无水无氧操作技术

四：惰性气体的化 实验室中常用的惰性气体是氮、氩和氦。其中
氮最易得到，且价格便宜，因而使用得最为普遍。
以氮为保护气体的另一个优点是它的相对密度与 空气很接近，在氮保护下称量物质的质量不需要加 以校正。但是，由于氮分子在室温下与锂反应，在 较高温度下和别的物质(如金属镁)也能发生反应，氮 还能与某些过渡金属形成配合物，从而限制了它的 应用。因此在这种情况下必须用氩作保护气体。氩 较氮难得，价格昂贵，只有在特殊条件下才使用。 氮、氩、氦的净化方法基本相同。以氮为例说明惰 性气体的净化方法和过程是有普遍意义的。所谓情 性气体净化，主要是指将惰性气体中所含的氧和水 的量降到要求值以下。
2.1：
实验所需的仪器、药品、溶剂必须根据实验的要求 事先进行无水无氧处理
（具体操作参看《常用试剂的纯化》）。
2.2：
安装反应装置并与双排管连接好，然后小火加热烘 烤器壁抽真空—惰性气体置换（至少重复三次以上） ，把吸附在器壁上的微量水和氧移走。（加热一般用 酒精灯火焰来回烘烤器壁除去吸附的微量水份；惰性 气体一般用氮气或氩气，由于氮气便宜所以实验室常 用高纯氮（99.99%））。
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3.2 橡皮材质的处理
在处理空气敏感化合物的操作中，通常用橡皮管作为连 接物，用橡皮塞、橡皮隔膜作为密封物。这些物品在使 用前必须经过严格清洗和干燥，因为这类物质的表面很 粗糙，吸附着大量氧和水等杂质，也容易粘上油污，使 用前又不能用加热抽空等方法除去这些杂质，因此它们 的洗涤、干燥和保存更显得重要。这些物品的用途不同， 和溶剂、针头等接触的方式不同，可选用下面不同方法 处理。用蘸有惰性溶剂的脱脂棉花球擦洗其表面，去掉 表面的油污及机械杂质；用纯化过的溶剂冲洗管子的内 壁；
2：在操作中必须严格认真、一丝不苟、动 作迅速、操作正确。实验时要先动脑后动手。
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3：由于许多反应的中间体不稳定，也有不少化合 物在溶液中比固态时更不稳定，因此无氧操作往往需 要连续进行，直到拿到较稳定的产物或把不稳定的产 物贮存好为止。操作时间较长，工作比较艰苦。操作 者应该不怕苦、不怕累、操作者之间还应相互协作， 互相支持，共同完成实验任务。
由于Schlenk操作（双排管操作）的特点是在惰 性气体气氛下(将体系反复抽真空——充惰性气体)， 使用特殊的玻璃仪器进行操作；这一方法排除空气 比手套箱好，对真空度要求不太高(由于反复抽真 空——充惰性气体)，更安全，更有效。其操作量从 几克到几百克，一般的化学反应(回流、搅拌、滴加 液体及固体投料等)和分离纯化(蒸馏、过滤、重结晶、 升华、提取等)以及样品的储藏，转移都可用此操作， 因此已被广泛运用。
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由于无水无氧操作技术主要对象是对空气敏感的 物质，操作技术是成败的关键。稍有疏忽，就会 前功尽弃，因此对操作者要求特别严格。
1：实验前必须进行全盘的周密计划。由于无 氧操作比一般常规操作机动灵活性小，因此实验 前对每一步实验的具体操作、所用的仪器、加料 次序、后处理的方法等等都必须考虑好。所用的 仪器事先必须洗净、烘干。所需的试剂、溶剂需 先经无水无氧处理。
时针方向关闭总阀，指针归零；再反时针松开减压阀，
同样让指针归零，关闭节制阀）。
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三：玻璃仪器的洗涤干燥及橡皮材质的处理
3.１玻璃仪器的洗涤干躁
不论使用干燥箱技术、注射器针管技术，还是使用双 排管技术来处理对空气敏感化合物，仪器的洗涤和干燥 都是十分重要的。大多数空气敏感化合物遇水和氧都会 发生激烈反应，甚至酿成爆炸、着火等事故。器壁上吸 附的微量氧、水可能会导致实验失败。所以，仪器的洗 涤非常重要；必要时用稀酸、稀碱洗涤，甚至用铬酸洗 液浸泡，再用水和无离子水冲洗到仪器透亮、器壁上不 挂水珠为止。新的仪器也要经过严格洗涤后才能使用。 洗涤过的仪器放到空气中凉干，再放到干燥箱中烘烤； 干燥箱的温度为125℃时，需要干燥过夜；140℃时至少 干燥4h，从干燥箱中取出的仪器在惰性气流下趁热组装， 所有的接头要涂硅脂或碳氢润滑脂，在惰性气流下冷却 待用。或把仪器从干燥箱中取出趁热放到干燥器中冷却
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一：双排管操作的实验原理
双排管是进行无水无氧反应操作的一套非常有用的实 验仪器，其工作原理是：两根分别具有5—8个支管口的 平行玻璃管，通过控制它们连接处的双斜三通活塞，对 体系进行抽真空和充惰性气体两种互不影响的实验操作， 从而使体系得到我们实验所需要的无水无氧的环境要求。
二：双排管实验操作步骤
2.3：
加料(如果是固体药品可以在抽真空前先加，也可
以后加（但一定要在惰性气体保护下进行）；液体试
剂可以用注射器加入，一般在抽真空后)。
2.4：
反应过程中，注意观察记泡器保持双排管内始终要
有一定的正压(但要注意起泡速度，避免惰性气体的浪
费)直到反应得到稳定的化合物。
2.5：实验完成后应及时关源自惰性气体钢瓶的阀门（先顺无水无氧操作技术
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在我们的实验研究工作中经常会遇到一些特殊的化合物， 有许多是对空气敏感的物质——怕空气中的水和氧；为了 研究这类化合物——合成、分离、纯化和分析鉴定，必须 使用特殊的仪器和无水无氧操作技术。否则，即使合成路 线和反应条件都是合适的，最终也得不到预期的产物。所 以，无水无氧操作技术已在有机化学和无机化学中较广泛 的运用。目前采用的无水无氧操作分三种：(1)高真空线 操作(Vacuum-line);(2)Schlenk操作;(3)手套箱操作 (Glove-box)。
存放，干操器中充满惰性气体保护更好。像双排管这 种有活塞的仪器，在洗涤前一定要用蘸有溶剂的棉花 球将活塞内的润滑脂轻轻地擦洗干净，否则润滑脂很 难用水洗掉。干燥时互相配合的磨口接头或活塞要互 相脱离，分开放置，防止“粘结”到一起，干燥后放到 一起保存。即使这样洗涤干燥过的仪器，在使用前仍 需要加热抽空—惰性气体置换，把吸附在器壁上的微 量水和氧移走。一般干燥过的仪器，在加热抽真空时， 在仪器壁上会出现一层“水雾”，这足以说明加热抽 空—惰性气体置换这一步的必要性。