¿Cuáles son las razones que provocan y promueven el deterioro de los reactivos químicos?
Los reactivos químicos cambiarán y se deteriorarán gradualmente bajo ciertas condiciones de temperatura, luz y medio. Este proceso incluye tanto cambios físicos como cambios químicos. El primero provocará la pérdida de reactivos químicos, mientras que el segundo provocará que los reactivos se deterioren por completo y se vuelvan ineficaces.
Las razones de los cambios en los reactivos químicos se pueden resumir a grandes rasgos en los siguientes puntos.
A. Volatilización
La volatilización es la causa más común de pérdida de reactivos, cambios de concentración y disminución de la especificación causada por reactivos volátiles. Las características generales de los reactivos volátiles son: pequeño peso molecular y bajo punto de ebullición. Los reactivos inorgánicos comunes incluyen ácido clorhídrico concentrado, ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico fumante, etc. , y los reactivos orgánicos incluyen sustancias líquidas con menos átomos de carbono, como metanol, etanol, éter de petróleo, gasolina, etc.
B. Sublimación
Un tipo de reactivo con propiedades de sublimación, generalmente un cristal molecular con menos calor de sublimación. En el laboratorio, generalmente hay dos tipos de reactivos que se subliman a temperatura ambiente (como el yodo-naftaleno) y reactivos que se subliman en condiciones de calentamiento (como el azufre y el cloruro mercúrico). La sublimación de dichos reactivos provoca principalmente pérdidas y contaminación del aire.
C. Delicuescencia y dilución
Hay muy pocos reactivos químicos que puedan delicuescer, y la mayoría de ellos son compuestos solubles. Generalmente, el radio de los aniones es mucho menor que el de los cationes, y también hay algunos aniones con radios similares y cationes con cargas más altas. Dichos reactivos absorben agua para formar una solución saturada en la superficie. Si la presión del vapor de agua producido es menor que la presión parcial del vapor de agua en el aire, la delicuescencia continuará hasta que se forme toda la solución. Tales como: hidróxido de sodio, cal sodada, etc. , incluido el acetato de sodio, el acetato de amonio, etc. Se ve fácilmente afectado por la humedad. La dilución se refiere al fenómeno en el que la solución reactiva absorbe la humedad del aire, lo que hace que la concentración disminuya y se diluya. Al igual que la delicuescencia, la razón es que la presión parcial del vapor de agua externo es mayor que la presión parcial del reactivo. Los reactivos comunes que se diluyen fácilmente incluyen ácido sulfúrico concentrado, ácido ortofosfórico y etilenglicol.
D. Eflorescencia
La causa de la eflorescencia es opuesta a la delicuescencia, porque la presión parcial del vapor de agua en el hidrato cristalino es mayor que la presión parcial del vapor de agua en el aire. Cuanto más seco es el aire, más rápido se desgasta.
Los agentes de meteorización habituales en laboratorio incluyen: Na2CO3 · 10H2O, Na2SO4 · 7H2O, CuSO4 · 5H2O, MgSO4 · 7H2O, ZnSO4 · 7H2O, etc. Aunque la intemperie no afecta las propiedades químicas del reactivo, puede cambiar su apariencia y reducir su calidad.
E. Concentración y cristalización
El motivo de la concentración y cristalización es que en un ambiente seco, la presión del vapor de agua de la solución reactiva es mayor que la presión del vapor de agua en el exterior. aire, lo que produce humedad en la solución. La evaporación es un fenómeno común en varios reactivos de solutos sólidos, especialmente en algunas soluciones con concentraciones relativamente altas. Aunque la concentración y la cristalización tienen poco efecto sobre las propiedades de los reactivos en la botella, también pueden cambiar su concentración, concentración y apariencia. Para algunos compuestos orgánicos con puntos de fusión bajos, la cristalización también ocurrirá cuando la temperatura externa baje significativamente. Un ejemplo obvio es el ácido acético glacial.
F. Hidrólisis
La mayoría de los reactivos salinos que se hidrolizan fácilmente tienen * * * * enlaces de valencia. Todas las sales generadas por ácidos fuertes y bases débiles lo harán. reaccionan con el agua en diversos grados de hidrólisis. Los haluros de ciertos elementos metálicos en el laboratorio se hidrolizan fácilmente, como TiCl4_4, AlCl3_3, FeCl3_3, SnCl2_2, etc. Son compuestos catiónicos de radio pequeño altamente cargados o compuestos catiónicos de gases no inertes. Este reactivo absorbe fácilmente agua, se hidroliza y se deteriora. Los compuestos orgánicos que son fácilmente hidrolizables son compuestos que contienen grupos acilo, como ésteres, haluros de acilo, etc.
G. Descomposición
La reacción de descomposición también es la causa de la pérdida y el deterioro del reactivo. La velocidad de descomposición de un reactivo suele estar estrechamente relacionada con la temperatura ambiente. La velocidad de descomposición se acelera a altas temperaturas y los compuestos binarios que normalmente se descomponen fácilmente tienen energías de enlace químicos más bajas. Cuanto menor sea la energía del enlace, más fácil será su descomposición. Por ejemplo, los compuestos de yodo se descomponen más fácilmente que el bromuro. Algunas reacciones de descomposición también están relacionadas con el contenido de agua del reactivo, como el bisulfato de amonio. Cuanto mayor sea el contenido de humedad, mayor será la temperatura y más rápida será la velocidad de descomposición. Sin embargo, las sales oxigenadas, como los nitratos y los permanganatos, sólo se descomponen cuando se calientan.
H. Oxidación y reducción
Por lo general, los reactivos con un potencial de electrodo estándar bajo y propiedades reductoras deficientes se oxidan fácilmente y sus nombres suelen contener la palabra "bajo" o "sub". También hay algunos elementos activos metálicos y no metálicos, peróxidos y algunos reactivos orgánicos, como sulfato ferroso, sulfato ferroso de amonio, ácido sulfuroso, sulfito de sodio anhidro, sodio, potasio, calcio, zinc en polvo, hierro reducido en polvo y acetaldehído. Cuanto más fuerte sea la propiedad reductora del reactivo, más fácil será que se deteriore debido a la oxidación. La causa de su oxidación es el oxígeno y las impurezas oxidantes del aire.
Cuando existen reactivos con alto potencial de electrodo estándar en forma sólida, suelen ser estables en el aire, como el permanganato de potasio, el dicromato de potasio, etc. Sin embargo, en presencia de una solución, es fácil reaccionar con algunas impurezas reductoras del aire, como H2S, SO2, etc., y deteriorarse, como KMnO4, Na2S2SO4, K3Fe(CN)6 y otras soluciones.
1. Reacción no redox
El deterioro de algunos reactivos no necesariamente provoca cambios en el estado de valencia de los elementos, incluso las reacciones no redox también pueden volverlos ineficaces. Los ejemplos más comunes en el laboratorio, tales como: la cal viva se convierte en cal apagada debido a la absorción de agua, y además absorbe dióxido de carbono y falla; el hidróxido de sodio sólido y el hidróxido de potasio también contienen impurezas debido a la absorción de dióxido de carbono si se exponen al aire. durante mucho tiempo, se convertirán completamente en sales de ácido carbónico; además, se debe evitar que el óxido de magnesio, el óxido de bario y el hidróxido de bario reaccionen con el dióxido de carbono del aire.
J. Polimerización y Condensación
Las sustancias orgánicas que contienen dobles o triples enlaces insaturados en su estructura molecular son fáciles de polimerizar. Por ejemplo, las soluciones de formaldehído a menudo se polimerizan para formar paraformaldehído blanco y los reactivos de cianuro de potasio también tienden a polimerizarse. Las soluciones de oxilato formadas por iones centrales de radio pequeño y altamente cargados pueden precipitar polioxometalatos debido a la condensación. Por ejemplo, la solución de molibdato de amonio se puede concentrar para precipitar el tetramolibdato de amonio y el gas formaldehído se puede volver a liberar después del tratamiento térmico. Sin embargo, una vez que ocurre la reacción de polimerización o condensación de algunos reactivos, a menudo es irreversible, lo que resulta en deterioro y fallas.
K. Reacción fotoquímica
La luz, como tipo de energía, también puede provocar que algunos reactivos reaccionen y se deterioren. Un ejemplo de ello es la descomposición de las sales de plata provocada por la energía luminosa. La luz también puede desencadenar reacciones de oxidación. Por ejemplo, el benzaldehído se oxida fácilmente con el aire a ácido benzoico bajo la luz, mientras que la anilina puede cambiar de incolora a marrón. Además, existen yoduro de mercurio, pirogalol, cloroformo, sulfato de mercurio, ferrocianuro de potasio, etc. También es probable que se produzcan reacciones fotoquímicas.
Oidio largo
El llamado mildiú se refiere al fenómeno del crecimiento de moho en reactivos químicos. Hay innumerables hongos y microorganismos en el polvo del aire, que pueden multiplicarse en grandes cantidades a una determinada temperatura. Los carbohidratos, ésteres, reactivos proteicos y reactivos orgánicos que contienen nitrógeno, azufre y fósforo en el laboratorio son todos buenos nutrientes y también son focos de reproducción de hongos. Los reactivos anteriores pueden enmohecerse siempre que no estén bien sellados y expuestos al aire. Por las razones anteriores, normalmente se pueden detectar diversos cambios en los reactivos químicos con la ayuda del color, la forma, el olor y la cantidad, mientras que algunos cambios deben juzgarse experimentalmente. Por ejemplo, si el alcohol anhidro contiene agua sólo puede determinarse mediante estándares de reactivos y métodos de inspección especiales. Por tanto, el almacenamiento científico de diversos reactivos es un trabajo meticuloso, en el que se pueden aportar muchos conocimientos y artículos.