过氧化苯甲酰的精制

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1、过氧化苯甲酰的精制一、实验目的（1）了解过氧化苯甲酰的基本性质和保存方法；（2）掌握过氧化苯甲酰的精制方法。二、实验原理过氧化苯甲酰为白色结晶性粉末,熔点103106 摄氏度,溶于乙醚、丙酮、 氯仿和苯，易燃烧，受撞击、热、摩擦是会爆炸。常用的过氧化苯甲酰由 于长期的保存部分分解了因此在用于聚合前要进行精制,通常采用重结晶 法,在结晶过程中温度过高会爆炸，注意控制温度。过氧化苯甲酰在不同的溶剂中的溶解度如下：溶剂石油醚甲醇乙醇甲苯丙酮苯氯仿溶解度（g/100mL）0.51.01.511.014.616.431.6三、实验药品及仪器药品：过氧化苯甲酰（2.5g）、氯仿（10mL）、甲醇（25+2

2、.5mL）。仪器：烧杯（100mLX2）、玻璃棒、布氏漏斗、漏斗、天平、棕色瓶四、实验装置图五、实验步骤与现象分析步骤（1）：室温下在 100ml 烧杯中加入 2.5gBPO 和 10ml 氯仿，慢慢搅拌，使之 溶解；现象：粉末逐渐溶解，溶液呈现白色混浊状分析：BPO极易溶于氯仿，但部分杂质不溶步骤（2）：用普通漏斗过滤溶液，滤液中直接滴入 25ml 甲醇中，静置片刻后放入 冰箱降温；现象：分析：1、滤液为无色透明液体；2、加入甲醇后静置片刻，有白色针 状晶体析出；3、放入冰箱中一段时间后，析出大量晶体 1、不容杂质被除去；2、甲醇和氯仿可以互溶，但甲醇对 BPO的溶解度大概只有氯仿的 3%，

3、氯仿挥发后，开始析出晶体 3、 降温能降低 BPO 的溶解度，使之大量析出步骤（3）： 将上一步骤的溶液用布氏漏斗抽滤，用 2.5ml 甲醇洗 1 次，抽干； 现象：抽滤后部分晶形被破坏，但绝大多数仍保留着较短的针状结构分析：洗涤是为了使烧杯壁上因溶剂挥发而析出的少量晶体不至于浪费掉，造成产率下降步骤（4）： 将所得产品烘干称重，并保存于棕色瓶中（实际操作为抽滤后保存于 纸袋中）分析：BPO是强氧化剂，很不稳定。受热、见光、摩擦都易导致分解六、实验产物拍照七、实验思考与讨论分析（1）为什么 BPO 需要精制？答：BPO做为聚合反应的引发剂，BPO的纯度、量的多少对聚合物的聚合度和分子量有决定性

4、影响，而常用的过氧化苯甲酰因为本身性质 极不稳定，长期的放置后，会发生部分分解了，因此在用于聚合前一 定要进行精制。2） 本实验重结晶中为什么选择甲醇和氯仿？ 答：重结晶方法有：蒸发冷却、蒸发溶剂、换不同的溶剂。本实验采 用第三种。之所以选择氯仿和甲苯是因为 BPO 在氯仿中溶解度相对较 大、甲醇中较小。 BPO 溶解在氯仿中后，再将溶液滴入甲醇中，由于BPO 在氯仿中的溶解度远大于在甲醇中的溶解度，因此可以使 BPO 析 出。而选用其他的溶剂没有选用甲醇和氯仿这两种有效。如丙酮和乙 醚对 BPO 有诱发分解作用，使 BPO 失去其引发剂的作用，故不适合作 重结晶的溶剂。另外，石油醚也可以代替

5、甲醇，只是实验室里甲醇更 为常见。（3）除杂质为什么用常压过滤不用抽滤？答：由于氯仿挥发很快，抽滤会显著增大氯仿的挥发速度，虽然过滤 时间缩短了，但是氯仿的挥发导致了过量产品提前析出，严重降低实 验产率。（4）过滤速度是慢好还是快好？答：快好。A、由于氯仿挥发很快，如果过滤速度慢的话，氯仿挥发过 多，BPO析出吸附在玻璃棒和烧杯壁上，不易被分离出来，使最终的 产率下降；B、速度过慢会使有些产品与杂质混在一起，不能起到很好 的分离效果。因此，在过滤的时候应该快些。（5）滴加滤液时应注意哪些注意事项？答：A、一定要用滤液向甲醇中滴加，而不能反过来；B、在滤液滴到甲醇中的时候，应控制速度，慢慢均匀滴

6、加，这样有利于晶体的析出；C、在滴加的过程中严禁用玻棒搅拌或剧烈晃动，因为搅拌或剧烈晃动会破坏晶体的成型，难以形成针状晶体。6） 为什么要将滤液滴到甲醇中，反过来行吗？ 答：不行。因为 BPO 在氯仿中的溶解度远大于在甲醇中的溶解度，用 滤液滴到甲醇中，此时甲醇的量多，而氯仿的量很少，有利于 BPO 从 氯仿中析出。而反过来，用甲醇滴滤液， BPO 最终虽然也能析出，但 刚开始时，甲醇滴到滤液中，甲醇的量很少，无法使 BPO 从氯仿中析出。当加入的甲醇的量增加到一定的量时，此时由于时间过长，氯仿 挥发的多和甲醇的量多，从而使 BPO 突然大量析出。用这种方法不仅 时间过长，而且不利于晶体的成型

7、，结成的晶形不是很理想。（7）为什么有的组得到的针形比较长而有的组得到的针形比较短？ 答：A、滤液滴加速度过快会导致针形短小或形状不规则；B、过晚放 入冰箱中或者在冰箱中放置时间过短，会导致针形短小；C、反向滴加 也可能会导致针形短小或形状不规则；D、搅拌等剧烈晃动，会打断晶 体的定向排列，导致针形短小。（8）为什么低温长出的晶体比较长？答：A、低温时，BPO溶解度下降，可供结晶的核心比较多，分子更易 定向排列，形成较长的晶体；B、低温时，晶体沉积慢，容易达到结晶 溶解平衡状态，从而形成较长的晶体。（9）哪些因素会导致产率低下？答：A、即便是甲醇对BPO也存在着一定的溶解度，部分BPO溶于甲醇

8、 而未析出，不可避免的会造成一定损失；B、用氯仿作溶剂溶解BPO时, 由于氯仿极易挥发，不能采用加热的方法促进溶解速度和程度，而只 能稍微摇动烧杯，致使有少量 BPO 未溶解，这些未溶解的 BPO 混在杂 质中，在过滤时被除去而损失；C、在过滤时，因为氯仿极易挥发，以 致溶解在其中的 BPO 提前析出，黏附在漏斗和烧杯壁上而使产品的产 量下降；D、在冷却结晶的过程中，由于甲醇的挥发带走了少量的BPO 使其粘附在杯壁上而损失；E、在抽率过程中，还有少量的BPO溶解在 未挥发的氯仿中不能沉淀析出，使得在抽滤时有少量 BPO 透过滤纸进 入滤液而损失。附：苯乙烯的精制一、实验目的（1）了解过氧化苯甲

9、酰的基本性质和保存方法；（2）掌握过氧化苯甲酰的精制方法。二、实验原理苯乙烯为无色或淡黄色透明液体，沸点 145.2 摄氏度。为了防止苯乙烯在 储存或运输过程中发生自聚，通常在苯乙烯中加入阻聚剂，实验室采用减 压蒸馏的方法来降低苯乙烯的沸点，从而在不是很高的温度苯乙烯不会聚 合的情况下精制苯乙烯。苯乙烯阴离子聚合的活性中心能与微量的水、氧 二氧化碳、酸、醇等物质反应而导致活性中心失活，因此苯乙烯的精制要 先除阻聚剂，再除去过程中混入的水分，方法主要包括物理吸附和化学方 法两种。物理吸附是用多孔的物质与水接触，而把水分吸附在空隙中，通 常采用 0.5 纳米的分子筛。化学方法是加入某些物质与水反应

10、，再除去生 成物。氢化钙常用来做干燥剂。也可以两种方法结合在一起使用。如将除 去阻聚剂的苯乙烯先用分子筛浸泡在加入氢化钙，在高纯氮气的保护下进 行减压蒸馏，收集所需的组分。苯乙烯沸点与压力的关系如下：沸点1830.844.659.869.582.1101.4122.6145.2压力/kpa0.671.332.666.327.9813.3026.653.2101.0压力/mmHg510204060100200400760三、实验药品和仪器药品：98%苯乙烯（其中的阻聚剂为对苯二酚，杂质主要为水及少量聚合物） 凡士林、红泥仪器：500ml三口瓶、温度计、水浴锅、直型冷凝管、接液瓶、铁架台、 带橡皮

11、管及夹子的毛细管、水泵等。四、实验装置图实验步骤与现象步骤（1）：向 500ml 分液漏斗中加入 250ml 本苯乙烯 ,用 5%氢氧化纳洗数次至无色 , 然后用无离子水洗至中性.用干燥剂干燥一周,再换纳米分子筛浸泡一周。 分析：暴露于空气中逐渐发生聚合氧化，导致颜色微黄步骤（2）： 按图安装实验装置,靠近水浴锅的几个磨口位置用红泥密封，其它几个磨口 位置涂抹凡士林密封。先用水浴一段时间，开动真空泵抽真空、加热，反 复 3 次。现象：真空表示数缓慢上升至接近 22mmHg 分析：水浴锅附近温度较高，凡士林容易熔化流入三口烧瓶污染瓶中的苯 乙烯，而由于红泥不易洗涤，因此其它接口选用凡士林密封。

12、步骤（3）：开动真空泵抽真空，开始抽真空，水浴加热回流 2 小时。控制压力在 22mmHg 进行减压蒸馏，收集 44 摄氏度的馏分。由于苯乙烯沸点与真空度密切相关， 多余对体系真空度的空要仔细，使真空度在蒸馏过程中保持稳定，避免形 成暴沸。现象：升温一段时间后，馏出的馏分极少甚至没有馏分蒸出，升温后才能 继续蒸出馏分，馏出物大约每秒一两滴左右（当看到温度计示数不再上升 或有所下降时，应换装试剂）分析：毛细管提供了气化中心可以防止瓶内爆沸，料液中苯乙烯蒸出一部 分后少量聚合，剩余液体粘度增加，升温后低沸点组分溜出，水蒸出完毕 后，由于沸点相差相对较大，苯乙烯不会马上蒸出，没有高温蒸汽来维持温度计

13、的温度，故温度计在一小段时间内不再上升，或有所下降 步骤（4）： 为防止苯乙烯自聚，精制好的苯乙烯在纯氮的保护下放进冰箱保存。 分析：苯乙烯性质非常活泼，高温或遇到氧气容易发生反应六、 实验产物拍照暂无七、 实验思考与讨论分析（1）本实验为什么要减压蒸馏？ 答：由于苯乙烯在常压或加热情况下蒸馏会发生自聚，采用减压蒸馏可以 降低其沸点，使其在低温度且不发生自聚蒸馏出来（2）为什么不可以添加沸石而选用毛细管？ 答：由于本实验是为减压蒸馏，沸石中的少量气体会被水泵抽走，沸石将 无法提供气化中心即失去了防止爆沸的作用。而毛细管部分与大气相通， 尽管气体被源源不断的抽走，但管口仍是常压，起到了提供气化中心的作 用。（3）实验注意问题有哪些？答：A、减压蒸馏要求装置气密性要好，所以仪器接口处要涂凡士林，但在 髙温接口处要用红泥，防止凡士林流到烧瓶中污染苯乙烯；B、不能加沸石 防止暴沸；C、要先抽气再加热；D、实验结束要慢慢把气压降下来，再拔 抽气管，关真空泵。（4）在进行减压蒸馏时，为什么用水浴加热，而不能用直接火加热？答：用水浴的好处是受热均匀，防止暴沸，如果直接用火加热的话，可能 局部温度过高，苯乙烯可能发生自聚。