HCl-NH4Cl混合液中各组分含量的测定
分析化学设计性
实验报告
题目：HCl-NH4Cl混合液中各组分含量的测定课程名称：分析化学实验
姓名：
学号：2010
系别：化学系
专业：化学
班级：
指导教师（职称）：（教授）
实验学期：2011 至 2012 学年第一学期
HCl–NH4Cl混合溶液中各组分浓度的测定
**
（化学系，化学，101班，学号201021211--）
摘要本实验是为了培养学生通过用NaOH溶液测定盐酸-氯化铵混合溶液中各组分的含量。掌握配制NaOH标准溶液的方法，学会用甲醛法进行弱酸的强化，掌握分步滴定的原理与条件。HCI-NH
4
CI混合溶液中，HCI是强酸，可以直接准
确滴定[1]；NH
4 +（ck
a
＜10-8）的酸性太弱，可以用甲醛法[2]测定。加入甲醛溶液
将NH4+强化，使其生成（CH
2）
6
N
4
H+及H+，就可用NaOH标准溶液直接滴定。先用
甲基橙作指示剂，用NaOH标准溶液滴定至溶液由红色变为橙色即为终点，在此溶液中加入一定量的甲醛，用酚酞作指示剂继续用NaOH标准溶液滴定到终点，即溶液由红色逐渐变为橙色直至黄色，然后又出现微橙色保持半分钟不褪色。平行测定三次，根据试样量和NaOH标准溶液用量便可计算出HCl与NH
4
Cl 各组分的浓度。该方法简便易操作，且准确度较高，基本符合实验要求。
关键词 HCl—NH
4
Cl混合溶液，甲醛法，酸碱滴定法，指示剂
1 引言
测定HCl与NH
4
Cl混合溶液中各组分的含量有三种常用的方法：第一种方案[3]是先取一份溶液用NaOH标准溶液直接滴定，并以酚酞为指示剂，根据反应过程中消耗的NaOH溶液的体积即可求出HCl的量；另取一份溶液
用沉淀滴定法用AgNO
3溶液滴定并以K
2
CrO
4
为指示剂，在中性或弱碱性溶液中，
由于AgCl溶解度小于Ag
2C
2
O
4
溶解度，因而AgCl沉淀完全后，过量的AgNO
3
溶液
与C
2O
4
2-作用生成砖红色沉淀，到达稳定[4]。溶液待反应中止后将沉淀洗涤干净，
干燥后在分析天平上准确称量沉淀的质量。根据沉淀的质量即可出HCl与NH
4
Cl 的总量。这种方案的缺点是实验操作繁琐而Cl—可能沉淀不完全，误差较大。
第二种方案：是蒸汽法。即取一份混合溶液并往其中加适量的NaOH溶液并加
热使NH
4 +全部转化为NH
3
，再用过量的HCl吸收NH
3
，最后用NaOH标准溶液反滴
定剩余的HCl。根据反应过程中消耗的HCl和NaOH标准溶液即可求出NH
4
+的量;
另取一份溶液用NaOH标准溶液滴定并以酚酞为指示剂，根据反应过程中消耗的
NaOH溶液体积即可取出HCl的量。此方法的缺点是生成的NH
3
不能被完全吸收导致测量结果偏小，且不易操作。
第三种方案：用连续滴定法取一份溶液用NaOH标准溶液滴定并用甲基橙作指示剂，待指示剂变色时停止滴定；然后加入适量的甲醛并加入酚酞作指示剂继续
滴定直至溶液变色，根据两次消耗NaOH标准溶液的体积即可求出HCl与NH
4
Cl 混合溶液中各组分含量。通过比较，该法操作简便且准确度相对较高。
2 实验原理
2.1 0.10mol·L-1NaOH标准溶液浓度的标定
NaOH溶液浓度的标定：邻苯二甲酸氢钾（KHP）,易制得纯品，空气中不吸水，，容易保存，摩尔质量大，是较好的基准物质。
KHP+NaOH≒KNaP+H
2
O
反应产物为KNaP,是二元弱碱，，其水溶液显微碱性，可以选用酚酞作指示
剂。
2.2混合溶液的测定原理
HCl–NH
4
Cl溶液可视为强酸和弱酸的混合溶液，溶液显酸性，所以选择NaOH 溶液为滴定剂。
由于NH
3的K
b
=1.8×10-5，则NH
4
+的Ka=5.6×10-10 ，所以cka（5.6×10-11）
＜10-8，所以NH
4
CI不能直接滴定，只能先滴定HCl，反应的第一个计量点为NaCl
和NH
4Cl的混合溶液（显NH
4
+的弱酸性，因为NH
4
+的cka=0.05×0.56×10-9 ＞20Kw，
c／Ka＞400，所以此时溶液的〔H+〕=(cka)1／2=5.3×10-6,PH=5.28,可以选用甲基红作指示剂）。
由于NH
4
+的酸性太弱，所以采用甲醛法增强其酸度，反应为：
4 NH
4 + + 6HCHO ≒（CH
2
）
6
N
4
H+ +3H+ +6H
2
O
生成的H+和(CH
2)
6
NH
4
+（ka=7.1×10-5）可以用NaOH标准溶液直接滴定其中的
（CH
2）
6
N
4
H+。然后再用NaOH进行滴定。计量点产物为（CH
2
）
6
N
4
，其水溶液显碱
性。计量点时溶液的PH值：
因为Csp Kb＞20Kw, Csp/Kb＞400
所以〔OH-〕= 3.4×10-5
所以反应到第二计量点时溶液的pH=14-pOH=8.53，故选择酚酞作指示剂。滴定过程中溶液颜色的变化情况为：
红色（MR）→橙色（MR, pH≈5.28）→亮黄色（MR）→橙黄色（MR+PP, pH≈8.53）
计算公式：
标定NaOH溶液： C
NaOH =m
KHP
÷M
KHP
÷(V
NaOH
×10-3)
标定HCl溶液浓度： C
HCl =(CV
1
)
NaOH
÷V
S
标定NH
4Cl溶液浓度： C
NH4Cl
=(CV
2
)
NaOH
÷V
S
3 仪器试剂
3.1 仪器
全自动电光分析天平(万分之一)，电子秤，药匙，称量瓶，玻璃棒，洗瓶，药匙，烧杯（100mL，500mL），塑料试剂瓶（500mL），滴定台架，碱式滴定管（50mL），胶头滴管，移液管（25mL）,锥形瓶（250mL，3个,吸耳球等。
3.2 试剂
NaOH（A.R.）(s)，邻苯二甲酸氢钾(KHP)基准物质，甲醛（40％，中性），甲基红指示剂（2g/L），酚酞指示剂（1g/L），试样溶液（HCl和NH
4
Cl的浓度均约0.10mol/L ），去离子水
4 实验方法
4.1 0.10mol/LNaOH标准溶液的配制和标定
4.1.1 0.10mol/LNaOH标准溶液的配制
在电子秤上称取2.0-2.5g NaOH固体，在500mL烧杯中溶解，溶解后加蒸馏水至500mL刻度线并转入试剂瓶中，摇匀备用。
4.1.2 NaOH溶液浓度的标定
在分析天平上用称量瓶准确称取三份0.4-0.5 g的邻苯二甲酸氢钾于锥形瓶中，加20-30mL蒸馏水在水浴中使其完全溶解，待冷却后加入1到2滴酚酞指示剂，充分摇匀，用已配好的0.1mol/L NaOH溶液滴定，待锥形瓶中溶液颜色由无色变为微红色，且半分钟不退色即为终点。平行测定三份，记录数据并根据消耗
NaOH溶液的体积计算NaOH标准溶液的浓度和其相对平均偏差（≤0.2%）。
4.2 混合溶液中各组分含量的测定
用移液管准确移取20.00mL混合溶液于锥形瓶中，滴加1～2滴甲基红，摇匀后，用NaOH标准溶液滴定，当溶液颜色变为橙色时（30s内不褪色）即为终点，停止滴定，所用NaOH溶液的体积。继续加入5mL 40％的已中和的甲醛溶液，滴加1～2滴酚酞指示剂，摇匀，放置1分钟后，溶液呈红色，用NaOH标准溶液滴定至溶液颜色变为橙色（黄色与粉红色的混合色）并半分钟不褪色即为终点，所用NaOH溶液的体积，平行滴定三次，计算各组分的浓度，要求其相对平均偏差不大于0.2％。
，
4.3 整理及登记
实验完毕后，仪器洗涤干净，废液倒回废液缸中，将各仪器放回相应位置，将实验台擦干净，登记数据，方可离开实验室。
5 实验记录及数据处理
5.1 0.10mol·L-1NaOH溶液的标定
表1 0.10mol·L-1NaOH溶液的标定结果
项目 1 2 3
M(瓶+ KHP)倾出前 /g 11.4900 11.0595 10.6259
M(瓶+ KHP)倾出后 /g 11.0595 10.6259 10.1887 m(KHP) /g0.4305 0.4336 0.4372
V
始/Ml 0.00 0.10 0.30 NaOH
V
终/mL 19.10 19.20 19.45 NaOH
△V
/mL 19.10 19.10 19.15 NaOH
C
/mol/L 0.1104 0.1108 0.1111 NaOH
/mol/L 0.1107
平均C
NaOH
d
/mol/L0.0003 0.0001 0.0004
i
相对平均偏差/% 0.21%
5.2混合溶液中HCl的测定
表2 混合溶液中HCl浓度的测定结果
项目 1 2 3 C
mol/mL 0.1107
NaOH
V
始/mL 0.05 0.05 0.20 NaOH
V
终/mL 17.80 17.80 17.90 NaOH
△V
/mL 17.75 17.75 17.70 NaOH
/mol/L0.09824 0.09824 0.09797 C
HCI
/mol/L 0.09815
平均C
HCL
/mol/L0.00009 0.00009 0.00018
d
i
相对平均偏差/% 0.12%
Cl浓度的测定
5.3混合溶液中NH
4
表3 混合溶液中NH
Cl浓度的测定结果
4
项目 1 2 3 C
mol/ mol/L 0.1107
NaOH
V
始/mL 0.00 0.10 0.10 NaOH
V
终/mL 17.50 17.60 17.65 NaOH
△V
/mL 17.50 17.50 17.55 NaOH
/mol/L0.09686 0.09686 0.09713 C
NH4 Cl
平均C
/mol/L 0.09695
NH4 Cl
/mol/L0.00009 0.00009 0.00018
d
i
相对平均偏差/% 0.12%
6 实验结果与讨论
6.1 测定结果
Cl混合液中各组分本实验采用酸碱滴定法测定0.1 mol/L HCl和0.1 mol/L NH
4
的含量，其中所标定NaOH溶液的标准浓度0.1156mol/L ；滴定得HCl的浓度为
Cl的浓度为0.09772 mol/L 。
0.09627 mol/L ， NH
4
6.2 误差分析
6.2.1 滴定过程中，有少量溶液滞留在锥形瓶内壁，未用蒸馏水完全冲入溶液中，导致误差；
6.2.2 滴定过程中滴定终点判断有误，读数时有人为误差；
6.2.3 试剂纯度可能不够或蒸馏水中可能含有微量杂质从而引起系统误差。6.3 注意事项
6.3.1 滴定前要将滴定管内的气泡排尽；
6.3.2 加入的指示剂不应过多，以免影响滴定终点的判断；
6.3.3 甲醛溶液有毒，且对眼睛有很大的刺激，实验中要注意在通风厨中进行；
6.3.4 确定滴定终点时，要注意滴定过程中溶液颜色的变化，正确判断终点的达到，从而减小实验误差。颜色半分钟内不褪色即可读数；
6.3.5 整个实验过程中用到了分析天平和滴定管，这两种仪器都属于较精密的仪器，因此，要注意分析天平的操作步骤，减小误差到最小。另外，要熟练掌握滴定操作的三步走，即：渐滴成线，逐滴加入，半滴加入；
6.3.6 处理数据时注意有效数字的保留
6.4 收获体会
通过这次设计实验,我深刻意识到，分析化学是一门严密的课程，需要我们认真操作好每一步，认真读取数据并准确计算，我们应以严谨的态度对待这门学科。然而滴定分析又是分析化学的基础，需要我们好好掌握滴定方法，滴定终点的判断以及指示剂的使用等。实验中，我懂得了弱酸强化的基本原理，熟练掌握了甲醛法测定铵盐中铵根离子的含量，学会了测定混合液中相关含量的方法。在今后的实验中，我会继续努力，学会运用已学知识解决问题，提高自己解决问题的能力。
参考文献
[1] 华中师范大学等编,分析化学,上册,（第三版）.北京:高等教育出版社,2001,131
[2] 武汉大学,吉林大学,中山大学.分析化学实验（第四版）.北京:高等教育出版社,2001,181—183
[3] 宋光泉.通用化学实验技术.广州:广东高等教育出版社,1999,85
[4] 四川大学化工学院，浙江大学化学系编，分析化学实验（第三版）.北京:高等教育出版社,2004年6月,105
（附英文题目、摘要、关键词）
HCl-NH4Cl mix solution each Component content determination
Wang Xuan
(Chemistry department, chemistry,class101, Learning numbers 2010121125) The abstract Determines the each component in HCl-NH4Cl mix solution, according to the theory of the mixed solution continuous titration. HCl is strong acid , the first steps can by direct titration of NaOH standard solution; But NH4Cl is weak acid , cKa <10-8, therefore being used HCHO to strengthen queen ability by the titration. According to this one principle, and the different indicator choosing,determine the contents blending every liquid middle component thereby. Should determine method , accord with experiment call for basically.
Keywords HCl-NH4Cl mixed acids , formol-titration method,micrometry, and indicator
（2011.11.07）
离子液体
1.2.4离子液体的合成 （1）直接合成法 通过酸碱中和反应或季铵化反应一步合成离子液体,操作经济简便,没有副产物,产品易纯化。硝基乙胺离子液体可以由乙胺的水溶液与硝酸中和一步合成。 通过季铵化反应也可以一步制备出多种离子液体,如1-丁基-3-甲基咪唑盐[Bmim][CF3SO3]，[Bmim]Cl等[11]。 （2）两步合成法 如果直接法难以得到目标离子液体，就必须使用两步合成法。 首先，通过季铵化反应制备出含目标阳离子的卤盐([阳离子]X型离子液体)；然后用目标阴离子Y—置换出X—离子或加入Lewis酸MX y来得到目标离子液体。 应特别注意的是,在用目标阴离子Y—交换X—阴离子的过程中,必须尽可能地使反应进行完全,确保没有X—阴离子留在目标离子液体中,因为离子液体的纯度对于其应用和物理化学特性的表征至关重要。高纯度二元离子液体的合成通常是在离子交换器中利用离子交换树脂通过阴离子交换来制备[12]。另外,直接将Lewis酸MX y与卤盐结合,可制备[阳离子][M n X ny+1]型离子液体,如氯铝酸盐离子液体的制备就是利用这个方法[13]。 （3）微波辅助合成法 一般离子液体均在有机溶剂中加热回流制备，反应时间数小时至数十小时不等。而在微波作用下无需有机溶剂，且反应速度快、产率高，产品纯度好。微波是一种强电磁波，在微波照射下能产生热力学方法得不到的高能态原子、分子和离子，可以迅速增加反应体系中自由基或碳正离子的浓度，从能量角度分析，只要能瞬间提高反应物分子的能量，使体系中活化分子增加，就有可能增加反应速率，缩短反应时间。超声波能减小液体中悬浮粒子的尺寸，提高异相反应速率。但微波功率宜采用中低档功率较合适，若采用微波加水浴的方法效果相对较好些。 （4）超声波辅助合成法 超声波能减小液体中悬浮粒子的尺寸，提高异相反应速率。Welton等[14]采用超声波作为能量源，在密闭体系非溶剂条件下合成离子液体。他们发现卤代物
泥浆性能四项基本参数测量
泥浆性能四项基本参数测量 一．测量准备 1、泥浆1600ml 2、密度仪 3、马氏漏斗黏度计 4、失水仪、滤纸、打气筒。 5、PH试纸、干抹布、清水、量杯20ML1个、秒表、取样量杯2000ml1个 二、测量方法 1、比重测量：将要测量的泥浆装满量杯，加盖旋转按压出气孔，并擦净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即水平泡在俩标线中间），读出游码左所在刻度，即为泥浆相对密度，记录并清洗仪器，分开放置。 2、粘度测量：用手指堵住漏斗下部的流出口，将新取的泥浆液样品经筛网注入干净并直立的漏斗中，直到钻井液样品液面达到筛网底部为止。移开手指并同时启动秒表，测量钻井液流至量杯中的964ml 刻度线(量杯满而不溢)所需要的时间，并记录后清洗仪器。
3、失水测量：用食指堵住泥浆杯底部小孔，倒入泥浆至泥浆杯内刻度线放好密封圈及滤纸，使用杯盖卡钮旋紧杯盖，倒转后插入接头连接卡扣90°旋转，连接打气筒，打压至0.7mpa/cm2左右，(由蓄气包上的压力表为指示）把20ml量杯放置泥浆杯滴流出口下。打开减压阀使观察压力表压力有所下降，快速打压保持压至0.7mpa/cm2左右，观察出口滴流第一滴滤液并同时记时7分半钟后取出量杯读取数值，以杯内液面凹处为准，数值乘以2并记录。使用放压阀放压清洗仪器，并分开存放。 4、PH值测量：取PH试纸粘取20ml量杯中滤出的泥浆液，比对试纸板颜色读取数值并记录。 三、基本原则 1、每灌单独测量，及时并记录数据，用于分析是否循环到位。 2、测量使用完仪器需及时清洗并擦干水迹分开存放。 3、测量完泥浆，清洗仪器使用清水，抹布、试纸、滤纸需妥善处理。
钻井液中固相含量的测定实验报告
中国石油大学（油田化学）实验报告 实验日期：成绩： 班级：学号：姓名：教师： 同组者： 实验四钻井液中固相含量的测定 一．实验目的 1．掌握固相含量测定仪的操作方法。 2．学会钻井液中固相含量的计算方法。 二．实验原理 根据蒸馏原理，取一定量钻井液用电热器将其蒸干，收集并测出冷凝的体积，用减差法即可求出钻井液中固相含量。也可通过称重方法算出其固相含量。 三．实验仪器 ZNC型固相含量测定仪；电动搅拌器；台称；量筒。 四．实验步骤 1．拆开蒸馏器，称出蒸馏杯重量：W 杯 （克） 2．用注射器取10毫升均匀钻井液样，注入蒸馏水杯中，称重W 杯+浆 （克）。 3．将套筒及加热棒拧紧在蒸馏杯上，再将蒸馏器引流管插入冷凝器出口端。 4．将加热棒插头插入电线插头，通电加热蒸馏，并计时间。通电约3~5分钟后冷凝液即可滴入量筒，连续蒸馏至不再有液体滴出为止，切断电源。 5．用环架套住蒸馏器上部，使其与冷凝分开，再用湿布冷却蒸馏器。 6．记下量筒中馏出液体体积毫升数，若馏出物为水与油且分层不清时可加入 1~3滴破乳剂。油、水体积分别以V 油、V 水 表示。 7．取出加热棒，用刮刀刮净套筒内壁及加热棒上附者的固体，全部收集于蒸馏杯中，然后称重W 杯+固 （克）。 注意事项：
1．操作时蒸馏器必须竖直。 2．蒸馏时间一般为20分钟，不应超过30分钟。 3．注意保护加热棒和用电安全。 4．若钻井液泡多，可加数滴消泡剂。 五．实验数据处理： 设为淡水非加重钻井液： 固相质量体积百分含量（W 杯+浆－W 杯 ）×10（克/100ml） 固相体积百分含量 = 固相质量体积百分含量÷ 土 （ml/100ml）注：粘土比重γ土=2.5。 六．实验数据计算 原始数据记录表 表1 泥浆中固相含量的测定 泥浆的质量（W 杯+浆－W 杯 ）=115.25-105.04=10.21g 干馏后固体的质量（W 杯+固－W 杯 ）=105.43-105.04=0.39g 固相质量体积百分含量G=0.39*10=3.9（克/100ml） 固相体积百分含量 V =固相重量体积百分含量÷γ土 =3.9/2.5 =1.56（ml/100ml） 实验五钻井液中膨润土含量的测定一. 实验目的
钻井液中固相含量的测定
中国石油大学油田化学实验报告 实验日期：2015.4.9 成绩： 班级：学号：姓名：教师： 同组者： 实验四钻井液中固相含量的测定 一．实验目的 1．掌握固相含量测定仪的操作方法。 2．学会钻井液中固相含量的计算方法。 二．实验原理 根据蒸馏原理，取一定量钻井液用电热器将其蒸干，收集并测出冷凝液的体积，用减差法即可求出钻井液中固相含量。也可通过称重方法算出其固相含量。 三．实验仪器 1.ZNC型固相含量测定仪一台 2.电子天平一台； 3.10ml注射器一支； 4.经充分搅拌的泥浆100ml。 四．实验步骤 1．拆开蒸馏器，称出蒸馏杯重量：W杯（克） 2．用注射器取10毫升均匀钻井液样，注入蒸馏杯中，称重W杯+浆（克）。 3．将套筒及加热棒拧紧在蒸馏杯上，再将蒸馏器引流管插入冷凝器出口端。 4．将加热棒插头插入电线插头，通电加热蒸馏，并计时间。通电约3~5分钟后冷凝液即可滴入量筒，连续蒸馏至不再有液体滴出为止，切断电源。 5．用环架套住蒸馏器上部，使其与冷凝器分开，再用湿布冷却蒸馏器。 6．记下量筒中馏出液体体积（ml），若馏出物为水与油且分层不清时可加入1~3滴破乳剂。油、水体积分别以V油、V水表示。 7．取出加热棒，用刮刀刮净套筒内壁及加热棒上附着的固体，全部收集于蒸馏杯中，
然后称重W杯+固（克）。 注意事项： 1．操作时蒸馏器必须竖直。 2．蒸馏时间一般为20分钟，不应超过30分钟。 3．注意保护加热棒和用电安全。 4．若钻井液泡多，可加数滴消泡剂。 五．实验数据处理： 实验数据记录如下： 对于淡水非加重钻井液： 固相质量体积百分含量=（W杯+浆－W杯）×10（克/100ml） =（106.12-105.02）×10 =11（克/100ml） 固相体积百分含量= 固相质量体积百分含量÷ρ土（ml/100ml） =11÷2.5 =4.4（ml/100ml）
离子液体的制备
一．3.1 咪唑类离子液体的制备（制备氧化锆） 3.1.1 溴化1-辛基-3-甲基咪唑（[C8mim]Br）的合成及纯化 这种离子液体的合成反应可表示为： C8H17Br + C4H6N2 → [C8mim]Br 实验步骤：在圆底烧瓶中加入100 g新蒸馏的N-甲基咪唑和300 mL三氯乙烷，在强烈搅拌下，在60℃滴加236 g新蒸馏的正溴辛烷，滴加时间超过2 h，滴加完毕后在83℃下回流约3 h，反应现象是先浑浊后变为橙黄色粘稠的液体，经分液漏斗分离出离子液体, 并用三氯乙烷洗涤数次后, 在65℃真空干燥48 h除去残余的溶剂和水，即可得到最终产品。 3.1.2 1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[C8mim][BF4]）的合成及纯化 该离子液体的制备反应可表示为： [C8mim]Br + NaBF4 → [C8mim][BF4] + NaBr 实验步骤：将160.6 gNaBF4溶于550 mL水中，再加入202.6 g[C8mim]Br，搅拌48 h，而后用二氯甲烷萃取，有机层多次用水洗涤，直到在被除去的水相中滴加AgNO3溶液没有黄色沉淀出现为止。先蒸去二氯甲烷溶剂，再在65℃真空干燥48 h用以除去残余的溶剂和水。 3.1.3 溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑（[C12mim]Br）的合成及纯化 该离子液体的制备反应可表示为： C12H 25Br + C4H6N2 → [C12mim]Br 实验步骤：在圆底烧瓶中，加入75 g新蒸馏的N-甲基咪唑和250 mL三氯乙烷，在强烈搅拌下，在60℃滴加250 mL新蒸馏的正溴十二烷，滴加时间超过2 h，滴加完毕后在83℃再回流3 h，反应现象是先浑浊后变为橙黄色粘稠的液体。然后蒸出溶剂三氯乙烷，得到此离子液体极其粘稠，[C12mim]Br在65℃真空干燥48 h用以除去残余的溶剂和水。 3.1.4 十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[C12mim][BF4]）的合成及纯化 该离子液体的制备反应可表示为： [C12mim]Br + NaBF4 → [C12mim][BF4] + NaBr 实验步骤：将142 gNaBF4溶于600 mL水中，再加入215 g[C12mim]Br，接着搅拌48 h，而后用二氯甲烷萃取，有机层多次用水洗涤，直到在被除去的水相
钻孔灌注桩泥浆原料的性能要求及泥浆各项指标的测定方法
钻孔灌注桩泥浆原料的性能要求及泥浆各项指标的测定方法 一、泥浆原料的性能要求 1、粘质土的性能要求 一般可选用塑性指数大于25，粒径小于0.074mm的粘粒含量大于50%的粘质土制浆。当缺少上述性能的粘质土时，可用性能略差的粘质土，并掺入30%的塑性指数大于25的粘质土。 当采用性能较差的粘质土调制的泥浆其新跟你过指标不符合要求时，可在泥浆中掺入Na2CO3（俗称碱粉或纯碱）、氢氧化钠（NaOH）或膨润土粉末，以提高泥浆性能指标。掺入量与原泥浆性能有关，宜经过试验决定。一般碳酸钠的掺入量约为孔中泥浆土量的0.1%-0.4%。 2、膨润土的性能和用量 膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力强、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。一般用量为水的8%，即8kg的膨润土可掺100L的水。对粘质土底层，用量可降低到3%-5%。较差的膨润土用量为水的12%左右。 3、外加剂及其掺量 ⑴、CMC全名羧甲基纤维素，可增加泥浆粘性，使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落并有降低失水量的作用。掺入量为膨润土的 0.05%-0.01%。 ⑵、碳酸钠（Na2CO3）又称碱粉或纯碱。它的作用可是PH值增大到10。泥浆中PH值过小时，粘土颗粒难以分解，粘度降低，失水量增加，流动性降低；小于7时，还会使钻具受到腐蚀；若PH值过大，则泥浆将渗透到孔壁的粘土中，使孔壁表面软化，粘土之间凝聚力减弱，造成裂解而使孔壁坍塌。PH值以8-10为宜，这时可增加水
化膜厚度，提高泥浆的交替率和稳定性，降低失水量。掺入量为膨润土的0.3%-0.5%。 ⑶、各种外加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期均匀加入，并及时测定泥浆性能指标，并防止掺入外加剂过量。每循环周期相对密度差不宜超过0.01。 二、泥浆各项指标的测定方法 1、相对密度：可用泥浆相对密度计测定。将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即气泡处于中央），读出游码左侧所示的刻度，即为泥浆的相对密度。 2、粘度：工地用标准漏斗粘度计测定。用两端开口两杯分别量取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700ml均注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流满500ml量杯所需的时间（秒），即为所测泥浆的粘度。 3、含砂率（%）：工地用含砂率计测定。把泥浆充至测管上标有“泥浆”字样的刻线处，加清水至标有“水”的刻线处，堵死管口并摇振。倾倒混合物于滤网中，丢弃通过滤网的液体，再加清水于测管中，摇振后再倒入测管中。反复之，直至测管内清洁为止。将漏斗套进滤筒，翻转过来，将漏斗插入测管中，用清水把附在筛网上的砂子全部冲入管内。待砂子沉淀后，读出砂子的百分含量。 清孔后的泥浆指标：相对密度1.03~1.10；粘度17~20Pa.s；含砂率<2%。
固相含量分析
固相含量分析 功能与说明: 本程序对水基与非加重钻井液及油基 DRILLFAZE?钻井液进行较全面的固相分析。对于水基钻井液在输入CEC(阳离子交换容量)及CB(钻屑阳离子交换容量与搬土的阳离子交换容量之比), 根据较多的现场经验, 本程序取做0.11, 也可根据您所在地区的实测结果输入值，将进行将低密度固相分解为搬土与钻屑。若无CEC测量值, 输入0。对于油基钻井液, 程序除输出CaCl2的含量外, ?还输出CaCl2溶液的重量百分数及密度。 运行本程序首先应根据需要, 在窗体上选择钻井液体系, 水基加重钻井液(1), 水基非加重钻井液(2)。注意必须对窗体上的选项进行选择，否则，程序将出错或得不出正确的结果，然后输入数据再进行计算。在本程序中对油基和水基钻井液将分别单独进行计算。 理论与实验依据 1．水基钻井液 1．1．NaCl含量分析 根据实验,在一定Cl-含量下,盐水溶液体积与纯水体积之间有下列关系： Vc=Vw*A (1) A=1/(1.00099-5.875*10^（-7）*Cl) (2) 可得NaCl在钻井液中的体积百分数及每立方米钻井液中重量含 量： PC=Pw*(A-1) (3) CW=Pw*A*Cl*1.64875*10^（-5） (4) 1．2．加重水基钻井液固含的分析 SP=PS-PC (5)
SW=MW*100-PW*1-PO*0.84-CW/10 (6) SP=LP+HP (7) SW=LP*2.6+HP*SG (8) LP=(SG*SP-SW)/(SG-2.6) (9) HP=SP-LP (10) 1．3．非加重水基钻井液固含分析 由固相、水及盐在钻井液中的含量可得： SP2=100-PO (11) SW2=MW*100-PO*0.84 (12) SP2=SP+PW+PC (13) SW2=SP*2.6+Pw*1+CW (14) PW=(SW2-2.6*SP2)/(1+A*(CL*1.64875*10^（-6）))) (15) LP=100-PO-PW-PC (16) 1．4．搬土与钻屑分析 CEC=(BP+CB*DP)*2.6/100 (17) LP=BP+DP (18) DP=(LP-CEC/0.026)/(1-CB) (19) BP=LP-DP (20)
钻井液常用计算公式
计算公式 1、钻井液配制与加重的计算 （1）配制低密度钻井液所需粘土量 水 土水 泥土泥土 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W 式中： 土W ---所需粘土重量，吨（t ）； 土ρ -- 粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 水ρ -- 水的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥ρ -- 欲配制的钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 泥 V 欲配制的钻井液的体积，米3（m3） (2)配制低密度钻井液所需水量 土 土泥水ρ-=W V V 式中： 水V ---所需水量，米3（m3）； 土ρ -- 所用粘土密度，克/厘米3（g/cm3） 土 W -- 所用粘土的重量，吨（t ） 泥V -- 欲配制的钻井液的体积，米3（m3） （3）配制加重钻井液的计算 ①对现有体积的钻井液加重所需加重剂的重量 重 加原 重加原加 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W
式中： 加W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 原 V -- 原有钻井液的体积，米3（m3） ②配制预定体积的加重钻井液所需加重剂的重量 原 加原 重加重加 ） （ρ-ρρ-ρρ=V W 式中： 加W ---所需加重剂的重量，吨（t ）； 原ρ -- 原有钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 重ρ -- 钻井液欲加重的密度，克/厘米3（g/cm3） 加ρ -- 加重剂的密度，克/厘米3（g/cm3） 重 V -- 加重后钻井液的体积，米3（m3） ③用重晶石加重钻井液时体积增加 2 1 224100(v ρ-ρ-ρ=.） 式中： v ---每100m3原有钻井液加重后体积增加量，米3（m3）； 1ρ -- 加重前钻井液的密度，克/厘米3（g/cm3） 2 ρ -- 加重后钻井液达到的密度，克/厘米3（g/cm3）
物理化学习题集及答案2
相平衡 一、选择题： 1. 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ） (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C) Φ=4 2. 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正确 （ ） A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液，并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶，则系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时，自由度应为 （ ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统，其自由度f 为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 7. NH 4Cl(s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3(g) （ ） (A) K =3, Φ=2, f =2 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2, f =1 8. 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 （ ） (A) K =1, Φ=2, f =1 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =2, Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43.063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： （ ） (A) 为理想液体混合物 (B) 对丙酮为负偏差 (C) 对丙酮为正偏差 (D) 无法确定 10. 苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5 mol 苯与5 mol 甲苯混合形成溶液，这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是： （ ）
钻井液与录井工程参数
钻井液与录井工程参数 摘要：钻井液参数包括钻井液的出入口密度、出入口温度、出入口电导率、流量、钻井液体积等。钻井液参数的变化通常直接反映井下地层流体的活跃情况及井筒压力与地层压力的平衡情况，重视钻井液参数异常的预报，可以避免井喷、井漏等重大事故的发生，及时处理油气侵、盐侵、水侵，为顺利施工创造条件。本文从钻井液相关事故类型与钻井液录井参数响应特征方面进行了阐述，为提高综合录井操作人员的现场技术水平和工程异常预报准确率起到促进和提高的作用，达到保障钻井施工安全、减少投入、提高勘探开发整体效益的目的。 1 钻井液信息的类型 1.1 钻井液的循环动态信息 钻井液的循环动态信息包括钻井液体积、钻井液流量，这类信息具有很强的实时性。在钻开渗透性好的油气层时，这类信息的变量可以立即显示循环钻井液压力与地层孔隙压力的平衡状态。这类信息可以监测井漏、溢流、井涌等工程异常。 1.2 钻井液的物理性质信息 钻井液的物理性质信息包括钻井液温度、钻井液密度、钻井液电导（阻）率，这类信息具有一定的延时性。从钻开地层到返出地面需要一个迟到时间，实时性较差，但这类信息携带有钻开地层的岩石物性和含油性等方面的地质信息。这类信息可以用来判断地层流体的性质和某些岩性，可以用来监测气侵、水侵、盐侵等工程异常。 2 钻井液工程异常的类型 2.1 井涌 2.1.1 形成井涌的原因 在地层压力的作用下，钻井液和地层内的流体涌出井口的现象称之为井涌。井涌发生的原因主要有以下几点： ①钻于异常高压地层，地层超压驱动地层流体进入井眼形成井涌，这是最根本和最主要的原因。 ②钻井液密度因地层流体的不断侵入而降低，形成负压，负压加剧地层流体的侵入又进一步加大负压形成恶性循环，最后形成井涌。 ③在井底压力近平衡状态下，停止循环时，作用于井底的环空压耗消失，使井底压力减小。 ④起钻时未按规定灌钻井液使井筒液面下降。
钻井液常规性能测定及常用钻井液计算公式
钻井液常规性能测定 一.密度的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将钻井液加热到所需温度。 3、在密度计的杯中注满钻井液，盖上杯盖慢慢拧动压紧。 4、用手指压住杯盖小孔，用清水冲洗并擦干样品杯。 5、把密度计的刀口放在底座的刀垫上，移动游码直到平衡，记录读值。 6、将密度计冼净擦干备用。 二.测定马氏漏斗粘度 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将漏斗悬挂在墙上，且保证垂直；量杯置于漏斗流出管下面。 3、用手指堵住漏斗流出管下口，将搅拌均匀的泥浆倒入漏斗至筛网底；放开手指，同时启动秒表，待泥浆流满量杯达到它的边缘时，按停秒表。秒表所示时间即为泥浆粘度，单位为s。 4、使用完毕，将仪器洗净擦干。 三.流变的测定（ZNN-D6六速旋转粘度计） 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、使用前检查读数指针是否对准刻度盘“0”位，落下托盘，装配好内、外筒。 3、将搅拌均匀的泥浆倒入样品杯至刻度线、将样品杯置于托盘上，上升托盘使液面至外筒刻度线，拧紧托盘手轮。 4、调整变速手把和转速开关，迅速从高到低进行测量，待刻度盘稳定后，分别读取各转速下刻度盘的偏转格数。 5、测量完毕，落下托盘，卸下外筒，将内、外筒及样品杯洗净擦干。 四.钻井液失水的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、用手指堵住泥浆杯底部小孔，将搅拌均匀的泥浆倒入杯内至刻度线处，按顺序放入“O”型密封圈、滤纸、杯盖和杯盖卡，将杯盖卡旋转90°并拧紧旋转手柄。 3、将组装好的泥浆杯组件倒置嵌入气源接头并旋转90°；将量筒置于失水仪下方并对准滤液流出孔。 4、调节气源压力至0.7MPa，打开气源手柄并同时启动秒表，收集滤液于量筒之中。 5、当秒表指示为30min时，将悬于滤液流出孔的液滴收集于量筒之中并移开量筒，此量筒中液体体积即为滤失量。 6、关闭气源手柄，放出泥浆杯中余气；卸下泥浆杯组件，倒去泥浆并洗净擦干。 五.钻井液泥饼粘滞系数的测定（NZ-3A型泥饼粘滞系数测定仪） 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、打开机盖，调节滑板及平衡脚，使水平泡居中；接通电源，按下“清零”键。 3、将泥饼平放在滑板上，滑块纵向轻轻地放在泥饼上，静置1min。 4、按一下“电机”键，使滑板转动，当滑块开始滑动时，再按一下“电机”键，滑板停止转动，此时，显示窗中的数值即为泥饼摩擦角，单位为o，查其显示角度值的正切值,正切值为泥饼的摩擦系数。 5、使用完毕，切断电源，取下滑块和泥饼，擦净仪器，盖上机盖。 六.含砂量的测定 1、按安全检查表内容检查仪器，确保仪器安全可靠。 2、将待测钻井液注入含水量砂量管中至“钻井液”刻度线处，再注入水至“水”刻度线处，用手指堵住含砂量管口，剧烈摇动。
离子液体的合成
1、1-磺酸丙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐[HSO3-pmim]HSO4的合成 第一步，合成离子液体中间体1–磺酸丙基–3–甲基咪唑盐[MIM–PS]。取等物质的量的N–甲基咪唑和1,3–丙烷磺内酯于三口烧瓶中，磁力搅拌使其充分混合，温度缓慢升到40℃，反应体系在该温度下，磁力搅拌反应48h。反应结束后，得到白色沉淀，用乙酸乙酯洗涤3次，旋蒸除去有机溶剂，产物在真空干燥箱里干燥至恒重，即得离子液体中间体1–磺酸丙基–3–甲基咪唑盐[MIM–PS]。 第二步，取等物质的量的离子液体中间体[MIM–PS]和浓硫酸于三口烧瓶中，磁力搅拌使其充分混合，温度缓慢升到80℃，恒温条件下不断磁力搅拌反应6 h。反应结束后，用乙酸乙酯洗涤3次，旋蒸除去有机溶剂，产物转移到真空干燥箱里干燥，即得目标离子液体[HSO3-pmim]HSO4。 2、2-吡咯烷酮硫酸氢盐[Hnhp]HSO4的合成 在圆底烧瓶中加入2-吡咯烷酮，冰浴下滴加等摩尔量的浓硫酸，室温搅拌反应24 h。然后用乙酸乙酯洗涤，旋转蒸发、真空(0.01MPa)干燥后即得淡黄色透明粘稠离子液体[Hnhp]HSO4。 3、1-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐[Hnmp]HSO4的合成 在圆底烧瓶中加入1 -甲基-2-吡咯烷酮，冰浴下滴加等摩尔量的浓硫酸，室温搅拌反应24 h。然后用乙酸乙酯洗涤，旋转蒸发、真空(0.01MPa)干燥后即得淡黄色透明粘稠离子液体[Hnmp]HSO4。 4、1-甲基咪唑硫酸氢盐[Hmim]HSO4的合成 在圆底烧瓶中加入1-甲基咪唑，冰浴下滴加等摩尔量的浓硫酸，室温搅拌反应24 h。然后用乙酸乙酯洗涤，旋转蒸发、真空(0.01MPa)干燥后即得淡黄色透明粘稠离子液体[Hmim]HSO4。 5、1-( 3-磺酸基) -丙基-2-甲基吡咯烷酮硫酸氢盐 在三口烧瓶中加入等摩尔量的2-吡咯烷酮和1,3-丙烷磺内酯，以无水乙醚为溶剂，磁力搅拌20 h，过滤，甲醇洗涤，真空干燥即得白色固体粉末离子液体前体。于三口烧瓶中加入离子液体前体，滴加等摩尔量的浓硫酸，80℃下磁力搅拌8h，然后用乙酸乙酯洗涤，80℃真空干燥后即得黄褐色粘稠离子液[C3SO3Hnhp] HSO4。 6、正丁基吡啶硫酸氢盐离子液体[BPy]HSO4的制备 将吡啶和溴丁烷按照摩尔比1:1.2加入三口烧瓶中，持续氮气保护，室温磁力搅拌1-2 d，直到无色液体转化成白色固体。提纯、真空干燥，获得溴丁基吡啶离子液体中间体。 将中间体置于三口烧瓶中，逐滴加入等物质量的浓硫酸，室温下磁力搅拌，通氮气带出反应产生的溴化氢气体，反应6 h得到粘稠的液体。提纯、真空干燥，得到正丁基吡啶硫酸氢盐离子液体[BPy]HSO4。 7、乙基三乙胺硫酸氢盐离子液体[ETEA]HSO4的制备 将三乙胺和溴乙烷按照摩尔比1:1.2加入三口烧瓶中，氮气气氛下，密封加热到60℃，搅拌2-3 d，直到无色液体转化成白色固体。提纯、真空干燥获得溴代乙基三乙胺离子液体中间体。 将中间体置于三口烧瓶中，逐滴加入等物质量的浓硫酸，室温下磁力搅拌，通氮气带出反应产生的溴化氢气体，反应6 h得到粘稠的液体。提纯、真空干燥，得到乙基三乙胺硫酸氢盐离子液体[ETEA]HSO4。 8、吡啶硫酸氢盐离子液体[Py]HSO4的制备
第6章钻井液设计
第8章钻井液设计 本章主要介绍了新疆地区常用的钻井液体系，结合A1-4井及探井资料，设计了A区块井组所使用的钻井液体系、计算了所需钻井液用量，提出了钻井液材料计划等。 8.1 钻井液体系设计 钻探的目的是获取油气，保护地层是第一位的任务，因此，搞好钻井液设计，首先必须以地层类型特性为依据，以保护地层为前提，才能达到设计的目的。 新疆地区常用钻井液体系简介[16]： (1)不分散聚合物钻井液体系：不分散聚合物钻井液体系指的是具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物机理的水基钻井液。该体系的特点是：具有很强的抑制性；具有强的携沙功能；有利于提高钻速；有利于近平衡钻井；可减少对油气层的伤害。 (2)分散性聚合物体系（即聚合物磺化体系）：聚合物磺化体系是指以磺化机理及少量聚合物作用机理为主配置而成的水基钻井液。该体系的特点是：具有良好的高温稳定性，使用于深井及超深井；具有一定的防塌能力；具有良好的保护油层能力；可形成致密的高质量泥饼，护壁能力强。 (3)钾基（抑制性）钻井液体系：该体系是以聚合物的钾，铵盐及氯化钾为主处理剂配制而成的防塌钻井液。它主要是用来对付含水敏性粘土矿物的易坍塌地层。该体系特点：对水敏性泥岩，页岩具有较好的防塌效果；抑制泥页岩造浆能力较强；对储层中的粘土矿物具有稳定作用；分散型钾基钻井液有较高的固相容限度。 (4)饱和盐水钻井液体系：该体系是一种体系中所含NaCl达到饱和程度的钻井液，是专门针对钻岩盐层而设计的一种具有较强的抑制能力，抗污染能力及防塌能力的钻井液。该体系特点：具有较强的抑制性，由于粘土在其中不宜水化膨胀和分散，故具有较强的控制地层泥页岩造浆的能力；具有较强的抗污染能力，由于它已被NaCl所饱和，故对无机盐的敏感性较低，可以抗较高的盐污染，性能变化小；具有较强的防塌能力，尤其再辅以KCL对含水敏性粘土矿物的页岩具有较强抑制水化剥落作用；可制止盐岩井段溶解成大肚子井眼。由于钻井液中氯化钠已达饱和，故钻遇盐岩时就会减少溶解，以免形成大井眼；缺点是腐蚀性较强。 (5)正电胶钻井液体系是一种以带正电的混合层状金属氢氧化物晶体胶粒(MMH或MSF）为主处理剂的新型钻井液体该体系的特点：具有独特的流变性;有利于提高钻井速度；对页岩具有较强的抑制性；具有良好的悬浮稳定性；有较
钻井液的固相及其含量的控制
钻井液的固相及其含量的控制 舒儒宏 (渤海钻探钻井技术服务公司泥浆公司) 摘要钻井液的固相含量是指单位体积钻井液中固相物质的质量。钻井液的固相控制，就是使用一切可以利用的手段，最经济地、最大限度的清除在钻井液中的钻屑，目的是维护钻井液性能，减少钻井事故，提高钻速，降低成本。认识钻井液的固相类型、掌握它在钻井液中作用及对它的要求、控制方法等，对今后的工作意义重大。 关键词类型作用要求方法 钻井液中的固相，包括人为加入的粘土和加重材料以及钻屑。前两者是钻井液的主要成分，使钻井液具有所需要的性能，后者属于有害成分，使钻井液的性能变坏，如果钻井液中的钻屑过多，将会引起一系列问题。例如：钻井液密度升高，粘切增大，泥饼变厚，会加剧设备的磨损，会影响固井质量，影响测井，损害油气层；也可能引起卡钻，、井漏等井下复杂情况；还会使钻速降低，钻井液维护处理费用增加和钻井总成本增加等。可见，搞好钻井液固相含量的控制，维持有用的固相含量，清除钻屑，对于保证钻井工艺的顺利进行，对于提高钻速和降低成本都是至关重要的。如果将钻井液中的有害固相控制在适当的范围，可以有以下几方面的好处：降低钻井的扭矩和摩阻；减小抽吸压力和压力激动；减小压差卡钻的可能性；减小测井工具的阻卡；可以改善下套管的条件；提高固井质量；延长钻头寿命；减轻设备磨损；增强井眼稳定性；提高钻速；降低钻井液和钻井成本等11方面。 一、钻井液中固相的类型 1、按照作用可分为 (1)有用固相：例如粘土和加重材料以及非水溶性或油溶性的化学处理剂。 (2)有害固相：例如钻屑、劣质土和砂粒等。 2、按照尺寸大小 (1)砂：不能通过200目筛网，即大于74微米的固体。 (2)淤泥：即2--74微米的固体。 (3)粘土：即小于2微米的固体。 各种颗粒尺寸的API标记法及其在钻井液中的含量 3、按照固体的密度可分为 (1)低密度固体，即密度小于2.7的固体，如粘土和钻屑。 (2)高密度固体，即密度大于4.2的固体，也就是平时说的加重剂。
九年级上册3.1《多组分的空气》(单元测试卷)湘教版
多组分的空气 一．空气的组成成分 空气成分按体积分数计算,大约是:氮气(N2)78%、氧气(O2)21%、稀有气体0.94%、二氧化碳(CO2)0.03%、其他气体和杂质0.03% 二.空气中氧气体积分数测定实验 实验原理: 4P+5O2点燃 =2P2O5 利用红磷在密闭容器中燃烧,消耗氧气,生成白色五氧化二磷,而无气体生成,同时压强减小,可通过钟罩没、内的水面的变化来确定空气中氧气的体积分数 三.空气中宝贵的自然资源 1.氮气(N2) (1)氮气的物理性质:无色、无味的气体,难溶于水 (2)氮气的化学性质:不燃烧、不支持燃烧,化学性质较稳定, (3)氮气的用途:①制硝酸和化肥的原料②保护气③医疗上用液氮冷冻作麻醉剂④超导材料在液氮的低温环境下显示超导性能 2.稀有气体(氦:He氖:Ne 氩:Ar 氪Kr 氙:Xe) (1)物理性质:无色、无味,通电时能发出不同颜色的光 (2)化学性质:非常稳定,通常极难与其他物质发生化学反应 (3)用途:①保护气②电光源:照明灯、霓虹灯、航标灯等③氦气可用与充空气球 四.空气污染及防治 1.空气中各成分相对稳定,但由于工业生产和交通运输业的迅速发展,空气的成分受到严重的挑战,空气的质量越来越差. (1)造成空气的污染物主要有粉尘和有害气体两大类,其中有害气体主要是一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等,这些气体主要来自化石燃料(煤和石油)的燃烧和工厂的废气 (2)防止空气污染应从消除污染和减少已排放到空气中的有害物质的方面考虑 a.减少以煤、石油为燃料,开发利用新能源,工厂废气经处理后再排放,控制烟花爆竹的燃放等以消除污染源 b.应该植树造林，增大绿化面积减少空气中的有害物质,改善空气质量. 2.酸雨 (1)形成原因:含硫的煤和石油燃烧时产生的SO2溶于水中形成酸雨 (2)危害:①腐蚀金属材料②腐蚀大理石,会与大理石反应③破坏农作物、森林，使土壤 酸化④酸雨流入江河、湖泊会使鱼类死亡 3.空气质量日报 空气质量日报的主要内容为:①空气污染指数②首要污染物(可吸入颗粒物、二氧化硫、 二氧化氮) ③空气质量级别④空气质量状况 练一练 1.目前,很多地区空气污染指数超标,原因之一是( ) A.人类的呼吸 B.植物的光合作用 C.矿物燃料的燃烧 D.氢气的燃烧 2.下列各项中成因果关系的用线连接起来 (1)空气中二氧化碳含量增加 a.形成酸雨 (2)二氧化硫、二氧化氮排放到空气中 b.产生温室 (3)一氧化碳排入大气中 c.破坏臭氧层
多相平衡习题答案
6. 2 分(2392) 2392 将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡: NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 体系的组分数C和自由度数f为： ( C ) (A) C= 2，f= 1 (B) C= 2，f= 2 (C) C= 1，f= 0 (D) C= 3，f= 2 S= 4 C= S - R - R' = 4 - 1 - 2 = 1 f*= C+ 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 0 7. 2 分(2613) 2613 已知苯―乙醇双液体系中,苯的沸点是353.3 K,乙醇的沸点是351.6 K,两者的共沸组成为:含乙醇47.5%(摩尔分数),沸点为341.2 K.今有含乙醇77.5%的苯溶液,在达到气液平衡后,气相中含乙醇为y2,液相中含乙醇为x2。问: (1)下列结论何者正确? ( C ) (A) y2>x2 (B) y2=x2 (C) y2 离子液体的制备 一．3.1 咪唑类离子液体的制备（制备氧化锆） 3.1.1 溴化1-辛基-3-甲基咪唑（[C8mim]Br）的合成及纯化 这种离子液体的合成反应可表示为： C8H17Br + C4H6N2 → [C8mim]Br 实验步骤：在圆底烧瓶中加入100 g新蒸馏的N-甲基咪唑和300 mL三氯乙烷，在强烈搅拌下，在60℃滴加236 g新蒸馏的正溴辛烷，滴加时间超过2 h，滴加完毕后在83℃下回流约3 h，反应现象是先浑浊后变为橙黄色粘稠的液体，经分液漏斗分离出离子液体, 并用三氯乙烷洗涤数次后, 在65℃真空干燥48 h除去残余的溶剂和水，即可得到最终产品。 3.1.2 1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[C8mim][BF4]）的合成及纯化 该离子液体的制备反应可表示为： [C8mim]Br + NaBF4 → [C8mim][BF4] + NaBr 实验步骤：将160.6 gNaBF4溶于550 mL水中，再加入202.6 g[C8mim]Br，搅拌48 h，而后用二氯甲烷萃取，有机层多次用水洗涤，直到在被除去的水相中滴加AgNO3溶液没有黄色沉淀出现为止。先蒸去二氯甲烷溶剂，再在65℃真空干燥48 h用以除去残余的溶剂和水。 3.1.3 溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑（[C12mim]Br）的合成及纯化 该离子液体的制备反应可表示为： C12H 25Br + C4H6N2 → [C12mim]Br 实验步骤：在圆底烧瓶中，加入75 g新蒸馏的N-甲基咪唑和250 mL三氯乙烷，在强烈搅拌下，在60℃滴加250 mL新蒸馏的正溴十二烷，滴加时间超过2 h，滴加完毕后在83℃再回流3 h，反应现象是先浑浊后变为橙黄色粘稠的液体。然后蒸出溶剂三氯乙烷，得到此离子液体极其粘稠，[C12mim]Br在65℃真空干燥48 h用以除去残余的溶剂和水。 一、稀释剂 泥浆稀释剂，或分散剂，通过破碎粘土层边和面之间的附着而降低粘度（见图1）。稀释剂吸附粘土层，因此破坏了层间的引力。加入稀释剂可以降低粘度、切力和屈服值。 大多数的稀释剂都可以划分为有机材料或无机磷酸盐络合物。有机稀释剂包括木质素磺酸盐、木质素和丹宁。与无机稀释剂相比，有机稀释剂可用于高温条件下（铬酸盐也是很好的耐高温稀释剂，但是不适合用于环境敏感地区）。有机稀释剂通常会有助于滤失控制。 聚合；絮凝；（面对面）；（边对面）；（边对边）；解胶；抗絮凝 图. 1粘土颗粒的连接 无机稀释剂包括焦磷酸钠（SAPP）、四焦磷酸钠、四磷酸钠和六偏磷酸钠。无机稀释剂在低浓度情况下是有效的，但是通常只用于150oF的温度以下。它们的应用一般局限于氯化物浓度低和pH值低的淡水粘土泥浆。 长期以来，水被作为钻井泥浆的一种十分有效的稀释剂使用，其降粘效果是通过减少钻井液中的总体固相浓度来达到的。钻井作业中钻屑不断混进泥浆中，那么这些钻屑最终也需要用水进行稀释或者必须用机械的方式清除。 应当定期添加水到水基泥浆中，以补充渗漏到地层和在泥浆池中蒸发的水份。如果不补充水，那么由于固相浓度增加，粘度就会上升。而化学方式的降粘效果不佳。在没有添加重晶石或膨润土的情况下，塑性粘度的稳定上升就说明水分减少了。 磷酸盐是最早可以大批量供应的化学稀释剂之一。磷酸盐通过吸附粘土颗粒而起作用，因此，它能达到令人满意的电平衡和允许颗粒自由地悬浮在溶液中。磷酸盐的这种分散效果归因于轻度的阴性粘土片晶置换，它可使片晶相互排斥，最终这些断裂边缘的化合价趋于饱和。 在被严重污染的离子环境中，磷酸盐的使用是有限的。如果有自由的钙离子或镁离子存在，不论其数量多少，都将会形成磷酸盐的络合物或者不溶的金属离子磷酸盐。由于清除了可用的磷酸盐，这就限制了降粘能力。 表2列出了常用的用于现场钻井泥浆应用中的磷酸盐 离子液体的应用前景 离子液体是指全部由离子组成的液体，如高温下的KCI,KOH呈液体状态，此时它们就是离子液体。在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，称为室温离子液体、室温熔融盐、有机离子液体等，目前尚无统一的名称，但倾向于简称离子液体。在离子化合物中，阴阳离子之间的作用力为库仑力，其大小与阴阳离子的电荷数量及半径有关，离子半径越大，它们之间的作用力越小，这种离子化合物的熔点就越低。某些离子化合物的阴阳离子体积很大，结构松散，导致它们之间的作用力较低，以至于熔点接近室温。 离子液体的优点 一、离子液体无味、不燃，其蒸汽压极低，因此可用在高真空体系中，同时可减少因挥发而产生的环境污染问题； 二、离子液体对有机和无机物都有良好的溶解性能，可使反应在均相条件下进行，同时可减少设备体积； 三、可操作温度范围宽（-40～300℃），具有良好的热稳定性和化学稳定性，易与其它物质分离，可以循环利用； 四、表现出Lewis、Franklin酸的酸性，且酸强度可调。 上述优点对许多有机化学反应，如聚合反应、烷基化反应、酰基化反应，离子溶液都是良好的溶剂。 离子液体的应用前景 迄今为止，室温离子液体的研究取得了惊人的进展。北大西洋公约组织于2000年召开了有关离子液体的专家会议；欧盟委员会有一个有关离子液体的3年计划；日本、韩国也有相关研究的相继报道。在我国，中国科学院兰州化学物理研究所西部生态绿色化学研究发展中心、北京大学绿色催化实验室、华东师范大学离子液体研究中心等机构也开展专门的研究。兰州化学物理研究所已在该领域取得重大突破，率先制备了多种咪唑类离子液体润滑剂。 世界领先的离子液体开发者—德国SolventInnovation公司即将推出数以吨计的商品。SolventInnovation公司也正在开发一系列的离子液体，以取代对环境极有害的溶剂。其 吡啶型离子液体的合成 李舒衡孟洁秦海霞 （南京大学化学化工学院南京 210093） 摘要研究了吡啶型离子液体的合成方法，并对不同阴阳离子的组合的离子液体在室温下的状态以及性质进行了探索和研究 关键词离子液体吡啶合成性状 离子液体(ionic liquids)又称为室温离子液体(room temperature ionic liquid) 、室温熔融盐( room temperature molten salts) 、有机离子液体等，是指仅由离子组成在室温或低温下为液体的盐。 离子液体的特点是没有显著的蒸汽压：一方面它不会成为蒸气扩散到大气中去，是一种“绿色溶剂”，另一方面它可以有很宽的液态范围；除此之外，离子液体中的正负离子可以由有机离子和无机离子共同组成，所以对许多物质都有很好的溶解性且大多为非质子型，可以减少溶剂化和溶剂解的现象；良好的导电性、较好的热稳定性和化学稳定性使在如今，离子液体成为了热门的研究方向。早在1951年，就制成了将l-溴丁烷与吡啶反应生成的N-丁基吡啶溴代盐与无水三氯化铝混合的第一种离子液体[1]。 离子液体的主要作用是为化学反应提供了不同于传统分子溶剂，（例如水）的环境,可能改变反应机理使催化剂活性、稳定性更好,转化率、选择性更高；离子液体种类多,选择余地大，可以对有机离子进行调整和修饰；将催化剂溶于离子液体中,与离子液体一起循环利用,催化剂兼有均相催化效率高、多相催化易分离的优点；产物的分离可用倾析、萃取、蒸馏等方法，因离子液体无蒸气压,液相温度范围宽,使分离易于进行。 目前离子液体有很多重要工业应用价值的反应，如：F.C.反应[2,3]，烯烃氢化[4]，Beckman重排[5]，Heck反应[6]，氧化反应[7]等都在离子液体催化剂体系中取得了很好的结果。据文献报道离子液体还用于天然产物中多肽的萃取[8]，核废料[9]的回收处理等。 一般来说，离子液体有阴离子和阳离子两个部分，阴离子的种类比较多，阳离子主要有以下四种： 烷基季铵离子：[NRxH1-x]+，例如[Bu3NMe]+； 烷基季膦离子：[PRx]+，例如[Ph3POc]+； N-烷基取代吡啶离子，记为[RPy]+； 1,3-二烷基取代咪唑离子，或称为N，N 一二烷基取代咪唑离子，记为[RR’im]+。目前主要采取的离子液体的合成主要有直接合成法和两步合成法。 直接合成法即通过酸碱中和反应或季铵化反应一步合成，操作经济简便，没有副产物，产品以纯化。 当直接合成法难以得到目标离子液体的时候，就必须使用两步合成法；首先通过季铵化反应制备出含目标阳离子的卤盐；然后用目标阴离子置换出原阴离子或加入Lewis酸来得到目标离子液体。 本实验小组研究了吡啶型离子液体的合成方法，并对不同阴阳离子的组合的离子液体在室温下的状态以及性质进行了探索和研究，但由于时间、试剂和设备的限制，未能对制备的离子液体在有机反应中的应用进行检验，实为遗憾。 1 实验部分离子液体的制备教学文稿
常用钻井液料及其功用
离子液体的应用前景
吡啶型离子液体的合成