有机化合物的重结晶提纯共29页
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实验名称重结晶提纯法一、实验目的要求: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、热滤、脱色等操作技能。
二、实验重点与难点:1、重点:重结晶法2、难点:抽滤、热滤、脱色等操作技能三、实验教学方法与手段:陈述法,演示法四、实验用品(主要仪器与试剂):1、试剂:己二酸活性炭2、仪器:金属漏斗玻璃漏斗锥形瓶滤纸抽滤装置表面皿五、实验原理:1、定义:利用被提纯物质与杂质在同一种溶剂中溶解性能的显著差异,而将它们分离的操作称为重结晶。
从自然界提取或通过有机化学反应合成得到的固体有机化合物,常常含有少量的杂质,除去杂质最有效的方法就是用适当的溶剂进行重结晶,它是提纯固体有机物最常用的方法.大多数的固体有机物在溶剂中的溶解度随着温度的升高而增大,随温度的降低而减小,重结晶就是利用这个原理,使有机物在热溶剂中溶解,制成接近饱和的热溶液,趁热过滤,除去不溶性(在溶剂中溶解度很小)的杂质,再将溶液冷却,让有机物重新结晶析出,与可溶于冷溶剂(在溶剂中的溶解度很大)的杂质分离,这就是重结晶操作,经过一次或多次重结晶操作,可以大大提高固体有机物的纯度。
重结晶的一般过程为:选择合适的溶剂→溶解固体有机物制热饱和溶液→热滤、脱色除去杂质→冷却、析出晶体→抽滤→洗涤→干燥。
2、基本操作:(1)选择溶剂:选择适合的溶剂是重结晶的关键之一,适宜的溶剂必须符合以下几个条件:a、与被提纯的有机物不起化学反应;b、被提纯的有机物在该溶剂中的溶解度随温度变化显著,在热溶剂中溶解度大,在冷溶剂中溶解度小;c、杂质的溶解度很大(被提纯物成晶体析出时,杂质仍留在母液中)或很小(被提纯物溶解在溶剂中而杂质不溶,借热滤除去);d、溶剂的沸点适中,沸点过低,被提纯物在其中溶解度变化不大;过高时,附着于晶体表面的溶剂难以经干燥除去;e、价廉易得、毒性低、容易回收.选择溶剂时应根据“相似相溶”原理,溶质一般易溶于与其结构相似的溶剂中。
极性溶剂溶解极性固体,非极性溶剂溶解非极性固体.具体选择可通过查阅有关化学手册,也可以通过实验来确定。
3.重结晶原理:重结晶是提纯固体有机物最常用的一种方法。
固体有机化合物在溶剂中的溶解度和温度密切相关,通常温度升高溶解度增大。
把不纯的固体有机物溶解在热溶剂中,制成饱和溶液,将所得溶液冷却会因溶解度下降而变成过饱和溶液而析出结晶。
利用某种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,而杂质全部或大部分保留在溶液中,过滤所得到的晶体要比原来的纯净,这就是重结晶。
重结晶一般适合于纯化杂质含量小于5%的固体有机化合物。
杂质含量多,难以结晶,甚至析出含杂质较多的油状物,达不到提纯的目的,需进行多次重结晶才能达到提纯的目的。
此时,最好先用其他办法,如萃取﹑水蒸气蒸馏等进行初步提纯,降低杂质含量后,再用重结晶纯化。
在重结晶过程中首先要选择合适的溶剂,一般应遵循以下原则:(1)不与被提纯的物质起化学反应;(2)被提纯物在溶剂中的溶解度随温度的变化而有较大的变化;(3)杂质在溶剂中的溶解度很大(使杂质留在母液中,不与被提纯物质一起析出)或很小(饱和溶液趁热过滤时杂质可除去);(4)被提纯物在溶剂中能得到较好的结晶;(5)沸点较低,易与晶体分离除去,沸点最好低于被提纯物质的熔点。
若几种溶剂同样适合时,则应根据重结晶的回收率、溶剂的毒性、可燃性、价格、用量及操作难易等加以选择。
重结晶提纯法主要包括溶解、脱色(一般用活性炭)、热过滤、结晶和干燥等操作。
仪器与试剂150mL 烧杯﹑100mL 锥形瓶﹑布氏漏斗﹑热滤漏斗﹑抽滤瓶﹑短颈玻璃漏斗、表面皿、量筒、滤纸、玻塞。
粗苯甲酸、活性炭、70%乙醇。
实验步骤1.称取0.3g 粗苯甲酸于是150mL 烧杯中,加入60mL 水和几粒沸石。
在石棉网上加热至沸腾,并用玻璃棒不断搅拌,使固体溶解。
若发现有未溶解的固体,可继续分批加入少量热水,并煮沸至全溶。
若加入热水,不溶物并未减少,可能为不溶性杂质,无须再加水,记下全溶时所加水总体积。
2.移去火源,再加总体积15%左右的冷水,加入少许活性炭,略加搅拌,继续加热微沸5~10min 。
实验三重结晶提纯实验三重结晶提纯实验三重结晶提纯一、实验目的1、学习重结晶提纯固体有机物的原理和方法。
2、初步掌握抽滤、过滤的操作和剪、折叠滤纸的方法。
二、实验原理1、重结晶:利用被纯化的液态物质在某溶剂中的溶解度与杂质的溶解度相同,通过冷却熔化又加热结晶,以达至拆分提纯目的的操作过程。
2、重结晶提纯操作规程。
(见操作步骤)特别注意:重结晶只适合杂质含量在5%以下的液态有机混合物的纯化。
从反应细产物轻易重结晶是不适宜的,必须先采取其他方法初步提纯,然后再重结晶提纯。
【操作要点】⑴重结晶纯化时溶剂的挑选。
⑵加热溶解时溶剂量的控制、加热的方式、烧瓶的选用及安全隐患(防暴沸加沸石、防有机溶剂溶解、防雷)。
⑶脱色时活性炭的量的控制、加料时机。
⑷趁热过滤器的几种手段:保温圆柱形(常压)、布氏漏斗或砂芯圆柱形或三角玻璃试液圆柱形(减至压),滤纸的折叠、剪用(大小控制),真空泵的规范操作。
热滤能去除什么性质的杂质?⑸冷却的方式、结晶颗粒大小的控制。
⑹试液时如何避免滤纸穿孔?常温试液能够除去什么性质杂质?⑺冲洗溶剂的挑选与量的掌控、规范操作方式、晶体的迁移方式。
⑻实验室中药品的潮湿方式。
⑼称量时数据的有效数字留存。
⑽测熔点(下周)。
三、物理常数表1常用重结晶溶剂的物理常数溶剂沸点/℃冰点/℃相对密度与水混溶性易燃性水甲醇乙醇(95%)冰醋酸丙酮乙醚石油醚乙酸乙酯苯氯仿四氯化碳10064.9678.1117.956.234.5130~6077.0680.161.776.540<0<016.7<0<0<0<05<0<01.000.790.801.050.790.710.640.900.881.481.59+++++------0+++++++++++++++++++++00混合溶剂一般是以两种能以任何比例互溶的溶剂组成,其中一种对被提纯的化合物溶解度较大,而另一种溶解度较小,一般常用的混合溶剂有:乙醇―水、丙酮―水、乙醚―甲醇、乙醚―石油醚、醋酸―水、吡啶―水、乙醚―丙酮、苯―石油醚。
实验三重结晶提纯法一、实验目的:1.学习重结晶提纯固态有机物的原理和方法;2.掌握抽滤、热滤操作的方法。
二、实验原理:重结晶法是提纯固体有机物的常用方法。
固体有机物在溶剂中的溶解度一般随温度的升高而增大。
把待提纯的固体有机物溶解在热的溶剂中制成饱和溶液,趁热过滤,由于溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同,除去溶解度小的杂质。
冷却时由于溶解度降低,溶液变成过饱和而析出结晶,抽滤。
让溶解度大的杂质留在溶液中从而达到分离纯化的目的。
三、实验流程及装置图(c)为抽滤装置四、实验用品实验仪器:烧杯、三角烧瓶、滤纸、三角漏斗、布氏漏斗、抽滤瓶、表面皿、玻棒、量筒、水循环真空泵、铁架台、恒温磁力搅拌加热器。
实验药品:乙酰苯胺、活性碳五、实验步骤:1.洗涤、预热:将布氏漏斗、两个烧杯、抽滤瓶、玻璃棒、表面皿洗净,将洗净的布氏漏斗放入电热水浴锅中水浴加热。
2.称量:用托盘天平或电子称称取5克乙酰苯胺;3.溶解:将乙酰苯胺放于洗净的250ml三角烧瓶中(三角烧瓶因瓶口小,溶剂不易挥发,便于震荡,促进固体的溶解。
当溶剂为水时,可用烧杯),加入90ml蒸馏水,在恒温磁力搅拌加热器上加热、搅拌至沸腾,若不溶解,可加10ml热水使其溶解。
再多加20%∽30%的水。
(这样可避免热过滤时,晶体在漏斗上或漏斗颈中析出造成损失。
切不可再多加溶剂,否则冷后析不出晶体。
)4.除杂质:稍冷后,加入0.05~0.25克(粗产物的1%~5%,本实验用勺尖量即可)活性炭,煮沸5~10分钟。
5.抽滤:将布氏漏斗取出,装好抽滤装置,放上略小于底部的滤纸,用胶头滴管滴加蒸馏水或玻璃棒蘸取蒸馏水使之润湿,开泵、关安全瓶活塞,使滤纸紧贴漏斗,开活塞。
将三角烧瓶中的溶液沿玻璃棒倒入布氏漏斗中,趁热迅速将母液转移至另一烧杯中,用烧杯上层的水洗抽滤瓶中的晶体,一并转移到烧杯中,用冰水冷却(为使过滤更完全)、结晶。
洗布氏漏斗、换滤纸后,再抽滤,用玻璃钉挤压晶体,尽量除去母液,当布氏漏斗下端不再有溶剂滴出时,开安全瓶活塞。
重结晶提纯的原理
重结晶提纯是一种化学实验技术,常用于分离和纯化有机化合物。
其原理基于化合物的溶解度,即在不同溶剂中的溶解度差异。
重结晶提纯可以将杂质从有机化合物中去除,提高化合物的纯度。
在进行重结晶提纯时,首先将化合物与合适的溶剂混合,加热至该化合物的溶解点,使其完全溶解。
然后缓慢冷却溶液,使得化合物逐渐结晶出来。
结晶速度越慢,结晶度越高,同时也可以更好地排除杂质结晶。
接下来,将结晶沉淀离心或过滤,用冷溶剂洗涤,以去除表面的杂质。
最后,将得到的结晶物干燥,得到纯度更高的有机化合物。
值得注意的是,重结晶提纯涉及到化合物与溶剂的选择。
化合物的溶解度、溶解点以及杂质的溶解度都是需要考虑的因素。
此外,重结晶提纯也涉及到实验技巧,如加热、冷却速度、过滤等步骤的操作。
这些都需要根据具体情况进行调整和优化,以达到最佳的提纯效果。
总之,重结晶提纯是一种常用于有机化学实验中的纯化技术,其原理基于化合物在不同溶剂中的溶解度差异。
通过精确的实验操作和化合物与溶剂的选择,可以有效地去除有机化合物中的杂质,得到更纯的化合物。