化學反應引起的化學試劑變質

湖南省湖南師范大學附屬中學 王子露

化學試劑的變質，有物理變化引起的變質，也有化學變化引起的變質。化學試劑所處環境條件氧氣、二氧化碳、水蒸氣及環境溫度、光照等，都可以使化學試劑發生氧化、還原、潮解、風化、析晶、稀釋、銹蝕、分解、揮發、升華、聚合、發霉、變色以及燃爆等變化。化學試劑使用范圍廣，種類繁多，變質的原因眾多，對化學試劑的使用者及管理者造成一定不便，因此對化學試劑變質的原因進行系統地歸納，對于化學試劑的規范取用、合理保存是有必要的。

一、與環境中其他物質發生化學反應引起的化學試劑變質

1.與環境中的氧氣反應。

化學試劑因氧氣引起的變質，都能歸結于發生了氧化還原反應，其中化學試劑被氧化。活潑金屬 K、Ca、N a、還原鐵粉、鋁粉等均容易與空氣中的氧氣反應而變質；黃磷因能在空氣中緩慢氧化，產生的熱量可能使局部溫度達到著火點而燃燒；氫硫酸能在與空氣中的氧氣反應析出硫單質；以低、亞命名的化合物像FeSO4、N a2SO3、SnCl2均易與氧氣反應生成對應的高價態氧化產物；有機物中的苯酚、苯甲醛能相應被氧化成醌、酸而變質。

2.與環境中的二氧化碳反應。

雖然二氧化碳在空氣中的含量只有0.03%，但相對于一定量的化學試劑來講，二氧化碳永遠是過量的，而且化學試劑的變質是一個持續進行、積少成多的過程，所以環境中低濃度的二氧化碳作用亦不容忽視。活潑金屬的氧化物像M gO、N a2O、G aO均能與二氧化碳作用生成相應的碳酸鹽；活潑金屬的氫氧化物像N aO H、G a(O H)2、Ba(O H)2也能吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鹽；過氧化物N a2O2能與二氧化碳發生氧化還原反應而變質。

3.與環境中的水反應。

能與水反應的，像活潑金屬k、N a、Li，與水劇烈反應，所以他們不能像白磷一樣在水中保存，而必須保存在煤油及固體石蠟中，既隔絕氧氣又隔絕水；電石能與水激烈反應放出乙炔而變質；強酸弱堿鹽和弱酸強堿鹽，遇水都會發生不同程度的水解，如 TiCl4、A lCl3、FeCl3、CH3CO O N a 等；氧化物像P2O5、CaO、N a2O能遇水反應生成相應的酸、堿而變質；過氧化物N a2O2能與水發生氧化還原而變質；漂白粉的主要成分Ca(ClO)2遇水發生潮解而變質。

二、在環境條件下化學試劑自身發生化學反應引起的化學試劑變質

1.風化。

風化是結晶水合物的水蒸氣分壓高于空氣中水蒸氣分壓，水合物逐漸失去部分或全部結晶水的過程。此類結晶水合物有N a2SO4·10H2O、N a2CO3·10H2O、CuSO4·5H2O、M gSO4·7H2O、ZnSO4·7H2O等。

2.分解。

化合物的分解通常與環境的溫度和光照條件密切相關。像對溫度敏感的（N H4）2CO3、N H4H CO3、N H4N O3、N H3·H2O、H2O2；而有的化合物的分解反應需要光照促進，像濃硝酸、A gN O3、H ClO、H BrO。

3.聚合。

分子中含有不飽和雙鍵或三鍵的有機物容易發生聚合。像甲醛溶液在低溫下會聚合生成白色三聚甲醛析出；溫度過高易發生聚合的其他有機物單體，如苯乙烯、丙烯腈、乙烯基炔、甲基丙烯酸甲酯等。

有時一種物質會與環境中幾種物質同時作用（如活潑金屬與氧氣、二氧化碳；過氧化鈉與水、二氧化碳；還原鐵粉作為“雙吸劑”同時吸收氧氣、水），有時環境條件能促進物質與環境中的某種物質作用（如光照促進氯仿、乙醚等有機物的氧化）。

總之，化學變化引起的化學試劑變質，本質原因在于化學試劑本身的穩定性，而物質的穩定性又由組成該物質的化學元素及結構決定，有的物質能在正常環境條件下穩定存在，有的物質在正常環境條件下卻極易發生元素及結構的改變。化學反應能被用來制造所需的化學物質，同時許多化學物質又時刻因化學反應發生不利的變質。而這些變質之中，有許多與物質所處的環境條件密切相關，有的是環境給予了化學反應發生所需物質條件（氧氣、二氧化碳、水蒸氣、等）、有的是環境給予了化學反應發生所需的能量基礎（溫度、光照等）。那么像這些與環境條件有關的化學反應引起的化學試劑變質，就可以通過控制發生該化學反應的物質或能量基礎，防止或延緩變質的發生。

本文通過對化學反應引起的化學試劑變質的分類探討，對化學實驗工作人員選擇合適的操作條件，如稱量區域濕度控制、反應條件惰性氣體保護、試劑取樣后再次合理封存等，提高實驗的成功率及重現性提供參考；同時，對化學倉管工作人員改進倉儲條件，像蠟封、水封、避光、高溫或冷藏、加濕或除濕、除氧、輔助試劑吸收環境中不利物質等，防止或延緩化學試劑變質提供思路。

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