实验三 重结晶提纯
一、实验目的
1 学习重结晶的基本原理
2 掌握重结晶的基本操作
3 学习常压过滤和减压过滤的操作技术
二、实验原理
固体有机物在溶剂中的溶解度一般随温度的升高而增大。把固体有机物溶解在热的溶剂中使之饱和,冷却时由于溶解度降低,有机物又重新析出晶体
利用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。让杂质全部或大部分留在溶液中,从而达到提纯的目的。
三、仪器和试剂
仪器:布氏漏斗、抽滤瓶、锥形瓶、玻璃漏斗、热虑漏斗、烧杯、玻璃棒、表面皿、滤纸、酒精灯。
药品:粗乙酰苯胺、活性炭、水
四、实验装置
物理常数
化合物名称 | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 比重 | 溶解度(g/100g水) | |
20℃ | 100℃ | ||||
乙酰苯胺 | 114 | 305 | 1.2105 | 0.46 | 5.5 |
五、操作步骤
乙酰苯胺的重结晶(用水作溶剂)
基本步骤: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→称重→计算回收率(即纯度)
1、溶剂的选择(相似相容原理)
对溶剂的要求
不与被提纯物发生化学反应
对被提纯物的溶解度随温度变化大
对杂质的溶解度非常大或非常小
易挥发,易与结晶分离除去
能得到较好的结晶
一般化合物可以通过查阅手册或辞典中的溶解度一栏相关数据。但溶剂的最后选择是通过实验方法决定的,在进行试验时,必须严防易燃溶剂着火。
对于难于找到一种合用的溶剂时,可采用混合溶剂。
2、固体物质的溶解
若要得到比较纯的产品和比较好的回收率,必须十分注意溶剂的用量。减少溶剂损失,应避免溶剂过量,但溶剂少了,又会给热过滤带来很多麻烦,可能造成更大的损失,所以要全面衡量以确定溶剂的适当用量,一般比需要量多加20%左右的溶剂即可。
3、脱色除杂质
(1)向溶液中加入吸附剂并适当煮沸,使其吸附掉样品的杂质的过程叫脱色。最常使用的脱色剂是活性炭。
活性炭的使用:煮沸5-10min活性炭可吸附色素及树脂状物质(如待结晶化合物本身有色则活性炭不能脱色)。通常加半牛角勺,注意不可在溶液沸腾时加活性炭,以防爆沸。
(2)热虑
热虑即趁热过滤以除去不溶性杂质、脱色剂及吸附于脱色剂上的其他杂质。热虑的方法有两种,即常压过滤和减压过滤。
4、晶体的析出
将热虑液冷却,溶解度减小,溶质即可部分析出。此步的关键是控制冷却速度。使溶质真正称为晶体析出并长到适当大小,而不是以油状物或沉淀的形式析出。
思考题:如果冷却没有晶体析出或有油状物析出,你该采取怎样的措施?
要求晶体大小适度。
滤液静置,缓慢冷却,可避免晶体过细;若晶体过大,可轻轻摇动
5、晶体的收集与洗涤
从漏斗上取出晶体时,常与滤纸一起取出,待干燥后,用刮刀轻敲滤纸,注意勿使滤纸纤维附于晶体上,晶体即全部下来。
6、晶体的干燥
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)空气晾干(不吸潮的低熔点物质在空气中干燥是最简单的干燥方法)。
(2)烘干(对空气和温度稳定的物质可在烘箱中干燥,烘箱温度应比被干燥物质的熔点低20-50℃。
(3)用滤纸吸干(易将滤纸纤维污染到固体上)
(4)置于干燥器中干燥
干燥后,称重、计算回收率。
7、回收有机溶剂
用蒸馏的放法回收有机溶剂,并计算溶剂回收率。
8、测定熔点
将干燥好的晶体测定熔点,通过熔点来检验其纯度,以决定是否需要再作进一步的重结晶