第六節　化學試劑

化學試劑是實驗中不可缺少的物質。試劑選擇與用量是否恰當，將直接影響實驗結果的好壞。對于實驗室工作人員及實驗者來說，了解試劑的性質、分類、規格及使用常識是非常必要的。

一、化學試劑的分級和規格

對于試劑質量，我國有國家標準或部頒標準，規定了各級化學試劑的純度及雜質含量，并規定了標準分析方法。我國生產的試劑質量分為四級，表2-58列出了我國化學試劑的分級。

現以化學試劑重鉻酸鉀的國家標準（GB/T 642—1999）為例加以說明。

（1）優級純、分析純的K2Cr2O7含量不少于99.8％，化學純含量不少于99.5％。

（2）雜質最高含量（以百分含量計），如表2-59所示。

除上述把化學試劑分為四級外，尚有其他特殊規格的試劑。這些試劑雖尚未經有關部門明確規定和正式頒布，但多年來為廣大的化學試劑廠生產、銷售和使用者所熟悉與沿用，如表2-60中所列的特殊規格化學試劑。

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

國外試劑規格有的和我國相同，有的不一致，可根據標簽上所列雜質的含量對照加以判斷。如常用的ACS（American Chemical Society）為美國化學協會分析試劑規格。“Spacpure”為英國JohnsonMalthey出品的超純試劑。德國的E.Merck生產有Suprapur（超純試劑）。美國G.T.Baker有Ultex等。

二、化學試劑的包裝及標志

化學試劑的包裝單位，是指每個包裝容器內盛裝化學試劑的凈重（固體）或體積（液體）。包裝單位的大小是根據化學試劑的性質、用途和經濟價值決定的。

我國化學試劑規定以下列五類包裝單位包裝：

第一類　0.1g、0.25g、0.5g、1g、5g或0.5mL、1mL；

第二類　5g、10g、25g或5mL、10mL、25mL；

第三類　25g、50g、100g或20mL、25mL、50mL、100mL；

第四類　100g、250g、500g或100mL、250mL、500mL；

第五類　500g、1000g至5000g（每500g為一間隔）或500mL、1L、2.5L、5L。

根據實際工作中對某種試劑的需要量決定采購化學試劑的量。如一般無機鹽類以500g，有機溶劑以500mL包裝的較多。而指示劑、有機試劑多購買小包裝，如5g、10g、25g等。高純試劑、貴金屬、稀有元素等多采用小包裝。

我國國家標準GB 15346—1994規定，化學試劑的級別分別以不同顏色的標簽表示之。

三、化學試劑的選用保管與使用注意事項

1.化學試劑的選用

化學試劑的選用應以分析要求，包括分析任務、分析方法、對結果準確度等為依據，來選用不同等級的試劑。如痕量分析要選用高純或優級純試劑，以降低空白值和避免雜質干擾。在以大量酸堿進行樣品處理時，其酸堿也應選擇優級純試劑。同時，對所用的純水的制取方法和玻璃儀器的洗滌方法也應有特殊要求。作仲裁分析也常選用優級純、分析純試劑。一般車間控制分析，選用分析純、化學純試劑。某些制備實驗、冷卻浴或加熱浴的藥品，可選用工業品。

不同分析方法對試劑有不同的要求。如絡合滴定，最好用分析純試劑和去離子水，否則因試劑或水中的雜質金屬離子封閉指示劑，使滴定終點難以觀察。

不同等級的試劑價格往往相差甚遠，純度越高價格越貴。若試劑等級選擇不當，將會造成資金浪費或影響實驗結果。

另外必須指出的是，雖然化學試劑必須按照國家標準進行檢驗合格后才能出廠銷售，但不同廠家、不同原料和工藝生產的試劑在性能上有時有顯著差異。甚至同一廠家，不同批號的同一類試劑，其性質也很難完全一致。因此，在某些要求較高的分析中，不僅要考慮試劑的等級，還應注意生產廠家、產品批號等。必要時應作專項檢驗和對照試驗。

有些試劑由于包裝或分裝不良，或放置時間太長，可能變質，使用前應作檢查。

2.使用注意事項

為了保障實驗人員的人身安全，保持化學試劑的質量和純度，得到準確的實驗結果，要求掌握化學試劑的性質和使用方法，制訂出化學試劑的使用守則，嚴格要求有關人員共同遵守。

實驗室工作人員應熟悉常用化學試劑的性質，如市售酸堿的濃度、試劑在水中的溶解度，有機溶劑的沸點、燃點，試劑的腐蝕性、毒性、爆炸性等。

所有試劑、溶液以及樣品的包裝瓶上必須有標簽。標簽要完整、清晰，標明試劑的名稱、規格、質量。溶液除了標明品名外，還應標明濃度、配制日期等。萬一標簽脫落，應照原樣貼牢。絕對不允許在容器內裝入與標簽不相符的物品。無標簽的試劑必須取小樣檢定后才可使用。不能使用的化學試劑要慎重處理，不能隨意亂倒。

為了保證試劑不受污染，應當用清潔的牛角勺或不銹鋼小勺從試劑瓶中取出試劑，絕不可用手抓取。若試劑結塊，可用潔凈的玻璃棒或瓷藥鏟將其搗碎后再取。液體試劑可用洗干凈的量筒倒取，不要用吸管伸入原瓶試劑中吸取液體。從試劑瓶內取出的、沒有用完的剩余試劑，不可倒回原瓶。打開易揮發的試劑瓶塞時，不可把瓶口對準自己臉部或對著別人。不可用鼻子對準試劑瓶口猛吸氣。如果需嗅試劑的氣味，可將瓶口遠離鼻子，用手在試劑瓶上方扇動，使空氣流吹向自己而聞出其味。化學試劑絕不可用舌頭品嘗。化學試劑不能作為藥用或食用。醫藥用藥品和食品的化學添加劑都有安全衛生的特殊要求，由專門廠家生產。

取用試劑時，瓶塞要按規定放置。玻璃磨口塞、橡皮塞、塑料內封蓋要翻過來倒放在潔凈處。

取用完畢后立即蓋好密封，防止污染其他物質或變質。用滴瓶盛試劑時，注意橡皮頭要先用水煮后洗凈，吸取溶液時不要將溶液吸入橡皮頭中，也不要將滴管倒置，以免溶液流入橡皮頭中，造成污染溶液。

3.化學試劑的管理

有關化學試劑的管理注意事項參見本章第十一節三。

四、常用化學試劑的一般性質

表2-61～表2-64列出了實驗室常用酸、堿、鹽等試劑的一般性質。

五、化學試劑的純化

本節介紹幾種無機試劑的純化，有機試劑的純化參看第七節。

1.鹽酸的提純

（1）蒸餾提純

①除去鹽酸中的雜質　用三次離子交換水將一級鹽酸按鹽酸+水=7+3的體積比稀釋（或按1+1稀釋，按此比例稀釋僅能得到濃度為6mol/L的鹽酸）。將此鹽酸1.5L裝入2L的石英或硬質玻璃蒸餾瓶中（見圖2-33），用可調變壓器調節加熱器，控制餾速為200mL/h，棄去前段餾出液150mL，取中段餾出液1L，所得的純鹽酸濃度為6.5～7.5mol/L，鐵、鋁、鈣、鎂、銅、鉛、鋅、鈷、鎳、錳、鉻、錫的含量在5×10-6％～2×10-7％以下。

②除去鹽酸中的砷用三次離子交換水將一級鹽酸按7+3的體積比稀釋，加入適量氧化劑（按體積加入2.5％硝酸或2.5％過氧化氫或高錳酸鉀0.2g/L）。將此鹽酸1.5L裝入2L的石英或硬質玻璃蒸餾瓶中（見圖2-33），放置15min后，以100mL/h的餾速進行蒸餾。棄去前段餾出液150mL，取中段餾出液1L備用。砷的含量在1×10-6％以下。

（2）等溫擴散法提純　在直徑為30cm的干燥器中（若是玻璃的，可在干燥器內壁涂一層白蠟防止玷污），加入3kg鹽酸（優級純），在瓷托板上放置盛有300mL高純水的聚乙烯或石英容器。蓋好干燥器蓋，在室溫下放置7～10d（20～30℃放置7d，15～20℃放置10d），取出后即可使用，鹽酸濃度約為9～10mol/L，鐵、鋁、鈣、鎂、銅、鉛、鋅、鈷、鎳、錳、鉻、錫的含量在2×10-7％以下。

2.硝酸的提純

于2L硬質玻璃蒸餾器（見圖2-33）中，放入1.5L硝酸（優級純），在石墨電爐上借可調變壓器調節電爐溫度進行蒸餾，餾速為200～400mL/h，棄去初餾分150mL，收集中間餾分1L。

將上述得到的中間餾分2L，放入3L石英蒸餾器中。將石英蒸餾器固定在石蠟浴中進行蒸餾，借可調變壓器控制餾速為100mL/h。棄去初餾分150mL，收集中間餾分1600mL。鐵、鋁、鈣、鎂、銅、鉛、鋅、鈷、鎳、錳、鉻、錫的含量在2×10-7％以下。

3.氫氟酸的提純

（1）除去氫氟酸中的金屬雜質　在鉑蒸餾器中，加入2L氫氟酸（優級純）以甘油浴加熱，借可調變壓器調節控制加熱器溫度，控制餾速為100mL/h，棄去初餾分200mL，用聚乙烯瓶收集中間餾分1600mL。將此中段餾出液按上述手續再蒸餾一次，棄去前段餾出液150mL，收集中段餾出液1250mL，保存在聚乙烯瓶中。鐵、鋁、鈣、鎂、銅、鉛、鋅、鈷、鎳、錳、鉻、錫的含量在1×10-6％～2×10-7％以下。

（2）除去氫氟酸中的硅　在鉑蒸餾器中，放入750mL氫氟酸（優級純）。加入0.5g氟化鈉，在甘油浴上加熱。借可調變壓器調節加熱溫度，控制餾速為100mL/h，棄去初餾分80mL，用聚乙烯瓶收集中間餾分400mL。此中間餾分硅含量在1×10-4％以下，可作測定硅用。

（3）除去氫氟酸中的硼　于鉑蒸餾器中，加入2g固體甘露醇（優級純或分析純）和2L氫氟酸（優級純），用甘油浴加熱，借可調變壓器控制溫度，使餾速為50mL/h。棄去初餾分200mL，收集中間餾分1600mL。將此中間餾分加入2g甘露醇，以同樣手續再蒸餾一次。棄去初餾分150mL，收集中間餾分1250mL，得到的氫氟酸含硼量一般小于10-9％。

4.高氯酸的提純

高氯酸用減壓蒸餾法提純。在500mL硬質玻璃蒸餾瓶中，加入300～350mL高氯酸（60％～65％，分析純），用可調變壓器控制溫度約140～150℃，減壓至壓力約為2.67～3.33kPa（20～25mmHg），餾速為40～50mL/h，棄去初餾分50mL，收集中間餾分200mL，保存在石英試劑瓶中備用。

5.氨水的提純

（1）蒸餾吸收法提純　將約3L二級氨水傾入5L硬質玻璃燒瓶中，加入少量1％高錳酸鉀溶液至溶液呈微紅紫色，燒瓶口接回流冷凝管，冷凝管的上端與三個洗氣瓶連接（第一個洗氣瓶盛1％EDTA二鈉溶液，其余兩個均盛離子交換水）。第三個洗氣瓶與接收瓶連接，接收瓶為有機玻璃瓶，置于混有食鹽和冰塊的水槽內，瓶內盛有1.5L離子交換水。用調壓變壓器控制溫度。當溫度升至40℃時，氨氣通過洗氣瓶后被接收瓶的水吸收。當大部分氨揮發后，最后升溫至80℃，使氨全部揮發。接收瓶中的氨水濃度稍低于25％。

（2）等溫擴散法提純　將約2L二級氨水傾入洗凈的大干燥器（液面勿接觸瓷托板），瓷托板上放置3～4個分盛200mL離子交換水的聚乙烯或石英廣口容器，從托板小孔，加入氫氧化鈉2～3g，迅速蓋上干燥器，每天搖動一次，5～6d后氨水濃度可達10％～12％。

6.溴的提純

將500mL溴（優級純或分析純），放入1L分液漏斗中，加入100mL三次離子交換水，劇烈振蕩2min，分層后將溴移入另一個分液漏斗中，再以100mL水洗滌一次，然后，再以稀硝酸（1+9）洗滌二次和高純水洗滌一次，每次振蕩2min。

將上述洗好的溴移入如圖2-34的燒瓶中，加入100mL40％溴化鉀溶液，在水浴上加熱蒸餾。保持水浴溫度在60℃左右，使餾速為100mL/h。接收瓶4中的液體應淹沒流出管口。棄去最初蒸出的溴50mL，收集中間餾分300mL。在該裝置中不加溴化鉀溶液再蒸餾一次，收集中間餾分200～250mL備用。

7.鉬酸銨的提純

將150g分析純的鉬酸銨溶解于400mL溫度為80℃的水中，加入氨水至溶液中出現氨味，加熱溶液并用致密定量濾紙（藍帶）過濾，濾液滴入盛有300mL的純制酒精中。冷卻濾液至10℃，并保持1h。用布氏漏斗抽濾析出的結晶，棄去母液。用純制酒精洗滌結晶2～3次，每次用20～30mL。在空氣中干燥或在干燥器中用硅膠干燥，也可以在真空干燥箱中50～60℃下，壓力為6.67～8.00kPa（50～60mmHg）下干燥。

如果要除去試劑鉬酸銨中的磷酸根離子，則在鉬酸銨的氨性溶液中加入少量硝酸鎂，使之生成磷酸銨鎂沉淀過濾除去，然后再按上述手續結晶、過濾、洗滌、干燥。不過此時產品中有鎂離子和硝酸根離子。但是用于微量硅、磷、砷的比色測定時，少量鎂離子和硝酸根離子并不干擾。

8.氯化鈉的提純

（1）重結晶提純法　將40g分析純氯化鈉溶解于120mL高純水中，加熱攪拌使之溶解。加入2～3mL鐵標準液（1mg/mLFe3+），攪拌均勻后滴加提純氨水至溶液pH≈10左右。在水浴上加熱使生成的氫氧化物沉淀凝聚，過濾除去沉淀。將濾液放至鉑皿中，在低溫電爐上密閉蒸發器中蒸發至有結晶薄膜出現。冷卻抽濾析出的結晶，并用純制酒精洗滌。在真空干燥箱中于105℃和2.67kPa（20mmHg）壓力下干燥。此法得到的NaCl經光譜定性分析僅含有微量的硅、鋁、鎂和痕量的鈣。

（2）用碳酸鈉和鹽酸制備　取100g分析純碳酸鈉，放于500mL燒杯中，滴加高純鹽酸中和、溶解，直至不再發生二氧化碳時，停止滴加鹽酸。用高純水洗杯壁并加入2～3mL鐵標準液，加提純氨水至析出氫氧化鐵。其余手續如（1）所述。

為了提高氯化鈉產量和重結晶的純化效果，在過濾熱鹽溶液之后，用冰冷卻濾液并用通入氯化氫的方法使氯化鈉析出。通氯化氫的導氣管口做成漏斗狀，防止析出的NaCl將管口堵死。抽濾結晶并用濃鹽酸洗滌幾次，在105～110℃下干燥，在研缽中粉碎成粉末，并于400～500℃下在馬弗爐中灼燒至恒重。

上述方法提純制得的氯化鈉用于光譜分析中作載體和配標準用的原始物質。

9.氯化鉀的提純

參看氯化鈉的提純與制備方法。

10.碳酸鈉的提純

（1）第一法　將30g分析純碳酸鈉溶于150mL高純水中，待全部溶解后，在溶液中慢慢滴加2～3mL濃度為1mg/mL的鐵標準溶液，在滴加鐵標準溶液過程中要不停地攪拌，使雜質與氫氧化鐵一起沉淀。在水浴上加熱并放置1h使沉淀凝聚，過濾除去膠體沉淀物。加熱濃縮濾液至出現結晶時，取下冷卻，待結晶完全析出后用布氏漏斗抽濾，并用純制酒精洗滌2～3次，每次20mL。在真空干燥箱中減壓干燥，溫度為100～105℃，壓力為2.67～6.67kPa（20～50mmHg）下烘至無結晶水。為了加速脫水，也可在270～300℃下灼燒之。此法提純的碳酸鈉，經光譜定性分析檢查，僅檢出了痕量的鎂和鋁，而原料中有微量的銅、鐵、鋁、鈣、鎂。

（2）第二法　將30g分析純或化學純無水碳酸鈉溶解于150mL高純水中，過濾，并向濾液中慢慢通入提純過的二氧化碳，此時析出碳酸氫鈉白色沉淀。因為生成的碳酸氫鈉在冷水中的溶解度較小（碳酸氫鈉在100mL冷水中的溶解度：0℃，6.9g；20℃，9.75g），用冰水冷卻，并不斷振蕩或攪拌，以加速反應。通氣2h后，沉淀基本完全。用玻璃濾器（3號）抽濾析出的沉淀，并用冰冷的高純水洗滌沉淀，在烘箱中于105℃下干燥。將干燥好的碳酸氫鈉，置于鉑皿中，在馬弗爐中270～300℃下灼燒至恒重（大約1h即可）。

11.硫酸鉀的提純

將提純過的碳酸鉀（提純方法見碳酸鈉的提純法一）置于塑料燒杯中，用10％的純制硫酸中和，在逐漸滴加稀硫酸的過程中要不斷攪拌，當溶液的pH值為7～7.5時，停止滴加硫酸，過濾得到硫酸鉀溶液。將濾液移入鉑皿中，蒸發至析出結晶時為止。取下，冷卻后，抽濾析出的結晶，用少量冰冷的高純水洗結晶，在真空干燥箱中100℃左右烘干。

12.重鉻酸鉀的提純

將100g分析純重鉻酸鉀溶解在200～300mL熱的高純水中，用2號玻璃濾器抽濾，將溶液于電爐上蒸發至150mL左右，在強烈攪拌下把溶液倒入一個被冰水冷卻的大瓷皿中使之形成一薄層，以制取小粒結晶。用布氏漏斗抽濾得到的結晶，再用少量冷水洗滌之。按上法重結晶一次。將洗過的二次結晶于100～105℃下干燥2～3h，然后將溫度升至200℃繼續干燥10～12h。

用此法提純的產品重鉻酸鉀含量幾乎是100％。光譜定性分析中僅檢出了微量的鎂、鉍和痕量的鋁。此法提純的重鉻酸鉀可以作為基準物使用。

13.五水硫代硫酸鈉的提純

（1）制備　將硫溶于亞硫酸鈉溶液時，可制得硫代硫酸鈉：

在附有回流冷凝器的燒瓶中，將100gNa2SO3·7H2O溶解在200mL水中的溶液，與14g研細的棒狀硫一起煮沸，其硫是預先用乙醇浸潤過的（否則它不被溶液浸潤，并浮在表面）直到硫不再被溶解時為止。將沒有溶解的硫濾出，濾液蒸發到開始結晶時進行冷卻，所得結晶在布氏漏斗上抽濾后，再在空氣中于二層濾紙間干燥。可得五水硫代硫酸鈉60g，產率60％。

（2）提純　將工業品重結晶，可制得試劑純的制劑。將700g五水硫代硫酸鈉溶解在300mL熱水中，過濾后，在不斷攪拌下冷卻到0℃以制得較細的結晶。析出的鹽（450g）在布氏漏斗上抽濾后再在同樣條件下重結晶一次。

所得制劑一般為分析純，從母液中還可以分離出一些純度較低的制劑。

欲制備用于分析操作上的純制劑時，可將經重結晶提純過的鹽與乙醇一起研細，倒在濾器上使乙醇流盡并用無水酒精和乙醚洗滌，然后用濾紙蓋住制劑并靜置一晝夜。最后將制劑裝入干燥瓶中。

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

六、化學試劑的管理與安全存放條件

參看第十一節三有關內容。