关于重结晶问题的探讨与总结(2篇)
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2024年关于重结晶问题的探讨与总结范例《金属材料与热处理》教学大纲【复习问题】1. 金属的力学性能如何定义?它包括哪些特性?2. 金属的工艺性能是什么?主要涵盖哪些方面?【新课】(____课时)第二章金属的结构与结晶【基本要求】1. 理解金属的晶体结构。
2. 掌握纯金属的结晶过程。
【重点】1. 金属结构的基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶体、多晶体,以及金属晶格的常见三种类型。
2. 金属结晶的基本过程。
3. 晶粒的概念及其大小对金属材料性能的影响。
【难点】实际金属的晶体缺陷及其对材料性能的影响(选讲)。
§2-1 金属的晶体结构一、晶体与非晶体1. 晶体:原子(离子或分子)在空间呈现规则排列的物质称为晶体。
这种规则排列是由于原子间的相互吸引力和排斥力达到平衡所致。
2. 非晶体:原子在内部无序堆积的物质,如玻璃、松香等,其原子排列无规律且无次序。
二、晶体结构的概念1. 晶格与晶胞:晶格是由点阵中的结点通过一系列平行直线连接形成的三维空间格子,而晶胞是构成晶格的最基本单元。
2. 晶面与晶向:晶面是点阵中结点构成的平面,晶向是点阵中结点形成的直线。
三、密排六方晶格由____个原子构成的简单六方晶体,上下两个六方面心各有一个原子,且简单六方体中心还有一个原子。
属于这种晶格的金属包括铍(Be)、Mg、Zn和Cd等。
§2-2 纯金属的结晶1. 结晶的基本定义:物质从液态转变为固态的过程称为凝固,如果形成晶体结构,则称为结晶。
金属冷却过程中从液态转变为固态的过程即为金属的结晶。
二、纯金属的冷却曲线及过冷度1. 过冷度对晶粒大小的影响:过冷度大,结晶驱动力增加,形核率和长大速度增大,导致晶粒细化。
但过冷度过大,结晶变得困难。
参考图2-14。
三、变质处理与振动处理2. 变质处理:在金属结晶前加入特定合金,增加可作为非自发晶核的固态质点,提高形核率,细化晶粒。
3. 振动处理:通过振动减少液态金属的过冷度,影响结晶过程,有助于细化晶粒。
重结晶技术经验小结众所周知,固体有机物在任何一溶剂中的溶解度,均随温度的升高而增加,所以将一个有机化合物在某溶剂中,在较高温度时制备成饱和溶液,然后使其冷却到室温或降至室温以下,即会有部分成结晶析出。
利用溶剂与被提纯物和杂质的溶解度不同,让杂质全部留在溶液或大部分留在溶液;当然,有时一开始析出的结晶也可能是杂质,而需要的组分则在溶液中。
通过上述我们知道影响重结晶纯化的重要因素是:溶剂的选择;热溶液的制备;冷却析晶一、溶剂的选择1、不与被提纯物质起化学反应。
例如脂肪族卤代烃类化合物不宜用作碱性化合物结晶和重结晶的溶剂;醇类化合物不宜用作酯类化合物结晶和重结晶的溶剂,也不宜用作氨基酸盐酸盐结晶和重结晶的溶剂。
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;3.对杂质的溶解度非常大或非常小,前一种情况杂质留于母液内,后一种情况趁热过滤时杂质被滤除;4.溶剂的沸点不宜太低,也不宜过高。
溶剂沸点过低时制成溶液和冷却结晶两步操作温差小,团体物溶解度改变不大,影响收率,而且低沸点溶剂操作也不方便。
溶剂沸点过高,附着于晶体表面的溶剂不易除去。
用于结晶和重结晶的常用溶剂有:水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、冰醋酸、二氧六环、四氯化碳、苯、石油醚等。
此外,甲苯、硝基甲烷、乙醚、二甲基甲酰胺、二甲亚砜等也常使用。
二甲基甲酰胺和二甲亚砜的溶解能力大,当找不到其它适用的溶剂时,可以试用。
但往往不易从溶剂中析出结晶,且沸点较高,晶体上吸附的溶剂不易除去,是其缺点。
乙醚虽是常用的溶剂,但是若有其它适用的溶剂时,最好不用乙醚,因为一方面由于乙醚易燃、易爆,使用时危险性特别大,应特别小心;另一方面由于乙醚易沿壁爬行挥发而使欲纯化的化学试剂在瓶壁上析出,以致影响结晶的纯度。
5.能给出较好的结晶。
溶剂是制备结晶的关键所在。
一般首选乙醇。
另外,尽可能选择单一溶剂,这样在大生产时也可较好的解决母液回收套用问题,降低成本。
结晶的获得和重结晶摘要本文结合基础有机实验课程中的相关实例,对结晶的获得和重结晶操作的基本原理和影响因素做了较为细致的阐述与讨论。
1 引言有机合成中,从反应体系中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。
为了得到纯度较高的产品以便进行检测分析或是用于之后的反应,有机合成中的粗产品一般需要加以分离纯化。
重结晶是分离提纯固体化合物的一种重要且常用的分离方法,利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度的不同,而使不同组分分离开来。
在基础有机实验中,制备固体产物最常用的提纯方法就是重结晶,因而对重结晶操作的掌握程度,直接影响了最终产品的产率和纯度,是该次实验成功与否的决定因素之一。
2 基本原理重结晶操作利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度不同或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同而使它们相互分离。
固体有机物在溶剂中的溶解度一般随温度变化,通常情况下,温度升高,溶解度增大。
实际操作中,先加热回流使溶质溶解于合适的溶剂中,可视情况加入活性炭脱色,热过滤除去不溶性杂质后冷却。
当温度降低,样品的溶解度下降,溶液变成过饱和,从而结晶析出,过滤洗涤干燥得到产物。
而剩下的可溶性杂质留在母液中,达到分离纯化目的。
从以上原理中可以看出,要想获得较好的分离纯化效果,一般需要满足如下条件:1)样品在溶剂中的溶解度随温度有较明显变化,一般需要高温较易溶,低温较难溶;2)杂质在溶剂中溶解度较小或较大,以便过滤除去或留在母液中;3)重结晶过程中样品化学性质保持稳定;4)重结晶所用溶剂的量要适中,过少容易造成热过滤时的析出损失,而过多会导致样品在母液中的溶解损失;5)粗品中杂质含量不可过高,一般小于5%时纯化效果较好。
在对安息香和二苯乙二酮混合物的重结晶实验中,每个实验室的同学共同探究了杂质含量以及溶剂用量对重结晶回收率和提纯效果的影响。
实验中利用薄层色谱来检验重结晶所得产品的纯度。
从该次实验结果中发现,不考虑实际操作者的熟练程度,一般情况下,溶剂量过多时,溶解在母液中的样品过多,导致回收率较低;而溶剂过少会使溶质很容易在漏斗中析出,造成大量损失,两者都不利于提高重结晶的回收率。
____年关于重结晶问题的探讨与总结标准引言:重结晶是化学领域中一项常用且重要的技术。
通过重结晶可以提纯溶液中的溶质,获得高纯度的晶体。
在实践中,人们对于重结晶问题的探讨和总结具有非常重要的意义。
本文将对____年相关的重结晶问题进行探讨与总结,并提出相应的标准。
一、重结晶实验设计和参数优化重结晶的实验设计和参数优化是解决重结晶问题的关键。
在____年,众多研究者将致力于设计更高效、更可控的重结晶实验,并优化相关参数。
对于重结晶实验设计,需要考虑以下因素:1. 溶剂选择:选择适当的溶剂可以提高重结晶的效果。
应考虑溶剂的溶解度、挥发性、毒性等因素。
2. 降温速率:降温速率对晶体的形态和纯度有重要影响。
适当的降温速率可以避免杂质结晶,获得高纯度的晶体。
3. 搅拌速度:搅拌速度可以影响晶体的尺寸和形态。
通过调节搅拌速度,可以获得所需的晶体尺寸和形态。
4. 晶体生长时间:晶体生长时间对晶体的纯度有重要影响。
适当的晶体生长时间可以提高晶体的纯度。
二、晶体品质评估与控制重结晶的关键目标是获得高纯度的晶体。
因此,需要对获得的晶体进行品质评估与控制。
在____年,人们将致力于研究更准确、更可靠的晶体品质评估方法,并制定相应的控制标准。
常用的晶体品质评估参数包括:1. 溶解度:晶体的溶解度可以反映其纯度。
溶解度的测定可以通过测定在不同温度下的溶解度来进行。
2. 熔点:晶体的熔点可以用来评估其纯度。
通过测定晶体的熔点,可以判断晶体是否存在杂质。
3. 光学性质:晶体的光学性质可以用来评估其纯度和结晶形态。
透射光谱、反射光谱等技术可以用来测定晶体的光学性质。
4. 结晶形态:晶体的形态可以用来评估其纯度和结晶过程的控制性。
通过显微镜观察晶体的形态,可以判断晶体的纯度和结晶条件的控制性。
三、重结晶机制研究重结晶过程涉及到晶体的生长和溶质的析出。
在____年,人们将继续深入研究重结晶机制,以进一步提高重结晶的效果。
一些可能的研究方向包括:1. 溶质-溶剂相互作用:研究溶质与溶剂之间的相互作用有助于理解晶体的生长机制和纯度控制。
实验教学教育与装备研究2021年第2期重结晶教学中的问题与思考曹葵㊀牛桓云㊀董丽君㊀杨晓玲摘㊀要:重结晶是化学实验和化工生产中常用的分离提纯方法,同时也是高考命题的热点㊂目前教学中对重结晶的教学普遍存在讲解不细致㊁不到位的情况,尤其忽视了杂质为何会引入的分析,文中全面分析杂质引入原因和各种去除方法,加深学生对重结晶的理解,有利于提高学生的学科素养㊂关键词:结晶;重结晶;化学实验曹葵,中国人民大学附属中学实验中心主任,高级教师;牛桓云,北京交通大学附属中学,高级教师;董丽君,北京师范大学第三附属中学,二级教师;杨晓玲,中国人民大学附属中学,二级教师㊂㊀㊀重结晶一直是学生在化学学习过程中的一个难点㊂在教学中,虽然学生亲手进行了苯甲酸的重结晶实验操作,但限于中学的实验条件,会有较多的苯甲酸在过滤时析晶在滤纸上,使最终的纯品质量往往只有原料的一半㊂因此,学生通常就会产生疑问:为什么产物损失比杂质还要多?由于苯甲酸重结晶需要加热,学生就会认为重结晶就是在常规过滤基础上加热溶液,从而产生了对重结晶的曲解㊂学生不能清楚地理解重结晶的概念与操作特点,使得这部分知识成为学生出错率较高的知识点,甚至部分学生到高三结束仍然未能彻底理解掌握[1]㊂究其原因,主要是教师在教学中对重结晶的讲解不到位㊁不深入,只介绍表面操作而没有深入发掘背后的理论㊂如果想要把重结晶讲清楚,就要涉及到很多大学物化中相图的知识[2㊁3],因此有教师提出教学中要回避重结晶[4]㊂中学的重结晶定义也不够缜密[3]㊂㊀㊀一㊁晶体中的杂质从何而来制备得到的产品纯度存在问题,原因是多方面的㊂(一)溶解度教学中使用的溶解度曲线都是在单一溶质的情况下测定的㊂如果溶液中存在两种或多种溶质,这几种溶质就会有交互作用,其溶解度也就发生了变化㊂以NaCl 和KNO 3为例,见表1㊂表1㊀20ħ硝酸钾在氯化钠中的最大浓度[5]NaCl(%)26.6424.4923.3721.79KNO 3(%)8.1315.4821.68㊀㊀由表1数据可见,硝酸钾在氯化钠溶液中的溶解度随着氯化钠浓度增加而减小㊂在实际生产和实验中,硝酸钾一开始就是和氯化钠共存的㊂由于硝酸钾的存在,氯化钠的溶解度也会发生变化㊂单纯采用将氯化钠浓缩后再过滤的方法,想要完全除去硝酸钾实际上是不可行的㊂又如教学中经常讲到侯氏制碱法,通过溶662021年第2期教育与装备研究实验教学解平衡NaHCO3在溶液中析出,但是NaHCO3在NaCl溶液中的溶解度也不再是NaHCO3在水中的溶解度,而是随着NaCl浓度的变化而变化,见表2㊂表2㊀20ħNaHCO3在NaCl溶液中的最大浓度[6] NaCl(%)08.519.526.1 NaHCO3(%)8.7 4.2 1.7 1.0㊀㊀从表2中可知,随着NaCl浓度增大,NaH-CO3溶解度明显变小㊂为了得到最大产量,主要产物都要浓缩到饱和状态,此时溶液中其他杂质的溶解度就会变小,会和我们需要的产物一并析出,成为最终产物中的杂质㊂(二)包藏包藏,也叫做吸留㊂简而言之就是主要产物析晶过快,杂质离子来不及离开沉淀表面就被后面的沉淀所覆盖包裹,有时甚至母液都会被包裹在内㊂这一点在胶体沉淀吸留现象中更加明显㊂例如联合制碱法中NaHCO3产物析出的时候,NaCl不可避免地会附着在NaHCO3表面,而被后面继续析出的晶体包裹在里面,从而成为杂质㊂在学生做过的实验中粗盐提纯就是一个体现包藏现象的经典实验㊂该实验在最后浓缩快干的时候,总会发生迸溅现象㊂我们在教学实验中为了快速得到产品,浓缩的速度很快,使得一些水分被新形成的产品包裹在晶体里面形成包藏现象㊂在后续的加热过程中,因为加热的温度达到沸点,使得包藏的水分气化,冲破晶体,形成了迸溅现象㊂如果要避免迸溅就要快速搅拌,使水分不能被包藏,同时还要减慢晶体析晶的速率㊂大学教材的制备实验通常要求产品浓缩到最后要采用水浴加热,就是为了避免包藏㊂(三)混晶混晶是混入了结晶结构或半径相似的其他杂质㊂制备七水合硫酸亚铁和五水合硫酸铜等晶体晶体就容易形成混晶㊂制作七水硫酸锰晶体,铁几乎是不可避免的杂质,在制作过程中就会产生七水硫酸亚铁,而七水硫酸锰和七水硫酸亚铁晶形相同,也就一起析晶了㊂制备硫酸铜大晶体时非常容易出现的毛刺现象也是混晶现象㊂除此之外,吸附和后沉淀等因素也会导致形成杂质㊂而同离子效应㊁盐效应影响不溶物的溶解度㊂㊀㊀二㊁重结晶是一种比较有效的除杂方法㊀㊀由于产品在析晶过程中存在以上能够产生杂质的可能性,因此在制备的时候,就要在实验设计上尽量减少这些可能性㊂首先是反应的溶液浓度㊂应尽可能使用稀一点的溶液㊂如果溶液是饱和溶液,其他反应物的溶解度就会相应减少㊂这不但不利于反应进行,还会产生杂质㊂其次是反应温度㊂应尽量升高反应温度㊂通过提高温度来提高溶解度,以利于离子扩散,避免吸附,减缓沉淀过快长大㊂第三是尽量减缓晶体吸出速率㊂让晶体慢慢长大可以减少杂质㊂如硫酸铜晶体培养都是要在常温下经过两三周以上的时间才能完成㊂第四是要充分搅拌㊂通过搅拌可以减少均相成核,减少杂质产生㊂最后是陈化放置㊂产品析出后继续静置,可以让晶体生长得更加完整㊂并且在陈化过程中,一些吸附的离子就可能回到溶液中㊂以上的方法都只能减少杂质的产生,都不能绝对防止杂质的产生㊂因此,为了提高产品的纯度就必须要去除杂质,也就有了重结晶的必要性㊂重结晶作为粗产品提纯的必须步骤,通过选择特定的溶剂,利用溶解度随温度变化而改变的规律,加热溶液使不纯的粗产品溶解于溶剂中㊂当温度降低,其溶解度下降,溶液变成过饱和,从而析出结晶,分离纯化得到所需物质㊂重结晶的溶解过程使杂质重新溶解到溶剂中,再次析晶时,因为杂质含量减少,也就减小了杂质通过吸附㊁混晶等形式再附着在产品上的可能性,但是共沉淀的可能性依然存在㊂也就是如果重结晶时依然浓缩到饱和溶液,杂质还是可能会再次一起沉淀,没有达到去除沉淀的作用㊂因此,为了保证共沉淀的有效去除,重76实验教学教育与装备研究2021年第2期结晶时一般都不是配成饱和溶液,而是有意识地让溶剂过量一点㊂教学中教师通常解释为避免过滤时降温析晶,而忽略了其防止共沉淀的作用㊂重结晶时补加溶剂对产品产量存在很大影响[7],其原因是多方面的,溶剂过量多少也不存在一般性规律㊂例如苯甲酸重结晶中水一般过量10%左右,但不是所有重结晶都是溶剂过量10%㊂产物中杂质引入的方式很多,不同的处理方法效果也不同,见表3㊂经过实验研究,重结晶的过程本质上是将杂质浓度减小,有效地去除各种情况引入的杂质,因此成为最有效的提纯方法㊂表3 各种操作对排除杂质的作用处理方式表面吸附包藏混晶稀释溶液++ 慢沉淀++?搅拌++加热++洗涤+ ?陈化++ 重结晶+++㊀㊀注:+有效; 无效;?不确定㊂㊀㊀重结晶适用于产品与杂质性质差别较大且产品中杂质含量小于5%的体系㊂如果杂质很多,还是会出现共沉淀使得重结晶的效果受到限制㊂一次重结晶往往达不到提纯的效果,还需要通过二次重结晶来继续提纯㊂另外,重结晶的代价是有效物质在操作中会有一部分溶解在溶剂中,不能有效回收,存在大量损耗㊂而教学中学生往往很在意产物的损失,而忽视了重结晶的意义在于提高产物纯度㊂㊀㊀三㊁教学中的几点建议首先是实验室需要提供合适的滤纸㊂为了加快过滤速率,建议使用快速定性滤纸,不要使用中速和慢速滤纸㊂滤速慢是导致产物损失的原因㊂中学一般没有抽滤装置和保温漏斗,不能做到趁热过滤,因此苯甲酸完全溶解后水应过量50%[7],避免过滤时析晶㊂重结晶实验收率较低的原因之一就是溶剂中依然溶解了一些产品㊂在工业生产中重结晶往往是使用母液进行溶解,使溶剂中的产物得到反复利用㊂有条件的学校应给学生进行必要的讲解示范,避免学生产生误解㊂很多学校为了省事仅仅在苯甲酸中添加沙子,使得苯甲酸重结晶实验与粗盐提纯完全相同㊂这个方法没有突出重结晶的优势是在于去除可溶性杂质,也给学生理解重结晶造成困难㊂建议在苯甲酸中添加氯化钾,模仿实际工业生产㊂这里需要提示的是最好不要用氯化钠㊂由于钠盐和钾盐在有机制备中差异很大,工业生产通常使用钾盐而不是钠盐㊂讲解无机物除杂实验时,尽量不要量化,将问题总结成一般规律,避免给学生造成错误印象㊂无机物重结晶的情况比较复杂,例如KNO3和NaCl,其浓缩析晶过程因条件不同,可能存在KNO3㊁KCl㊁NaNO3㊁NaCl四种产物,不可能得到纯净产物[2]㊂在中学教学中应尽量回避无机盐的重结晶实验,避免出现科学性错误㊂参考文献:[1]田雨.结晶法常见应用例析[J].中学化学教学参考,2014,(14):45-46.[2]傅献彩,沈文霞,姚天扬,等.物理化学[M].第5版.北京:高等教育出版社,2005:287-314. [3]吴新建,汪阿恋,张贤金,叶燕珠.基础科学教育应把握好范畴及边界 以中学化学中结晶(重结晶)问题的教学为例[J].化学教育(中英文), 2019,40(01):67-70.[4]陈国雄,吴孙富.中学化学重结晶教学中存在的问题[J].中学化学教学参考,2015,(17):48-50. [5]严宣申.化学原理选讲-基础化学知识规律揭示[M].海南南方出版社,2001:18-20.[6]严宣申.化学原理宣讲[M].北京.北京大学出版社.2012:17-23.[7]董彩霞,孟志芬,祝勇.重结晶实验教学中若干问题的探讨[J].化学教育,2006,(8):62.(责任编辑:李巧红))86。
一、实验背景重结晶是化学实验中常用的纯化方法之一,其基本原理是利用混合物中各组分在溶剂中的溶解度差异,通过溶解和结晶的交替过程,将溶液中的杂质分离出来,得到纯净的晶体。
本实验以苯甲酸为例,探讨了重结晶实验的原理、步骤和注意事项。
二、实验目的1. 理解重结晶的原理,掌握重结晶实验的基本步骤。
2. 学习如何根据实验目的选择合适的溶剂和结晶条件。
3. 掌握热过滤、冷却结晶、过滤洗涤等操作技能。
4. 分析实验过程中可能遇到的问题,并提出相应的解决方案。
三、实验原理重结晶实验的原理是基于不同物质在溶剂中的溶解度随温度变化的差异。
当混合物在高温下溶解后,随着温度的降低,溶解度降低,溶质开始结晶析出。
由于杂质在溶剂中的溶解度与溶质不同,因此可以通过重结晶将杂质与溶质分离。
四、实验步骤1. 选择合适的溶剂:根据实验目的,选择合适的溶剂,要求溶剂与溶质不发生化学反应,且杂质在溶剂中的溶解度较大或较小。
2. 配制饱和溶液:将粗苯甲酸晶体加入溶剂中,加热搅拌,使苯甲酸完全溶解。
3. 热过滤:将混合液趁热过滤,去除不溶性杂质。
4. 冷却结晶:将滤液静置冷却,使苯甲酸结晶析出。
5. 过滤洗涤:将析出的苯甲酸晶体过滤,并用少量溶剂洗涤。
6. 干燥:将洗涤后的苯甲酸晶体在干燥器中干燥。
五、实验结果与分析1. 溶剂选择:本实验选择蒸馏水作为溶剂,因为苯甲酸在蒸馏水中的溶解度随温度变化较大,且杂质在蒸馏水中的溶解度较小。
2. 饱和溶液的配制:苯甲酸在蒸馏水中的溶解度随温度升高而增大,因此需要加热搅拌,使苯甲酸完全溶解。
3. 热过滤:热过滤可以有效去除不溶性杂质,提高重结晶纯度。
4. 冷却结晶:苯甲酸在蒸馏水中的溶解度随温度降低而减小,冷却结晶可以使苯甲酸晶体析出。
5. 过滤洗涤:过滤洗涤可以去除附着在苯甲酸晶体表面的杂质,提高重结晶纯度。
六、实验讨论1. 溶剂选择:溶剂的选择对重结晶效果有很大影响。
选择合适的溶剂,可以使溶质在高温下溶解,低温下结晶,从而提高重结晶纯度。
重结晶心得总结重结晶技术讨论摘要:本文阐述了重结晶的一般方法,详细说明了溶剂的选择,操作的注意事项,及液体混合物的结晶处理方法等。
关键词:重结晶;抽滤;操作从有机化学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。
提纯固体有机物最常用的方法之一就是重结晶,其原理是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同,或者在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,而使它们相互分离。
重结晶提纯法的一般过程为:溶剂的选择溶解固体除了杂质晶体析出晶体的收集与洗涤晶体的干燥。
1 溶剂的选择1.1溶剂选择的原则选择适宜的溶剂是重结晶的关键之一,适宜的试剂应符合下述条件:(1)与被提纯的有机物不起化学作用;(2)对被提纯的有机物应易溶于热溶剂中,而在冷溶剂中几乎不溶;(3)对杂质的溶解度应很大,或很少;(4)能得到较好的结晶;(5)溶剂的沸点适中。
若过低时,溶解度改变不大,难分离,且操作也困难;过高时,附着于晶体表面的溶剂不容易除去。
(6)价廉易得,毒性低,回收率高,操作安全。
在选择溶剂时应根据“相似相溶”的一般原理。
溶质往往易溶于其结构相似的溶剂中。
一般来说,极性的溶剂溶解极性的固体,非极性的溶剂溶解非极性的固体。
在实验中往往要通过很多次实验才能确定使用那种溶剂。
1.2 溶剂选择的一般方法我们从下面七个方面来选择溶剂:1.2.1常用溶剂: DMF、氯苯、二甲苯、甲苯、乙腈、乙醇、THF、氯仿、乙酸乙酯、环己烷、丁酮、丙酮、石油醚。
1.2.2比较常用溶剂:DMSO、六甲基磷酰胺、N-甲基吡咯烷酮、苯、环己酮、丁酮、环己酮、二氯苯、吡啶、乙酸、二氧六环、乙二醇单甲醚、1,2-二氯乙烷、乙醚、正辛烷。
1.2.3一个好的溶剂在沸点附近对待结晶物质溶解度高而在低温下溶解度又很小。
DMF、苯、二氧六环、环己烷在低温下接近凝固点,溶解能力很差,是理想溶剂。
乙腈、氯苯、二甲苯、甲苯、丁酮、乙醇也是理想溶剂。
1.2.4溶剂的沸点最好比被结晶物质的熔点低50℃。
重结晶心得总结文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]重结晶技术讨论摘要:本文阐述了重结晶的一般方法,详细说明了溶剂的选择,操作的注意事项,及液体混合物的结晶处理方法等。
关键词:重结晶;抽滤;操作从有机化学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。
提纯固体有机物最常用的方法之一就是重结晶,其原理是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同,或者在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,而使它们相互分离。
重结晶提纯法的一般过程为:溶剂的选择溶解固体除了杂质晶体析出晶体的收集与洗涤晶体的干燥。
1溶剂的选择溶剂选择的原则选择适宜的溶剂是重结晶的关键之一,适宜的试剂应符合下述条件:(1)与被提纯的有机物不起化学作用;(2)对被提纯的有机物应易溶于热溶剂中,而在冷溶剂中几乎不溶;(3)对杂质的溶解度应很大,或很少;(4)能得到较好的结晶;(5)溶剂的沸点适中。
若过低时,溶解度改变不大,难分离,且操作也困难;过高时,附着于晶体表面的溶剂不容易除去。
(6)价廉易得,毒性低,回收率高,操作安全。
在选择溶剂时应根据“相似相溶”的一般原理。
溶质往往易溶于其结构相似的溶剂中。
一般来说,极性的溶剂溶解极性的固体,非极性的溶剂溶解非极性的固体。
在实验中往往要通过很多次实验才能确定使用那种溶剂。
℃重结晶操作操作部分包括除溶剂选择后的所有步骤,下面我们将全面介绍重结晶的相关操作。
筛选溶剂在试管中加入少量(麦粒大小)待结晶物,加入 mL 根据上述规律所选择溶剂,加热沸腾几分钟,看溶质是否溶解。
若溶解,用自来水冲试管外测,看是否有晶体析出。
初学者常把不溶杂质当成待结晶物!如果长时间加热仍有不溶物,可以静置试管片刻并用冷水冷却试管(勿摇动)。
如果有物质在上层清液中析出,表示还可以增加一些溶解。
若稍微浑浊,表示溶剂溶解度太小;若没有任何变化,说明不溶的固体是一种东西,已溶物质又非常易溶,不易析出。
2024年关于重结晶问题的探讨与总结样本课程名称:有机化学实验实验五乙酰苯胺的重结晶一、实验目的1.学习重结晶的原理和方法;2.掌握配置饱和溶液、减压过滤、热过滤的操作。
二、实验原理从有机反应制备或天然物中得到的固体有机化合物常含有杂质,必须经提纯才能得到纯品。
重结晶法是提纯固体有机化合物最常用的方法。
固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切关系。
通常升高温度溶解度增大,反之则溶解度降低。
若把固体溶解在热的溶剂中达到饱和,冷却时,由于溶解度降低,溶液因超饱和而析出晶体。
利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同,可以使被提纯物质从超过饱和的溶液中析出,而让杂质全部或大部分仍留在溶液中(或被过滤除去),从而达到分离提纯目的。
三、器材和药品器材。
循环真空水泵、恒温水浴锅、圆底烧瓶、球形冷凝管、锥形瓶、烧杯、短颈漏斗、布氏漏斗、抽滤瓶、量筒、表面皿、烘箱等。
药品。
乙酰苯胺、苯甲酸、萘、活性炭、乙醇。
四、实验方法1.重结晶操作(1)溶剂的选择选用的溶剂应符合下列条件。
①与被提纯物质不发生化学反应;②被提纯物质与杂质在此溶剂中的溶解度有较大的差别;③被提纯物质的溶解度随温度的不同有显著的变化;④溶剂与被提纯物质易分离。
多数化合物可查阅手册或辞典中的溶解度(或通过溶解度试验)来决定采用什么溶剂。
如果难于选择一种合适的溶剂,可使用混合溶剂。
混合溶剂一般由两种能以任何比例互溶的溶剂组成,其中一种对被提纯物质较易溶解,另一种对被提纯物质则较难溶解。
常用的混合溶剂有:乙醇—水、乙酸—水、吡啶—水及乙醚—甲(乙)醇等。
(2)溶解(制成热饱和溶液)通常将待结晶的物质放入容器中,加入较计算量略少的溶剂,加热至微沸,并摇动或搅动,若未完全溶解,再分次逐渐添加溶剂,直到物质完全溶解(要注意判断是否有不溶性杂质存在,以免误加过多的溶剂)。
使用溶剂的量要全面衡量,既要防止溶剂过量导致的溶解损失,又要防止热过滤时结晶的损失。
溶剂用量一般要多于饱和量的15-____%,因此制成热饱和溶液是指尽可能地接近饱和。
____年关于重结晶问题的探讨与总结模板一、引言重结晶是一种常见的固体物质纯化技术,广泛应用于化学、药物、食品等领域。
目前已有许多关于重结晶的研究,但仍存在一些问题有待进一步探讨和解决。
本文将就____年关于重结晶问题的探讨与总结进行详细讨论,以期推动该领域的发展。
二、重结晶技术研究与进展1. 重结晶理论基础研究重结晶技术的研究始于19世纪末期,近年来的研究主要集中在凝固动力学、晶体生长机制和晶体结构分析等方面。
然而,目前对于重结晶机理和晶体生长速率控制的认识仍然不够深入,需要进一步的实验和理论研究。
2. 重结晶工艺条件优化重结晶的成功与否受很多因素的影响,如溶液浓度、温度、搅拌速度、pH值等。
在实际应用中,需要根据具体物质的特性和纯化要求来优化重结晶工艺条件。
目前已有一些研究对此进行了探索,但仍需要进一步研究深入了解这些因素之间的相互关系。
3. 重结晶过程模拟与模型建立重结晶过程是一个复杂的物理化学过程,可以通过数学模型来描述。
建立可靠的模型可以帮助我们更好地理解重结晶机制,进而指导实际生产中的操作。
目前已有一些基于热力学和动力学原理的模型,但仍存在一些局限性,需要进一步完善。
三、重结晶问题探讨与解决1. 晶型控制问题在重结晶过程中,晶体的晶型对纯化效果和产物性质有着重要影响。
目前,对于晶型控制的机理和方法仍不够清楚,需要进行更深入的研究。
可能的解决方案包括引入扰动剂、控制溶液的物理化学条件等。
2. 晶体尺寸控制问题重结晶过程中,晶体尺寸的大小对纯化效果和晶体性能也有重要影响。
在实际应用中,如何控制晶体的尺寸成为一个重要问题。
可能的解决方案包括调整溶液浓度、控制晶体生长速率等。
3. 溶液处理与循环利用问题重结晶过程中需要使用大量的溶液,然而溶液的处理和循环利用一直是一个难题。
传统方法中通常采用物理处理和化学处理的结合,但存在能耗高和副产物的问题。
未来可能的解决方案包括开发新型的溶液处理技术和寻找可再生资源。
重结晶讨论重结晶是一种常见的化学实验技术,用于分离、提纯有机化合物或其他化学物质。
本文将从何时需要进行重结晶、重结晶的基本步骤、影响重结晶的因素、重结晶过程中需要注意的问题等方面进行讨论。
何时需要进行重结晶对于实验室化学家而言,需要进行重结晶的情况有很多种,主要有以下几种情形:1.提纯有机化合物有机合成中需要合成某种化合物,而该化合物必须进行提纯以保证合成的纯度。
在合成过程中,可能会产生一些杂质,如溶剂、反应中间体等。
重结晶方法可通过溶剂选择、温度控制等手段进行提纯,使化合物纯度更高。
2.分离异构体异构体是同一分子式下不同结构的化合物,具有相似的物理化学性质,但不同的化学活性。
在某些反应中,需要分离出特定的异构体进行研究或应用。
重结晶方法可以通过选择合适的溶剂和控制结晶条件,实现对异构体的分离。
3.分离杂质有时样品中混杂有多种组分,如混合物、化合物和其它杂质等。
为了从样品中分离出目标组分,需要进行重结晶提纯。
基本步骤重结晶的基本步骤如下:1.准备晶种首先需要选取合适的晶种,可通过查阅文献、试验等方法获得,通常使用上一次实验中得到的结晶物作为晶种。
晶种必须具有高纯度、结晶性强等特点,可用稀溶液进行存储。
2.溶解化合物将需要结晶的化合物溶于适量的溶剂中。
通常选择易挥发的溶剂,如乙醇、乙醚等。
溶解过程中若有不溶于溶剂的固体杂质,则需过滤去除杂质,以便得到纯净的溶液。
3.结晶将刚刚溶解的化合物溶液缓慢加入到晶种的溶液中,调节溶液的pH值或添加稀溶液,控制结晶条件,使溶液中的化合物逐渐结晶。
当结晶物充分形成且结晶速度变慢时,停止加溶液。
4.结晶物的分离使用过滤器或分离漏斗将结晶物分离出来。
分离后,用适量的冷溶剂洗涤结晶物,以去除残留的溶剂和杂质。
5.干燥结晶物将结晶物放在于干燥器中,用吹风机等工具进行干燥。
影响重结晶的因素1.配比化合物溶解于溶剂中时,需要按照一定的配比进行。
化合物越少,结晶物质量越少。
同时,化合物过量也会对结晶过程产生影响。
关于重结晶问题的探讨与总结重结晶是一种常用的化学分离技术,广泛用于分离纯化有机化合物、天然产物和无机物等。
本文将探讨重结晶的原理、影响因素、实验操作步骤和应用领域,并对其进行总结和评价。
一、重结晶的原理重结晶是根据溶解度的差异将混合物中的一种或多种组分以晶体的形式从混合物中分离出来的方法。
其基本原理是在高温下将混合物溶解,然后通过降温使其中一种或多种组分结晶析出,从而实现分离纯化的目的。
重结晶的原理主要有两个方面。
首先,重结晶是利用溶剂溶解度随温度的变化而变化的特性。
一般来说,随着温度的升高,溶解度增大,结晶度减小;而随着温度的降低,溶解度减小,结晶度增大。
其次,重结晶是利用溶质的溶解度与溶剂的选择性溶解能力的差异。
通过选择合适的溶剂,可以使目标物质在其中溶解度较大,而其他杂质则溶解度较小,从而实现分离纯化。
二、重结晶的影响因素1. 溶剂选择:溶剂的选择对于重结晶过程起到至关重要的作用。
溶剂的选择应考虑以下几个方面:首先,目标物质在其中的溶解度应较大,以便将其有效溶解;其次,溶剂应与目标物质之间具有较大的溶解度差异,以便将杂质与目标物质进行分离;最后,溶剂应具有较低的沸点和易于蒸发,以便从结晶产物中去除。
2. 温度控制:温度的控制对于重结晶过程也非常重要。
在重结晶过程中,通常需要将溶解物质加热至适当的温度以便使其溶解,然后将溶液冷却至适当的温度以使其结晶。
温度的控制精度和方法直接影响到结晶的质量和产率。
3. 搅拌速度:搅拌速度会影响混合物的溶解和结晶速率。
如果搅拌速度过快,会导致混合物过度溶解,从而影响结晶的产率和质量;而搅拌速度过慢,则会导致溶质和溶剂之间的质量传递速度过慢,从而影响结晶的速率和形态。
4. 结晶时间:结晶时间是指溶解物质溶解后,冷却过程中形成结晶的时间。
结晶时间的长短会直接影响到结晶的产率和晶体的形态。
如果结晶时间过短,可能导致晶体形态不规则,晶体杂质含量较高;而结晶时间过长,则可能导致结晶产率较低。
关于重结晶问题的探讨与总结范文《金属材料与热处理》教案【复习提问】1.何谓金属的力学性能。
金属的力学性能包括哪些。
2.何谓金属的工艺性能。
主要包括哪些内容。
【新课】(____课时)第二章金属的结构与结晶【基本要求】1.了解金属的晶体结构;2.掌握纯金属的结晶过程;【重点】1.有关金属结构的基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶体、多晶体,金属晶格的三种常见类型。
2.金属结晶的基本过程。
3.晶粒的概念及晶粒大小对金属性能的影响。
【难点】实际金属的晶体缺陷及其对金属性能的影响(选讲)。
§2-1金属的晶体结构一、晶体与非晶体晶体。
所谓晶体是指其原子(离子或分子)在空间呈规则排列的物体。
(晶体内的原子之所以在空间是规则排列,主要是由于各原子之间的相互吸引力与排斥力相平衡的结果。
)原子在空间呈规则排列的固体物质称为“晶体”。
非晶体。
在物质内部,凡原子呈无序堆积状态的(如普通玻璃、松香、树脂等)。
非晶体的原子则是无规律、无次序地堆积在一起的。
二、晶体结构的概念1.晶格和晶胞晶格:把点阵中的结点假想用一系列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格。
晶胞:构成晶格的最基本单元。
晶格中各种方位的原子面称为“晶面”,构成晶格的最基本几何单元称为“晶胞”。
2.晶面和晶向晶面:点阵中的结点所构成的平面。
晶向:点阵中的结点所组成的直线。
由于晶体中原子排列的规律性,可以用晶胞来描述其排列特征。
(阵点(结点):把原子(离子或分子)抽象为规则排列于空间的几何点,称为阵点或结点。
点阵:阵点(或结点)在空间的排列方式称晶体1图2-6面心立方晶格(三)密排六方晶格由____个原子构成的简单六方晶体,且在上下两个六方面心还各有一个原子,而且简单六方体中心还有____个原子。
属于这种晶格的金属有铍(be)、mg、zn、镉(cd)等。
图2-7密排六方晶格§2-2纯金属的结晶结晶的基本概念。
一切物质从液态到固态的转变过程称为凝固,如凝固后形成晶体结构,则称为结晶。
关于重结晶问题的探讨与总结样本重结晶技术讨论摘要:本文阐述了重结晶的一般方法,详细说明了溶剂的选择,操作的注意事项,及液体混合物的结晶处理方法等。
关键词:重结晶;抽滤;操作从有机化学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。
提纯固体有机物最常用的方法之一就是重结晶,其原理是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同,或者在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,而使它们相互分离。
重结晶提纯法的一般过程为:溶剂的选择溶解固体除了杂质晶体析出晶体的收集与洗涤晶体的干燥。
1溶剂的选择1.1溶剂选择的原则选择适宜的溶剂是重结晶的关键之一,适宜的试剂应符合下述条件:(1)与被提纯的有机物不起化学作用;(2)对被提纯的有机物应易溶于热溶剂中,而在冷溶剂中几乎不溶;(3)对杂质的溶解度应很大,或很少;(4)能得到较好的结晶;(5)溶剂的沸点适中。
若过低时,溶解度改变不大,难分离,且操作也困难;过高时,附着于晶体表面的溶剂不容易除去。
(6)价廉易得,毒性低,回收率高,操作安全。
在选择溶剂时应根据“相似相溶”的一般原理。
溶质往往易溶于其结构相似的溶剂中。
一般来说,极性的溶剂溶解极性的固体,非极性的溶剂溶解非极性的固体。
在实验中往往要通过很多次实验才能确定使用那种溶剂。
1.2溶剂选择的一般方法我们从下面七个方面来选择溶剂:dmf、氯苯、二甲苯、甲苯、乙腈、乙醇、thf、氯仿、乙酸乙酯、环己烷、丁酮、丙酮、石油醚。
dmso、六甲基磷酰胺、n-甲基吡咯烷酮、苯、环己酮、丁酮、环己酮、二氯苯、吡啶、乙酸、二氧六环、乙二醇单甲醚、1,2-二氯乙烷、乙醚、正辛烷。
dmf、苯、二氧六环、环己烷在低温下接近凝固点,溶解能力很差,是理想溶剂。
乙腈、氯苯、二甲苯、甲苯、丁酮、乙醇也是理想溶剂。
否则易产生溶质液化分层现象。
溶剂的沸点越高,沸腾时溶解力越强,对于高熔点物质,最好选高沸点溶剂。
因为溶质与溶剂形成分子间氢键后很难析出。
结晶与重结晶1:Kw= s^`S 化合物晶型的差异直接影响其稳定性/吸收的快慢/吸湿性/纯度等,结晶溶剂选择的一般原则及判定结晶纯度的方法。
结晶溶剂选择的一般原则:对欲分离的成分热时溶解度大,冷时溶解度小;对杂质冷热都不溶或冷热都易溶。
沸点要适当,不宜过高或过低,如乙醚就不宜用。
或者利用物质与杂质在不同的溶剂中的溶解度差异选择溶剂判定结晶纯度的方法:理化性质均一;固体化合物熔距≤ 2℃;TLC或PC展开呈单一斑点;HPLC或GC分析呈单峰现代结晶学主要包括以下几个分支:(1)晶体生成学(crystallogeny):研究天然及人工晶体的发生、成长和变化的过程与机理,以及控制和影响它们的因素。
(2)几何结晶学(gometrical crystallography):研究晶体外表几何多面体的形状及其间的规律性。
(3)晶体结构学(crystallology):研究晶体内部结构中质点排而的规律性,以及晶体结构的不完善性。
(4)晶体化学(crystallochemistry, 亦称结晶化学):研究晶体的化学组成与晶体结构以及晶体的物理、化学性质间关系的规律性。
(5)晶体物理学(crystallophysics):研究晶体的各项物理性质及其产生的机理。
我谈谈我的一些看法:溶剂方面:是制备结晶的关键所在。
除上面提到的外,选择时可用少量各种不同溶剂试验其溶解度,包裹冷时和热时。
一般首选乙醇。
另外,尽可能选择单一溶剂,这样在大生产时也可较好的解决母液回收套用问题,降低成本。
研究时,混合溶剂一般会有更好效果。
还有安全,价廉也是考虑因素。
结晶条件:主要指温度,压力,是否搅拌等。
温度很重要,一般我们都是低温冷藏,其实有时还需要高温保温!这主要需摸清其溶解度的关系在确定结晶温度。
搅拌也是一个影响因素,他对结晶的晶型,结晶的快慢都有影响。
结晶纯度判定:都是一般的常规方法。
不过都某些产品作的多了,可以凭经验的,如该样品经过多次重结晶后,看到应该出现的那种晶型,根据以往检测结果,其含量应该***不离十了,不信HPLC测去!另外选择梯度降温的条件对晶型和收率影响也较大还有就是加晶种的时机:晶种加得过早,晶种溶解或产生的晶型一般较细;加的晚,则溶液里可能已经产生了晶核,造成结晶可能包裹杂质重结晶方法是利用固体混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同而使其相互分离。
一、实验背景重结晶是实验室中常用的固体混合物分离提纯方法之一,通过利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同,或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,使它们相互分离。
本实验旨在通过重结晶方法对苯甲酸进行提纯,了解重结晶提纯原理和方法。
二、实验目的1. 了解重结晶提纯的原理和方法。
2. 掌握热过滤、冷却结晶、过滤洗涤等操作技能。
3. 提高实验操作和数据处理能力。
三、实验原理重结晶的原理是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同,或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,使它们相互分离。
苯甲酸在水中的溶解度随温度的变化较大,通过重结晶可以使它与杂质分离。
四、实验仪器与药品1. 仪器:烧杯、铁架台(带铁圈)、酒精灯、普通漏斗、玻璃棒、坩埚钳、滤纸、石棉网、药匙、三脚架、试管、胶头滴管、火柴。
2. 药品:粗苯甲酸(本实验中的药品混有氯化钠和少量泥沙)、AgNO3溶液、蒸馏水。
五、实验步骤1. 热溶解:取约0.5g粗苯甲酸晶体置于100mL烧杯中,加入50mL蒸馏水。
在三脚架上垫一石棉网,将烧杯放在石棉网上,点燃酒精灯加热,不时用玻璃棒搅拌(注意:搅拌时玻璃棒不要触及烧杯内壁)。
待粗苯甲酸全部溶解,停止加热。
2. 热过滤:将准备好的过滤器放在铁架台的铁圈上,过滤器下放一小烧杯。
将烧杯中的混合液趁热过滤。
(过滤时可用坩埚钳夹住烧杯,避免烫手),使滤液沿玻璃棒缓缓注入过滤器中。
3. 冷却结晶:将滤液静置冷却,观察烧杯中晶体的析出。
(在静置冷却的同时,再准备好一个过滤器)。
4. 过滤洗涤:将析出苯甲酸晶体的混合液过滤,滤纸上为苯甲酸晶体。
取2mL滤液于一支试管中,检验其中的氯离子。
用适量蒸馏水洗涤过滤器中的苯甲酸晶体,另取一烧杯。
六、实验结果与分析1. 实验过程中,苯甲酸晶体在冷却过程中逐渐析出,晶体大小和形状良好,纯度较高。
2. 在洗涤过程中,发现部分苯甲酸晶体附着在滤纸上,说明洗涤效果较好。
3. 通过对滤液进行氯离子检验,未发现氯离子,说明氯化钠杂质已被有效去除。
重结晶的原理与应用论文以下是一篇关于重结晶的原理与应用的论文示例:标题:重结晶的原理与应用研究摘要:重结晶是一种常见的分离和纯化技术,它通过溶液中物质的溶解和结晶过程实现对纯度提高的目标。
本文综述了重结晶的原理、工艺参数对结晶过程的影响以及其在化学、生物和材料领域的应用。
研究结果表明,温度、溶剂选择、结晶速率和搅拌条件等工艺参数都对重结晶的结果产生重要影响。
在应用方面,重结晶被广泛应用于有机合成中的纯化和分离步骤,以及制药和食品工业中的药物和食品添加剂的纯化。
此外,重结晶在材料领域也具有重要作用,可以用于制备单晶材料和优化材料性能。
总之,重结晶是一种有效的纯化技术,在各个领域都有广泛的应用前景。
关键词:重结晶;溶解;结晶过程;纯化技术;应用领域1. 引言重结晶是一种常见的纯化和分离技术,广泛应用于化学、生物和材料领域。
其基本原理是在溶液中溶解物质,然后通过控制温度和其他工艺参数的变化,使目标物质结晶出来,从而提高其纯度。
本文将综述重结晶的原理和影响结晶过程的工艺参数,并探讨其在不同领域的应用。
2. 重结晶原理2.1 溶解过程2.2 结晶过程2.3 影响因素3. 重结晶的工艺参数3.1 温度3.2 溶剂选择3.3 结晶速率3.4 搅拌条件4. 重结晶的应用4.1 化学领域4.2 生物领域4.3 材料领域5. 结论重结晶是一种有效的纯化技术,可以提高物质的纯度。
通过控制工艺参数,可以实现重结晶过程的优化。
在化学、生物和材料领域都有广泛的应用前景。
未来的研究可以进一步探索新的重结晶方法和工艺参数的优化,以提高纯度和产率。
参考文献:[1] Zhang, Y., et al. (2018). Principles and applications of recrystallization in chemistry. Cryst. Growth Des. 18(5), 2775-2788.[2] Wang, H., et al. (2020). Recrystallization in biology: principles, methods and applications. Front. Mol. Biosci. 7, 31.[3] Li, J., et al. (2019). Recent advances in recrystallization technology for materials. Mater. Today Adv. 3, 100016.。
重结晶心得总结文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]重结晶技术讨论摘要:本文阐述了重结晶的一般方法,详细说明了溶剂的选择,操作的注意事项,及液体混合物的结晶处理方法等。
关键词:重结晶;抽滤;操作从有机化学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。
提纯固体有机物最常用的方法之一就是重结晶,其原理是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同,或者在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,而使它们相互分离。
重结晶提纯法的一般过程为:溶剂的选择溶解固体除了杂质晶体析出晶体的收集与洗涤晶体的干燥。
1溶剂的选择溶剂选择的原则选择适宜的溶剂是重结晶的关键之一,适宜的试剂应符合下述条件:(1)与被提纯的有机物不起化学作用;(2)对被提纯的有机物应易溶于热溶剂中,而在冷溶剂中几乎不溶;(3)对杂质的溶解度应很大,或很少;(4)能得到较好的结晶;(5)溶剂的沸点适中。
若过低时,溶解度改变不大,难分离,且操作也困难;过高时,附着于晶体表面的溶剂不容易除去。
(6)价廉易得,毒性低,回收率高,操作安全。
在选择溶剂时应根据“相似相溶”的一般原理。
溶质往往易溶于其结构相似的溶剂中。
一般来说,极性的溶剂溶解极性的固体,非极性的溶剂溶解非极性的固体。
在实验中往往要通过很多次实验才能确定使用那种溶剂。
℃重结晶操作操作部分包括除溶剂选择后的所有步骤,下面我们将全面介绍重结晶的相关操作。
筛选溶剂在试管中加入少量(麦粒大小)待结晶物,加入 mL 根据上述规律所选择溶剂,加热沸腾几分钟,看溶质是否溶解。
若溶解,用自来水冲试管外测,看是否有晶体析出。
初学者常把不溶杂质当成待结晶物!如果长时间加热仍有不溶物,可以静置试管片刻并用冷水冷却试管(勿摇动)。
如果有物质在上层清液中析出,表示还可以增加一些溶解。
若稍微浑浊,表示溶剂溶解度太小;若没有任何变化,说明不溶的固体是一种东西,已溶物质又非常易溶,不易析出。
关于重结晶问题的探讨与总结____-08-03有机合成有机合成org-syn介绍有机化学知识,有机合成的招聘信息,有关书籍推荐,合成领域涉及的医药、化工、材料等专业信息,欢迎订阅。
在化合物的合成中,反应往往可以发生,但最后拿不到纯品,特别是药物的合成工艺,需要以工业化为目标,重结晶就成为了一种重要的提纯手段,不同的人有不同的见解,比如以下几位ta这样说虫友:nk.ale____以前详细比较过,个人经验:100g以下的,不搅拌比搅拌合适,体系小,传热问题很难控制,体系其实处于相对不稳定的状况,而且体系能形成晶核的物质相对多一些,稳定性相对较差,经常要面临的问题是析出速度过快,这时候需要控制的是晶核附近溶质的扩散速度,形成尽可能长的浓度梯度,避免多晶核的形成,这时候不搅拌比搅拌有利。
1kg级别的,必须搅拌。
这时候体系较大,热量散失导致的温度梯度问题比小体系好很多,晶体有足够的时间来析出,经常要解决的问题是晶体沿着壁生长形成厚厚的一层,包夹问题强于吸附问题,必须研磨后再充分洗涤才能达到好的结果。
这时候包夹母液问题多多。
但是搅拌也不是蛮搅,在不同的阶段需要根据析出状况调搅拌速度的,并且容易析出来的跟难析出来的需要搅拌速度也有区别,容易的一般低速避免多晶核,难的高速增加晶核。
当然这都是针对一般情况而言,特殊的也有很多例子。
以前有个项目重结晶,是乙醇和水替换,2kg的处理量,每次不搅拌滴加24h以上,能看到晶体点点的沿着晶核生长成为有规则晶面的单晶,能得到单晶级别的产品,搅拌则是粉末,纯度下降两个点。
析晶的浓度及不良溶剂对溶质的溶解度大小都会有影响。
还有些特殊情况下不搅拌的,利用两种互溶的溶剂的密度差异来在溶剂界面扩散重结晶的,碰到过两次,都是特殊操作,用于有机盐的形成,但是都因为无法控制参数而无法放大。
重结晶最需要的是观察和悟性,切忌教条。
ta这样说虫友:oskyliu首先要快速找到合适的重结晶溶剂。
本人最常使用的仪器是试管,每根试管里面称取0.5~1.0g左右的样品,然后加入一定量的溶剂后,试试比较每个溶剂在常温和回流状态下的溶解性差异,差异大的就是我要的溶剂,这就是____dcm、dmf等不太作为重结晶溶剂的原因,特殊情况下也是可以使用的,比如样品的溶解性方面其次是溶剂的选择要考虑潜在的因素,比如乙酸乙酯和丙酮最好不用用来重结晶胺类物质。
比如之前本人做的项目,产品是伯胺,用丙酮重结晶收率只有____%,母液检测也没有问题,其中可能是伯胺与丙酮发生了反应,后来将母液用酸处理,回收了大部分的产品第三。
重结晶解决颗粒度大小的方面。
这个最后测定一下或者大概了解一下物质在什么温度下开始析晶,降温速度快,生成的晶核多,产物的颗粒较细,抽滤困难;降温速度慢,晶体生成有足够的时间,析出的产品颗粒度大,晶体性状较好,抽滤容易。
因此可以在某一温度下保持一段时间进行养晶,然后再快速降温。
第四。
对于碰到一些熔点在室温附近的化合物,常温结晶比较困难,析晶需要在低温。
此时用到反溶剂法很可能出现油析现象,此时最好使用溶解度一般的单一溶剂,降温至合适的温度,产品析出。
比如之前做个一个项目,由于粗品中残留的液体2-溴吡啶很多,油状物很难析晶,最好选用甲基叔丁基醚或异丙醇将产物析出,而所有的杂质均在溶剂中。
第五。
不得不说的化学反应结晶。
经常会碰到酸性或者碱性官能团的化合物,当在上述方法均失败后,可以通过加酸或酸碱中和,将产物从溶剂中析出。
比如碰到过的一氯喹啉衍生物含有二氯杂质,约____%,上述重结晶方法均告失败,后来使用____%的硫酸成盐,产品回收率很好,仅损失与杂质等量的产品。
此外重结晶过程中,常碰到某些杂质很难达标,因此也可以采用类似的方式,比如杂质是酯类,可以在重结晶溶剂中加入伯胺,让其转化为溶解度较好的酰胺,这个只在书本上碰到。
重结晶最好把反应先做好了,当把某些杂质控制好了,重结晶也相对容易的多。
ta这样说虫友:zl781202重结晶是一门学问,更是一门艺术,能解决很多问题,常见的比如:提高纯度、改变晶型、改变晶貌、控制颗粒大小等,还能影响产品的其他特性,如:熔点、堆密度、溶解性、过滤速度等。
要想搞好重结晶需要很多方面的知识,新手和初学者至少要了解重结晶的基本原理,溶剂的选择,影响重结晶的基本因素,常用的重结晶的手段。
有一定经验的可以深入的学习晶体生长原理、单晶培养、____rd等一些与晶体有关的知识。
以下是我这些年的一些重结晶经验:1.能使用单一溶剂的最好不要使用混合溶剂,因为涉及到溶残以及溶剂中本身杂质带来的影响,同时混合溶剂得到的产品晶体颗粒较小,含有较多的无定型物,过滤困难。
2.溶剂的选择,在重结晶原理中有提到,个人觉得在有多种溶剂选择的前提下,优先选择介稳区适中的溶剂,介稳区太宽____发析晶,太窄结晶条件不易控制,不利于晶体长大。
3.针状的晶体是最不希望得到的晶体,易堵塞滤布,过滤困难,不易洗涤,针状晶体团聚的发生是由于其在各自组分上的定向结晶所致,当过饱和度较高时,成核过程非常迅速和随机。
因此,降低溶液的过饱和度,缓慢降温,给予晶体充分的生长时间是减少针状晶体的最有效的办法。
同时,若产品在溶剂中的介稳区较宽,采用降温析晶时,一旦出晶就是爆发式的析晶,得到的晶体通常是粉末状或针状,要想得到其他形状的颗粒较大的晶体,最有效的办法是在析晶前加入晶种,或采用等温连续结晶的办法。
4.等温连续结晶的优点是颗粒均匀,尤其适用于大量的化工或药物结晶。
5.晶种的加入。
晶种在开始出晶前的2-5℃加入,介稳区越宽,加入的时间越早。
6.晶种的选择。
加入的晶种最好是你需要的晶型或晶貌的样品,将晶种过筛,过大和过小的都不要,只选择适中的,个体均匀的,加入量在溶质的____%。
7.同一产品,粉末状和针状的晶体堆密度较低、熔点较低,溶解性较好,过滤效果差;柱状的晶体堆密度高,熔点较高,溶解性较差,过滤效果好。
8.搅拌很重要,但对此研究确实是少之又少,相同的析晶条件,搅拌不同得到的产品晶体形状或相关特性会完全不一样。
首选能使料液上下翻滚的搅拌,如桨式或双层框式,最好不要使用锚式,锚式搅拌中心基本是静止的,料液也没有形成上下翻动,不利于碰撞成核。
相同的析晶条件下,锚式搅拌的出晶温度通常是最低的。
9.通常情况下,快速搅拌得到的晶体颗粒较小,慢速搅拌得到的晶体颗粒较大,静止析晶的溶剂残留较高。
关于重结晶问题的探讨与总结(二)重结晶技术讨论摘要:本文阐述了重结晶的一般方法,详细说明了溶剂的选择,操作的注意事项,及液体混合物的结晶处理方法等。
关键词:重结晶;抽滤;操作从有机化学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。
提纯固体有机物最常用的方法之一就是重结晶,其原理是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同,或者在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,而使它们相互分离。
重结晶提纯法的一般过程为:溶剂的选择溶解固体除了杂质晶体析出晶体的收集与洗涤晶体的干燥。
1溶剂的选择1.1溶剂选择的原则选择适宜的溶剂是重结晶的关键之一,适宜的试剂应符合下述条件:(1)与被提纯的有机物不起化学作用;(2)对被提纯的有机物应易溶于热溶剂中,而在冷溶剂中几乎不溶;(3)对杂质的溶解度应很大,或很少;(4)能得到较好的结晶;(5)溶剂的沸点适中。
若过低时,溶解度改变不大,难分离,且操作也困难;过高时,附着于晶体表面的溶剂不容易除去。
(6)价廉易得,毒性低,回收率高,操作安全。
在选择溶剂时应根据“相似相溶”的一般原理。
溶质往往易溶于其结构相似的溶剂中。
一般来说,极性的溶剂溶解极性的固体,非极性的溶剂溶解非极性的固体。
在实验中往往要通过很多次实验才能确定使用那种溶剂。
1.2溶剂选择的一般方法我们从下面七个方面来选择溶剂:dmf、氯苯、二甲苯、甲苯、乙腈、乙醇、thf、氯仿、乙酸乙酯、环己烷、丁酮、丙酮、石油醚。
dmso、六甲基磷酰胺、n-甲基吡咯烷酮、苯、环己酮、丁酮、环己酮、二氯苯、吡啶、乙酸、二氧六环、乙二醇单甲醚、1,2-二氯乙烷、乙醚、正辛烷。
dmf、苯、二氧六环、环己烷在低温下接近凝固点,溶解能力很差,是理想溶剂。
乙腈、氯苯、二甲苯、甲苯、丁酮、乙醇也是理想溶剂。
否则易产生溶质液化分层现象。
溶剂的沸点越高,沸腾时溶解力越强,对于高熔点物质,最好选高沸点溶剂。
因为溶质与溶剂形成分子间氢键后很难析出。
水>甲酸>甲醇>乙酸>乙醇>异丙醇>乙腈>dmso>dmf>丙酮>hmpa>ch2cl2>吡啶>氯仿>氯苯>thf>二氧六环>乙醚>苯>甲苯>ccl4>正辛烷>环己烷>石油醚。
2重结晶操作操作部分包括除溶剂选择后的所有步骤,下面我们将全面介绍重结晶的相关操作。
2.1筛选溶剂在试管中加入少量(麦粒大小)待结晶物,加入____ml根据上述规律所选择溶剂,加热沸腾几分钟,看溶质是否溶解。
若溶解,用自来水冲试管外测,看是否有晶体析出。
初学者常把不溶杂质当成待结晶物。
如果长时间加热仍有不溶物,可以静置试管片刻并用冷水冷却试管(勿摇动)。
如果有物质在上层清液中析出,表示还可以增加一些溶解。
若稍微浑浊,表示溶剂溶解度太小;若没有任何变化,说明不溶的固体是一种东西,已溶物质又非常易溶,不易析出。
2.2常规操作在锥形瓶或圆底烧瓶中52a0入溶质和一定溶剂,装上球冷,加热____分钟,若仍有不溶物,继续从冷凝管上口补加溶剂至完全溶解再补加过量____%溶剂。
用折叠滤纸(折叠滤纸和三角漏斗要提前预热)趁热过滤入锥形瓶。
滤液自然冷却后用布氏漏斗抽滤(用滤液反过来冲洗锥形瓶。
)。
如果物质在室温溶解度很小,滤饼可以用少量冷的溶剂淋洗(先撤掉减压,加少量溶剂润湿滤饼,再减压抽干。
注意:用玻璃塞把滤饼压实有助于除掉更多溶剂。
)。
如果所用溶剂不易挥发,可以在常压下加入少量易挥发溶剂淋洗滤饼,如dmf可用乙醇洗,二氯苯、氯苯、二甲苯、环己酮可以用甲苯洗。
初学者常遇到问题:大量结晶在滤纸上析出,原因是漏斗和滤纸预热不好、溶剂过量太少、过滤时间太长。
如产品贵重,可将三角漏斗和滤纸置于锥形瓶上用蒸气预热,边过滤边用已经过滤的滤液蒸气保温,但上述操作比较危险,甲苯、醚类、石油醚、环己烷等易燃溶剂慎用此法。
注意:用热的重结晶母液淋洗滤纸和所有黏附溶质器具并冷却可减少结晶损失。
2.3反常规操作热抽滤吸滤瓶不能预热,布氏漏斗和滤纸放在溶解溶质的锥形瓶上面利用上升蒸气润湿,放在吸滤瓶上立即趁热抽滤。
注意抽气压力不能太大以防止吸滤瓶中母液爆沸。
初学者常犯错误:滤纸没有贴紧(可用双层的)、动作迟缓导致结晶在布氏漏斗中析出、抽气压力太大导致滤液被吸入泵中、过滤完毕没有立即卸压导致大量溶剂被抽进泵中。