一、物理分离法
1. 分液法
适用场景:针对互不相溶的液体混合物。例如,溴苯与NaOH溶液分层,通过分液实现分离。同样,硝基苯与混酸也可通过分液法分离。乙酸乙酯与饱和Na₂CO₃溶液分层,上层为酯层。
2. 蒸馏法
此法适用于互溶但沸点差异大的液体。例如,乙醇与少量水可通过加入CaO后蒸馏,利用CaO与水反应生成Ca(OH)₂,实现乙醇的分离。溴苯与苯的分离也基于这一原理。
3. 结晶与重结晶法
当物质的溶解度随温度变化差异大时,此法最为适用。例如,从硝酸钠溶液中分离少量的NaCl,通过降温结晶,NaCl会残留母液中。
4. 盐析法
适用于胶体与小分子混合物的分离。例如,肥皂(甘油)可通过加入饱和食盐水进行盐析,过滤实现分离。
5. 渗析法
主要用于胶体与离子或小分子的分离。例如,淀粉溶液可通过渗析法除去小分子杂质。
二、化学转化法
1. 加成或氧化法
此法实例包括乙烷(乙烯)的分离,通过溴水洗气,乙烯与Br₂加成生成液态二溴乙烷。需要注意的是,禁用酸性KMnO₄,因为它可能引入新的杂质。
2. 酸碱中和法
例如,苯(苯酚)可通过NaOH溶液分液,将苯酚转化为水溶性苯酚钠实现分离。乙醇(乙酸)则通过加入CaO蒸馏,乙酸转化为难挥发的乙酸钙。
3. 沉淀法
例如,乙烯中的H₂S、PH₃可通过CuSO₄溶液洗气,生成CuS、Cu₃P沉淀实现分离。
4. 水解或络合法
对于一些特定物质,如酒精,可以通过多次蒸馏利用沸点差异进行分离。
三、核心原则及注意事项:
在物质分离过程中,核心原则是不引入新杂质、不减少目标物质量,并追求操作简便。优先选择物理法,次选化学法。在选择试剂时,需根据杂质性质灵活选用,如溴水、NaOH、饱和Na₂CO₃等。在实际操作中需结合具体体系选择最佳方法,优先通过溶解性、沸点等物理性质差异进行分离,其次考虑通过化学反应转化杂质。以下是一些典型实例乙酸乙酯中的乙酸可通过饱和Na₂CO₃分液中和;硝基苯中的硝酸可通过水洗分液去除;乙炔中的H₂S、PH₃可通过CuSO₄溶液洗气生成沉淀去除;溴苯中的Br₂可通过NaOH分液转化为钠盐等。这些方法的运用需结合具体体系进行选择和运用。