重结晶课堂展示.pptx

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,#,五甲班第六组,作者：,成员：,组长：,与多项诺贝尔奖紧密相关的分离技术,重结晶,诺贝尔奖与分离技术,1903,，,1911,：居里夫人,1964：Hodgkin,结晶牛胰岛素的合成和提纯,诺贝尔奖与分离技术,1,898,：居里夫妇提取镭的氯化物过程,1,吨沥青铀矿渣,Na,2,CO,3,溶液,Ra,等的碳酸盐，,Na,2,SO,4,煮沸,碳酸盐,水洗,过滤,不溶物,碱洗（除,Pb、Al、Si,）,盐酸,氯化物溶液,Ba、Ra,氯化物约,8,千克,除钋、锕,氯化物溶液,富集,Ra,的氯化物仅零点几克,重结晶,重复上千次,诺贝尔奖与分离技术,1,898：居里夫妇提取镭的氯化物过程,居里夫人每次把 20多公斤的废矿渣放入冶炼锅里加热熔化，连续几个小时不间断地用一根粗大的铁棍搅动沸腾的渣液，而后从中提取仅含百万分之一的微量物质。,从1898年到1902年，经过无数次的提取，处理了几十吨矿石残渣，终于得到了0.1克的镭盐。,分离技术,1，蒸馏 2，分馏,3，离子交换 4，电渗析,5，萃取 6，过滤,7，吸附 8，沉淀,9，离心 10，超临界萃取,11，超声提取 12，双水相萃取,13，色谱分离 ,超临界萃取技术,超临界流体萃取,（,SFE，简称超临界萃取）,一种将超临界流体作为,萃取剂,，把一种成分（萃取物）从另一种成分（基质）中分离出来的技术。,起源,于20世纪40年代，70年代投入,工业应用,，并取得成功。,二氧化碳（CO,2,）,是最,常用的超临界流体。,膜分离技术,膜分离技术,一种在分子水平上不同,粒径,分子的混合物在通过,半透膜,时，实现,选择性分离,的技术。,都采用,错流过滤方式,。,在20世纪初,出现,，20世纪60年代后迅速,崛起,的一门分离新技术。,半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔,。,重结晶实验目的,1,.学习提纯食盐的原理和方法及有关离子的鉴定方法。,2,.掌握溶解、过滤、蒸发、浓缩、结晶、干燥等基本操作。,实验操作,不纯固体物质,不溶性杂质,滤液,结晶（产品）,母液可溶性杂质和部分提纯物）,溶解于溶剂，制备饱和溶液,趁热过滤,冷却、结晶,过滤、洗涤,实验注意点,1.在进行重结晶时，选择,理想的溶剂,是一个关键，理想的溶剂必须具备下列条件：,（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。,（4）容易,挥发,，易与结晶分离除去。,（5）能给出较好的,晶体,。,（6）,无毒,或毒性很小，便于操作。,还应根据结晶的,回收率,、,操作,的难易、溶剂,易燃性,和,价格,等来选择。,当难以选到一种合适的溶剂时，常可使用,混合溶剂,得到满意的效果。,实验注意点,2.粗制的有机化合物常含,有色杂质,当冷却析出结晶时,部分杂质又会被结晶吸附,使得产物带色。有时在溶液中存在着某些树脂状物质或不溶性杂质的均匀,悬浮体,使得溶液有些浑浊,常常不能用一般的过滤方法除去。,如果在溶液中加入少量的,活性炭,并煮沸5至10min。活性炭可吸附有色杂质、树脂状物质以及均匀分散的物质。趁热过滤除去活性炭,冷却溶液便能得到较好的结晶。,活性炭在水溶液中进行的脱色效果较好。除用活性炭脱色外,也可采用,硅藻土,等或,柱色谱,来除去杂质。,实验注意点,3.通常将待结晶物质置于锥形瓶中,加入较需要量,稍少,的适宜溶剂,加热到,微沸,一段时间后,若未完全溶解,可再次逐渐添加溶剂,每次加入后均需再加热使溶液沸腾,直至物质完全溶解。要使重结晶的产品纯且回收率高,溶剂的用量,是个关键,一般可比需要量多加20%左右的溶剂。,为了避免溶剂挥发及可燃溶剂着火或有毒溶剂中毒,应在锥形瓶上装置,回流冷凝管,添加溶剂可由冷凝管的上端加入。,为了过滤得较快,可选用颈短而粗的玻璃漏斗,这样可避免晶体在颈部析出而造成堵塞。在过滤前,要把漏斗放在烘箱中,预先烘热,待过滤时才将漏斗取出放在铁架上的铁圈中,或放在盛滤液的锥形瓶上。,实验注意点,若溶液稍经冷却就要析出结晶，则最好用,热水漏斗,，如图所示。热水漏斗要用铁夹固定好并预先烧热，在过滤易燃有机溶剂时注意要熄灭火焰。为了尽可能地利用滤纸的有效面积，加快过滤速度，滤纸应折成,菊花状,。折法如图所示。,实验注意点,4.将滤液在冷水浴中,迅速冷却,并,剧烈搅动,，可得到,颗粒很小,的晶体，小晶体包含的杂质较少，但表面积大，吸附于其表面的杂质较多。希望得到均匀而较大的晶体，可将滤液在室温或保温下,静置,使之缓慢冷却。,有时结晶不易析出，课用玻璃棒摩擦器壁或投入晶种，供给,定形晶核,，使晶体迅速形成。,5.在测定熔点前，晶体必须,充分干燥,，否则测定的熔点会偏低。固体干燥的方法很多，要根据重结晶所用溶剂及结晶的性质来选择：,（1）,空气凉干,。将抽干的固体物质转移到表面皿上，再用一张滤纸覆盖以免沾染灰尘。,（2）烘干,。对热稳定的物质可在烘箱中干燥。要注意控制温度并经常翻动晶体。,（3）用,滤纸吸干,。此方法缺点是易将滤纸纤维污染到固体物上。,（4）置于,干燥器,中干燥。干燥剂下部一般是变色硅胶。,提纯食盐的实验原理,粗的无机盐中含有,不溶性杂质,(如泥沙等)和,可溶性杂质,，不溶性杂质可通过溶解过滤的方法除去，可溶性杂质主要是,Ca,2+,、Mg,2+,、K,+,和,SO,4,2-,等离子，可以通过两种方法除去。其一是选择适当的试剂使它们生成,难溶化合物,的沉淀而被过滤除去，如食盐中的,Ca,2+,、Mg,2+,、SO,4,2-,离子；其二可以利用不同温度、不同的量的情况下,溶解度,的不同而予以去除，如食盐中的,K,+,离子。,首先，可在粗盐溶液中加入稍微过量的,BaCl,2,溶液，先除去,SO,4,2-,：,Ba,2+,+,SO,4,2-,=BaSO,4,将溶液过滤，除去,BaSO,4,沉淀，再在所得滤液（称滤液,1,，以后类推）中加入,NaOH,和,Na,2,CO,3,混合液，以除去,Ca,2+,、,Mg,2+,和过量的,Ba,2+,。,Mg,2+,+2OH-=Mg(OH),2,Ca,2+,+CO,3,2-,=CaCO,3,Ba,2+,+CO,3,2-,=BaCO,3,过滤除去沉淀，滤液2中过量的,NaOH,和,Na,2,CO,3,，可以用纯盐酸中和除去。,粗盐中的,K,+,和上述的沉淀剂都不起作用，但由于,KCl,的含量较少，因此在蒸发浓缩溶液的过程中，,NaCl,先结晶出来，而,KCl,则留在母液中。,提纯食盐的实验原理,粗食盐,盐溶液,过滤,溶解,BaCl,2,溶液,盐溶液,BaSO,4,（纯度检验）,过滤,K,+,，Na,+,Cl,-,，CO,3,2-,溶液,NaOH和Na,2,CO,3,溶液（纯度检验）,过滤,HCl,溶液,KCl，NaCl,溶液,加热，蒸发，冷却，结晶,NaCl,纯度检验,取精、粗盐各,1克，分别溶于5mL蒸馏水中（如果过于混浊，将粗盐溶液过滤）。再将二种澄清溶液分别盛于三支小试管中，组成三组，对照检验它们的纯度。,（1）,SO,4,2-,的检验,：在第一组溶液中分别加入2滴6mol/L HCl，使溶液呈酸性，再加入35滴1mol/L BaCl,2,。如有,白色沉淀,，证明有SO,4,2-,存在。,(2),Ca,2+,的检验,：在第二组溶液中分别加入2滴6mol/L HAc，使溶液呈酸性，再加入35滴饱和的(NH,4,),2,C,2,O,4,溶液。如有,白色CaC,2,O,4,沉淀,生成，证明有Ca,2+,存在。,Ca,2+,C,2,O,4,2-,CaC,2,O,4,(3),Mg,2+,的检验,：在第三组溶液中分别加入35滴6 mol/L NaOH，使溶液呈碱性，再加入1滴,镁试剂I,，若有天蓝色沉淀生成证明有Mg,2+,存在。镁试剂I为,对硝基苯偶氮间苯二酚,，在酸性溶溶中为黄色，在碱性溶液中呈红色或紫色。Mg,2+,与镁试剂I在碱性介质中反应生成兰色螯合物沉淀。由镁试剂检验Mg,2+,离子极为灵敏，最低检,出浓度为十万分之一。,自选实验：氯化钾和硝酸钠制硝酸钾,原料：,1,5g KCl和22g NaNO,3,水,原理：,KCl+NaNO,3,=KNO,3,+NaCl,自选实验：氯化钾和硝酸钠制硝酸钾,仪器：量筒、烧杯、台秤、石棉网、三角架、铁架台、热滤漏斗、布氏漏斗、吸滤瓶、水泵、瓷坩埚、坩埚钳、温度计（200）、硬质试管、烧杯（500ml）,材料：滤纸,实验流程,22g NaNO,3,15g KCl,KNO,3,溶液,加热蒸发至原体积的2/3，趁热过滤,加热，蒸发，自然冷却到约20,，过滤,KNO,3,晶体,加入到约,35mL水中，沸水浴，溶解,溶液,思考题,1溶解8.0g食盐加水30cm3的依据是什么?加水过多或过少对实验有什么影响?,答：NaCl溶解度在35g左右，8.03510023mL。加水过多造成蒸发时间过长，浪费能源。加水过少NaCl不能全溶解，产率偏低。,2在沉淀Ca,2+,、Mg,2+,离子时为何要加NaOH和Na,2,CO,3,的混合液，单独加Na,2,CO,3,行吗?为什么?,答：MgCO,3,微溶于水，而Mg(OH),2,难溶于水。不行，单独加Na,2,CO,3,不能够完全去除Mg,2+,。,3实验中怎样除去过量的沉淀剂、NaOH和Na,2,CO,3,?,答：BaCl,2,通过加过量Na,2,CO,3,除去，NaOH和Na,2,CO,3,通过加稀盐酸调节pH到酸性除去。,思考题,4提纯后的食盐溶液浓缩时为什么不能蒸干?,答：此时溶液中有少量K,+,，若蒸干就会析出KCl。而不蒸干则KCl不会达饱和析出。,5在检验SO,4,2-,时，为什么要加入盐酸溶液?,答：因为检验试剂BaCl,2,与CO,3,2-,也会生成沉淀，干扰检测，加酸可除去CO,3,2-,。,6检验Ca,2+,时，加(NH,4,),2,C,2,O,4,生成白色沉淀，为何同时要加入HAc?加HCl行吗?,答因为Ca,2+,与C,2,O,4,2-,反应，生成白色沉淀，为一种弱酸盐。这种沉淀难溶于醋酸，易溶于盐酸：,Ca,2+,C,2,O,4,2-,CaC,2,O,4,加入HAc促进CaC,2,O,4,析出，而加盐酸会溶解沉淀。,思考题,7若食盐中钾离子的量较大，在分离时要注意什么？,答：因为KCl溶解度随温度降低而下降较快，故应当趁热过滤。,参考文献,1 玛丽居里.居里夫人文选M.北京大学出版社,2010:16-20.,2 镭 DB/OL.2013-10-6.超临界流体萃取DB/OL.2013-10-6.zh.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E4%B8%B4%E7%95%8C%E6%B5%81%E4%BD%93%E8%90%83%E5%8F%96.,4 膜分离技术DB/OL.2013-10-6.陈虹锦.实验化学（上册）M.科学出版社,2007.,6 DB/OL.2013-10-6.End,