重结晶

杂质较难溶解（ 设在室温下S （2）杂质较难溶解（SB<SA）。设在室温下SB 100ml ml， 100ml ml， ＝0.5克/100ml，SA＝2.5克/100ml，A在此沸 腾溶剂中的溶解度仍为9 100ml ml， 腾溶剂中的溶解度仍为 9.5 克 /100ml ， 则在 100ml 溶剂重结晶后的母液中含有2 ml溶剂重结晶后的母液中含有 100ml 溶剂重结晶后的母液中含有 2.5 克 A 和 即全部） 析出结晶A 0.5 克 （ 即全部 ） B ， 析出结晶 A7 克 ， 产物的 回收率为74％。但这时，即使A在沸腾溶剂中 回收率为74％ 但这时，即使A 74 的溶解度更大， 使用的溶剂也不能再少了， 的溶解度更大 ， 使用的溶剂也不能再少了 ， 否则杂质B也会部分地析出，就需再次重结晶。 否则杂质B也会部分地析出，就需再次重结晶。 如果混合物中杂质含量很多， 如果混合物中杂质含量很多 ， 则重结晶的溶 剂量就要增加， 或者重结晶的次数要增加， 剂量就要增加 ， 或者重结晶的次数要增加 ， 致使操作过程冗长，回收率极大的降低。 致使操作过程冗长，回收率极大的降低。 （ 3 ） 两者溶解度相等（ SA=SB ） 。 设在室温 两者溶解度相等 （ 下皆为2 100ml 若也用100ml溶剂重结 ml， 100ml 下皆为 2.5 克 /100ml ， 若也用 100ml 溶剂重结 仍可得到纯A 晶，仍可得到较困难。 很多 ， 则用重结晶分离产物就比较困难 。 在 含量相等时， A和 B含量相等时 ，重结晶就不能用来分离产 物了。 物了。 从上述讨论可以看出，在任何情况下， 从上述讨论可以看出 ， 在任何情况下 ， 杂志 的含量过多都是不利的（ 的含量过多都是不利的 （ 杂质太多还会影响 结晶速度，甚至妨碍结晶的生成） 结晶速度 ， 甚至妨碍结晶的生成 ） 。 一般重 结晶只适用于纯化杂质含量在5 结晶只适用于纯化杂质含量在 5 ％ 以下的固 体有机混合物。 体有机混合物。
重结晶及过滤
一、实验目的： 实验目的：
1、学习重结晶法提纯固态有机化合物的原理 和方法； 和方法； 掌握抽滤、热滤操作和滤纸的折叠、 2、掌握抽滤、热滤操作和滤纸的折叠、放置 方法。 方法。
二、实验原理： 实验原理：
固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有 密切关系。一般是温度升高，溶解度增大。 密切关系。一般是温度升高，溶解度增大。 若把固体溶解在热的溶剂中达到饱和， 若把固体溶解在热的溶剂中达到饱和，冷 却时即由于溶解度降低， 却时即由于溶解度降低，溶液变成过饱和 而析出晶体。 而析出晶体。利用溶剂对被提纯物质及杂 质的溶解度不同， 质的溶解度不同，可以使被提纯物质从过 饱和溶液中析出。 饱和溶液中析出。而让杂质全部或大部分 仍留在溶液中（若在溶剂中的溶解度极小， 仍留在溶液中（若在溶剂中的溶解度极小， 则配成饱和溶液后被过滤除去）， ），从而达 则配成饱和溶液后被过滤除去），从而达 到提纯目的。 到提纯目的。
3、乘热过滤除去不溶性杂质 、
由上述过程所得到的热溶液必须趁热过滤，以除去不溶解的 杂质和活性炭。常用热水漏斗过滤。同时采用折叠滤纸(亦 称菊花形滤纸)以加快过滤速度。滤纸向外突出的棱边应紧 巾于漏斗壁上。在过滤即将进行时，先用少量热的溶剂润湿， 以免干滤纸吸附溶液中的溶剂，使结晶析出而堵塞滤纸孔。 过滤时要用玻璃棒将溶液引入漏斗，以免溶液从滤纸和漏斗 之间漏入。为了减少溶剂挥发，漏斗上应盖上表面皿，并使 其凹面向下。盛滤液的容器一般要用锥形瓶，只有水溶液才 可收集在烧杯中。如果过滤顺利，常常只有很少的结晶在滤 纸上析出，而结晶较多时需用药匙收回到原来的瓶中，再加 适量溶剂加热溶解，趁热过滤后将锥形瓶用塞子塞好，静置 冷却使结晶完全析出。
2、将待重结晶物质制成热的饱和溶液 、
将待结晶样品置于圆底瓶或锥形瓶中，加入比需要量（根据 查得的溶解度数据或溶解度试验方法所得的结果进行估算） 略少的溶剂，如用低沸点有机溶剂重结晶，必须装上球形冷 凝管，以免加热时溶剂挥发。添加溶剂应由冷凝管上端加入， 如是易燃溶剂，应熄灭火焰。根据溶剂的沸点和易燃性，选 择适当的热浴。若加热到微微沸腾仍未完全溶解，应再分次 滴加溶剂，每次加入后均需再加热使溶液沸腾片刻，直至溶 质溶于最少量的微沸溶剂中。若留下固体不多，再加溶剂也 不能溶解，说明是不溶性杂质，不需要再加。要使重结晶的 产品更纯、回收率高，溶剂的用量是关键。虽然从减少溶解 损失来考虑，溶剂尽可能避免过量，但这样在热过滤时由于 溶液温度的迅速降低和溶剂的挥发，使结晶在滤纸上析出， 会带来很大的麻烦和损失，特别是当待结晶样品的溶解度随 温度变化很大时更是如此。因此，要根据这两方面的损失来 权衡溶剂的用量，一般比需要量多加20%左右的溶剂。
热水漏斗.它是一个用铜皮制作的双层漏斗。 使用时在夹层中注入约3/4容积的水，安放在 铁圈上，将玻璃三角漏斗连同菊花形滤纸放 入其中，在支管端部加热，至水沸腾后过滤。 在热滤的过程中漏斗和滤纸始终保持在约 100℃左右。过滤易燃溶液时一定要熄灭火源， 直到滤完为止，以免发生火灾。
4、晶体的析出 、 过滤得到的滤液冷却后，晶体就会析出。用冷水 或冰水迅速冷却并剧烈搅动溶液时，可得到颗粒很 小的晶体，将热溶液在空温条件下静置使之缓缓冷 却，则可得到均匀而较大的品体。 如果溶液冷却后晶体仍不析出，可用玻璃抹摩控 液面下的容器壁，也可加入品种，或进一步降低溶 液温度(用冰水或其它冷冻溶液冷却)。如果溶液冷 却后不析出品体而得到油状物时，可重新加热，至 形成澄清的热溶液后，任其自行冷却，并不断用玻 璃棒搅拌溶液，摩擦器壁或投人品种，以加速品体 的析出。若仍有油状物开始忻出，应立即剧烈搅拌 使油滴分散。
5、结晶的洗涤和收集 、
减压过滤：剪裁合符规格的滤纸放入漏斗中→ 减压过滤：剪裁合符规格的滤纸放入漏斗中→用少 量溶剂润湿滤纸→开启水泵并关闭安全瓶上的活塞， 量溶剂润湿滤纸→开启水泵并关闭安全瓶上的活塞， 将滤纸吸紧→借助玻棒， 将滤纸吸紧→借助玻棒，将待分离物分批倒入漏斗 并用少量滤液洗出粘附在容器上的晶体， 中，并用少量滤液洗出粘附在容器上的晶体，一并 倒入漏斗中→ 倒入漏斗中→进行减压过滤直至漏斗颈口无液滴为 打开安全瓶上的活塞，再关闭水泵→ 止→打开安全瓶上的活塞，再关闭水泵→用少量溶 剂润湿晶体→ 剂润湿晶体→再次开启水泵并关闭安全瓶上的活塞 进行减压过 滤直至漏斗颈口 无液滴为止。 无液滴为止。
常用的重结晶溶剂及其沸点 及其沸点。 ▲常用的重结晶溶剂及其沸点。 水 100 乙酸乙酯 77 氯 仿 61.7 甲 醇 65 冰 醋 酸 118 四氯化碳 76.5 苯 80 乙 醚 34.5 丙 酮 56 当不能选择到一种合适的溶剂时， ▲当不能选择到一种合适的溶剂时，常使用 混合溶剂而得到满意的结果
假设一固体混合物由9 克被提纯物A 假设一固体混合物由9.5克被提纯物A和0.5克 杂质B组成，选择某溶剂进行重结晶， 杂质B组成，选择某溶剂进行重结晶，室温时 在此溶剂中的溶解度分别为S A 、 B 在此溶剂中的溶解度分别为 SA 和 SB ， 通 常存在下列三种情况 。 室温下杂质较易溶解（ ）。设在 （1）室温下杂质较易溶解（SB>SA）。设在 室温下S 2.5克/100ml， 0.5g/100ml， 室温下SB＝2.5克/100ml， SA＝0.5g/100ml， 如果A在此沸腾溶剂中的溶解度为9.5g/100ml 9.5g/100ml， 如果A在此沸腾溶剂中的溶解度为9.5g/100ml， 则使用100ml溶剂即可使混合物在沸腾时全溶。 100ml溶剂即可使混合物在沸腾时全溶 则使用100ml溶剂即可使混合物在沸腾时全溶。 若将此滤液冷却至室温时可析出A9g A9g（ 若将此滤液冷却至室温时可析出A9g（不考虑 操作上的损失） 仍留在母液中， 操作上的损失）而B仍留在母液中，A损失很 即被提纯物回收率达到94％。如果 94％。如果A 小，即被提纯物回收率达到94％。如果A在此 沸腾溶剂中的溶解度为47.5 /100ml， 47.5克 沸腾溶剂中的溶解度为47.5克/100ml，则只 要使用20ml溶剂即可使混合物在沸腾时全溶， 20ml溶剂即可使混合物在沸腾时全溶 要使用20ml溶剂即可使混合物在沸腾时全溶， 这时滤液可析出A9.4 A9.4克 仍可留在母液中， 这时滤液可析出A9.4克，B仍可留在母液中， 被提纯物的回收率高达99 99％。 被提纯物的回收率高达99％。
1 蒸馏与分馏的区别 （1）蒸馏用于沸点相差较大或分离要求不高的液 体混合物的分离。分馏用于沸点相差较小或分离要 求较高的液体混合物的分离。 （2）两者在原理上相同，分馏相当于多次蒸馏。 不同点：a应用范围不同；b装置上也不同（分馏多 一个分馏柱）c、馏出速度不同（1-2 d/s，1d/2-3s） 2 韦氏分馏柱是一根每隔一定距离就有一组向下倾 斜的刺状物，且各组刺状物间呈螺旋状排列的分馏 管。使用该分馏柱的优点是：（操作简单 ）， （在分馏柱上残留少 ）。
三 实验操作
重结晶提纯法的一般过程为： 选择溶剂 溶解固体 除去杂质 晶体析出 晶体的收集与洗涤 晶体的干燥
1、选择适宜的溶剂 、
在进行重结晶时， 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： 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， 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
具体选择溶剂时，已知物的精制可查阅手册或参考类似化合 物重结晶的条件。若是未知物，主要是通过实验进行选择， 选择时应利用“相似相溶”的经验规律，并根据选择溶剂的 条件要求，用少量样品反复试验来选择和决定合适的溶剂， 即把少量（约0.1g）被提纯的样品研细放入试管中，用滴管 慢慢滴入溶剂并不断振摇，待加入溶剂量约1mL时，在水浴 上加热至沸，观察加热和冷却时样品溶解的情况：（1）如 样品在1mL冷或热的溶剂中都溶解，表明溶解度太大。（2） 如样品不溶于1mL沸腾的溶剂中，则可慢慢再滴入溶剂，每 次滴加0.1mL，并加热至沸。要是加入溶剂已达4mL仍不能 溶解，说明溶解度太小，该溶剂也不适用。（3）如化合物 能溶于1~4mL沸腾的溶剂中，此时应将试管冷却，或在室温 下静置。能自行析出结晶时，则可选择该溶剂为重结晶溶剂； 如结晶不能析出，可让溶剂挥发，也可用玻璃棒摩擦试管壁 或用冰水浴冷却，以促使结晶析出，如结晶仍不能析出，则 该溶剂不能选用，此时应改用其它溶剂或选用混合溶剂。