之前在化学实操考核备战的时候,死磕过如何去除二氧化碳中的一氧化碳这个问题,试过网上流传的各种土方法,踩了一堆新人都会犯的低级错误,最后只摸出了一套唯一能用的实操路子。
这步错得离谱。
最开始脑子一根筋,觉得一氧化碳可燃、二氧化碳不可燃,直接点燃混合气体就能除掉杂质。当时架好装置,小心翼翼点燃导管口的气体,结果火焰一闪就灭了,压根没法持续燃烧,瓶里的混合气体成分一点没变。我反复试了三四次,调整气体流速、调整点燃位置,结局都是一样,白白浪费了大半节课的实验时间。
其实后来才反应过来,这是最致命的认知误区。混合气体里二氧化碳是主体,一氧化碳只是微量杂质,大量的二氧化碳会完全隔绝空气里的氧气,还会抑制燃烧反应的发生,根本不具备一氧化碳持续燃烧的条件。就算运气极好让少量一氧化碳燃烧,也会因为燃烧不充分残留杂质,完全达不到除杂的标准,这个方法从根源上就是行不通的。班里还有同学更离谱,想着用氢氧化钠溶液洗气,结果直接把主体二氧化碳给吸收了,留下了杂质气体,完全搞反了除杂的核心逻辑。
折腾好久才搞明白,唯一适配这套除杂需求的,只有灼热氧化铜氧化还原法,也是实验室唯一认可的正规操作方式。
具体操作特别直白,没有花里胡哨的步骤。先在硬质玻璃管中均匀铺满黑色的氧化铜粉末,用酒精喷灯对玻璃管进行持续高温加热,让氧化铜保持灼热状态。随后将混有一氧化碳杂质的二氧化碳气体,以缓慢、平稳的流速通入玻璃管内部,高温环境下的氧化铜会和一氧化碳发生专属反应,一氧化碳作为还原剂,夺取氧化铜中的氧元素,被氧化成二氧化碳,氧化铜则被还原成单质铜。
整个过程不会产生任何新的杂质,原本的杂质直接转化为我们需要的主体气体,完美契合气体除杂“不增、不减、易分离”的核心原则。在实操里很多人把控不好气体流速,流速太快,气体和灼热氧化铜接触时间太短,部分一氧化碳来不及反应就被带出,除杂不彻底;流速太慢,不仅效率极低,还容易造成装置内部气压失衡,出现倒吸隐患。
做完反应后的尾气,不需要复杂处理,全程生成的都是纯净二氧化碳,最后可以通过澄清石灰水做简单验证,石灰水变浑浊且无其他可燃气体残留,就证明除杂完全成功。
实验结束收拾器材的时候,看着玻璃管里慢慢变红的铜粉,只觉得所有想走捷径的除杂思路,都是白费功夫。