浅谈无机物的合成

申巧红

山东化工技师学院 山东 枣庄 277500

无机化合物的种类很多，各类化合物的合成方法不同，甚至存在很大差异，即使同一种化合物也有多种合成方法。无机物的制备(合成)是通过某些方法利用化学反应，从一种或几种物质得到另外一种或几种无机物质的过程。随着科技的不断进步，无机物的合成为新技术和高科技合成出了新的配合物、金属有机化合物和纳米材料等新材料。无机合成化学在国民经济、国防建设、资源开发、新技术发展以及人们的衣食住行等方面广泛应用。为了制备出较纯净的物质，通过无机制备技术得到的“粗产物”往往需要纯化。

一、无机物合成的基本原则

无机物在合成中，应遵循以下原则：

(1)安全性：实验所用原料与实验合成产品毒性小，实验方案和实验过程相对安全，坚持绿色化合成原则，做到安全环保。

(2)可行性：合成路线与实验方法合理可行，实验原料与试剂易得，能满足产品合成的实验条件。

(3)科学性：符合化学反应的规律，实验方案合理、实验原理正确，不能主管臆造，要有相应的理论基础。

(4)有效性：反应时间短，产物的产率高。

(5)简约性：实验装置简单，实验操作容易。

二、无机物合成的方法

无机化合物的制备方法很多，其中常见的现代制备方法主要有以下几种：

1.高温合成：该方法一般用于无机固体材料的合成，主要包括高温炉、高温测量与高温合成的类别三个部分，其中高温合成的类别是高温合成的核心。

2.电解合成：一般用于制备氧化性或还原性较强的物质，该方法是在通电的条件下而发生氧化还原反应进行合成的。主要有水溶液电解和熔融盐电解两种形式，制备不活泼的金属单质或者化学方法难以制备的氧化性或还原性较强的化合物通常采用水溶液电解，强还原性的金属单质一般采用熔融盐电解方法制备。

3.非水溶剂合成：对于反应物与产物与水反应的物质，在合成中需要除掉水分，因此适用于该方法合成。有些化合物遇水强烈水解，所以不能从水溶液中制得，需要在非水溶液中制备。液氨、冰醋酸、硫酸、液态氟化氢、氯仿、二硫化碳等。制备SnI4时，不能在水溶液中进行，而是将一定量的锡和碘，用冰醋酸和醋酸酐作溶剂，加热使之反应，而后冷却就可得到橙红色的SnI4晶体。

4.水溶液中的离子反应合成：利用该方法制备化合物时，可根据产物的不同状态采取不同的方法来获得最终产品。若合成产物溶于水，可采用结晶法获得产物；若合成产物是沉淀，可以沉淀形式从其他化合物中分离出来即可获得产品；若产物是气体的话，则可采用收集气体的形式获得产物。

5.分子间化合物的化合：含结晶水化合物如胆矾CuSO4，氨合物如CaCl2.8NH3，复盐如K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O，配合物如[Cu(NH3)4]SO4，这些化合物都是由简单化合物按一定化学计量关系结合而成的化合物，称之为分子间化合物。例如硫酸亚铁铵[FeSO4.(NH4)2SO4.6H2O]的制备，首先将金属铁溶于稀硫酸，制备硫酸亚铁，根据FeSO4的量，加入与其等物质的量的(NH4)2SO4，二者发生反应，经过蒸发、浓缩、冷却等过程，可得到溶解度较小的复盐硫酸亚铁铵晶体。

6.由矿石制备：选择合适的矿石，根据矿石的性质，通过酸溶或碱熔浸取、氧化或还原、灼烧等处理，进而得到所合成化合物。例如KMnO4的合成，是由软锰矿MnO2首先与过量固体KOH和KClO3在高温共融条件下氧化成K2MnO4，然后K2MnO4在水溶液中发生歧化反应，K2MnO4转化为MnO2和KMnO4，并生成OH-。在实际生产中，常加入二氧化碳气体，来中和反应生成的OH-，使歧化反应更容易进行。

三、无机物合成方法的选择依据

无机物的合成方案有多种，但我们需根据物质的通性和特殊性考虑所设计的方案是否可行，在设计方案时应考虑如下几个方面：(1)反应进行的可能性，即热力学因素；(2)反应速率，即动力学因素；(3)制备工艺的先进性；(4)环境污染和产品纯度。在选择无机物的合成方法时，首先应从热力学观点考虑其方法的可行性，但重要的是应该考虑工艺条件的要求，需要综合考虑以上各方面的因素，然后确定一个生产简单、价格低廉、效益较高、安全无毒、质量好、环境污染小而且可行的工艺路线与方法。

结语

综上所述，无机物的合成是化学实验中比较重要的内容之一，是由较简单的无机物通过化学反应得到较复杂的无机物，以及从天然物质中提取出某一组分对天然物进行加工和处理的过程。通过了解物质的制备技术，可以进一步理解怎样以最基本的原料得到生活中所必需的化工产品，为化工产品的生产与加工打下良好的基础，在生产实际中具有重要的意义。