實(shí)驗(yàn)二-重結(jié)晶與過濾-JJX

1、本學(xué)期實(shí)驗(yàn)?zāi)夸洷緦W(xué)期實(shí)驗(yàn)?zāi)夸?.熔點(diǎn)測定及蒸餾2.重結(jié)晶與過濾3.萃?。ㄒ颐演腿∷芤褐械囊宜?，外加滴定）4.環(huán)己烯的制備5.紙色譜和薄層色譜。3一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 、學(xué)習(xí)重結(jié)晶的基本原理；2 、掌握重結(jié)晶的基本操作； 3 、學(xué)習(xí)減壓過濾的操作技術(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理 固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度一般隨溫度的升高而增大。把固體有機(jī)物溶解在熱的溶劑中使之飽和，冷卻時由于溶解度降低，有機(jī)物又重新析出晶體。 利用溶劑對被提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同，使被提純物質(zhì)從過飽和溶液中析出。讓雜質(zhì)全部或大部分留在溶液中，從而達(dá)到提純的目的。 三、主要步驟(1)將被提純的化合物，在已選好的溶劑中配制成沸騰或接近沸騰的飽和溶液

2、；(2)如溶液含有有色雜質(zhì)，可加活性炭煮沸脫色，將此飽和溶液趁熱過濾，以除去有色雜質(zhì)及活性炭；(3) 將濾液冷卻，使結(jié)晶析出；(4) 將結(jié)晶從母液中過濾分離出來；(5)洗滌，干燥；(6)測定熔點(diǎn)；(7)回收溶劑，當(dāng)溶劑蒸出后，殘液中析出含有較多雜質(zhì)的固體，根據(jù)情況重復(fù)上述操作，直到熔點(diǎn)不再改變。 注意: 雜質(zhì)含量過多對重結(jié)晶極為不利，影響結(jié)晶速率，有時甚至妨礙結(jié)晶的生成。重結(jié)晶一般只適用于雜質(zhì)含量約在百分之幾的固體有機(jī)物，所以在結(jié)晶之前根據(jù)不同情況，分別采用其他方法進(jìn)行初步提純，如水蒸氣蒸餾，減壓蒸餾，萃取等，然后再進(jìn)行重結(jié)晶處理。四、操作方法 1. 選擇溶劑 在進(jìn)行重結(jié)晶時，選擇合適的溶劑是

3、關(guān)鍵。有機(jī)化合物在溶劑中的溶解性往往與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，結(jié)構(gòu)相似者相溶，不似者不溶。如極性化合物一般易溶于水、醇、酮和酯等極性溶劑中，而在非極性溶劑如苯、四氯化碳等中要難溶解得多。這種相似相溶雖是經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，但對實(shí)驗(yàn)工作有一定的指導(dǎo)作用。選擇適宜的溶劑應(yīng)注意下列條件： （1）不與被提純化合物起化學(xué)反應(yīng)。 （2）在低/高溫下，被提純化合物的溶解度應(yīng)有顯著差別。冷溶劑對被提純化合物溶解度越小，回收率越高。 （3）溶劑對可能存在的雜質(zhì)溶解度較大，可把雜質(zhì)留在母液中，或?qū)﹄s質(zhì)溶解度很小，難溶于熱溶劑中，趁熱過濾以除去雜質(zhì)。 （4）能生成較好的結(jié)晶。 （5）溶劑沸點(diǎn)不宜太高，容易揮發(fā)，易與結(jié)晶分離。 （6）價廉

4、易得，無毒或毒性很小。 選擇溶劑的試驗(yàn)方法： (1)單一溶劑的選擇 取 0.1g 樣品置于干凈的小試管中，用滴管逐滴滴加某一溶劑，并不斷振搖，當(dāng)加入溶劑的量達(dá) 1mL 時，可在水浴上加熱，觀察溶解情況，若該物質(zhì)（ 0.1g ）在 1mL 冷的或溫?zé)岬娜軇┲泻芸烊咳芙?，說明溶解度太大此溶劑不適用。(a) 如果該物質(zhì)不溶于 1mL 沸騰的溶劑中，則可逐步添加溶劑，每次約 0.5mL ，加熱至沸，若加溶劑量達(dá) 4mL ，而樣品仍然不能全部溶解，說明溶劑對該物質(zhì)的溶解度太小，必須尋找其他溶劑。(b) 若該物質(zhì)能溶解 1-4mL 沸騰的溶劑中，冷卻后觀察結(jié)晶析出情況，若沒有結(jié)晶析出，可用玻棒擦刮管壁或

5、者輔以冰鹽浴冷卻，促使結(jié)晶析出。若晶體仍然不能析出，則此溶劑也不適用。(c) 若有結(jié)晶析出，還要注意結(jié)晶析出量的多少，并要測定熔點(diǎn)，以確定結(jié)晶的純度。最后綜合幾種溶劑的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定一種比較適宜的溶劑。（2）混合溶劑的選擇 a 固定配比法 將良溶劑與不良溶劑按各種不同的比例相混合，分別象單一溶劑那樣試驗(yàn)，直至選到一種最佳的配比。 b 隨機(jī)配比法 先將樣品溶于沸騰的良溶劑中，趁熱過濾除去不溶性雜質(zhì)，然后逐滴滴入熱的不良溶劑并搖振之，直到渾濁不再消失為止。再加入少量良溶劑并加熱使之溶解變清，放置冷卻使結(jié)晶析出。如冷卻后析出油狀物，則需調(diào)整比例再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或另換別的混合溶劑。 2 、溶樣 當(dāng)用有機(jī)溶劑

6、進(jìn)行重結(jié)晶時，使用回流裝置。將樣品置于圓底燒瓶或錐形瓶中，加入比需要量略少的溶劑，投入幾粒沸石，開啟冷凝水，開始加熱并觀察樣品溶解情況。若未完全溶解可分次補(bǔ)加溶劑，每次加入后均需再加熱使溶液沸騰，直至樣品全部溶解。此時若溶液澄清透明，無不溶性雜質(zhì)，即可撤去熱源，室溫放置，使晶體析出。 在以水為溶劑進(jìn)行重結(jié)晶時，可以用燒杯溶樣，在石棉網(wǎng)上加熱，其他操作同前，只是需估計(jì)并補(bǔ)加因蒸發(fā)而損失的水。如果所用溶劑是水與有機(jī)溶劑的混合溶劑，則按照有機(jī)溶劑處理。 在溶樣過程中，要注意判斷是否有不溶或難溶性雜質(zhì)存在，以免誤加過多溶劑。若難以判斷，寧可先進(jìn)行熱過濾，然后將濾渣再以溶劑處理，并將兩次濾液分別進(jìn)行處理

7、。在重結(jié)晶中，若要得到比較純的產(chǎn)品和比較好的收率，必須注意溶劑的用量。減少溶解損失，應(yīng)避免溶劑過量，但溶劑太少，又會給熱過濾帶來很多麻煩，可能造成更大損失，所以要全面衡量以確定溶劑的適當(dāng)用量，一般比需要量多加 20% 左右的溶劑即可。3 、脫色 向溶液中加入吸附劑并適當(dāng)煮沸，使其吸附掉樣品中的雜質(zhì)的過程叫脫色。最常使用的脫色劑是活性碳。 活性碳的使用：活性炭煮沸 5-10min ，活性炭可吸附色素及樹脂狀物質(zhì)（如待結(jié)晶化合物本身有色則活性炭不能脫色）。使用活性炭應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1. 加活性炭以前，首先將待結(jié)晶化合物加熱溶解在溶劑中。 2. 待熱溶液稍冷后，加入活性碳，振搖，使其均勻分布在溶液

8、中。如在接近沸點(diǎn)的溶液中加入活性炭，易引起暴沸，溶液易沖出來。 3. 加入活性炭的量，視雜質(zhì)多少而定，一般為粗品質(zhì)量的 1-5% ，加入量過多，活性炭將吸附一部分純產(chǎn)品。 4. 活性炭在水溶液中進(jìn)行脫色效果最好，它也可在其他溶劑中使用，但在烴類等非極性溶劑中效果較差。 4 、熱濾 熱濾即趁熱過濾以除去不溶性雜質(zhì)、脫色劑及吸附于脫色劑上的其他雜質(zhì)。熱濾的方法有兩種，即常壓過濾和減壓過濾。 1. 常壓過濾 2. 減壓過濾（抽濾） 注意：濾紙的直徑應(yīng)比布氏漏斗內(nèi)徑略小，但應(yīng)蓋住所有孔洞。停止抽濾時，應(yīng)注意先將橡皮管從吸濾瓶上拔下，后關(guān)閉抽氣泵，以防止倒吸。5 、冷卻結(jié)晶 將熱濾液冷卻，溶解度減小，溶

9、質(zhì)可部分析出。此步的關(guān)鍵是控制冷卻速度，使溶質(zhì)真正成為晶體析出并長到適當(dāng)大小，而不是以油狀物或沉淀的形式析出。 一般說來，若將熱濾液迅速冷卻或在冷卻下劇烈攪拌，所析出的結(jié)晶顆粒很小，小晶體包括雜質(zhì)少。因表面積較大，吸附在表面上的雜質(zhì)較多，若將熱濾液在室溫或保溫靜置讓其慢慢冷卻，析出的晶體較大，往往有母液或雜質(zhì)包在結(jié)晶體之間。 6 、晶體收集 析出的結(jié)晶體與母液分離，常用布氏漏斗進(jìn)行抽氣過濾。從漏斗上取出晶體時，常與濾紙一起取出，待干燥后， 用刮刀輕敲濾紙，注意勿使濾紙纖維附于晶體上，晶體即全部下來。 過濾少量的晶體，可用玻璃釘漏斗。7 、晶體的干燥 經(jīng)抽濾洗滌后的晶體，表面上還有少量的溶劑，因

10、此應(yīng)選用適當(dāng)方法進(jìn)行干燥。固體干燥方法很多，可用空氣晾干，也可用紅外燈烘干。對那些數(shù)量較大或易吸潮、易分解的產(chǎn)品，可放在真空恒溫干燥箱中干燥。如要干燥少量的標(biāo)準(zhǔn)樣品或送分析測試樣品，最好用真空干燥槍在適當(dāng)溫度下減壓干燥 2-4h 。干燥后的樣品應(yīng)立即儲存在干燥器中。8 、回收有機(jī)溶劑 用蒸餾的方法回收有機(jī)溶劑，并計(jì)算溶劑回收率 9 、測定熔點(diǎn) 將干燥好的晶體測定熔點(diǎn)，通過熔點(diǎn)來檢驗(yàn)其純度，以決定是否需要再作進(jìn)一步的重結(jié)晶。 乙酰苯胺的重結(jié)晶 (1) 在 150mL 錐形瓶中，加 2g 粗乙酰苯胺和 70mL 水。在石棉網(wǎng)上加熱至沸，并不斷用玻璃棒攪動，使固體溶解 ，再多加 2-3 mL 水（總

11、量約 90 mL)。然后移去火源，稍冷后，加少許活性炭，攪拌使混合均勻，繼續(xù)加熱微沸 5-10min 。 五、實(shí)驗(yàn)步驟（2）加熱溶解粗乙酰苯胺的同時，準(zhǔn)備好熱水漏斗，在漏斗里放一張疊好的折疊濾紙，并用少量熱水潤濕。將上述熱溶液盡快地傾入熱水漏斗中過濾于150mL燒杯中。過濾過程中要保持溶液的溫度（為此將未過濾的部分繼續(xù)用小火加熱以防冷卻）。所有溶液過濾完畢后，用少量熱水洗滌錐形瓶和濾紙。 （3）濾畢，用表面皿將盛濾液的錐形瓶蓋好，放置一旁稍冷后，用冷水冷卻以使結(jié)晶完全。 （3）結(jié)晶完成后，用布氏漏斗抽濾（濾紙用少量冷水潤濕，吸緊），使晶體與母液分離。用玻璃塞擠壓晶體，使母液盡量除去。拔下抽濾瓶上的橡膠管（或打開安全瓶上的放空旋塞），停止抽氣。加少量冷水到漏斗中，用玻璃棒松動晶體，然后重新抽干，這樣