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研究生:王炯元
研究生(外文):Jiong-Yuan Wang
論文名稱:利用過硫酸鈉氧化劑製備銅鹽之研究
論文名稱(外文):A Study on the Preparation of Copper Salt by Oxidant of Sodium Persulfate
指導教授:蔡德華
口試委員:郭文正羅文偉張裕棋蔡德華
口試日期:2007-07-18
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:過硫酸鈉氫氧化鈉氧化銅硫酸銅氫氧化銅
外文關鍵詞:Sodium PersulfateSodium HydroxideCupric OxideCupric SulfateCupric Hydroxide
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本研究使用強氧化劑中的過硫酸鈉來製備氧化銅。實驗主要分為兩個步驟,首先必須找出過硫酸鈉溶液蝕銅的最佳濃度,此步驟的進行是改變不同濃度的過硫酸鈉溶液並固定攪拌速率、固定相同的溫度下,加入等量的銅粉進行反應成硫酸銅,每隔一段時間取出溶液分析銅含量,用來繪製溶解度曲線。以找出最大蝕銅量的過硫酸鈉濃度。
第二步再利用此濃度的過硫酸鈉製備成硫酸銅溶液,再加入不同濃度的氫氧化鈉溶液分別製備出氫氧化銅或氧化銅,藉由改變溫度和氫氧化鈉溶液的濃度來觀察氧化銅產率(%)的變化,進而找出在不同濃度比例與不同溫度下實驗而求得最佳產率(%)及最大產量(g)。發現在10℃下,以0.5N過硫酸鈉製備出之硫酸銅取50mL,加入1N氫氧化鈉50mL將可以得到產率(%)較高之氫氧化銅。而且在室溫下,以0.5N過硫酸鈉製備出之硫酸銅取50mL,加入10N氫氧化鈉50mL將可以得到產率(%)較高之氧化銅。但是純度(%)是以在60℃下,以0.75N過硫酸鈉製備出之硫酸銅取50mL,加入17N氫氧化鈉50mL為最高。
In this research used strong oxidant, sodium persulfate, to prepare the cupric oxide. The experiment mainly divided into two steps, firstly we must find out the optimum concentration of sodium persulfate solution to dissolve the maximum quantity of copper, this step carried on different concentration of sodium persulfate solution, fixed rate of stir and the same temperature. In this condition, the reaction to produced cupric sulfate solution from added equivalent copper powder. Each period of time we took the solution to analyze the concentration of Cu2+ in order to plot the solubility curve. So we can get the optimum concentration of sodium persulfate solution.
Secondly we can use this concentration to prepare the cupric sulfate solution, and then we added the different concentration of sodium persulfate to prepare the cupric hydroxide or cupric oxide, then we can observe the change of cupric oxide yield rate by changing temperature and concentration of cupric hydroxide. Finally we can find out the optimum operation condition to get the optimum yield and maximum quantity. And we can find cupric sulfate which is produced by 0.5N sodium persulfate(50mL) adds into 1N sodium hydroxide (50mL) to be allowed to obtain cupric hydroxide of the best yield in 10℃. Moreover under the room temperature, we can find cupric sulfate which is produced by 0.5N sodium persulfate (50mL) adds into 10N sodium hydroxide(50mL) to be allowed to obtain cupric oxide of the best yield. But the hightest purity is mixture with cupric sulfate which is produced by 0.75N sodium persulfate (50mL)and 20N sodium hydroxide(50mL) in 60℃.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
第二章 文獻回顧 3
2.1 過硫酸鈉 3
2.2 氫氧化銅 3
2.3 氧化銅 3
2.3.1 氧化銅之特性 3
2.3.2 氧化銅之應用與方法 6
2.4 化學沉澱法 10
2.4.1 沉澱的類型 12
2.4.2 沉澱的機制 14
2.4.2.1 膠形沉澱物 14
2.4.2.2 晶形沉澱物 15
2.4.3 沉澱的生成 16
2.4.4 沉澱的洗滌 17
2.5 結晶原理與方法 17
2.5.1 溶解度與過飽和度 18
2.5.2 成核現象 22
2.5.3 成晶成長 28
2.5.4 晶體成長 29
2.6 傳統結晶方法 31
2.6.1 冷卻式結晶 31
2.6.2 鹽析式結晶 32
2.6.3 溶劑蒸發法 32
第三章 實驗設備與方法 34
3.1 實驗藥品 34
3.2 實驗設備 35
3.3 實驗流程及步驟 37
3.3.1 製備硫酸銅 37
3.3.1.1 溶解曲線實驗步驟 37
3.3.1.2 溶劑蒸發製備硫酸銅實驗步驟 37
3.3.2 製備氫氧化銅與氧化銅 39
3.3.2.1 製備氫氧化銅實驗步驟 39
3.3.2.2 製備氧化銅實驗步驟 39
3.3.2.3 改變加熱溫度製備氧化銅 39
3.4 實驗分析設備 41
3.4.1 原子吸收光譜儀(AAS) 41
3.4.2 掃描式電子顯微鏡 (SEM) 42
3.4.3 X-ray繞射儀(XRD) 43
3.4.4 熱重分析儀(TGA) 43
3.4.5 電位差自動滴定儀 44
第四章 結果與討論 45
4.1 過硫酸鈉溶解銅量之比較 45
4.2 氫氧化鈉對不同濃度之製備硫酸銅滴定之pH值變化 46
4.3 氫氧化銅之分析 48
4.3.1 洗滌次數對氫氧化銅之影響 49
4.3.2 不同條件對氫氧化銅生成之探討 49
4.3.3 氫氧化銅之XRD之分析 50
4.3.4 氫氧化銅之SEM之分析 51
4.3.5 氫氧化銅之TGA之分析 53
4.4 氧化銅之分析 54
4.4.1 洗滌次數對氧化銅之影響 55
4.4.2 不同條件對氧化銅生成之探討 57
4.4.3 氧化銅之XRD之分析 62
4.4.4 氧化銅之SEM之分析 65
4.4.5 氧化銅之TGA之分析 75
第五章 結論 76
參考文獻 78
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