有機(jī)化合物的干燥

1、有機(jī)化合物的干燥有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，為除去原料和粗產(chǎn)品中的少量水分，常需要干燥。干燥是指除去固體、液體或氣體內(nèi)少量水分的操作，是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中既普通又重要的一項(xiàng)操作。干燥方法可分為物理方法與化學(xué)方法兩種。物理方法有吸附、共沸蒸餾、分餾、冷凍干燥、加熱和真空干燥等?；瘜W(xué)方法按去水作用的方式又可分為兩類：一類與水能可逆地結(jié)合生成水合物，如氯化鈣、硫酸鈉等；一類與水會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，如金屬鈉、五氧化二磷等。一、固體的干燥為了進(jìn)行產(chǎn)率計(jì)算、結(jié)構(gòu)表征、物理鑒定，固體產(chǎn)物中的水分和有機(jī)溶劑必須除盡。1. 晾干 將待干燥的固體放在表面皿上或培養(yǎng)皿中，盡量平鋪成一薄層、再用濾紙或培養(yǎng)皿覆蓋上，以免灰塵沾污，

2、然后在室溫下放置直到干燥為止，適用于除去低沸點(diǎn)溶劑。2. 紅外燈干燥 熱穩(wěn)定性好又不易升華的固體中如含有不易揮發(fā)的溶劑時(shí)，為了加速干燥，常用紅外燈干燥。3. 烘箱烘干 烘箱用來干燥無腐蝕、無揮發(fā)性、加熱不分解的物質(zhì)。嚴(yán)禁將易燃、易爆物放在烘箱內(nèi)烘烤，以免發(fā)生危險(xiǎn)。采用紅外燈和烘箱干燥有機(jī)化合物，要慎之又慎，必須清楚了解化合物的性質(zhì)，特別是熱穩(wěn)定性。否則會(huì)造成有機(jī)化合物分解、氧化、轉(zhuǎn)化等嚴(yán)重問題。4. 真空加熱干燥 對(duì)高溫下易分解、聚合和變質(zhì)以及加熱時(shí)對(duì)氧氣敏感有機(jī)化合物，可采用專門的真空加熱干燥箱進(jìn)行干燥。將干燥物料處在真空條件下加熱干燥，并利用真空泵進(jìn)行抽氣、抽濕，加快干燥速率。如果沒有特別

3、要求，盡量采用循環(huán)水真空泵而不用油泵進(jìn)行抽濕。5. 真空冷凍干燥 對(duì)于受熱時(shí)不穩(wěn)定物質(zhì)，可利用特殊的真空冷凍干燥設(shè)備，在水的三相點(diǎn)以下，即在低溫低壓條件下，使物質(zhì)中的水分凍結(jié)后升華而脫去。但是該方法設(shè)備昂貴、運(yùn)行成本高，普通實(shí)驗(yàn)室很少采用。二、液體的干燥 從水溶液中分離出的液體有機(jī)物，常含有許多水分，如不干燥脫水，直接蒸餾將會(huì)增加前餾分造成損失，另外產(chǎn)品也可能與水形成共沸混合物而無法提純，影響產(chǎn)品純度。有機(jī)液體的干燥，一般是直接將干燥劑加入到液體中，除去水分。干燥后的有機(jī)液體，需蒸餾純化。1. 液體干燥劑的類型 按脫水方式不同可分為三類(1) 硅膠、分子篩等物理吸附干燥劑。(2) 氯化鈣、硫酸

4、鎂、碳酸鎂等通過可逆的與水結(jié)合，形成水合物而達(dá)到干燥目的。(3) 金屬鈉、P2O5、CaO等通過與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成新化合物而起到干燥除水的作用。前兩類干燥劑干燥的有機(jī)液體，蒸餾前須濾除干燥劑，否則吸附或結(jié)合的水加熱又會(huì)放出而影響干燥效果；第三類干燥劑在蒸餾時(shí)不用濾除。2. 常用干燥劑及選擇原則常用干燥劑的性能與應(yīng)用范圍見表2-3。選用干燥劑的原則是：(1) 干燥劑不能與待干燥的液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如無水氯化鈣與醇、胺類易形成配合物，因而不能用來干燥這兩類化合物；又如堿性干燥劑不能干燥酸性有機(jī)化合物。(2) 干燥劑不能溶解于所干燥的液體。(3) 充分考慮干燥劑的干燥能力，即吸水容量、干燥效能和

5、干燥速度。吸水容量是指單位質(zhì)量干燥劑所吸收的水量，而干燥效能是指達(dá)到平衡時(shí)仍舊留在溶液中的水量。常先用吸水容量大的干燥劑除去大部分水分，然后再用干燥效能強(qiáng)的干燥劑。表1 常用干燥劑的性能與應(yīng)用范圍干燥劑吸水作用酸堿性效能干燥速度應(yīng)用范圍氯化鈣CaCl2·nH2On=1,2,4,6中性中等較快，但吸水后表面為薄層液體所覆蓋，應(yīng)放置時(shí)間較長能與醇、酚胺、酰胺及某些醛、酮、酯形成配合物，因而不能用于干燥這些化合物硫酸鎂MgSO4·nH2On=1,2,4,5,6,7中性較弱較快應(yīng)用范圍廣，可代替CaCl2，并可用于干燥酯、醛、酮、腈、酰胺等不能用CaCl2干燥的化合物硫酸鈉Na2S

6、O4·10H2O中性弱緩慢一般用于有機(jī)液體的初步干燥硫酸鈣2CaSO4·H2O中性強(qiáng)快中性，常與硫酸鎂(鈉)配合，作最后干燥之用碳酸鉀K2CO3·H2O弱堿性較弱慢干燥醇、酮、醋、胺及雜環(huán)等堿性化合物；不適于酸、酚及其他酸性化合物的干燥氫氧化鉀(鈉)溶于水強(qiáng)堿性中等快用于干燥胺、雜環(huán)等堿性化合物；不能用于干燥醇、醇、醛、酮、酸、酚等金屬鈉Na+H2ONaOH+H2O堿性強(qiáng)快限于干燥醚、烴類中的痕量水分。用時(shí)切成小塊或壓成鈉絲氧化鈣CaO+H2OCa(OH)2堿性強(qiáng)較快適于干燥低級(jí)醇類五氧化二磷P2O5+3H2O2H3PO4酸性強(qiáng)快，但吸水后表面為粘漿液覆蓋，操作不

7、便適于干燥醚、烴、鹵代烴、腈等化合物中的痕量水分；不適用于干燥醇、酸、胺、酮等分子篩物理吸附中性強(qiáng)快適用于各類有機(jī)化合物干燥3. 液體干燥操作加入干燥劑前必須盡可能將待干燥液體中的水分分離干凈，不應(yīng)有任何可見的水層及懸浮的水珠，并置于錐形瓶中。干燥劑研細(xì)大小合適的顆粒。干燥劑不能用量不能太多，否則將吸附液體，引起更大的損失。采取干燥劑分批少量加入，每次加入后須不斷旋搖觀察一段時(shí)間，如此操作直到液體由混濁變澄清，干燥劑也不載粘附于瓶壁，振搖時(shí)可自由移動(dòng)，說明水分已基本除去，此時(shí)再加入過量1020的干燥劑，蓋上瓶蓋靜置即可。靜置干燥時(shí)間應(yīng)根據(jù)液體量及含水情況而定，一般約需0.5 h左右。干燥時(shí)如出現(xiàn)下列情況，要進(jìn)行相應(yīng)處理：(1) 干燥劑互相粘結(jié)，附于器壁上，說明干燥劑用量過少，干燥不充分，需補(bǔ)加干燥劑。(