實驗四重結(jié)晶與熔點的測定

1、實驗四重結(jié)晶及熔點的測定預(yù)習(xí)內(nèi)容：實驗教材P48、53 , P5458。一. 實驗?zāi)康模?. 學(xué)習(xí)通過重結(jié)晶提純固體有機(jī)物的原理和方法;2. 掌握折疊濾紙、熱過濾、抽濾等基本操作；3學(xué)習(xí)并掌握毛細(xì)管法測熔點的方法。二. 儀器和藥品儀器：燒杯（250mL）、表面皿、無頸漏斗、烘箱（公用）、減壓水泵（公用）、 熔點管、水銀溫度計等；藥品：粗苯甲酸、活性炭、液體石蠟等；其他：濾紙（熱過濾用，抽濾用）、玻棒、沸石等。三、實驗原理及教師講解要點：1. 重結(jié)晶的基本原理：重結(jié)晶是純化固體物質(zhì)的一種方法。它是利用在不同溫度下被提純物質(zhì)與 雜質(zhì)在溶劑中的溶解度不同，將雜質(zhì)分離出去的提純方法。大多數(shù)有機(jī)物的溶解

2、度都隨著溫度的升高而增大。選擇溶劑，在較高溫度 （接近溶劑的沸點）下，制成被提純有機(jī)物的飽和或接近飽和的濃洛液，趁熱 過濾后，讓被提純物從過飽和溶液中的以結(jié)晶析出，而雜質(zhì)則全部或大部分仍 留在溶液中，或者在熱過濾時被分離出去。重結(jié)晶只適用于提純雜質(zhì)含量在5%以下的固體有機(jī)物。（Why?）重結(jié)晶時，應(yīng)根據(jù)下列條件選擇溶劑：（1）不與被提純物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)；（2）對被提純物質(zhì)的溶解度隨溫度變化較大：（Why?）（3）對雜質(zhì)的溶解度非常大或非常??；（Why?）（4）易揮發(fā)，易除去；（5）能給出較好的結(jié)晶。在實際的選擇過程中，主要是根據(jù)相似相溶原理，查閱數(shù)據(jù)手冊，選岀兒 種溶劑用試管進(jìn)行實驗觀察，選岀符

3、合上述五個條件的溶劑。必要時，可 使用混合溶劑。2. 折疊濾紙的折疊：（略）3熱過濾的操作和技巧：準(zhǔn)備充分，快速協(xié)調(diào)，趁熱過濾。4 測熔點的原理和方法：一般認(rèn)為固態(tài)物質(zhì)受熱后變?yōu)橐后w時的溫度，就是該物質(zhì)的熔點。實驗證明，同一物質(zhì)在不同的壓力下，熔化溫度并不完全相同。熔點的嚴(yán)格定義為：物質(zhì)的固液兩態(tài)在大氣壓力下達(dá)到平衡狀態(tài)時的溫度。有機(jī)物的熔點通常用毛細(xì)管法來測定。實際上山此法測得的熔點數(shù)據(jù) 不是一個溫度點，而是一個熔程，即樣品從開始熔化到完全熔化為液體的 溫度范圉。純的固態(tài)物質(zhì)通常都有固定的熔點（熔程約。C）。如有其他物質(zhì)混入， 則對其熔點有顯著的影響：熔點降低，熔程拉長。因此，可借助熔點的測

4、 定來定性地判斷固體樣品的純度。四、儀器裝置：重結(jié)晶各種裝置如圖1,圖2,圖3,圖4所示。圖1適用于用水做溶劑的情況，圖2適用于用其他低沸點有機(jī)溶劑。測熔點的裝置見圖5。五、操作步驟：（-）重結(jié)晶的簡單過程為：溶解T脫色T熱過濾T冷卻T抽濾，洗滌T干燥T稱重，計算產(chǎn)率。最后，還要用測熔點的方法檢查產(chǎn)品純度是否達(dá)到要求。1. 溶解：250mL燒杯中：3g粗苯屮酸+80mL水+2粒沸石，蓋上表面皿，用小火加熱 至沸，其間可用玻棒攪動。觀察樣品是否完全溶解，若有未完全溶解的樣品， 則需補(bǔ)加水（記下補(bǔ)加水的體積），直到樣品完全溶解為止。再加入總用水量12% 的水山，加熱至沸。移去火源，稍冷，加入適量活

5、性炭已 攪拌，沸煮5lOmim 待熱過濾。對易揮發(fā)性溶劑要用回流裝置。2. 熱過濾：從烘箱中取出預(yù)熱好的無頸漏斗，將事先疊好的折疊濾紙放入其中，并用少 量熱水潤濕I叫將上述熱溶液趁熱過濾。熱過濾時，無頸漏斗上可加蓋表面皿，以防止溶劑揮發(fā)，并有保溫作用。 使用有機(jī)溶劑重結(jié)晶時，周圍火源要熄滅。3 結(jié)晶：驟冷得小顆粒，自然冷卻得大顆粒。有時有油狀物或膠狀物存在，結(jié)晶不 易析出，可采用攪拌、加入晶種、磨擦儀器內(nèi)壁、過濾等辦法使晶體析出。4. 抽濾，干燥。5. 稱重，計算收率。數(shù)據(jù)記錄：刃集逕延址返S赳擔(dān)儀2蟲劉0 乂粗苯甲酸重/g重結(jié)晶后苯甲酸重/g收率（二）測熔點：毛細(xì)管法測熔點的主要過程為：準(zhǔn)備

6、熱浴T裝樣T加熱，觀察T讀數(shù)。1-準(zhǔn)備熱浴:設(shè)訃熔點浴的原則是使樣品受熱均勻，通常有b形管和雙浴式，本實驗采 用雙浴式。首先，選擇大小合適的橡皮塞，在中心處用打孔器打孔以插入溫度計，并 在邊緣開一小槽以接通大氣。然后，在b形管中倒入適量的浴液。常用的浴液 有：濃硫酸、液體石蠟、甘油、機(jī)油、硅油等。本實驗釆用腐蝕性小的液體石 蠟做浴液。2.裝樣：將O.lg樣品在表面IIIL上研細(xì)叫 堆起來，將事先準(zhǔn)備好的熔點管的管口朝 下，插入樣品粉未中，然后管口朝上利用自山落體運動使樣品粉未落入并填實 管底如此反復(fù)兒次，裝樣高度為23mm。最后擦去管外粘附的粉未，將熔 點管固定在水銀溫度計上，注意使樣品處于水

7、銀球的中部。3 測定熔點：將帶有樣品的溫度計插入b形管中，其水銀球位于b形管上、下兩義口的 中間。用小火加熱b形管遠(yuǎn)離樣品的一端，浴液開始對流循環(huán)，溫度計讀數(shù)上 升。加熱速度開始可稍快，接近熔點時必須調(diào)整火焰，放慢升溫速度（約每分 鐘上升1°C）,直到樣品全部熔化。記錄樣品的萎縮溫度、初熔溫度、全熔溫度。平行兩次實驗。對未知樣品，先要進(jìn)行粗測，以知道樣品的大致熔點，再按已知樣進(jìn)行兩 次平行實驗。數(shù)據(jù)記錄：萎縮溫度初熔溫度全熔溫度粗測第一次測定第二次測定六. 注釋：1為了防止熱過濾時，樣品過早析出而造成損失，乂不至于曲于溶劑用量 過多而造成溶解損失，經(jīng)驗結(jié)果表明，溶劑的實際用量應(yīng)為理論

8、用量的 120%o2活性炭用量過少時脫色效果不好，但用量過大時，會吸附樣品，損失收 率。一般活性炭用量為樣品量的15%。3使用有機(jī)溶劑時，則要用相應(yīng)的熱溶劑潤濕濾紙。4樣品一定要研細(xì)，否則裝樣時不易填緊。習(xí) 若裝樣時未填緊，會在樣品中產(chǎn)生小的空氣室，使樣品受熱不均勻，熔 程拉長。6每次測定都必須用新的熔點管重新裝樣測定；每次測定時浴液溫度都要 降至熔點30弋以下。七、回答思考題：1. 重結(jié)晶一般包括哪兒個操作步驟？各步操作的目的是什么？ 答：重結(jié)晶一般包括：溶解、脫色、熱過濾、冷卻結(jié)晶、抽濾、干燥等操作步 驟。各步操作的目的如下:熔解：配制接近飽和的熱溶液；脫色：使樣品中的有色雜質(zhì)吸附于活炭上，便于在熱過濾時將其分離； 熱過濾：除去樣品中的不溶性雜質(zhì)；冷卻結(jié)晶：使樣品結(jié)晶析出，而可溶性雜質(zhì)仍留在溶液中；抽濾：使樣品可溶性雜質(zhì)與樣品分離。干燥：使樣品結(jié)晶表面的溶劑揮發(fā)。2. 在什么情況下需要加活性炭？應(yīng)當(dāng)怎樣加活性炭？答：樣品顏色較深時，需要加入活性炭進(jìn)行脫色。為了防止爆沸，加活性炭時 應(yīng)將熱溶液取