意,似乎萃取效率
很低;而《分析化学》对此进行过定量计算:等体
积的CCl4从碘水中萃取I时,全量一次萃取,萃取
百分率可达98.8%12],若分三次萃取,萃取百分率
接近1o0%13].这显然和上述实验现象不相吻合.
经查阅资料,碘在水中的溶解度为0.029g
(20~C).常温下的饱和碘水不会溶解过多的碘,可
碘水颜色为什么那么深?原来实验员配碘水时是将
碘溶解在KI的稀溶液中,碘容易溶解在?溶液中.
会不会由于试剂?的加入造成了碘水在萃取前后的
颜色变化不大?笔者准备了以下几个实验对这个问
进行探究.
1通过对比实验找出问题所在
1.1实验准备
实验1用两种不同方法配制饱和碘水
碘水(A1的配制:取少量单质碘加入烧杯,
加100mLT](溶解.只有极少量碘溶解,溶液呈浅黄
色:再加入数滴1mo1]LKI溶液,液体呈棕黄色,
烧杯底部残留极少量固体.
碘水(B1的配制:取相同质量的碘加入烧杯,
加100mL;’J~溶解.加热40s液体呈棕黄色.
1.2实验现象对比
实验2用CCh萃取碘(分2次萃取)
具体操作:分别往梨形分液漏斗A,B中加入
碘水(A)和碘水(B)各12mL,再分别加入5mL四
氯化碳.充分振荡,静置分液,
现象;有机层
转移到小烧杯中,水层仍保留在分液漏斗中,继续
向分液漏斗A,B中分别加入5mL四氯化碳.充分
振荡,静置,记录现象(见
1).
表1萃取后的颜色对比
第1次萃取第2次萃取
分液漏斗A分液漏斗B分液漏斗A分液漏斗B
上层颜色棕黄色接近无色浅棕黄色无色
下层颜色紫色(浅)紫红(深)紫红色紫红色
用?配制得到的碘水(A)用CCl4萃取后上层颜
色很难变浅.两次萃取后碘水颜色依然为浅棕黄
色;用加热法制得的碘水(B)萃取后颜色很容易
变浅,甚至接近无色,而且下层(有机层)的颜色
也比分液漏斗A中的深.显然,分液漏斗B中的萃
取进行的更加完全.由此可见,配制碘水的过程中
的加入是导致这种差别的主要原因.
2对照实验现象分析原因
碘水(A)中的碘较难被萃取
用?溶液配制碘水(A)时,?溶液中的I]离子
与碘分子形成了碘三离子I3-,碘三离子在溶液中存
在以下平衡:
I_+I2寻I3-
碘水(A)中的液体是由碘单质,I一离子,I3一离
子,水等构成的一个复杂体系,加入CCh萃取后,
只有游离态的碘被萃取到有机相(CCh)中.先以
水相为参考对象:碘水(A)中原先建立的平衡将
随着萃取的进行遭到破坏.根据勒夏特列原理,随
着水中I浓度的减小,平衡向左移动,I,一离子不断
的向生成I一和I的方向转化,但是碘被四氯化碳萃
取和某些反应生成挥发性物质或沉淀不一样,碘并
没有完全转移到萃取剂cab中.把水相和有机相作
为一个整体来看,随着萃取的进行,水相中I,离子
转化为I一和I的同时,I3-离子浓度也在不断减小,I
浓度在增加,到一定程度,I一离子需要夺取有机相
中的碘.重新建立一个新的平衡,这也是符合勒夏
8化学教学2007年.第3期
特列原理的.
实际上,在整个体系中,碘从水相往有机相中
的转移(被萃取)和I一离子结合碘生成I,一离子应该
是一个同时进行,相互竞争的过程,这个竞争发生
在两相之间.碘水(A)由于配制时加入了KI,水
相中I一离子的浓度较大,这部分碘离子的存在确保
了平衡不会彻底向左移,从而保证了水相中相当量
游离态碘和I,一离子的存在;即使增大萃取剂的用
量,只要水相中的I一离子维持在一定浓度,碘水中
的碘就不会完全转移到有机相中.从而水层的颜色
很难变为无色.这样就造成了CCh萃取效率不高的
现象.
2.2分析后的猜想
碘水(A)中的I一离子浓度较大,导致了萃取时
碘很难完全转移到有机层中,上层依然为棕黄色;
碘水(B)被萃取后上层接近无色.猜想:如果往
碘水(B)的萃取后的液体中加入KI,增大I一离子的
浓度.I一离子会不会夺取部分有机层中的碘:上层
液体颜色应该加深,下层液体颜色应该变浅.
3对分析后的猜想进行验证
实验3:往梨形分液漏斗C中加入实验1中制得
的碘水(B)12mL,一次加人10mL四氯化碳,充分
振荡,静置,记录现象;不分液,继续向分液漏斗
中滴加数滴lmo1]LKI溶液,充分振荡,静置.记
录现象(见表2).
分层后,上层(水层)由无色又变回棕黄色,
下层(有机层)的紫色明显变浅.l(I溶液的补充加
人使得水层中I一离子浓度迅速增大,I一离子结合碘
生成I,一离子,这样的结合趋势与CCh萃取碘形成了
竞争,部分有机相中的碘又转移到水相中和I一离子
结合,让我们看到了表2中颜色的变化.验证实验
的现象与分析结果一致!
表2加入Kl溶液后水层的颜色变化
‘分液漏斗C
加KI前加KI后
上层颜色无色棕黄色
下层颜色紫色(深)紫色(浅)
4结论
碘水是一个复杂的分散系,分散质粒子除了碘
分子外还有少量I一离子和I,一离子等,特别是用l(I溶
液配制碘水时,I一离子的存在更加不可以被忽略,
它并不是简单的起了增大溶解度的作用,I一离子,
I离子和I三者建立的平衡可以与有机溶剂萃取碘
形成竞争.从而导致了不同方法配制的碘水在用相
同方法萃取时产生的现象有所差异.
参考文献:
【1】宋心琦,王晶等.化学1(t必修)【M】.北京:人民教育出版
社.2006:9.
【2】华中师范大学等校.分析化学【M】.北京:高等教育出版
社.1999:538.
p】华中师范大学等校.分析化学【M】.北京:高等教育出版
社.1999:542.
【4】武汉大学等校.无机化学(下册)【M】.北京:高等教育出
版社.1994:543”544.
组合式气体实验装置的特点及设计策略
王金龙.唐玉露
(江苏省扬州中学,江苏扬州225009)
文章编号:1005—6629(2007)03---0008-04中图分类号:G633.8文献标识码:C
随着化学实验技术的发展,越来越多的教师认
i9,~1.某些传统实验中存在的明显弊端有:一是实
验进程和实验现象对问题讲授会有制约.二是气体
性质实验中的”预先制备气体”的”不可预测”因
素较多.三是有毒,有害气体在课堂教学中的处理
不力等.要解决这些问题,必须进行实验创新.在
课程改革的背景下,化学教师应为创造绿色,和
谐,高效的实验课堂大胆实践.笔者结合自己的教
学实践,吸收积件思想(CAI)的某些”养份”,收
集,设计采用组合式气体实验装置(以下简称组合