重结晶ppt.pptx

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,实验一,重结晶,一、,实验目的,1,、学习重结晶法提纯固体有机化合物的原理和方法。,2,、掌握抽滤、热过滤操作和菊花形滤纸的折叠方法。,意义：,从有机合成反应分离出来的固体粗产物往往含有未反应的原料、副产物及杂质，必须加以分离纯化，重结晶是分离提纯纯固体化合物的一种重要的、常用的分离方法之一。,固体有机物在溶剂中的溶解度一般随温度的升高而增大。,把固体有机物溶解在热的溶剂中使之饱和，冷却时由于溶解度降低，有机物又重新析出晶体。,利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，使被提纯物质从过饱和溶液中析出。让杂质全部或大部分留在溶液中，从而达到提纯的目的。,二、实验原理,适用范围：它适用于产品与杂质性质差别较大、产品中杂质含量小于,5%,的体系。,注意,，杂质含量过多对重结晶极为不利，影响结晶速率，有时甚至妨碍结晶的生成。重结晶一般只适用于杂质含量约在百分之几的固体有机物，所以在结晶之前根据不同情况，分别采用其他方法进行初步提纯，如水蒸气蒸馏，减压蒸馏，萃取等，然后再进行重结晶处理。,二、重结晶提纯法的一般过程：,选择适宜的溶剂,加热，制成饱和溶液,加活性炭，脱色,趁热过滤,冷却，结晶,抽滤，洗涤,干燥,1、溶剂选择,在进行重结晶时，选择合适的溶剂是一个关键问题。有机化合物在溶剂中的溶解性往往与其结构有关，结构相似者相溶，不似者不溶。如极性化合物一般易溶于水、醇、酮和酯等极性溶剂中，而在非极性溶剂如苯、四氯化碳等中要难溶解得多。选择适宜的溶剂应注意下列条件：,（1）不与被提纯物质起化学反应。,（2）在较高温度时能溶解多量的被提纯物质；而在室温或更低温度时，只能溶解很少量的该种物质。,（3）对杂质溶解非常大或者非常小（前一种情况是要使杂质留在母液中不随被提纯物晶体一同析出；后一种情况是使杂质在热过滤的时候被滤去）。,（4）,溶剂沸点不宜太高，容易挥发，易与结晶分离。,（5）能生成较好的晶体。,（6）,价廉易得，无毒或毒性很小。,经常采用以下试验的方法选择合适的溶剂：,（1）单一溶剂的选择,取0.1g目标物质于一小试管中，滴加约1mL溶剂，加热至沸。若完全溶解，且冷却后能析出大量晶体，这种溶剂一般认为合用。如样品在冷时或温热时，都能溶于1mL溶剂中，则这种溶剂不合用。若样品不溶于1mL沸腾溶剂中，再分批加入溶剂，每次加入0.5mL，并加热至沸。总共用3mL热溶剂，而样品仍未溶解，这种溶剂也不合用。若样品溶于3mL以内的热溶剂中，冷却后仍无结晶析出，这种溶剂也不合用。,溶剂,沸点,/,冰点,/,相对密度,与水的混溶性,易燃性,水,100,0,1.00,+,0,甲醇,64.96,0,0.79,+,+,乙醇,(95%),78.1,0,0.80,+,+,冰醋酸,117.9,16.7,1.05,+,+,丙酮,56.2,0,0.79,+,+,常用的重结晶溶剂物理常数,乙醚,34.51,0,0.71,-,+,石油醚,3060,0,0.64,-,+,乙酸乙酯,77.06,0,0.90,-,+,苯,80.1,5,0.88,-,+,氯仿,61.7,0,1.48,-,0,四氯化碳,76.54,0,1.59,-,0,（2）混合溶剂的选择,由两种能以任意比例混溶的溶剂组成,其中一种对,被提纯物的溶解度大，另一种对被提纯物的溶解度小。,a 固定配比法。将良溶剂与不良溶剂按各种不同的比例相混合，分别象单一溶剂那样试验，直至选到一种最佳的配比。,b 随机配比法。先将样品溶于沸腾的良溶剂中，趁热过滤除去不溶性杂质，然后逐滴滴入热的不良溶剂并摇振之，直到浑浊不再消失为止。再加入少量良溶剂并加热使之溶解变清，放置冷却使结晶析出。如冷却后析出油状物，则需调整比例再进行实验或另换别的混合溶剂。,常用混合溶剂：,乙醇水，丙酮水，乙醚甲酸，乙醚石油醚，乙,酸水，吡啶水，乙醚丙酮，苯石油醚,2、固体物质的溶解,当用,有机溶剂,进行重结晶时，使用回流装置。将样品置于,圆底烧瓶或锥形瓶中，加入比需要量略少的溶剂，开动搅拌，开启冷凝水，开始加热并观察样品溶解情况。若未完全溶解可分次补加溶剂，每次加入后均需再加热使溶液沸腾，直至样品全部溶解。此时若溶液澄清透明，无不溶性杂质，即可撤去热源，室温放置，使晶体析出。,在以,水为溶剂,进行重结晶时，可以用,烧杯溶样,，在石棉网上加热，其他操作同前，只是需估计并补加因蒸发而损失的水。如果所用溶剂是水与有机溶剂的混合溶剂，则按照有机溶剂处理。,在溶样过程中，,要注意判断是否有不溶或难溶性杂质存在，以免误加过多溶剂。,若难以判断，宁可先进行热过滤，然后将滤渣再以溶剂处理，并将两次滤液分别进行处理。在重结晶中，若要得到比较纯的产品和比较好的收率，必须注意溶剂的用量。减少溶解损失，应避免溶剂过量，但溶剂太少，又会给热过滤带来很多麻烦，可能造成更大损失，所以要全面衡量以确定溶剂的适当用量，一般比需要量多加 20%左右的溶剂，有时甚至更多。,3、杂质的除去（热过滤）,热溶液中若还含有不溶物，应在热水漏斗中使用短而粗的玻璃漏斗趁热过滤。（短颈漏斗预热）,过滤使用菊花形滤纸。,热滤的方法有两种，,即常压过滤和减压过滤。,溶液若有不应出现的颜色，向溶液中加入脱色剂-活性碳。并适当煮沸，使其吸附掉样品中的杂质的过程叫,脱色,。,使用活性炭应注意以下几点,：,1.加活性炭以前，首先将待结晶化合物加热溶解在溶剂中。,2.待饱和热溶液,稍冷,后，加入活性碳，振摇，使其均匀分布在溶液中。煮沸 5-10min，活性炭可,吸附色素及树脂状物质,（如待结晶化合物本身有色则活性炭不能脱色）。如在接近沸点的溶液中加入活性炭，易引起,暴沸,，溶液易冲出来。,3.加入活性炭的量，视杂质多少而定，一般为,粗品质量的 1-5%,，加入量过多，活性炭将吸附一部分纯产品。,4.活性炭在水溶液中进行脱色效果最好，它也可在其他溶剂中使用，但在烃类等非极性溶剂中效果较差。,4、冷却、结晶,将收集的热滤液室温静置缓缓冷却（一般要几小时后才能完全），不要急冷滤液，因为这样形成的结晶会很细、表面积大、吸附的杂质多。有时晶体不易析出，则可用玻棒磨擦器壁或加入少量该溶质的结晶，不得已也可放置冰箱中促使晶体较快地析出。,5、抽滤和洗涤,把结晶通过抽气过滤从母液中分离出来。滤纸的直径应小于布氏漏斗内径！抽滤后打开安全瓶活塞停止抽滤，以免倒吸。用少量溶剂润湿晶体，继续抽滤，干燥。,6、晶体的干燥,纯化后的晶体，可根据实际情况采取自然晾干，或烘箱烘干。也可用红外灯烘干。对那些数量较大或易吸潮、易分解的产品，可放在真空恒温干燥箱中干燥。,7.测定熔点,将干燥好的晶体测定熔点，通过熔点来检验其纯度，以决定是否需要再作进一步的重结晶。,尿素的重结晶,（,1,）热溶解：,50 mL的圆底烧瓶,，加入2 g粗尿素，8 ml无水乙醇，装上回流装置，通冷凝水，搅拌，加热回流数,5-10,分钟，观察溶解情况。,【,如固体有机物不能全溶，用滴管自冷凝管上端加入适量溶剂，继续回流，至固体全溶（2 mL）,】,三、实验操作及注意事项,（,2,）加过量溶剂（,10,15 mL,）,溶液稍降温后加入适量的活性炭，继,续煮沸,5,10 min,。,活性炭不可在沸腾时加入,（,3),用折叠菊花滤纸在保温漏斗（或短,颈漏斗）上趁热过滤。,锥形瓶,收集滤液。,应事先作好准备，操作要迅速,实验操作,（,4,）冷却，结晶。,结晶时切忌骤冷或搅动，,应将滤液静置自然冷却，,若冷却较长时间无晶体析出，可用玻璃棒沿瓶壁上下摩擦或可投入几颗晶种,(,同一种物质的纯晶体,),。,实验操作,（,5,）抽滤。,滤纸的直径应比布氏,漏斗内径略小，但应盖,住所有孔洞。,停止抽滤时，应注意,先将橡皮管从吸滤瓶上,拔下，后关闭抽气泵，,以防止倒吸。,实验操作,（,6,）洗涤：将少量溶剂均匀洒在固体上，使溶剂淹盖住,固体为宜。,可用玻璃棒小心搅动，但不能使滤纸松动或破损！,一般要洗涤一到两次。洗涤时，要用和重结晶相同,的冷溶剂，不能边抽边洗！,（,7,）晶体干燥。,实验操作,注意事项,1、用活性炭脱色时，不要把活性炭加入正在沸腾的溶液中。,2、滤纸不应大于布氏漏斗的底面。,3、在热过滤时，整个操作过程要迅速，否则漏斗一凉，结 晶在滤纸上和漏斗颈部析出，操作将无法进行。,4、洗涤用的溶剂量应尽量少，以避免晶体大量溶解损失。,5、停止抽滤时先将抽滤瓶与抽滤泵间连接的橡皮管拆开，或者将安全瓶上的活塞打开与大气相通，再关闭泵，防止水倒流入抽滤瓶内。,总结,1,）重结晶时一定要对你的产品和杂质做一个很详细的了解，比如溶解度，极性大小，对温度的要求等物理性质,2,）溶剂的选择在重结晶中最重要和最困难，一个好的溶剂可以提高收率和纯度,3,）活性炭脱色要待固体物质完全溶解后才加入，并煮沸,5,10min,。要注意活性炭不能加入已沸腾的溶液中，以免溶液暴沸而从容器中冲出。,4,）物料的纯度一般在,9,0%,以上,5,）要用心学习和总结每次重结晶的数据，可以避免走弯路，提高效率。,思考题,1,、活性炭为什么要在固体物质全溶后加入？又为什么不能在溶液沸腾时加入？,2,、在热过滤时，溶剂挥发对重结晶有何影响？如何减少溶剂挥发？,3,、抽气过滤收集晶体时，为什么要先打开安全瓶放空旋塞再关闭水泵？,4,、用有机溶剂重结晶时，在哪些操作上容易着火？应如何防止？,5,、重结晶时，为什么溶剂不能太多，也不能太少？如何正确控制剂量。,6,、重结晶提纯固体有机物时，有哪些步骤？简单说明每一步的目的,