[科普中国]-碱性溶剂

碱性溶剂（basic solvent）又称亲质子溶剂（protophilicsolvent）。这类溶剂与水比较，其接受质子的倾向比水大，它们溶剂化质子比H3O+的酸性弱。乙二胺、液态氨等属于碱性溶剂。

碱性溶剂可以用于冶金过程中的金属浸出，实验化学中的酸碱滴定试验等。

碱性溶剂简介如液氨，它的离子积常数非常小mNH4+**·**mNH2- =10-33。液氨在很多方面类似于水。在液氨中的许多反应都类似于水中的相应反应，如

自电离 2H2O←→H3O+ +OH-

2NH3←→NH4+ +NH2-

中和反应 在水中，KOH +H3OI（H2O +HI）—→2H2O +KI

在液氨中，KNH2 +NH4I—→KI +2NH3

两性反应 在水中，Zn2+ +2OH- —→Zn(OH)2↓ —→Zn(OH)42-（碱过量）

在液氨中，Zn2+ +2NH2- —→Zn(NH2)2↓—→Zn(NH2)42-（NH2-过量）

然而由于氨的碱性比水大，某些物质在氨中的酸碱行为也明显地不同于水。例如，在水中为弱酸的某些物质，在液氨中变成了强酸。

CH3CO2H +NH3 ←→NH4+ +CH3CO2-

某些在水中根本不显酸性的分子，也可以在NH3中表现为弱酸。

H2NC(NH2)═O +NH3 ←→NH4+ +O═(H2N)CNH-

大部分在水中被认为是碱的物种，在氨中或者不溶解，或者表现为弱碱，只有极强的碱才能表现为强碱。

H- +NH3 ←→NH2-+H2↑ 1

碱性溶剂的种类使用的碱性溶剂有苛性钠（NaOH）、硫化钠（Na2S）和氰化钠（NaCN）等。

1． 苛性钠

NaOH可以直接浸出PbS和ZnS，生成锌酸盐和铅酸盐：

PbS +4NaOH—→Na2PbO2 +Na2S +4H2O

ZnS +4NaOH—→Na2ZnO2 +Na2S +2H2O

试验还证实：用苛性钠溶液在400℃压煮复杂的黄铁矿，FeS便转变为Fe(OH)2，而铜镍硫化物却不起作用：

FeS +2NaOH—→Fe(OH)2 +Na2S

在过程中还可生产Na2S这个副产品。浸出残渣用浮选法选出铜镍硫化精矿。 2

2．硫化钠

溶液中的Na2S可以与固体的HgS、Sb2S3、As2S3、SnS2作用，生成二系列稳定的金属硫离子络合物：

HgS +S2-—→HgS22-； K =1.72×10-55

Sb2S3 +S2- —→2 SbS2-； K =7.95×10-44

As2S3 +S2- —→2AsS2-； K=1.0×10-38

SnS2 +S2- —→SnS32-

HgS的溶变积Ksp =1.6×10-54，HgS22-的离解常数K =1.72×10-55。将K值除以Ksp值就可以求得溶液中HgS22-与S2-之间的平衡：

[S2-]/[HgS22-] =K/Ksp =0.107

也就是说，为了使HgS22-能稳定在溶液中，必须按上列比例保持有足够的有效的[S2-]。这通常是靠加入苛性钠作保护碱、同时也作为[S2-]的调整来达到目的：2

Na2S +H2O —→NaHS +NaOH

HS- +OH- —→S2- +H2O

log[S2-] =-14 +pH +log[HS-]

Na2S可认为完全是按上式水解的，而HS-按下式的离解则处于平衡状态。即[S2-]取于决于pH（即苛性钠浓度）和[HS-]浓度（即Na2S的浓度）。

3．氰化钠

新近在文献中报导有用氰化钠溶液直接浸出硫化铜矿的新方法，它是基于铜与氰离子形成一种比硫化物更稳定的铜氰络合物：

Cu2S +6CN- —→2Cu(CN)32- +S2-

Cu2S的溶度积Ksp =2.5×10-50，2Cu(CN)32-的K =5.4×10-29。

同样地氰化法也可直接浸出低品位氧化铜：

Cu2O +6CN- +H2O—→2Cu(CN)32- +2OH-

随后用硫酸酸化浸出液，析出CuCN，再生的HCN可返回使用。

另外也可以使用硫酸浸出氧化铜矿，向浸出液中通SO2气体使Cu2+还原成Cu+，然后再通HCN气体以沉出CuCN：

Cu+ +HCN—→CuCN↓ +H+

上述两途径所获得的CuCN是一种容易过滤的白色沉淀。在400℃通氢气就可以将CuCN还原成为金属铜，并再生HCN返回使用：

2 CuCN +H2—→2Cu +2HCN2

碱性溶剂系统法能供实用的碱性溶剂系统多为较低级醇类与氨水配合成的溶剂系统，有时亦可用低级酮类如丙酮，丁酮等代替醇类，或以乙胺的水溶液代替氨水。例如文献曾记载的碱性溶剂系统主要的有：

（1）乙醇：氨水（95：5）

（2）乙醇：氨水：水（90：5：5）

（3）乙醇（95%）：氨水：水（80：10：10）

（4）丙酮：氨水：水（80：5：15）

（5）乙醇：氨水：水（80：4：16）

（6）乙醇：乙胺的水溶液（16%）（80：20）

（7）正丙醇乙氨水（80：20）

（8）正丙醇：氨水（70：30）

（9）正丙醇：氨水（60：40）

（10）丁酮：水：乙胺（100%）（921：77：2）

以上所用的氨水均指浓氨水，比重为0.88而言。

碱性溶剂系统一般较少应用，因为它有些缺点：（1）对于一般结构相似的生物碱不易得到很好地分离。例如De Moer-loose报告一些金鸡纳生物碱在碱性水溶液中的RF值；（2）某些生物碱在碱性情况下可以异构化， 部分转为其异构体，因而一个生物碱可能产生二个以上色点。如小蘖碱（berberine）、苦参碱（matrine）等。我们在进行羽豆生物碱的纸层离时，曾用丁醇：NH4OH（20%）：水（20：5：10）用其丁醇层为溶剂系统。3

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学