有機化合物的干燥及干燥劑的使用

1、有機化合物的干燥及干燥劑的使用干燥的目的是除去附在固體、或混雜在液體或氣體中的少最水分，也包括除去少最溶劑。進行物質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定前必須進行干燥處理。干燥方法有物理方法和化學方法兩種。物理方法如冷凍、分子篩和離子交換脫水等。在實驗室中常用化學方法，如向液態(tài)化合物中加入干燥劑，第一類干燥劑是與水結(jié)合生成水合物，第二類干燥劑是與水起化學反應，從而除去液態(tài)有機化合物中所含的水分。例如：CaCl2+6H2O=CaCl2-6H2O(第一類)2Na+2H2O2NaOH+2H2(第二類)一、液態(tài)有機化合物的干燥干燥劑的選擇常用干燥劑的種類很多，選用時必須注意卜列兒點：液態(tài)有機化合物的干燥，通常是將干燥劑加入液態(tài)有

2、機化合物中，所用的干燥劑必須不與該有機化合物發(fā)生化學或催化作用。干燥劑應不溶該液態(tài)有機化合物中。當選用與水結(jié)合生成水合物的干燥劑時，必須考慮干燥劑的吸水容最和干燥效能。吸水容屋是指單位重最干燥劑吸水炭的多少，干燥效能指達到平衡時液體被干燥的程度。例如，無水硫酸鈉可形成Na2SO4-10H2O,即lgNa2SO4最多能吸1.27g水，其吸水容最為1.27,但其水合物的水蒸氣壓也較大(25C時為255.9SPa),故干燥效能差。氯化鈣能形成CaCl2-6H2O,其吸水容帚為0.97,此水化物在25C水蒸氣壓為39.99Pa,故無水氯化鈣的吸水容最雖然較小，但干燥效能強。所以干燥操作時應根據(jù)除去水分

3、的具體要求而選擇合適的干燥劑。有時対含水較多的體系，常先用吸水帚人的干燥劑干燥，然后再用干燥效能強的干燥劑。通常這類干燥劑形成水化物需要一定的平衡時間，所以，加入干燥劑后必須放置一段時間才能達到脫水效果。已吸水的干燥劑受熱后又會脫水，其蒸氣壓隨著溫度的升高而增加，所以，對已干燥的液體在蒸飾Z前必須把干燥劑濾去。干燥劑的用量掌握好干燥劑的用駅是很重要的。若用駅不足，則不可能達到干燥的目的；若用帚太多,則由r干燥劑的吸附而造成液體的損失。以乙陋為例，水在乙艇中的溶解度在室溫時為1-1.5%,若用無水氯化鈣來干燥100niL含水的乙齪時，全部轉(zhuǎn)變成CaCl2-6H2O,其吸水容翁為0.97,也就是說

4、lg無水氯化鈣人約可吸收0.97g水，這樣，無水氯化鈣的理論用崑至少要lg，1何實際上遠遠超過lg,這是因為齪層中還有懸浮的微細水滴，其次形成高水化物的時間需要很長，往往不可能達到應有的吸水容覺，故實際投入的無水氯化鈣的屋是人人過翁的，常需用710g無水氯化鈣。操作時，一般投入少最干燥劑到液體中，進行振搖，如出現(xiàn)干燥劑附著器壁或相互粘結(jié)時，則說明干燥劑用最不夠，應再添加干燥劑；如投入干燥劑后出現(xiàn)水相，必須用吸管把水吸出，然后再添加新的干燥劑。干燥前，液體呈渾濁狀，經(jīng)干燥后變成澄清，這可簡單地作為水分基本除去的標忐。一般干燥劑的用最為每10mL液體約需0.5lg。由J：含水量不等，干燥劑質(zhì)龜?shù)牟?/p>

5、異，干燥劑的顆粒人小和干燥時的溫度不同等因素，較難規(guī)定具體數(shù)最，上述數(shù)起僅供參考。常用的干燥劑無水氯化鈣吸水后形成CaCl2iiH2O,n=l,2,4,6。吸水容M0.97CaCl2-6H2O計算),干燥效能中等，因為作用不快，平衡速度慢，所以，用無水氯化鈣干燥液體時需放置一段時間，并要間歇振蕩。氯化鈣適用坯類、齪類化合物干燥；不適用醇、酚、胺、酰胺、某些醛、酮以及酯有機物的干燥，因為能與它們形成絡合物。工業(yè)品可能含有氫氧化鈣或氧化鈣，故不能用來干燥酸類化合物。表1溫度対氯化鈣水合物蒸氣壓影響溫度/C壓力/Pa(mmHg)*固相-550.0冰-CaCl2-6H2O29.2759.9(5.7)C

6、aClr6HO-CaClr4HO29.8922.8(6.8)CaClr6HO-CaClr4HO381053.5(7.9)CaCb-4HO-CaClr2HO*760mmH=101325Pa,1mmHg=133.32Pa。無水硫酸諛中性,不與有機物和酸性物質(zhì)起作用，吸水形成MgSO47iH2O,n=l,2,4,5,6,7。當溫度在48“C以卜時形成MgSO4-7H2O,吸水容龜為1.05,干燥效能中等，可代替氯化鈣,還可干燥許多不能用氯化鈣干燥的有機化合物，應用范圍廣，是一種很好的中性干燥劑。無水硫酸鈉為中性干燥劑，價廉，吸水容量為1.25,但干燥速度緩慢，干燥效能差，一般用J：有機液體的初步干燥

7、，然后再用效能高的干燥劑干燥。無水硫酸鈣與有機化合物不起化學反應，不溶丁有機溶劑中，與水形成相當穩(wěn)定的水化物，25C時蒸氣壓為0.532Pa,是一種作用快，效能高的干燥劑，唯一的缺點是吸水容量小，常用J：第二次干燥(即在無水硫酸鎂、無水硫酸鈉干燥后作最后干燥之用)。無水碳酸鉀與水形成K2CO3-2H2O汗燥速度慢，吸水容量為0.2,干燥效能較弱，一般用水溶性醇和酮的初步干燥，或代替無水硫酸鎂，有時代替氫氧化鈉干燥胺類化合物，但不適用酸性物質(zhì)。金屬鈉魁、烷坯、芳坯和叔胺類有機物用無水氯化鈣或硫酸饌等處理后，若仍含有微覺的水分時，可加入金屬鈉(切成薄片或壓成絲)除去。但不宜用作醇、酯、酸、鹵代坯、

8、酮、醛及某些胺等能與鈉起反應或易被還原的有機物的干燥劑。有機化合物常用干燥劑列表2。表2各類有機化合物的常用干燥劑液態(tài)有機化合物適用的干燥劑瞇類、烷怪、芳怪CaC12、Na、P2O5醇類K2CO3、IgSO4、N32SO4、CaO醛類MgSOq、NapSOq酮類MgSO,Na2SO4K2CO3酸類MgSO,Na?SC)4酯類MgSOq、Na?SO4、K2CO3鹵代桂CaCl?、WIgSC4、NapSOq、P2O5有機堿類(胺類)NaOH.KOH分子篩應用最廣的分子篩是沸石分子篩,它是一種含鋁硅酸鹽的結(jié)晶，具有高效能選擇性吸附能力，常用A型分子篩有3A型、4A型和5A型三種。分子篩具有高度選擇性

9、吸附性能，是由其結(jié)構(gòu)形成許多與外部和通的均一微孔，凡是比此孔徑小的分子均進入孔道中，而較人者留在孔外，借此以篩分各種分子人小不同的混合瞇、乙醇和氯仿等有機溶劑中的少最水分;此外，還用吸附有機反應中生成的水分，效果較好。在使用分子篩干燥時應注意以卜幾點：分子篩使用前應活化脫水，溫度為350C,在常壓下烘干8h；活化溫度不超過600C?；罨蟮姆肿雍Y待冷至200C左右，應立即取出存干燥器備用；使用后的分子篩其活性會降低，須再經(jīng)活化方可使用，活化前須用水蒸氣或惰氣把分子篩中的其它物質(zhì)替代出來，然后再按進行處理。使用分子篩時，介質(zhì)的pH值應控制在512。分子篩宜除去微最水分，倘若水分過多，應先用其它干

10、燥劑去水，然后再用分子篩干燥。分子篩的吸附性能列表3。表3分子篩的吸附性能類型孔徑(A)能吸附不能吸附3A323.3氮氣、氧氣、氫氣、水、甲醇、乙醇、乙睛乙烯、二氧化碳4A4.24.7三氯甲烷以及可被3A吸附的分子乙烘等更大的分子5A4.95.5C3Ci4正構(gòu)烷桂及可被3A、4A吸附的物質(zhì)(n-C4H9)2NH及更大的分子4有機化合物的干燥操作在實驗中，液態(tài)有機化合物的干燥操作一般在干燥的三角燒瓶內(nèi)進行。待水分去后，按照條件選擇適當適覺的干燥劑投入液體里，塞緊(用金屬鈉作干燥劑時則例外，此時塞中應插入一個無水氯化鈣管，使氫氣放空而水氣不致進入)，振蕩片刻，靜置，使所有的水分全被吸去。若干燥劑用

11、屋太少，致使部分干燥劑溶解水時，用吸管吸出水層，再加入新的干燥劑，放置一定時間，至澄清為止，過濾后，進行蒸懾精制。二、固體物質(zhì)的常用干燥方法1晾干。若固體不吸水，這是最簡便的干燥方法。被干燥的固體應用抽濾盡最除凈水分或溶劑，然后在一張濾紙上而薄薄地攤開，用另一張濾紙覆蓋起來，在空氣中慢慢地晾干。加熱干燥。對J：熱穩(wěn)定的固體化合物，可以利用烘箱在適宜的溫度卜干燥，也可在真空恒溫干燥箱中干燥。如果固體樣品鼠較少且熔點在100C以上，可放在干凈的表皿上用水蒸氣浴炒干紅外線干燥。將固體樣品放在紅外燈卜烤干。紅外線干燥特點是穿透性強，干燥快。干燥器干燥。對易吸濕或在較高溫度干燥時會分解或變色的固體化合物可用干燥器干燥。干燥器如圖1所示，是一種具有磨II蓋子的厚質(zhì)玻璃器皿，又稱之為保干器，磨II上涂有一薄層凡士林，使其更好地密合。底部放置適最干燥劑，如變色硅膠、無水氯化鈣等,中間隔一個多孔瓷板，把待干燥的物質(zhì)放在瓷板上。圖1圖1干燥器開啟干燥器時，左手按住干燥器卜部，右手按住蓋上的圓頂，柔力推開器蓋，如圖2a所示；加蓋時也應拿住蓋上圓頂推著蓋好。挪動干燥器時，不應只端卜部，而應按住蓋子挪動，以防蓋子滑落，如圖2-b所示；當挪動較人的干燥器時，如圖2-c所示，用雙手抓緊上卜部磨