明矾制备.doc

实验:明矾的制备及其单晶培养
前言:明矾的基本性质与用途
明矾,学名为十二水合硫酸铝钾,又称明矾、白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾,是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。其分子式是KAl(SO4)2·12H2O,加合式是K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O,,无色立方,单斜或六方晶体,有玻璃光泽,,℃。℃时失去9个分子结晶水,200℃时失去12个分子结晶水,溶于水,不溶于乙醇。
明矾性味酸涩,寒,有毒。故有抗菌作用、收敛作用等,可用做中药。明矾还可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等。
明矾净水是过去民间经常采用的方法,它的原理是明矾在水中可以电离出两种金属离子:KAl(SO4)2= K+ + Al3+ + 2SO4 2-,而Al3+很容易水解,生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3:Al3+ + 3H2O = Al(OH)3(胶体)+ 3H+,氢氧化铝胶体的吸附能力很强,可以吸附水里悬浮的杂质,并形成沉淀,使水澄清。所以,明矾是一种较好的净水剂。
实验目的
(1)学会利用身边易得的废铝材料制备明矾的方法;
(2)巩固溶解度概念及其应用;认识铝和氢氧化铝的两性性质;
(3)练习和掌握溶解、过滤、结晶以及沉淀的转移和洗涤等无机制备中常用的基本操作和测量产品熔点的方法。
(4)学习从溶液中培养晶体的原理和方法。
三、实验原理
(1)明矾的制备
将废铝样品溶解于稀氢氧化钾溶液中,值得偏铝酸钾:
在偏铝酸钾溶液中加入过量的浓硫酸,使其生成溶解度较小的复盐明矾(KAl(SO4)2·12H2O)反应式为:
在不同温度下明矾、硫酸铝、硫酸钾的溶解度(单位:g/100gH2O)如下表所示:
明矾、硫酸钾、硫酸铝在不同温度下的溶解度
温度(K)
273
283
293
303
313
333
353
363
明矾







109
硫酸铝








硫酸钾








(2)单晶的培养
要使晶体从溶液中析出,从原理上有两种方法。溶解度曲线下方为不饱和区域,若从处于不饱和区域的状态出发,要使晶体析出,一种方法是保持浓度一定,降低温度;另一方法是保持温度一定,增加浓度。
(3)制备工艺路线
废铝
溶解
过滤
酸化
浓缩
结晶
分离
单晶培养
明矾
KOH
H2SO4
明矾制备流程图
仪器和试剂
仪器:电子天平、烘箱、布氏漏斗、抽滤瓶、分光光度计、滴定管、容量瓶。
试剂:氢氧化钾( mol/L)、硫酸(f)、氨水(1+1)、盐酸(1+1)、EDTA()、ZnAc2()、二甲酚橙指示剂、20%六次甲基四胺。
四、实验步骤及数据处理
1、明矾的制备
首先清除废铝表层的污染物,洗净,干燥,称重。,抽滤,按化学计量关系滴加