化學反應中的低溫技術

低溫(dīwēn)技術低溫的獲得(huòdé)低溫測量方法低溫的控制低溫合成和分離精品資料低溫(dīwēn)的獲得獲得低溫(dīwēn)的主要方法低溫(dīwēn)冷浴冰鹽低共熔體系干冰浴液氮浴相變致冷浴液化氣體的使用和貯存精品資料低溫(dīwēn)研究進展任何物體的溫度(wēndù)都不能低于絕對零度(-273.15°C),此溫度(wēndù)下，原子、分子和電子將被凍結、停止運動。宇宙空間背景輻射溫度(wēndù)：2.7K20世紀70年代：0.000005K（實驗室）近年來：0.00000003K（荷蘭科學家）精品資料制冷(zhìlěng)分類普通冷凍(lěngdòng)或普冷：T→-100°C深度冷凍(lěngdòng)或深冷：T→-100°C-4.2K極冷：T→<4.2K精品資料低溫(dīwēn)工程獲得低溫的物理方法：等熵膨脹（等熵冷卻）壓縮氣體絕熱節(jié)流（等焓冷卻）相變制冷（液體(yètǐ)氣化，固體融化，固體升華，液體(yètǐ)抽氣）輻射制冷渦流制冷熱電制冷吸收制冷，吸附制冷。精品資料等熵冷卻(lěngquè)氣體膨脹對外做功而其熵值不變，膨脹后氣體溫度降低。這種由于壓力變化(biànhuà)而導致的溫度變化(biànhuà)稱為等熵膨脹效應。精品資料獲得(huòdé)低溫的主要方法和可達溫度精品資料冰鹽浴制備方法(fāngfǎ)：將冰塊和鹽用冰磨盡量研細并充分混合精品資料干冰浴干冰的升華(shēnghuá)溫度是-78.3°C精品資料液氮浴精品資料相變致冷(zhìlěnɡ)浴精品資料液化氣體的使用(shǐyòng)和貯存液氮、液氬和液氧(yèyǎnɡ)：三者的沸點接近，因此一般都用杜瓦瓶來儲存精品資料特點：3和4之間的真空度為0.0013Pa。8為吸附劑（硅膠和分子篩等），其作用是吸收(xīshōu)滲入真空夾層的微量氣體，保證氣壓降到10-3~10-5Pa容器材料：紫銅、不銹鋼、鋁合金等精品資料液氦、液氫（液氮屏和氣體(qìtǐ)屏容器）由于液氦、液氫的沸點極低，因此一般(yībān)用結構非常復雜的液氮屏和氣體屏容器來儲存。精品資料液氮屏技術參數(shù)精品資料精品資料液態(tài)氣體的轉移(zhuǎnyí)方法傾倒法(瓶口里貼濾紙，用玻璃或塑料做的漏斗)虹吸法加壓法(用小橡皮球打氣)舀取法(瓶體積(tǐjī)大時，用黃銅杯舀取)精品資料低溫(dīwēn)的測量方法低溫的測量有其特殊方法，常用低溫溫度計。測溫原理是利用物質的物理參量與溫度之間的定量關系，通過測定物質的物理參量就可轉換成對應的溫度值。低溫溫度計的種類(zhǒnglèi)有低溫熱電偶、電阻溫度計和蒸汽壓溫度計等，實驗室中，最常用的是蒸汽壓溫度計。對應不同溫區(qū)，應選擇與之匹配的低溫溫度計。精品資料低溫(dīwēn)熱電偶原理：V=KT，式中，V是熱電勢，K是溫度(wēndù)系數(shù)（常數(shù)），T是絕對溫度(wēndù)定標：用三點法（冰點：0°C；干冰的升華點：-78°C；液氮正常沸點：（77K），根據公式V=aT+bT2+cT3求出a、b、c后，用內插法即可作出溫度(wēndù)分度表適用范圍：2~300K精品資料熱電偶材料(cáiliào)和測溫范圍精品資料電阻(diànzǔ)溫度計原理：RT=R0(1+αT+βT2+γT3)式中，RT和R0是T及0°C時電阻值；α、β、γ是常數(shù)定標：利用1989國際(guójì)溫標（參見原始定標溫度表）多點求α、β、γ，用內插法即可作出溫度分度表適用范圍：2~300K精品資料精品資料蒸氣(zhēnɡqì)壓溫度計原理：克勞修思－克拉伯龍方程lgp=L/2.303RT+CL:汽化熱;查p-T表測量：測定正常壓強(yāqiáng)可用水銀柱或精確的指針壓強(yāqiáng)計，測低壓強(yāqiáng)可用油壓強(yāqiáng)計或麥克勞斯壓強(yāqiáng)計、熱絲壓強(yāqiáng)計適用范圍：1~300K精品資料純物質(wùzhì)測試溫度SO2-10~-35oCNH3-35~-80oCCO2-80~-105oCC2H4-105~-150oCCH4-150~-183oCO2-183~-200oC精品資料SO2測溫段精品資料NH3測溫段精品資料CO2測溫段精品資料C2H4測溫段精品資料CH4測溫段精品資料O2測溫段精品資料低溫(dīwēn)的控制低溫的控制，簡單說來有兩種，一種是恒溫冷浴，二是低溫恒溫器。前者一般用相變制冷(zhìlěng)來實現(xiàn)。恒溫冷?。嚎梢杂梅序v的純液體也可用純物質液體和其固相的平衡混合物（混?。﹣慝@得。比如冰水浴、干冰浴、泥浴等精品資料恒溫(héngwēn)冷浴制法除了(chúle)冰水浴外，其它泥浴（相變制冷?。┑闹苽涠际窃谕L櫥里慢慢地加液氮到杜瓦瓶里，杜瓦瓶內預先裝有調制泥浴的某種液體的容器并攪拌，當泥浴液相成一種稠的牛奶狀時，就表明已成了液固平衡物了。注意：不要加過量的液氮。精品資料低溫(dīwēn)恒溫器低溫恒溫器是能夠將一個低溫狀態(tài)保持一定時間的裝置。液體低溫浴恒溫器原理：其制冷通過一個銅棒來進行的，銅棒作為熱導體，其一端同冷源液氮接觸，可借助于銅棒浸入液氮的深度來調節(jié)溫度，并使冷浴溫度比要求的溫度低5°C左右。另外有一個控制加熱的開關，經冷熱調節(jié)可使溫度保持在恒定(héngdìng)溫度的±0.1°C控溫：<-70°C；精度：±0.1°C精品資料乙醇(yǐchún)低溫浴恒溫器精品資料低溫合成(héchéng)和分離低溫下的合成反應(fǎnyìng)低溫下稀有氣體化合物的合成低溫下?lián)]發(fā)性化合物的合成低溫化學中的化學合成低溫分離精品資料低溫(dīwēn)反應示例-金屬同液氨之間的反應(fǎnyìng)。氨：熔點為-77.70°C；沸點-33.35°C2M+2NH3(l)=2MNH2+H2↑精品資料NaNH2的合成(héchéng)起始(qǐshǐ)原料：金屬鈉、液氨、Fe(NO3)3?9H2O（催化劑）反應式：2Na+NH3(l)=2NaNH2+H2↑精品資料低溫(dīwēn)下稀有氣體化合物的合成示例-氧化(yǎnghuà)氙(XeO3)的制備XeF6+3H2O=XeO3+6HF（水解反應）反應過程：XeF6的水解反應極為劇烈，易引起爆炸。為了減慢和便于控制反應速度，可先用液氮冷卻氟化氙，然后加入水，這時便形成了凝固狀態(tài)，逐漸加熱使反應緩慢進行，直至加熱至室溫。水解完畢后，小心地蒸發(fā)掉HF和過量的水，便可得到潮解狀的白色XeO3固體。精品資料低溫(dīwēn)合成適用范圍常溫劇烈的反應，低溫控制反應速率。常溫副反應多的反應產物(chǎnwù)易分解的反應生成低溫物相的反應精品資料低溫(dīwēn)分離低溫物理分離低溫下的分級冷凝低溫下的分級蒸發(fā)低溫吸附低溫下的化學(huàxué)分離（化學(huàxué)方法）精品資料低溫(dīwēn)下的化學分離適用條件：當兩種化合物通過它們的揮發(fā)性差別進行分離不太容易時，可以通過化學反應的方法進行分離。原理：通過加入過量的第三種化合物，使之同其中一種化合物形成不揮發(fā)性的化合物，這樣把揮發(fā)性組分除去之后，再向不揮發(fā)的這一產物中加入過量的第四種化合物。使第四種化合物從不揮發(fā)性的化合物中把原來的組分置換(zhìhuàn)出來，進而同加入的第三種化合物形成不揮發(fā)性的化合物，最終達到分離的目的。精品資料SF4的低溫化學(huàxué)純化精品資料GeH4和PH3的低溫(dīwēn)化學分離精品資料低溫(dīwēn)合成特點實驗裝置復雜、對溫度要求苛刻反應(fǎnyìng)中副反應(fǎnyìng)多，產物一般需進行純化合成的產物易揮發(fā)、易爆炸，因此必須根據產物性質，采取對應的安全儲存方法合成過程必須考慮好實驗步驟，按照要求認真操作，避免發(fā)生事故。大多數(shù)合成反應(fǎnyìng)使用有毒、易爆物質，必須做好安全防護。精品資料低溫、真空(zhēnkōng)條件下合成有機金屬配合物Albert