無(wú)機(jī)化學(xué)理論在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用

黑艷

摘 要：我國(guó)地域遼闊、物產(chǎn)豐富，含鹽類(lèi)物質(zhì)種類(lèi)繁多，為了得到新的物質(zhì)，鹽化工得以發(fā)展。由于占據(jù)眾多資源以及技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)在世界原鹽生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。在鹽化工中，會(huì)應(yīng)用到很多化學(xué)知識(shí)，無(wú)機(jī)化學(xué)以及有機(jī)化學(xué)都有所涉及，且二者同屬化學(xué)范疇，雖有不同，但確實(shí)存在一定的聯(lián)系。探討鹽化工以及該過(guò)程中無(wú)機(jī)化學(xué)理論在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鹽化工;無(wú)機(jī)化學(xué);有機(jī)化學(xué)

在我國(guó)，含鹽的物質(zhì)非常多，并且種類(lèi)十分豐富。這些含鹽類(lèi)的物質(zhì)經(jīng)過(guò)一系列加工后會(huì)產(chǎn)生新物質(zhì)，新物質(zhì)又會(huì)被應(yīng)用到各行各業(yè)中。這些新物質(zhì)是含量較低或者極不容易產(chǎn)生的物質(zhì)，但是在工業(yè)等領(lǐng)域有著大量的需求。因此，對(duì)含鹽物質(zhì)進(jìn)行加工，就可以得到新物質(zhì)。鹽化工屬于化工產(chǎn)業(yè)，其中包含很多化學(xué)加工技術(shù)，與化學(xué)有著密切的聯(lián)系?；瘜W(xué)分為有機(jī)化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)兩類(lèi)，這兩類(lèi)化學(xué)所包含的知識(shí)有所不同，又因?yàn)橥瑢儆诨瘜W(xué)范疇，二者又有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，不能獨(dú)立看待。在鹽化工中，正是由于兩類(lèi)化學(xué)有所不同，但又存在聯(lián)系才得以取得成功。

1 ? ?鹽化工的發(fā)展

1.1 ?古代時(shí)期

在我國(guó)古代，鹽業(yè)便是一個(gè)暴利的行業(yè)。在那時(shí)，鹽并沒(méi)有固定的用處，最大的用處便是做飯調(diào)味。鹽的發(fā)現(xiàn)使我國(guó)出現(xiàn)了很多美食，并且由于對(duì)鹽的攝入，人們補(bǔ)充了所需要的物質(zhì)元素，變得更加健康，鹽變成了日常生活中的必需品，鹽商成為富有的人群。在古代，從含鹽類(lèi)的物質(zhì)中提取食用鹽的工藝并不完善，提取出來(lái)的食用鹽并不多，并且在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的古代，獲取含鹽類(lèi)的物質(zhì)時(shí)也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 ?現(xiàn)代時(shí)期

現(xiàn)如今，由于化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，我國(guó)在鹽化工領(lǐng)域取得了一些成績(jī)。我國(guó)地廣物博，含鹽類(lèi)的物質(zhì)非常豐富且種類(lèi)繁多。在現(xiàn)代技術(shù)工程的輔助下，獲取含鹽類(lèi)物質(zhì)相較于古代更為便利。與此同時(shí)，發(fā)現(xiàn)除了可以從這類(lèi)物質(zhì)中提取食用鹽外，還可以制備很多含相關(guān)元素的產(chǎn)品供工業(yè)使用。發(fā)現(xiàn)這一特點(diǎn)之后，我國(guó)鹽化工產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，并利用化學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐，改進(jìn)提取措施，最終形成了一條完整的化工產(chǎn)業(yè)鏈，生產(chǎn)出越來(lái)越多的化工材料供國(guó)內(nèi)外使用。在鹽化工工作中，大部分產(chǎn)出為工業(yè)用鹽，只有少部分是食用鹽及其他鹽類(lèi)物質(zhì)。在工業(yè)用鹽中，有3類(lèi)化工產(chǎn)品占據(jù)重要地位，這3類(lèi)化學(xué)產(chǎn)品有獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，在制作及運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中都有不一樣的操作方式[1]。

2 ? ?存在的問(wèn)題

任何事物都不會(huì)只有好的一面，一定還有不好的一面，鹽化工也是如此。在鹽化工發(fā)展的同時(shí)，一些問(wèn)題開(kāi)始浮現(xiàn)出來(lái)。對(duì)于這些問(wèn)題，一定要認(rèn)真對(duì)待并及時(shí)解決。

2.1 ?產(chǎn)品太多，存在剩余

我國(guó)資源豐富，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，對(duì)含鹽類(lèi)物質(zhì)的獲取極其容易。有很多人看中了鹽工業(yè)投入少卻可以獲取高利潤(rùn)的優(yōu)勢(shì)，投資建廠，開(kāi)始了對(duì)含鹽類(lèi)物質(zhì)的提取。這類(lèi)工廠漸漸增多，導(dǎo)致產(chǎn)品過(guò)剩。我國(guó)能成為生產(chǎn)工業(yè)鹽的大國(guó)，離不開(kāi)這些工廠的努力。由于大量產(chǎn)品的產(chǎn)出，相關(guān)企業(yè)開(kāi)始選擇出口工業(yè)鹽的道路。但是該方法并沒(méi)有解決產(chǎn)品過(guò)剩的問(wèn)題。剩余的產(chǎn)品無(wú)法處理，由于其是化工材料，長(zhǎng)時(shí)間擱置會(huì)導(dǎo)致環(huán)境發(fā)生不好的變化，影響人們的健康。在出現(xiàn)這一問(wèn)題的同時(shí)，影響的不僅是鹽化工這一行業(yè)，還波及建筑等行業(yè)[2]。在一整條產(chǎn)業(yè)鏈中，一種工業(yè)發(fā)生變化，會(huì)引起相應(yīng)的連鎖反應(yīng)。這就如同生物學(xué)中的食物鏈一樣，若不及時(shí)解決問(wèn)題，最終所產(chǎn)生的影響可能無(wú)法估計(jì)。

2.2 ?廢物處理不當(dāng)

在鹽化工的產(chǎn)業(yè)中，擁有一套完整的系統(tǒng)。將原材料放入起始反應(yīng)槽中，便會(huì)根據(jù)所定的系統(tǒng)一步一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在這一系列的反應(yīng)中，并不只有反應(yīng)終點(diǎn)才會(huì)出現(xiàn)化工產(chǎn)品，而是邊發(fā)生反應(yīng)邊產(chǎn)生化工產(chǎn)品，每進(jìn)入一個(gè)反應(yīng)階段，都有退出系列反應(yīng)的部分以及進(jìn)入下一步反應(yīng)的物質(zhì)，直到設(shè)置的系列反應(yīng)全部完成才會(huì)結(jié)束運(yùn)行。在反應(yīng)的每一步中，都有產(chǎn)品產(chǎn)出，并且可以應(yīng)用于相關(guān)產(chǎn)業(yè)，發(fā)揮其作用。在生產(chǎn)產(chǎn)品的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生各種廢物，例如失敗的產(chǎn)品、廢氣、廢水等。由于進(jìn)行該項(xiàng)生產(chǎn)的工廠并不少，若沒(méi)有及時(shí)處理廢物，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的污染。大多數(shù)工廠只關(guān)注從中獲取的利益，并不重視對(duì)于廢物的處理，沒(méi)有制定合理的廢物處理措施，開(kāi)始亂排亂放，將廢氣排入大氣中，造成對(duì)空氣的污染;此外，將廢水排入河流中，影響河流中的生態(tài)系統(tǒng)以及水源質(zhì)量，可持續(xù)性發(fā)展的意識(shí)極為薄弱[3]。對(duì)于這一問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)宣傳，并對(duì)化工廠進(jìn)行嚴(yán)格的排查，發(fā)現(xiàn)亂排亂放污染物的情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行批評(píng)教育，保護(hù)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境。

3 ? ?無(wú)機(jī)化學(xué)在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用

無(wú)機(jī)化學(xué)與有機(jī)化學(xué)雖同屬化學(xué)范疇，二者所包含的知識(shí)點(diǎn)也有不同之處。無(wú)機(jī)化學(xué)的內(nèi)容包括元素周期表上所有元素及其化合物的性質(zhì)等知識(shí)，了解反應(yīng)過(guò)程及其產(chǎn)生的新化合物。有機(jī)化學(xué)探索的是碳原子的知識(shí)，例如空間結(jié)構(gòu)等。二者所講內(nèi)容不同，但其內(nèi)部是存在一定聯(lián)系的。

3.1 ?酸堿理論

在無(wú)機(jī)化學(xué)中，酸堿理論十分常見(jiàn)。該理論講的是氫離子和氫氧根離子之間的關(guān)系。有機(jī)化學(xué)以碳原子為主角，由于碳原子自身的性質(zhì)，可以形成連接4個(gè)化學(xué)鍵的立體結(jié)構(gòu)，其上的鍵可以連接各種合適的組成成分。若連接的是酸性或者堿性基團(tuán)，并且相關(guān)基團(tuán)發(fā)生了變化，就是發(fā)生在有機(jī)化學(xué)中的酸堿反應(yīng)。因?yàn)樗B接的鍵類(lèi)型不同，該化學(xué)類(lèi)型中的這類(lèi)反應(yīng)形式是多種多樣的。例如，苯中的鍵是一種特殊的鍵，介于單鍵與雙鍵之間，通過(guò)產(chǎn)生共同體加強(qiáng)本身與其他物質(zhì)的聯(lián)系。在其自身的特殊作用以及合適的條件下，就會(huì)發(fā)生由于某原子的離去而發(fā)生變化的酸堿反應(yīng)?；蛘?，由于離子之間的相互吸引、相互排斥而產(chǎn)生的相關(guān)變化，在有機(jī)化學(xué)中同樣屬于酸堿范疇。原子中的電子是成對(duì)存在的，有些原子因?yàn)樽陨砣狈Τ蓪?duì)的電子而去爭(zhēng)奪其他元素的電子或者共用電子形成鍵，在這一過(guò)程中有時(shí)也會(huì)發(fā)生類(lèi)似的酸堿反應(yīng)。存在于有機(jī)物中的化學(xué)反應(yīng)是多種多樣的，其蘊(yùn)含的酸堿理論并不是單一的，不同的鍵、基團(tuán)等會(huì)發(fā)生很多不一樣的反應(yīng)。正是這些不確定的變化，激發(fā)了廣大學(xué)者研究探索的興趣。此外，酸堿理論還應(yīng)用到了現(xiàn)實(shí)的工業(yè)中，其有機(jī)的性質(zhì)為問(wèn)題的解決開(kāi)辟了嶄新的道路，使人們有了新的解決問(wèn)題的方向。

3.2 ?產(chǎn)生結(jié)晶

在鹽化工中，有些化學(xué)物質(zhì)是需要經(jīng)過(guò)結(jié)晶才能使用或者出售的。結(jié)晶的物質(zhì)本身具有一定的空間結(jié)構(gòu)，對(duì)于空間結(jié)構(gòu)的研究屬于有機(jī)的范疇。但是，在結(jié)晶的方法上所采用的措施是以無(wú)機(jī)中學(xué)到的方法。因此，在產(chǎn)生結(jié)晶方面，無(wú)機(jī)的理論在有機(jī)中得以應(yīng)用。

3.2.1 ?冷卻

冷卻方法是最常見(jiàn)的方法，通過(guò)降低溫度得到結(jié)晶。這一方法并不需要其他化學(xué)試劑的參與，且操作方法十分簡(jiǎn)單。冷卻的方法有很多種，例如不通過(guò)任何操作使得到的物品自然冷卻，最終的結(jié)果是得到結(jié)晶。這種方法不需要技術(shù)的參與，是我國(guó)在鹽化工中常用的方法之一。對(duì)于不同的化學(xué)物品所采用的方法也是不同的，冷卻的方法也不只有自然放置這一種方法。科學(xué)家們探索了許多冷卻結(jié)晶的方法，并在鹽化工中廣泛使用[4]。

3.2.2 ?蒸發(fā)

蒸發(fā)這一方式就比冷卻稍麻煩些，但同樣可以使人們從含有溶劑的物質(zhì)中獲取結(jié)晶。當(dāng)有些物質(zhì)溶解于溶劑中時(shí)，會(huì)隨著溫度的升高更加容易與溶劑融合，對(duì)于這一類(lèi)物質(zhì)，不可采用這一方法來(lái)獲取結(jié)晶。在鹽化工的一系列反應(yīng)中，符合條件的物質(zhì)可采用蒸發(fā)的方式獲取結(jié)晶，由可再生的綠色能源提供蒸發(fā)時(shí)所需要的能量，環(huán)保且安全，保證了環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)，也獲得了經(jīng)濟(jì)效益。

3.2.3 ?鹽析

鹽析是需要往所得溶液中添加不影響物質(zhì)的性質(zhì)，能很好地將物質(zhì)結(jié)晶的化學(xué)物品，在條件允許的情況下，還要考慮是否容易分離。這種化學(xué)物質(zhì)的形態(tài)不受限制，只要可以得到想要的結(jié)果就可以添加使用。這一方式的運(yùn)用需要有一定的化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，分析物質(zhì)的性質(zhì)并采用合理的化學(xué)物品對(duì)物質(zhì)進(jìn)行結(jié)晶，此方法同樣可以在鹽化工中廣泛使用。

3.2.4 ?發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

有些化學(xué)反應(yīng)是可以形成沉淀的，若有這一類(lèi)物質(zhì)可以采取該方法。

3.3 ?廢水處理

在鹽化工的一系列化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生廢水。若不及時(shí)進(jìn)行處理，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，因此，在廢水處理方面應(yīng)當(dāng)予以重視。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)了廢水處理的有效方法。

3.3.1 ?利用活性炭

活性炭是人們熟知的具有吸附作用的物質(zhì)，可以吸附水中的污染物，以達(dá)到清潔水資源的效果。研究表明，使用活性炭對(duì)臭氧進(jìn)行催化，可以有效地對(duì)鹽化工所產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理。通過(guò)這種方式，可以高效地去除廢水中的有機(jī)物[5]。

3.3.2 ?水解并酸化

水解并酸化是由其他處理技術(shù)發(fā)展而來(lái)的，經(jīng)過(guò)步驟的細(xì)化后，最終應(yīng)用到鹽化工的廢水處理當(dāng)中。該方法通過(guò)厭氧微生物發(fā)揮作用，將廢水中的復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易處理的有機(jī)物，以達(dá)到處理廢水的目的。根據(jù)相關(guān)研究總結(jié)，該項(xiàng)技術(shù)大概分為4個(gè)階段，每個(gè)階段的這兩種過(guò)程并不是完全分開(kāi)的，二者同時(shí)進(jìn)行方可實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的處理[6]。

以上便是無(wú)機(jī)理論在有機(jī)中的應(yīng)用，無(wú)機(jī)與有機(jī)存在一定的聯(lián)系，只要將視野打開(kāi)，便可以發(fā)現(xiàn)二者更多的相似之處。

4 ? ?結(jié)語(yǔ)

鹽化工在我國(guó)發(fā)展迅速，產(chǎn)出的產(chǎn)品不僅供國(guó)內(nèi)的各行各業(yè)使用，還將多余產(chǎn)品出口國(guó)外，給我國(guó)帶來(lái)收入。就鹽化工的發(fā)展、存在的問(wèn)題以及該化工中化學(xué)的應(yīng)用展開(kāi)討論，并得出相關(guān)結(jié)論。通過(guò)對(duì)有機(jī)在無(wú)機(jī)中的應(yīng)用模塊的分析可知，知識(shí)之間是有共通性的，人們將來(lái)在處理問(wèn)題時(shí)，不要局限于一方面的內(nèi)容，要以開(kāi)闊的視野，從不同的角度分析并解決問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，人們要認(rèn)真學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)，將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，不僅要善于思考問(wèn)題，還要擁有刻苦鉆研的精神。

[參考文獻(xiàn)]

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[6]李栗瑩.精細(xì)化工廢水處理技術(shù)及控制對(duì)策研究[J].環(huán)境與發(fā)展，2020，32（11）：63-64.