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严宣申:改变温度将引起什么结果
作者:严宣申    文章来源:化学实验的启示与科学思维的训练    点击数:    更新时间:2007-1-29

改变温度对化学反应有多种影响,现分别予以介绍。

(1)在多数情况下,改变温度影响化学反应速度目前教科书上关于这方面的实验内容是:Na2S2O3H+反应(生成S)(NH4)2S2O8KI作用(生成I2,和淀粉一起显色)……温度的高低将影响到反应速度的快慢。在温度较高时,反应速度是很快的。但某些反应在温度较高时(仍低于100)将出现问题,如I2和淀粉在相对高温下不显色。这样,就出现了一个问题,S2O2-8I-的反应速度虽因温度升高而加快,I2和淀粉结合显色;若温度继续升高,S2O2-8I-的反应速度继续加快,但I2和淀粉不显色,而且I2要升华,这样实验就不准了。

这就表明在实际工作中运用“温度升高反应速度加快”这条规律时,需注意适当升温,因为升温涉及能源的有效利用,某些副反应的发生,而另一些反应却不易进行了(前述I2和淀粉显色问题)。若不顾具体情况而一味升高温度是不恰当的,甚至可能是错误的。以前有一位大学生曾在刚参加工作时提出过一个自以为是的“合理化建议”:以升温的办法来加速火药的生产(却未顾及升温可能引起火药的爆炸)

(2)升温有利于沉淀颗粒的增大,这是由于升温加快了沉淀溶解平衡之故。

实验1

取少量BaCl2液和H2SO4液混合,把含有BaSO4沉淀的液体均分成两份。其中1份立即进行过滤,发现有穿滤(BaSO4颗粒透过滤纸)的现象。

对另一份溶液进行加热,并保持沸热几分钟,冷却后过滤(所用滤纸的规格同前),此时只有较轻的穿滤现象。若前期保持沸热时间足够长,将在过滤时看不到穿滤现象。此外,尚需提及,加热使小颗粒沉淀长成较大颗粒时,颗粒往往变得更纯了。定量分析上就是利用加热(在低于100)含有沉淀的溶液的方法使颗粒纯化和长大。这叫做沉淀的熟化。

加热有助于固态物不同型体之间的转化。此外,如加热对Fe2O3·nH2O脱水的影响,已如前述。

(3)温度对化学平衡移动有明显的影响

显然,温度改变幅度越大,对平衡移动的影响也越大。对于溶液中的反应,温度改变幅度不可能很大,所以只能对某些化学平衡发生明显的影响。

碘在非极性、弱极性溶剂中的溶解度大于它在水中的溶解度,它们的溶液呈现紫色、棕褐色等不同的颜色。

实验证明:形成褐色液是溶剂分子以其一对电子和II配位。常见的醇、酮等均能提供电子对和II配位,所以它们的溶液显褐色。若溶剂提供电子对的能力更强,则溶液颜色向浅黄色过渡(如在水中的颜色);若提供电子对的能力不强,则溶液呈紫色。

由于溶剂的电子对和碘配位,所以在碘与之结合较强的溶剂中溶解度稍大些,同时很容易想象褐色溶液中的碘常较紫色溶液中的碘为活泼。(顺便提及:不要把“相似相溶”规则理解为非极性溶质I2在非极性溶剂CCl4中溶解度必然比它在弱极性溶剂如C2H5OH中大。)

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