化学反应引起的化学试剂变质

湖南省湖南师范大学附属中学 王子露

化学试剂的变质，有物理变化引起的变质，也有化学变化引起的变质。化学试剂所处环境条件氧气、二氧化碳、水蒸气及环境温度、光照等，都可以使化学试剂发生氧化、还原、潮解、风化、析晶、稀释、锈蚀、分解、挥发、升华、聚合、发霉、变色以及燃爆等变化。化学试剂使用范围广，种类繁多，变质的原因众多，对化学试剂的使用者及管理者造成一定不便，因此对化学试剂变质的原因进行系统地归纳，对于化学试剂的规范取用、合理保存是有必要的。

一、与环境中其他物质发生化学反应引起的化学试剂变质

1.与环境中的氧气反应。

化学试剂因氧气引起的变质，都能归结于发生了氧化还原反应，其中化学试剂被氧化。活泼金属 K、Ca、N a、还原铁粉、铝粉等均容易与空气中的氧气反应而变质；黄磷因能在空气中缓慢氧化，产生的热量可能使局部温度达到着火点而燃烧；氢硫酸能在与空气中的氧气反应析出硫单质；以低、亚命名的化合物像FeSO4、N a2SO3、SnCl2均易与氧气反应生成对应的高价态氧化产物；有机物中的苯酚、苯甲醛能相应被氧化成醌、酸而变质。

2.与环境中的二氧化碳反应。

虽然二氧化碳在空气中的含量只有0.03%，但相对于一定量的化学试剂来讲，二氧化碳永远是过量的，而且化学试剂的变质是一个持续进行、积少成多的过程，所以环境中低浓度的二氧化碳作用亦不容忽视。活泼金属的氧化物像M gO、N a2O、G aO均能与二氧化碳作用生成相应的碳酸盐；活泼金属的氢氧化物像N aO H、G a(O H)2、Ba(O H)2也能吸收空气中的二氧化碳生成碳酸盐；过氧化物N a2O2能与二氧化碳发生氧化还原反应而变质。

3.与环境中的水反应。

能与水反应的，像活泼金属k、N a、Li，与水剧烈反应，所以他们不能像白磷一样在水中保存，而必须保存在煤油及固体石蜡中，既隔绝氧气又隔绝水；电石能与水激烈反应放出乙炔而变质；强酸弱碱盐和弱酸强碱盐，遇水都会发生不同程度的水解，如 TiCl4、A lCl3、FeCl3、CH3CO O N a 等；氧化物像P2O5、CaO、N a2O能遇水反应生成相应的酸、碱而变质；过氧化物N a2O2能与水发生氧化还原而变质；漂白粉的主要成分Ca(ClO)2遇水发生潮解而变质。

二、在环境条件下化学试剂自身发生化学反应引起的化学试剂变质

1.风化。

风化是结晶水合物的水蒸气分压高于空气中水蒸气分压，水合物逐渐失去部分或全部结晶水的过程。此类结晶水合物有N a2SO4·10H2O、N a2CO3·10H2O、CuSO4·5H2O、M gSO4·7H2O、ZnSO4·7H2O等。

2.分解。

化合物的分解通常与环境的温度和光照条件密切相关。像对温度敏感的（N H4）2CO3、N H4H CO3、N H4N O3、N H3·H2O、H2O2；而有的化合物的分解反应需要光照促进，像浓硝酸、A gN O3、H ClO、H BrO。

3.聚合。

分子中含有不饱和双键或三键的有机物容易发生聚合。像甲醛溶液在低温下会聚合生成白色三聚甲醛析出；温度过高易发生聚合的其他有机物单体，如苯乙烯、丙烯腈、乙烯基炔、甲基丙烯酸甲酯等。

有时一种物质会与环境中几种物质同时作用（如活泼金属与氧气、二氧化碳；过氧化钠与水、二氧化碳；还原铁粉作为“双吸剂”同时吸收氧气、水），有时环境条件能促进物质与环境中的某种物质作用（如光照促进氯仿、乙醚等有机物的氧化）。

总之，化学变化引起的化学试剂变质，本质原因在于化学试剂本身的稳定性，而物质的稳定性又由组成该物质的化学元素及结构决定，有的物质能在正常环境条件下稳定存在，有的物质在正常环境条件下却极易发生元素及结构的改变。化学反应能被用来制造所需的化学物质，同时许多化学物质又时刻因化学反应发生不利的变质。而这些变质之中，有许多与物质所处的环境条件密切相关，有的是环境给予了化学反应发生所需物质条件（氧气、二氧化碳、水蒸气、等）、有的是环境给予了化学反应发生所需的能量基础（温度、光照等）。那么像这些与环境条件有关的化学反应引起的化学试剂变质，就可以通过控制发生该化学反应的物质或能量基础，防止或延缓变质的发生。

本文通过对化学反应引起的化学试剂变质的分类探讨，对化学实验工作人员选择合适的操作条件，如称量区域湿度控制、反应条件惰性气体保护、试剂取样后再次合理封存等，提高实验的成功率及重现性提供参考；同时，对化学仓管工作人员改进仓储条件，像蜡封、水封、避光、高温或冷藏、加湿或除湿、除氧、辅助试剂吸收环境中不利物质等，防止或延缓化学试剂变质提供思路。

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