煤油代替四氯化碳萃取碘的研究

倪小娜

【摘要】中学化学实验的污染问题已受重视并逐渐在进行改进。用煤油代替四氯化碳萃取碘实验中，选取碘的浓度在0.005g·L-1—0.040g·L-1之间的I2溶液，利用7.00mL—8.00mL煤油进行萃取即可得到中学中“碘萃取实验”的实验目的。以煤油代替四氯化碳作为萃取剂具有安全、毒性小，取材方便等优点。

【关键词】煤油；碘；萃取

【中图分类号】G633.81 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）34-0203-01

1.中学化学实验污染问题的现状

总体上看，近几年来，人们对化学实验污染问题已有所重视，在许多演示实验中都把有毒尾气的处理作为一个重点来考虑，并出现了一些封闭型实验装置和方案。如2NO2与N2O4反应的平衡移动装置；Cl2的制取、干燥、收集、性质、尾气处理方案等。在各级各类考试中也出现了以实验为载体的环保试题。但是，如果我们仔细分析不难发现，这些实验和试题大都涉及的是废气处理，而环境污染的另外两个方面———废液、废渣则很少涉及，并且处理废气又增加了废液的排放。实验室排放出的废液、废渣恰好是实验室污染的主要方面。每天都有大批学生在做各种化学实验，虽然每次排放污染物的量不大，但由于实验日复一日、年复一年地进行，累积的污染仍然相当严重。并且，与工业固定生产方式不同，学生实验所用化学试剂变化多，一个普通中学生在校期间用于实验的化学药品种类繁多，造成排放的污染物成分相当复杂，有许多物质有毒，有些物质在自然界难以降解（如苯），如不及时采取应对措施，其后果将难以预料。

据统计现行的初、高中化学课程教材中大约有60%的知识是通过实验引入、理解或检验的。但是，在化学实验中，却较少地体现绿色化学的内容，而仅在CO还原CuO、Fe2O3的实验中采用燃烧的方法除去有毒气体CO；在制取Cl2的实验中用碱液吸收尾气（Cl2），效果也不甚理想。现行教材中的实验设计都重视操作方便、装置简单、现象明显，却少顾及环境污染问题，更谈不上对实验进行绿色设计。对现行高中化学教材（普遍高中课程标准实验教科书·化学）进行统计，发现大部分实验未能做到对实验中有毒物质作妥善处理，均属需进行绿色化设计的内容。

2.问题的提出

苯和四氯化碳作为有机萃取剂，早在上个世纪20年代就进入实验室和工业生产。建国后，在中学化学教材里一直把四氯化碳作为有机萃取剂延续使用到现在，已经有半个多世纪了。尤其应该指出的是，新的课程改革以后，无论是鲁科版的还是苏教版的新编化学教材，仍然把四氯化碳作为卤素的有机萃取剂。在教材中为什么这么青睐四氯化碳作为萃取剂呢？主要原因为：①使用安全，不燃烧也不爆炸；②萃取液颜色呈紫色或浅紫色符合碘在有机溶剂中的颜色；③在水中的溶解度极低，减少了水洗过程中的溶解损失；④其密度为水的1.6倍，易与水分相，不乳化，减少水洗过程中的夹带损失[1]。那么，四氯化碳果真就是最好的有机萃取剂吗？是其他有机溶剂不可替代的吗？事实并非如此。随着科学技术的不断进步，人们对四氯化碳等有机萃取剂的性质，尤其是对它们毒性和危害性的认识越发深刻。

四氯化碳的高毒性及危害性在中学教材里并没有提及。四氯化碳是低沸点、易挥发的，具有难闻的刺激性气味的无色溶液，四氯化碳的毒性是甲烷氯的取代物为之最。四氯化碳对接触者人体的危害，轻度中毒的一般症状为头痛、疲怠、食欲不振、头昏等。若在高浓度环境中可发生急性中毒，能够抑制中枢神经系统，使人丧失意识，产生麻醉现象，随后会严重损害心脏、肝脏和肾。特别是有肝、肾和器质性神经系统疾患者是不宜接触四氯化碳。室内四氯化碳的浓度在160mg/m3-200mg/m3即可发生中毒，因此，国家规定室内最高允许浓度为25mg/m3.四氯化碳还是消耗臭氧层的罪魁祸首之一，其消耗臭氧的能力为氟利昂的1.1倍。

3.煤油代替四氯化碳萃取碘实验

萃取的概念及萃取实验的教学，一直是高中教学的一个重要内容。它不仅仅是让学生了解溶于水中的溶质和与水互不相溶的有機溶剂接触后，经过物理或化学作用，部分或几乎全部转移到有机溶剂里的过程。教材安排这样的教学内容，主要是让学生知道萃取是一种分离技术，在工业上用于物质的分离和提纯.更适合于微量或痕量物质的分离与富集。因此，让学生熟悉萃取操作和物质的分离方法是完全必要的。对于学生实验，选择合适的有机萃取剂，显得尤为重要。

4.结果分析

由表5可知当碘的浓度在0.005g·L-1—0.020g·L-1之间时，碘的煤油溶液基本呈紫红色，且萃取现象明显，萃取率较高。

由表6、表7、表8可知，当煤油在7mL—8mL之间时，煤油对碘的萃取现象基本相同，且萃取率都较高。

所以从实验现象和节约药品两角度出发，在中学碘的萃取实验中选取碘的浓度在0.005g·L-1—0.020g·L-1之间的I2溶液（萃取时取溶液10mL），利用7.00mL—8.00mL煤油进行萃取即可得到中学中“碘萃取实验”的实验目的，即让学生知道碘溶于有机溶剂中的现象，了解溶于水中的溶质和与水互不相溶的有机溶剂接触后，经过物理或化学作用，部分或几乎全部转移到有机溶剂里的过程，以及熟悉萃取操作和物质的分离方法。

5.结论

寻找新的萃取剂的理由：

①从科学发展观的角度看，我们的教材，应该跟随时代的发展，引领科学技术的进步，不能落后于现代化的工业生产。我国为了实现《蒙特利尔公约》的要求，在2010年将彻底淘汰四氯化碳的生产和消费，现代工业化生产企业有的已经把苯、四氯化碳这样的高毒性有机溶剂淘汰了。

②从对环境污染的角度看，四氯化碳的密度比水大，又能微溶于水，在地表水中或土壤里又很难降解。

③从人文关怀的角度出发，苯、四氯化碳都是低沸点、易挥发的物质，室内会有较强的难闻刺激性气味，其挥发出的蒸气会通过呼吸道、皮肤（这是人体中毒的主要途径）进入人的体内。

④从萃取实验的教学目标角度看，中学化学的萃取实验，只是一种定性实验，只是让学生懂得萃取的基本原理和熟悉萃取的基本操作。在中学化学里不需要进行萃取定量分析，也没有必要考虑有机溶剂的萃取率.只要选择的萃取剂能达到萃取效果就可以，即不必苛求非要达到苯和四氯化碳那样的萃取现象和效果。因此，选择低毒无毒的有机溶剂来替代苯、四氯化碳高毒性萃取剂，可以达到同样或基本相似的萃取效果，这样，既达到我们的教学目的，又能有利于环保。

所以建议以煤油代替四氯化碳来进行碘的萃取实验。

参考文献

[1]马志成.中学化学实验教学绿色化实践.学科教育，2003，第四期.