碘从45℃左右即开始升华,到77℃时,碘升华管中已充满浓密的紫色碘蒸气。
碘:53号元素碘属于周期系ⅦA族元素。1811年法国药剂师库尔图瓦利首次发现单质碘。单质碘呈紫黑色晶体,易升华。有毒性和腐蚀性。碘单质遇淀粉会变蓝色。主要用于制药物、染料、碘酒、试纸和碘化合物等。碘是人体的必需微量元素之一,健康成人体内的碘的总量为30mg(20~50mg),国家规定在食盐中添加碘的标准为20-30mg/kg。
紫黑色晶体,具有金属光泽,性脆,易升华。有毒性和腐蚀性。密度4.93 克/立方厘米。熔点113.5℃,沸点184.35℃。化合价-1.+1.+3.+5和+7。加热时,碘升华为紫色蒸汽,这种蒸气有刺激性气味,有毒。易溶于乙醚、乙醇、氯仿和其他有机溶剂,形成紫色溶液,但微溶于水(但如果水中含碘离子会使其溶解度增大:(I-)+(I2)=(I3-)),也溶于氢碘酸和碘化钾溶液而呈深褐色。
升华指物质从固态不经过液态直接变成气态的相变过程。相反的过程叫凝华。
最常见的升华例子是干冰在常温常压下直接变成二氧化碳气体,以及灯泡里的钨丝在通电后升华成蒸气然后沉淀在灯泡内侧。
在一定的大气压强下,固体物质的蒸气压与外压相等时的温度,称为该物质在这个压强下的升华点。在升华点时,不但在晶体表面,而且在其内部也发生了升华,作用很剧烈。
升华方法
常压升华:在一个标准大气压(1.013×10^5 Pa)下固体的升华。
常温升华:在室温(25 ℃)下固体的升华。
真空升华:又称减压升华,由于升华与固体蒸气压和外压的相对大小有关,降低外压可以降低升华温度,在常压下不能升华或升华很慢的物质可以采用真空升华。真空升华还可防止被升华的物质因温度过高而分解或在升华时被氧化。金属镁和钐、三氯化钛、苯甲酸、糖精等都可用此法提纯。
低温升华:1976年,J.W.米切尔提出低温升华技术,即将温度和压力维持在升华物质的三相点以下,使它在很低的压力(几毫米汞柱)下升华,经冷凝后捕集在冷阱中而与杂质分离。此法操作简单,产品纯度很高,例如很难用一般方法提纯成高纯试剂的过氧化氢,用此法提纯,一次即可将钴、铬、铜、铁、锰、镍等杂质从1000 ng/mL降至0.4~2 ng/mL。
升华与温度是有关系的,温度越高升华越快,但碘的升华所用的温度不是越高越好。
常温常压下,碘为紫黑色固体,熔点113.5°C,沸点184.35°C,密度4.93克/厘米³;碘在加热时可直接升华成气体;气态碘为深紫色。
经实验发现:碘从45℃左右即开始升华,到77℃时,碘升华完毕,184.35℃ 是碘的沸点。如果升华温度过高,在高温下碘会和空气中的其他成分发生化学反应,同时温度过高也是对能源的浪费。碘升华管中已充满浓密的紫色碘蒸气。碘从固体直接变成气体即升华,必须使温度保持在113.5℃以下,碘的平衡蒸气压保持在11.96kPa以下才行。
常压下,利用水浴装置进行加热,这是比较容易做到的。当然,若不是缓缓加热,而是迅速加热,使温度超过113.5℃,碘的蒸气压超过11.96kPa,那么固态碘就要熔化了,将会出现液态碘。所以不能直接用酒精灯。
碘易升华,是因为碘的升华点和熔点比较接近碘的蒸气压(气态碘形成的压强 http://zhidao.baidu.com/question/32780641.html)是随着温度升高而急剧增加的。碘的熔点是112.7 ℃,碘的三相点是114.15 ℃,沸点是:184.4℃。三相点时蒸气压为11.9 kPa。在三相点处,固态、液态、气态的碘共存。显然,三相点的蒸气压越高,固态物质的升华越容易。通常在敞口容器中加热碘的固体,由于碘的蒸气不断逸出,达不到11.9 kPa的气压,固态的碘不经熔化而直接升华。如要得到液态碘,就要创造蒸气压超过11.9 kPa的条件。把足量的碘放在细口蒸馏瓶中加热,就可以得到液态碘。我们在一般碘升华的实验中,如果加热比较快,碘的蒸气比较浓,又没有及时冷凝,就会有可能有液态碘出现
另外加热温度在熔点以下肯定是只有升华的(经实验发现:碘从45℃左右即开始升华,到77℃时,碘升华管中已充满浓密的紫色碘蒸气。)
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