《物質(zhì)的除雜提純》課件

物質(zhì)的除雜提純課程大綱1引言物質(zhì)除雜提純的意義和常見(jiàn)方法。2蒸餾法原理、適用范圍、操作步驟和優(yōu)缺點(diǎn)分析。3結(jié)晶法原理、適用范圍、操作步驟和優(yōu)缺點(diǎn)分析。4色譜法原理、適用范圍、操作步驟和優(yōu)缺點(diǎn)分析。5離心法原理、適用范圍、操作步驟和優(yōu)缺點(diǎn)分析。6吸附法原理、適用范圍、操作步驟和優(yōu)缺點(diǎn)分析。7實(shí)驗(yàn)案例分析通過(guò)實(shí)例講解物質(zhì)除雜提純的具體應(yīng)用。8小結(jié)與展望總結(jié)課程內(nèi)容，并展望未來(lái)物質(zhì)除雜提純的發(fā)展方向。引言物質(zhì)的純度是化學(xué)研究和生產(chǎn)中至關(guān)重要的指標(biāo)。除雜提純是獲得純凈物質(zhì)的關(guān)鍵步驟，它在化學(xué)研究、藥物生產(chǎn)、材料科學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。1.1物質(zhì)除雜提純的意義獲得純凈的物質(zhì)研究物質(zhì)的性質(zhì)和應(yīng)用保證物質(zhì)安全使用1.2常見(jiàn)的物質(zhì)除雜提純方法蒸餾法利用物質(zhì)沸點(diǎn)不同，將液體混合物分離的方法。結(jié)晶法利用物質(zhì)在溶液中的溶解度不同，將固體混合物分離的方法。色譜法利用物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相中分配系數(shù)的不同，將混合物分離的方法。離心法利用物質(zhì)密度不同，在離心力的作用下將混合物分離的方法。2.蒸餾法原理利用混合物中各組分沸點(diǎn)不同，將液體加熱至沸騰，使沸點(diǎn)低的組分汽化，然后冷凝成液體收集，從而分離混合物。適用范圍適用于分離沸點(diǎn)相差較大的互溶液體混合物，如酒精和水的混合物。2.1原理及適用范圍蒸餾原理利用液體混合物中各組分沸點(diǎn)不同，將液體加熱至沸騰，使沸點(diǎn)較低的組分汽化，再將蒸汽冷凝成液體，從而分離混合物。適用范圍適用于分離沸點(diǎn)相差較大的兩種互溶液體，如酒精和水、苯和甲苯等。2.2操作步驟1準(zhǔn)備準(zhǔn)備好蒸餾裝置，包括燒瓶、冷凝管、接收瓶等2加熱用酒精燈加熱燒瓶，使液體沸騰3冷凝蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝管冷卻，冷凝成液體4收集將冷凝后的液體收集到接收瓶中2.3優(yōu)缺點(diǎn)分析優(yōu)點(diǎn)蒸餾法適用于分離沸點(diǎn)相差較大的液體混合物，例如酒精和水。缺點(diǎn)對(duì)于沸點(diǎn)相近的液體混合物，蒸餾法效果不佳，例如汽油和煤油。3.結(jié)晶法原理結(jié)晶法利用物質(zhì)在溶液中溶解度隨溫度變化的性質(zhì)，將雜質(zhì)與目標(biāo)物質(zhì)分離。適用范圍適用于溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì)，如食鹽、白糖等。3.1原理及適用范圍原理結(jié)晶法是利用物質(zhì)在溶液中溶解度隨溫度變化的性質(zhì)，通過(guò)降溫使溶質(zhì)析出晶體的方法。適用范圍適用于溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì)，如食鹽、白糖等。3.2操作步驟1準(zhǔn)備飽和溶液將待提純的物質(zhì)溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲?，加熱至飽和狀態(tài)。2緩慢冷卻結(jié)晶慢慢冷卻飽和溶液，使溶解度降低，析出晶體。3過(guò)濾分離晶體用漏斗和濾紙過(guò)濾，將析出的晶體與母液分離。4洗滌干燥晶體用少量冷溶劑洗滌晶體，去除雜質(zhì)，然后干燥晶體。3.3優(yōu)缺點(diǎn)分析1優(yōu)點(diǎn)純度高，適用于分離和提純可溶性固體物質(zhì)。2缺點(diǎn)操作過(guò)程較慢，可能需要多次重結(jié)晶才能獲得較高的純度。4.色譜法原理及適用范圍色譜法利用不同物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相中分配系數(shù)的不同，使混合物中各組分在流動(dòng)相中以不同的速度移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)分離和分析。操作步驟包括樣品制備、進(jìn)樣、分離、檢測(cè)等步驟。常見(jiàn)方法包括氣相色譜、液相色譜、薄層色譜等。4.1原理及適用范圍原理色譜法是利用不同物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相中的分配系數(shù)不同而分離物質(zhì)的方法。適用范圍色譜法廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域，可用于分離、分析、純化和鑒定各種物質(zhì)，例如：分離天然產(chǎn)物、分析藥物成分、純化蛋白質(zhì)等。4.2操作步驟1樣品制備將待分離的樣品溶解在合適的溶劑中，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。2色譜柱填充將固定相填充到色譜柱中，并用流動(dòng)相平衡色譜柱。3進(jìn)樣將樣品溶液注入色譜柱，并用流動(dòng)相洗脫。4檢測(cè)用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)器檢測(cè)流出液，并記錄信號(hào)。5數(shù)據(jù)分析分析檢測(cè)信號(hào)，確定樣品中各組分的含量和性質(zhì)。4.3優(yōu)缺點(diǎn)分析優(yōu)點(diǎn)分離效率高，適合分離沸點(diǎn)差異較大的混合物。缺點(diǎn)操作復(fù)雜，需要專(zhuān)業(yè)的設(shè)備和技術(shù)。5.離心法原理及適用范圍離心法利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，將密度不同的物質(zhì)分離。適用于分離懸浮液或乳濁液中的固體和液體，以及不同密度的液體混合物。操作步驟將樣品放入離心管中，將離心管放入離心機(jī)中，設(shè)置轉(zhuǎn)速和離心時(shí)間，啟動(dòng)離心機(jī)，待離心結(jié)束后取出離心管。優(yōu)缺點(diǎn)分析優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，分離速度快，效率高。缺點(diǎn)：對(duì)樣品有一定的破壞性，不能分離密度相近的物質(zhì)。5.1原理及適用范圍原理利用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將不同密度物質(zhì)分離。適用范圍適用于分離固體和液體混合物，如沉淀物分離，細(xì)胞分離等。5.2操作步驟樣品準(zhǔn)備將待分離的樣品裝入離心管，并確保樣品體積和離心管容量相匹配。平衡離心管將裝有樣品的離心管放在離心機(jī)轉(zhuǎn)子中，并確保每個(gè)離心管的重量和體積一致，以平衡離心機(jī)。選擇轉(zhuǎn)速和時(shí)間根據(jù)樣品的性質(zhì)和分離需求，選擇合適的轉(zhuǎn)速和離心時(shí)間。離心啟動(dòng)離心機(jī)，將樣品在選定的轉(zhuǎn)速下離心指定的時(shí)長(zhǎng)。收集分離產(chǎn)物離心結(jié)束后，小心取出離心管，并根據(jù)需要收集沉淀或上清液。5.3優(yōu)缺點(diǎn)分析優(yōu)點(diǎn)分離速度快，效率高。優(yōu)點(diǎn)分離效果好，能夠分離不同密度的物質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單，易于掌握。缺點(diǎn)設(shè)備價(jià)格昂貴，維護(hù)成本高。6.吸附法原理利用吸附劑表面吸附雜質(zhì)，達(dá)到除雜目的。適用范圍適用于去除溶液中微量雜質(zhì)，如色素、氣體等。6.1原理及適用范圍1吸附原理吸附法利用吸附劑的表面積和活性來(lái)吸附雜質(zhì)，從而達(dá)到除雜的目的。吸附劑通常具有多孔結(jié)構(gòu)，表面積大，可以提供大量的吸附位點(diǎn)。2適用范圍吸附法適用于去除溶液中或氣體中的微量雜質(zhì)，特別是對(duì)于難以通過(guò)其他方法分離的雜質(zhì)，例如色素、氣味、重金屬離子等。6.2操作步驟1選擇吸附劑根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)選擇合適的吸附劑，例如活性炭、硅膠等。2混合吸附將吸附劑與待提純的物質(zhì)混合，充分接觸以吸附雜質(zhì)。3分離吸附劑通過(guò)過(guò)濾、離心等方法將吸附劑與提純物質(zhì)分離。6.3優(yōu)缺點(diǎn)分析優(yōu)點(diǎn)吸附法操作簡(jiǎn)便，成本低廉，易于實(shí)施。適用于去除溶液中微量雜質(zhì)或懸浮顆粒。缺點(diǎn)吸附劑的選擇和再生過(guò)程需要進(jìn)行研究。吸附劑的吸附容量有限，可能需要大量吸附劑才能達(dá)到理想的效果。實(shí)驗(yàn)案例分析通過(guò)實(shí)驗(yàn)案例的分析，可以更深入地理解物質(zhì)的除雜提純方法，并將其應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題中。案例一：NaCl中含有少量KCl利用NaCl和KCl的溶解度差異，通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶法，可