第八节 化学实验室常用的干燥剂、吸收剂、制冷剂与胶黏剂
一、干燥剂
干燥通常是指除去产品中的水分或保护某些物质免除吸收空气中水分的过程。因此，凡是能吸收水分的物质，一般都可以用作为干燥剂。
1.干燥剂的通性
在选择干燥剂时，首先确保进行干燥的物质与干燥剂不发生任何反应；干燥剂兼作催化剂时，应不使被干燥的溶剂发生分解、聚合，不生成加成物。此外，还要考虑干燥速度、干燥效果和干燥剂的吸水量。在具体使用时，酸性物质的干燥最好选用酸性物质干燥剂，碱性物质的干燥用碱性物质干燥剂，中性物质的干燥用中性物质干燥剂。溶剂中有大量水存在时，应避免选用与水接触着火（如金属钠等）或者发热猛烈的干燥剂，可选用如氯化钙一类缓和的干燥剂进行干燥脱水，使水分减少后再使用金属钠干燥。加入干燥剂后应搅拌，放置一夜。温度可根据干燥剂的性质和对干燥速度的影响加以考虑。干燥剂的用量应稍过量。在水分多的情况下，干燥剂因吸收水分发生部分或全部溶解，生成液状或糊状分层，此时应进行分离，并加入新的干燥剂。溶剂与干燥剂的分离一般采用倾析法，将残留物进行过滤。若过滤时间太长，或因环境湿度过大，会再次吸湿而使水混入。此时，应采用与大气隔绝的特殊过滤装置。使用分子筛或活性氧化铝等干燥剂时，应装填于玻璃管内，溶剂自上而下流动或从下向上流动进行脱水。大多数溶剂脱水都可采用这种方法。
干燥剂分固体、液体和气体三类。又可分为碱性、酸性和中性物质干燥剂，以及金属干燥剂等。
干燥剂的性质各不相同，在使用时要充分考虑干燥剂的特性以及欲干燥溶剂的性质，使之达到有效干燥的目的。
表2-67列举了常用干燥剂的干燥能力。表2-68列出各种干燥剂的通性，供选用时参考。
表2-67 常用干燥剂的干燥能力
注：1.干燥剂干燥能力的测定是用被水蒸气饱和的空气，在25℃时，以1～3L/h的速度通过已称重的干燥剂之后，再测定空气中剩余的水分。干燥能力表示的是1L空气中剩余水分的毫克数。空气中剩余水分越少，干燥剂的干燥能力越强。
2.高氯酸盐作干燥剂时，要防止与一切有机物、碳、硫、磷等接触，否则可能产生爆炸。
表2-68 各种干燥剂的通性
①可加氯化钴制成变色硅胶和变色硫酸钙。在干的时候，指示剂无水氯化钴（CoCl2）是蓝色的，而当它吸水变成CoCl2·6H2O后是粉红色的。某些有机溶剂（如丙酮、醇、吡啶等）会溶出氯化钴或改变氯化钴的颜色。
2.气体干燥用的干燥剂
表2-69为气体干燥用的干燥剂。
表2-69 气体干燥用的干燥剂
3.有机化合物干燥用的干燥剂
表2-70为有机化合物干燥用的干燥剂。
表2-70 有机化合物干燥用的干燥剂
4.分子筛干燥剂
（1）可用分子筛干燥的气体 有空气、天然气、氩、氦、氧、氢、裂解气、乙炔、乙烯、二氧化碳、硫化氢等。
干燥后的气体中含水量一般小于10-6。
（2）可用分子筛干燥的液体 有乙醇、乙醚、丙酮、苯、正己烷、正庚烷、丙烯腈、乙酸丁酯、四氯化碳、异丙醇、甲苯、变压器油、甲乙酮、苯乙烯、四氯乙烯、三氯乙烯、丙醇、正戊醇、氟里昂、苯酚、汽油、乙腈、吡啶、二甲亚砜、环己烷、液氧、喷气燃料、异戊二烯、二氯乙烷。
干燥后的液体中含水量一般小于10-6。
（3）分子筛的化学组成及特性 分子筛的种类较多，目前作为商品出售和应用最广的是A型、X型和Y型。分子筛的化学组成及特性见表2-71。
表2-71 分子筛的化学组成及特性
（4）分子筛按分子大小吸附分类 分子筛的分类见表2-72。
表2-72 分子筛按分子大小吸附分类
5.容量法常用基准物质的干燥
容量法常用基准物质的干燥条件见表2-73。
表2-73 容量法常用基准物质的干燥条件
6.常用化合物的干燥
一般常用化合物的干燥条件见表2-74。
表2-74 常用化合物的干燥条件
二、气体吸收剂
常见气体的吸收剂列于表2-75。
表2-75 常见气体的吸收剂
①吸收能力指单位体积吸收剂所吸收气体的体积数。
三、制冷剂
实验室利用水、雪、水和盐、碱、酸，按一定比例混合可得到高低不等的低温，最低可达-80℃以下。使用液态气体甚至可以得到-273.16℃的温度。盐、碱、酸与水、雪、冰的配比及所得到的温度见表2-76～表2-78。用于制冷的液态气体见表2-79。
表2-76 盐和水（冷至15℃）混合所达最低温度
表2-77 盐或酸与雪或碎冰混合所达最低温度
表2-78 盐、碱、酸和冰混合所达最低温度
表2-79 用于制冷的液态气体
①表示气、液、固三相平衡时温度。
②表示固体二氧化碳的升华温度。
使用二氧化碳制冷剂时，应该注意：二氧化碳在钢瓶中是液体，使用时先在钢瓶出口处接一个既保温又透气的棉布袋。打开阀门，将液态二氧化碳迅速地大量放出，因压力突然降低，二氧化碳一部分蒸发，另一部分降温在棉袋中结成二氧化碳固体，称之为干冰。若与其他液体混合使用能达到不同温度，如与二氯乙烷混合后，温度可达-60℃；与乙醇混合达-72℃；与乙醚混合达-77℃；与丙酮混合达-78.5℃。
液态氧与有机化合物接触能引起燃烧爆炸。液态氢气化时产生大量可燃氢气，使用时必须极为谨慎小心，防止燃烧爆炸。因此，低温制冷剂通常不用液态氧或液态氢，而常用液态氮或液态空气。
液态氮（液氮）和液态空气常储于细口长颈金属制的双层保温瓶中，液氮瓶口冒出白色氮雾。液态氮溅出碰到物体上，发出啪啪声。若溅到皮肤上，皮肤会被低温冻伤（灼伤），伤口较高温烫伤疼痛，且难于愈合。所以使用液氮时必须戴上手套。
四、胶黏剂
胶黏剂的种类繁多，可分为无机类和有机类胶黏剂。从形态上看，多数胶黏剂为稠厚的液体。
1.有机类胶黏剂
（1）环氧树脂胶黏剂 这类胶黏剂的粘接力强，收缩性小，对电绝缘，耐化学品性能优良，因此广泛应用。它是由环氧氯丙烷与二酚丙烷等多元酚或多元醇类缩聚而成。因生产时控制条件不同，可得到不同相对分子质量的环氧树脂，因而有不同牌号，如6101，634，637，638，670等商品牌号。软化点在12～55℃间。环氧树脂中加入硬化剂后，即与其发生化学反应，使树脂变硬达到粘接的目的。硬化剂有乙二胺、二乙烯三胺、650聚酰胺、间苯二胺、草酸、邻苯二甲酸酐等。最常用的为650聚酰胺，其用量为每100g环氧树脂80～100g，混合均匀，室温25℃，一天即可硬化。现已广泛应用于玻璃、陶瓷、金属、木材等相互之间或同种材料的粘接。
（2）脲醛树脂——5011胶黏剂 这种胶黏剂用于木材制品的粘接，粘接牢固度强，不怕水，不怕潮湿，耐虫，耐霉菌侵蚀。
使用方法：每100g5011胶黏剂用0.3～0.5g固体氯化铵（夏天用0.3g，冬天用0.5g）。将氯化铵用尽量少的水溶解，然后边搅拌，边将氯化铵水溶液慢慢加入5011胶黏剂中，搅拌均匀，立即胶粘。最后把胶粘的物品压紧，在室温放置，12h后即粘牢。
（3）聚乙烯醇类胶黏剂 10％的聚乙烯醇水溶液，称合成胶水。聚乙烯醇缩丁醛胶黏剂及聚乙酸乙烯酯乳液，主要用于纸张、木材、竹、皮革等的粘接。
（4）塑料用胶黏剂 塑料品种很多，不同塑料应使用不同胶黏剂。因此应根据塑料的品种与性质选择合适的胶黏剂，才能达到良好的粘接效果。
①万能胶 市售的万能胶系聚苯乙烯树脂溶于苯中配制而成，主要用于胶粘聚苯乙烯塑料制品。
②有机玻璃粘接 可用氯仿粘接，也可把小块或粉末有机玻璃溶于氯仿中，配成胶黏剂进行胶粘。
③赛璐珞粘接 赛璐珞是硝化棉制品，极易燃烧，可用有机溶剂乙酸丁酯和丙酮粘接。
④聚氯乙烯薄膜粘接 市售的聚氯乙烯薄膜胶黏剂是由20g过氯乙烯树脂溶解于40g乙酸乙酯和40g乙酸丁酯混合溶剂中配制而成。把此胶黏剂涂在聚氯乙烯薄膜上，将两块薄膜压紧，溶剂挥发后即粘牢。
⑤泡沫塑料粘接 100g聚乙烯醇加入适量水，加温至95～97℃，搅拌使其全溶，再加入10g氯化铵或200g脲醛树脂，待溶解后，即可使用。涂于待粘面，压合，于室温下放置24h，即可粘接。
⑥尼龙粘接 将10～20g尼龙屑溶于50g苯酚中，再加入30g二氯丁烯即可使用。将胶涂于待粘面上，压紧固定约8h，即可粘接。
⑦聚苯乙烯粘接 聚苯乙烯碎片10～15g溶于50g甲苯和50g乙酸乙酯中即可使用。
（5）快速胶（502胶） 其主要成分是α-氰基丙烯酸酯，它广泛用于金属、玻璃、陶瓷、橡胶、有机玻璃、硬质塑料等多种材料的粘接。被粘物体表面除去灰尘和油污，然后涂上快速胶，叠合在一起并稍加压力，几分钟后就可粘住，1～2d达到最高粘接强度。
（6）导电胶黏剂 它是在胶黏剂中加了银粉、铜粉、金粉或石墨粉等，主要用于粘接导电体。
2.无机类胶黏剂
（1）甘油胶黏剂 10g白明胶，3g硼酸，10g甘油，60g水，调匀即可使用。固化后加热能再次熔化，主要用于粘接木材。
（2）玻璃和瓷器用的胶黏剂 有多个配方。
（3）玻璃和金属的胶黏剂 把60g17％苛性钠加热溶入30g松香，冷却后再把80g氧化锌掺入形成硬膏状即可使用。
（4）快凝结胶黏剂
①60％氯化锌溶液与不含碳酸盐的氧化锌细粉混合起来，数分钟内就能凝固粘接。
②等量的白垩、氧化锌和二氧化锰加到水玻璃中混合，在数分钟内凝固粘接。
（5）耐酸、碱的胶黏剂
①把100g一氧化铅放在铁板上加热到300℃数分钟，然后冷却。在25mL无水甘油中边搅边加入处理好的一氧化铅，15～30min凝固。
②把1g硫酸钡、2g石棉粉或石棉和1g细砂放在铁板上加热到300℃数分钟，然后冷却，再与水玻璃混合搅匀。
（6）在700～800℃使用的胶黏剂 软锰矿21g、硼砂2g和氧化锌10g混匀磨成细粉，再与水玻璃调成糊状，即可使用。