第六节　化学试剂

化学试剂是实验中不可缺少的物质。试剂选择与用量是否恰当，将直接影响实验结果的好坏。对于实验室工作人员及实验者来说，了解试剂的性质、分类、规格及使用常识是非常必要的。

一、化学试剂的分级和规格

对于试剂质量，我国有国家标准或部颁标准，规定了各级化学试剂的纯度及杂质含量，并规定了标准分析方法。我国生产的试剂质量分为四级，表2-58列出了我国化学试剂的分级。

现以化学试剂重铬酸钾的国家标准（GB/T 642—1999）为例加以说明。

（1）优级纯、分析纯的K2Cr2O7含量不少于99.8％，化学纯含量不少于99.5％。

（2）杂质最高含量（以百分含量计），如表2-59所示。

除上述把化学试剂分为四级外，尚有其他特殊规格的试剂。这些试剂虽尚未经有关部门明确规定和正式颁布，但多年来为广大的化学试剂厂生产、销售和使用者所熟悉与沿用，如表2-60中所列的特殊规格化学试剂。

注：EP——Extra Pure;GC——Gas Chromatography;LR——Laboratory Reagent;Ind.——Indicators;BR——Biochemical Reagent;BS——Biological Stains;LC——Liquid Chromatography;SP——Spectral Pure。

国外试剂规格有的和我国相同，有的不一致，可根据标签上所列杂质的含量对照加以判断。如常用的ACS（American Chemical Society）为美国化学协会分析试剂规格。“Spacpure”为英国JohnsonMalthey出品的超纯试剂。德国的E.Merck生产有Suprapur（超纯试剂）。美国G.T.Baker有Ultex等。

二、化学试剂的包装及标志

化学试剂的包装单位，是指每个包装容器内盛装化学试剂的净重（固体）或体积（液体）。包装单位的大小是根据化学试剂的性质、用途和经济价值决定的。

我国化学试剂规定以下列五类包装单位包装：

第一类　0.1g、0.25g、0.5g、1g、5g或0.5mL、1mL；

第二类　5g、10g、25g或5mL、10mL、25mL；

第三类　25g、50g、100g或20mL、25mL、50mL、100mL；

第四类　100g、250g、500g或100mL、250mL、500mL；

第五类　500g、1000g至5000g（每500g为一间隔）或500mL、1L、2.5L、5L。

根据实际工作中对某种试剂的需要量决定采购化学试剂的量。如一般无机盐类以500g，有机溶剂以500mL包装的较多。而指示剂、有机试剂多购买小包装，如5g、10g、25g等。高纯试剂、贵金属、稀有元素等多采用小包装。

我国国家标准GB 15346—1994规定，化学试剂的级别分别以不同颜色的标签表示之。

三、化学试剂的选用保管与使用注意事项

1.化学试剂的选用

化学试剂的选用应以分析要求，包括分析任务、分析方法、对结果准确度等为依据，来选用不同等级的试剂。如痕量分析要选用高纯或优级纯试剂，以降低空白值和避免杂质干扰。在以大量酸碱进行样品处理时，其酸碱也应选择优级纯试剂。同时，对所用的纯水的制取方法和玻璃仪器的洗涤方法也应有特殊要求。作仲裁分析也常选用优级纯、分析纯试剂。一般车间控制分析，选用分析纯、化学纯试剂。某些制备实验、冷却浴或加热浴的药品，可选用工业品。

不同分析方法对试剂有不同的要求。如络合滴定，最好用分析纯试剂和去离子水，否则因试剂或水中的杂质金属离子封闭指示剂，使滴定终点难以观察。

不同等级的试剂价格往往相差甚远，纯度越高价格越贵。若试剂等级选择不当，将会造成资金浪费或影响实验结果。

另外必须指出的是，虽然化学试剂必须按照国家标准进行检验合格后才能出厂销售，但不同厂家、不同原料和工艺生产的试剂在性能上有时有显著差异。甚至同一厂家，不同批号的同一类试剂，其性质也很难完全一致。因此，在某些要求较高的分析中，不仅要考虑试剂的等级，还应注意生产厂家、产品批号等。必要时应作专项检验和对照试验。

有些试剂由于包装或分装不良，或放置时间太长，可能变质，使用前应作检查。

2.使用注意事项

为了保障实验人员的人身安全，保持化学试剂的质量和纯度，得到准确的实验结果，要求掌握化学试剂的性质和使用方法，制订出化学试剂的使用守则，严格要求有关人员共同遵守。

实验室工作人员应熟悉常用化学试剂的性质，如市售酸碱的浓度、试剂在水中的溶解度，有机溶剂的沸点、燃点，试剂的腐蚀性、毒性、爆炸性等。

所有试剂、溶液以及样品的包装瓶上必须有标签。标签要完整、清晰，标明试剂的名称、规格、质量。溶液除了标明品名外，还应标明浓度、配制日期等。万一标签脱落，应照原样贴牢。绝对不允许在容器内装入与标签不相符的物品。无标签的试剂必须取小样检定后才可使用。不能使用的化学试剂要慎重处理，不能随意乱倒。

为了保证试剂不受污染，应当用清洁的牛角勺或不锈钢小勺从试剂瓶中取出试剂，绝不可用手抓取。若试剂结块，可用洁净的玻璃棒或瓷药铲将其捣碎后再取。液体试剂可用洗干净的量筒倒取，不要用吸管伸入原瓶试剂中吸取液体。从试剂瓶内取出的、没有用完的剩余试剂，不可倒回原瓶。打开易挥发的试剂瓶塞时，不可把瓶口对准自己脸部或对着别人。不可用鼻子对准试剂瓶口猛吸气。如果需嗅试剂的气味，可将瓶口远离鼻子，用手在试剂瓶上方扇动，使空气流吹向自己而闻出其味。化学试剂绝不可用舌头品尝。化学试剂不能作为药用或食用。医药用药品和食品的化学添加剂都有安全卫生的特殊要求，由专门厂家生产。

取用试剂时，瓶塞要按规定放置。玻璃磨口塞、橡皮塞、塑料内封盖要翻过来倒放在洁净处。

取用完毕后立即盖好密封，防止污染其他物质或变质。用滴瓶盛试剂时，注意橡皮头要先用水煮后洗净，吸取溶液时不要将溶液吸入橡皮头中，也不要将滴管倒置，以免溶液流入橡皮头中，造成污染溶液。

3.化学试剂的管理

有关化学试剂的管理注意事项参见本章第十一节三。

四、常用化学试剂的一般性质

表2-61～表2-64列出了实验室常用酸、碱、盐等试剂的一般性质。

五、化学试剂的纯化

本节介绍几种无机试剂的纯化，有机试剂的纯化参看第七节。

1.盐酸的提纯

（1）蒸馏提纯

①除去盐酸中的杂质　用三次离子交换水将一级盐酸按盐酸+水=7+3的体积比稀释（或按1+1稀释，按此比例稀释仅能得到浓度为6mol/L的盐酸）。将此盐酸1.5L装入2L的石英或硬质玻璃蒸馏瓶中（见图2-33），用可调变压器调节加热器，控制馏速为200mL/h，弃去前段馏出液150mL，取中段馏出液1L，所得的纯盐酸浓度为6.5～7.5mol/L，铁、铝、钙、镁、铜、铅、锌、钴、镍、锰、铬、锡的含量在5×10-6％～2×10-7％以下。

②除去盐酸中的砷用三次离子交换水将一级盐酸按7+3的体积比稀释，加入适量氧化剂（按体积加入2.5％硝酸或2.5％过氧化氢或高锰酸钾0.2g/L）。将此盐酸1.5L装入2L的石英或硬质玻璃蒸馏瓶中（见图2-33），放置15min后，以100mL/h的馏速进行蒸馏。弃去前段馏出液150mL，取中段馏出液1L备用。砷的含量在1×10-6％以下。

（2）等温扩散法提纯　在直径为30cm的干燥器中（若是玻璃的，可在干燥器内壁涂一层白蜡防止玷污），加入3kg盐酸（优级纯），在瓷托板上放置盛有300mL高纯水的聚乙烯或石英容器。盖好干燥器盖，在室温下放置7～10d（20～30℃放置7d，15～20℃放置10d），取出后即可使用，盐酸浓度约为9～10mol/L，铁、铝、钙、镁、铜、铅、锌、钴、镍、锰、铬、锡的含量在2×10-7％以下。

2.硝酸的提纯

于2L硬质玻璃蒸馏器（见图2-33）中，放入1.5L硝酸（优级纯），在石墨电炉上借可调变压器调节电炉温度进行蒸馏，馏速为200～400mL/h，弃去初馏分150mL，收集中间馏分1L。

将上述得到的中间馏分2L，放入3L石英蒸馏器中。将石英蒸馏器固定在石蜡浴中进行蒸馏，借可调变压器控制馏速为100mL/h。弃去初馏分150mL，收集中间馏分1600mL。铁、铝、钙、镁、铜、铅、锌、钴、镍、锰、铬、锡的含量在2×10-7％以下。

3.氢氟酸的提纯

（1）除去氢氟酸中的金属杂质　在铂蒸馏器中，加入2L氢氟酸（优级纯）以甘油浴加热，借可调变压器调节控制加热器温度，控制馏速为100mL/h，弃去初馏分200mL，用聚乙烯瓶收集中间馏分1600mL。将此中段馏出液按上述手续再蒸馏一次，弃去前段馏出液150mL，收集中段馏出液1250mL，保存在聚乙烯瓶中。铁、铝、钙、镁、铜、铅、锌、钴、镍、锰、铬、锡的含量在1×10-6％～2×10-7％以下。

（2）除去氢氟酸中的硅　在铂蒸馏器中，放入750mL氢氟酸（优级纯）。加入0.5g氟化钠，在甘油浴上加热。借可调变压器调节加热温度，控制馏速为100mL/h，弃去初馏分80mL，用聚乙烯瓶收集中间馏分400mL。此中间馏分硅含量在1×10-4％以下，可作测定硅用。

（3）除去氢氟酸中的硼　于铂蒸馏器中，加入2g固体甘露醇（优级纯或分析纯）和2L氢氟酸（优级纯），用甘油浴加热，借可调变压器控制温度，使馏速为50mL/h。弃去初馏分200mL，收集中间馏分1600mL。将此中间馏分加入2g甘露醇，以同样手续再蒸馏一次。弃去初馏分150mL，收集中间馏分1250mL，得到的氢氟酸含硼量一般小于10-9％。

4.高氯酸的提纯

高氯酸用减压蒸馏法提纯。在500mL硬质玻璃蒸馏瓶中，加入300～350mL高氯酸（60％～65％，分析纯），用可调变压器控制温度约140～150℃，减压至压力约为2.67～3.33kPa（20～25mmHg），馏速为40～50mL/h，弃去初馏分50mL，收集中间馏分200mL，保存在石英试剂瓶中备用。

5.氨水的提纯

（1）蒸馏吸收法提纯　将约3L二级氨水倾入5L硬质玻璃烧瓶中，加入少量1％高锰酸钾溶液至溶液呈微红紫色，烧瓶口接回流冷凝管，冷凝管的上端与三个洗气瓶连接（第一个洗气瓶盛1％EDTA二钠溶液，其余两个均盛离子交换水）。第三个洗气瓶与接收瓶连接，接收瓶为有机玻璃瓶，置于混有食盐和冰块的水槽内，瓶内盛有1.5L离子交换水。用调压变压器控制温度。当温度升至40℃时，氨气通过洗气瓶后被接收瓶的水吸收。当大部分氨挥发后，最后升温至80℃，使氨全部挥发。接收瓶中的氨水浓度稍低于25％。

（2）等温扩散法提纯　将约2L二级氨水倾入洗净的大干燥器（液面勿接触瓷托板），瓷托板上放置3～4个分盛200mL离子交换水的聚乙烯或石英广口容器，从托板小孔，加入氢氧化钠2～3g，迅速盖上干燥器，每天摇动一次，5～6d后氨水浓度可达10％～12％。

6.溴的提纯

将500mL溴（优级纯或分析纯），放入1L分液漏斗中，加入100mL三次离子交换水，剧烈振荡2min，分层后将溴移入另一个分液漏斗中，再以100mL水洗涤一次，然后，再以稀硝酸（1+9）洗涤二次和高纯水洗涤一次，每次振荡2min。

将上述洗好的溴移入如图2-34的烧瓶中，加入100mL40％溴化钾溶液，在水浴上加热蒸馏。保持水浴温度在60℃左右，使馏速为100mL/h。接收瓶4中的液体应淹没流出管口。弃去最初蒸出的溴50mL，收集中间馏分300mL。在该装置中不加溴化钾溶液再蒸馏一次，收集中间馏分200～250mL备用。

7.钼酸铵的提纯

将150g分析纯的钼酸铵溶解于400mL温度为80℃的水中，加入氨水至溶液中出现氨味，加热溶液并用致密定量滤纸（蓝带）过滤，滤液滴入盛有300mL的纯制酒精中。冷却滤液至10℃，并保持1h。用布氏漏斗抽滤析出的结晶，弃去母液。用纯制酒精洗涤结晶2～3次，每次用20～30mL。在空气中干燥或在干燥器中用硅胶干燥，也可以在真空干燥箱中50～60℃下，压力为6.67～8.00kPa（50～60mmHg）下干燥。

如果要除去试剂钼酸铵中的磷酸根离子，则在钼酸铵的氨性溶液中加入少量硝酸镁，使之生成磷酸铵镁沉淀过滤除去，然后再按上述手续结晶、过滤、洗涤、干燥。不过此时产品中有镁离子和硝酸根离子。但是用于微量硅、磷、砷的比色测定时，少量镁离子和硝酸根离子并不干扰。

8.氯化钠的提纯

（1）重结晶提纯法　将40g分析纯氯化钠溶解于120mL高纯水中，加热搅拌使之溶解。加入2～3mL铁标准液（1mg/mLFe3+），搅拌均匀后滴加提纯氨水至溶液pH≈10左右。在水浴上加热使生成的氢氧化物沉淀凝聚，过滤除去沉淀。将滤液放至铂皿中，在低温电炉上密闭蒸发器中蒸发至有结晶薄膜出现。冷却抽滤析出的结晶，并用纯制酒精洗涤。在真空干燥箱中于105℃和2.67kPa（20mmHg）压力下干燥。此法得到的NaCl经光谱定性分析仅含有微量的硅、铝、镁和痕量的钙。

（2）用碳酸钠和盐酸制备　取100g分析纯碳酸钠，放于500mL烧杯中，滴加高纯盐酸中和、溶解，直至不再发生二氧化碳时，停止滴加盐酸。用高纯水洗杯壁并加入2～3mL铁标准液，加提纯氨水至析出氢氧化铁。其余手续如（1）所述。

为了提高氯化钠产量和重结晶的纯化效果，在过滤热盐溶液之后，用冰冷却滤液并用通入氯化氢的方法使氯化钠析出。通氯化氢的导气管口做成漏斗状，防止析出的NaCl将管口堵死。抽滤结晶并用浓盐酸洗涤几次，在105～110℃下干燥，在研钵中粉碎成粉末，并于400～500℃下在马弗炉中灼烧至恒重。

上述方法提纯制得的氯化钠用于光谱分析中作载体和配标准用的原始物质。

9.氯化钾的提纯

参看氯化钠的提纯与制备方法。

10.碳酸钠的提纯

（1）第一法　将30g分析纯碳酸钠溶于150mL高纯水中，待全部溶解后，在溶液中慢慢滴加2～3mL浓度为1mg/mL的铁标准溶液，在滴加铁标准溶液过程中要不停地搅拌，使杂质与氢氧化铁一起沉淀。在水浴上加热并放置1h使沉淀凝聚，过滤除去胶体沉淀物。加热浓缩滤液至出现结晶时，取下冷却，待结晶完全析出后用布氏漏斗抽滤，并用纯制酒精洗涤2～3次，每次20mL。在真空干燥箱中减压干燥，温度为100～105℃，压力为2.67～6.67kPa（20～50mmHg）下烘至无结晶水。为了加速脱水，也可在270～300℃下灼烧之。此法提纯的碳酸钠，经光谱定性分析检查，仅检出了痕量的镁和铝，而原料中有微量的铜、铁、铝、钙、镁。

（2）第二法　将30g分析纯或化学纯无水碳酸钠溶解于150mL高纯水中，过滤，并向滤液中慢慢通入提纯过的二氧化碳，此时析出碳酸氢钠白色沉淀。因为生成的碳酸氢钠在冷水中的溶解度较小（碳酸氢钠在100mL冷水中的溶解度：0℃，6.9g；20℃，9.75g），用冰水冷却，并不断振荡或搅拌，以加速反应。通气2h后，沉淀基本完全。用玻璃滤器（3号）抽滤析出的沉淀，并用冰冷的高纯水洗涤沉淀，在烘箱中于105℃下干燥。将干燥好的碳酸氢钠，置于铂皿中，在马弗炉中270～300℃下灼烧至恒重（大约1h即可）。

11.硫酸钾的提纯

将提纯过的碳酸钾（提纯方法见碳酸钠的提纯法一）置于塑料烧杯中，用10％的纯制硫酸中和，在逐渐滴加稀硫酸的过程中要不断搅拌，当溶液的pH值为7～7.5时，停止滴加硫酸，过滤得到硫酸钾溶液。将滤液移入铂皿中，蒸发至析出结晶时为止。取下，冷却后，抽滤析出的结晶，用少量冰冷的高纯水洗结晶，在真空干燥箱中100℃左右烘干。

12.重铬酸钾的提纯

将100g分析纯重铬酸钾溶解在200～300mL热的高纯水中，用2号玻璃滤器抽滤，将溶液于电炉上蒸发至150mL左右，在强烈搅拌下把溶液倒入一个被冰水冷却的大瓷皿中使之形成一薄层，以制取小粒结晶。用布氏漏斗抽滤得到的结晶，再用少量冷水洗涤之。按上法重结晶一次。将洗过的二次结晶于100～105℃下干燥2～3h，然后将温度升至200℃继续干燥10～12h。

用此法提纯的产品重铬酸钾含量几乎是100％。光谱定性分析中仅检出了微量的镁、铋和痕量的铝。此法提纯的重铬酸钾可以作为基准物使用。

13.五水硫代硫酸钠的提纯

（1）制备　将硫溶于亚硫酸钠溶液时，可制得硫代硫酸钠：

在附有回流冷凝器的烧瓶中，将100gNa2SO3·7H2O溶解在200mL水中的溶液，与14g研细的棒状硫一起煮沸，其硫是预先用乙醇浸润过的（否则它不被溶液浸润，并浮在表面）直到硫不再被溶解时为止。将没有溶解的硫滤出，滤液蒸发到开始结晶时进行冷却，所得结晶在布氏漏斗上抽滤后，再在空气中于二层滤纸间干燥。可得五水硫代硫酸钠60g，产率60％。

（2）提纯　将工业品重结晶，可制得试剂纯的制剂。将700g五水硫代硫酸钠溶解在300mL热水中，过滤后，在不断搅拌下冷却到0℃以制得较细的结晶。析出的盐（450g）在布氏漏斗上抽滤后再在同样条件下重结晶一次。

所得制剂一般为分析纯，从母液中还可以分离出一些纯度较低的制剂。

欲制备用于分析操作上的纯制剂时，可将经重结晶提纯过的盐与乙醇一起研细，倒在滤器上使乙醇流尽并用无水酒精和乙醚洗涤，然后用滤纸盖住制剂并静置一昼夜。最后将制剂装入干燥瓶中。

用此法精制的制剂含有99.99％的Na2S2O3·5H2O，甚至保存5年后，制剂含量仍在99.90％～99.94％之间。

六、化学试剂的管理与安全存放条件

参看第十一节三有关内容。