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1、重结晶提纯法一、实验目的和基本要求重结晶是纯化精制固体有机化合物的手段。通过实验让学生能熟练掌握用水、有机溶剂及混合溶剂重结晶纯化固体有机物质的各项 具体的操作方法，其中包括以下几点：（1）样品的溶解，突出用易燃的有机溶剂时溶解样品应采用仪器装置及安会注意事项。（2）过滤及热过滤；菊花滤纸的折法。（3）结晶及用活性炭脱色。（4）抽滤：布氏漏斗、抽滤瓶、安全瓶、循环水泵等的安装及使用。（5）产品的干燥，包括风干（自然晾干）和烘干（使用烘箱、红外干燥）时仪器的使用 及注意事项。二、基本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。利 用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度
2、不同，可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出，而让杂 质全部或大部分仍留在溶液中，或者相反，从而达到分离、提纯之目的。三、操作要点及说明重结晶提纯法的一般过程为：1、选择适宜的溶剂在选择溶剂时应根据“相似相溶”的一般原理。溶质往往溶于结构与其相似的溶剂中。 还可查阅有关的文献和手册，了解某化合物在各种溶剂中不同温度的溶解度。也可通过实验 来确定化合物的溶解度。即可取少量的重结晶物质在试管中，加入不同种类的溶剂进行预试。 适宜溶剂应符合的条件：见曾绍琼书P61。2、将待重结晶物质制成热的饱和溶液制饱和溶液时，溶剂可分批加入，边加热边搅拌，至固体完全溶解后，再多加20%左 右（这样可避免热过滤时，晶体
3、在漏斗上或漏斗颈中析出造成损失）。切不可再多加溶剂， 否则冷后析不出晶体。如需脱色，待溶液稍冷后，加入活性炭（用量为固体1 5%）,煮沸5 lOmin （切不可在沸腾的溶液中加入活性炭，那样会有暴沸的危险。）3、乘热过滤除去不溶性杂质乘热过滤时，先熟悉热水漏斗的构造，放入菊花滤纸（要使菊花滤纸向外突出的棱角， 紧贴于漏斗壁上），先用少量热的溶剂润湿滤纸（以免干滤纸吸收溶液中的溶剂，使结晶析 出而堵塞滤纸孔），将溶液沿玻棒倒入，过滤时，漏斗上可盖上表面皿（凹面向下）减少溶 剂的挥发，盛溶液的器皿一般用锥形瓶（只有水溶液才可收集在烧杯中）。4、抽滤抽滤前先熟悉布氏漏斗的构造及连接方式，将剪好的滤纸
4、放入，滤纸的直径切不可大于 漏斗底边缘，否则滤纸会折过，滤液会从折边处流过造成损失，将滤纸润湿后，可先倒入部 分滤液（不要将溶液一次倒入）启动水循环泵，通过缓冲瓶（安全瓶）上二通活塞调节真空 度，开始真空度可低些，这样不致将滤纸抽破，待滤饼已结一层后，再将余下溶液倒入，此 时真空度可逐渐升高些，直至抽“干”为止。停泵时，要先打开放空阀（二通活塞），再停泵，可避免倒吸。5、结晶的洗涤和干燥用溶剂冲洗结晶再抽滤，除去附着的母液。抽滤和洗涤后的结晶，表面上吸附有少量溶 剂，因此尚需用适当的方法进行干燥。固体的干燥方法很多，可根据重结晶所用的溶剂及结 晶的性质来选择，常用的方法有以卞几种：空气晾干的；
5、烘干（红外灯或烘彩）；用滤纸吸 干；置于干燥器中干燥。四、思考题1、重结晶法一般包括哪几个步骤？各步骤的主要目的如何？答：一般包括：（1）选择适宜溶剂，制成热的饱和溶液。（2）热过滤，除去不溶性杂质（包 括脱色）。（ 3）抽滤、冷却结晶，除去母液。（ 4）洗涤干燥，除去附着母液和溶剂。2、重结晶时，溶剂的用量为什么不能过量太多，也不能过少？正确的应该如何？答：过量太多，不能形成热饱和溶液，冷却时析不出结晶或结晶太少。过少，有部分待结 晶的物质热溶时未溶解，热过滤时和不溶性杂质一起留在滤纸上，造成损失。考虑到热过滤 时，有部分溶剂被蒸发损失掉，使部分晶体析出留在波纸上或漏斗颈中造成结晶损失，所以
6、 适宜用量是制成热的饱和溶液后，再多加20%左右。3、用活性炭脱色为什单要待固体物质完全溶解后才加入？为什么不能在溶液沸腾时加 入？答：活性炭可吸附有色杂质、树脂状物质以及均匀分散的物质。因为有色杂质虽可溶于沸 腾的溶剂中，但当冷却析出结晶体时，部分杂质又会被结晶吸附，使得产物带色。所以用活 性炭脱色要待固体物质完全溶解后才加入，并煮沸5 lOmin。要注意活性炭不能加入已沸 腾的溶液中，以一免溶液暴沸而从容器中冲出。4、使用有机溶剂重结晶时，哪些操作容易着火？怎样才能避免呢？答：有机溶剂往往不是易燃就是有一定的毒性，也有两者兼有的，操作时要熄灭邻近的一 切明火，最好在通风橱内操作。常用三角烧
7、瓶或圆底烧瓶作容器，因为它们瓶口较窄，溶剂 不易发，又便于摇动，促使固体物质溶解。若使用的溶剂是低沸点易燃的，严禁在石棉网上 直接加热，必须装上回流冷凝管，并根据其沸点的高低，选用热浴，若固体物质在溶剂中溶 解速度较慢，需要较长时问，也要装上回流冷凝管，以免溶剂损失。5、用水重结晶乙酰苯胺，在溶解过程中有无油状物出现？这是什么？答：在溶解过程中会出现油状物，此油状物不是杂质。乙酰苯胺的熔点为114C,但当乙 酰苯胺用水重结晶时，往往于83C就熔化成液体，这时在水层有溶解的乙酰苯胺，在熔化 的乙酰苯胺层中含有水，故油状物为未溶于水而已熔化的乙酰苯胺，所以应继续加入溶剂， 直至完全溶解。6 、使用
8、布氏漏斗过滤时，如果滤纸大于漏斗瓷孔面时，有什么不好？答：如果滤纸大于漏斗瓷孔面时，滤纸将会折边，那样滤液在抽滤时将会自滤纸边沿吸入 瓶中，而造成晶体损失。所以不能大，只要盖住瓷孔即可。7、停止抽滤前，如不先拔除橡皮管就关住水阀（泵）会有什么问题产生？答：如不先拔除橡皮管就关水泵，会发生水倒吸入抽滤瓶内，若需要的是滤液问题就大了。8、某一有机化合物进行重结晶，最适合的溶剂应该具有哪些性质？答：（1）与被提纯的有机化合物不起化学反应。（2）因对被提纯的有机物应具有热溶，冷 不溶性质。（3）杂质和被提纯物质，应是一个热溶，一个热不溶。（4）对要提纯的有机物能 在其中形成较整齐的晶体。（5）溶剂的沸
9、点，不宜太低（易损），也不宜太高（难除）。（6） 价廉易得无毒。9、将溶液进行热过滤时，为什么要尽可能减少溶剂的挥发？如何减少其挥发？答：溶剂挥发多了，会有部分晶体热过滤时析出留在滤纸上和漏斗颈中，造成损失，若用 有机溶剂，挥发多了，造成浪费，还污染环境。为此，过滤时漏斗应盖上表面皿（凹面向下），可减少溶剂的挥发。盛溶液的容器，一般 用锥形瓶（水溶液除外），也可减少溶剂的挥发。10、在布氏漏斗中用溶剂洗涤固体时应该注意些什么？答：用重结晶的同一溶剂进行洗涤，用量应尽量少，以减少溶解损失。如重结晶的溶剂的 熔点较高，在用原溶剂至少洗涤一次后。可用低沸点的溶剂洗涤，使最后的结晶产物易于干 燥，（要
10、注意此溶剂必须能和第一种溶剂互溶而对晶体是不溶或微溶的）。重结晶的一点经 验2007-05-16 22:00重结晶技术1、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。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，溶液变成过饱和而析出晶体。 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过饱和溶液中析出。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，则配成饱和溶液后被过滤除 去），从而达到提纯目的。2、关于可以应用重结晶法的讨论：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， 室温时A、
11、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：（1）室温下杂质较易溶解（SBSA）。设在室温下SB = 2.5克/100ml, SA=0.5克/100ml, 如果A在此沸腾溶剂中的溶解度为9.5克/100ml,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 （不考虑操作上的损失）而B仍留在母液中，A 损失很小，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克/100ml, 则只要使用20ml溶剂即可使混合物在沸腾时全溶，这时滤液可析出A9.4克，B仍可留在母 液中,被提纯物的回收率高达99%。由此可见，如果杂质在冷时的溶解度
12、大而产物在冷时的溶解度小，或溶剂对产物的溶 解性能随温度的变化大，这两方面都有利于提高回收率。（2）杂质较难溶解（SBSA）。设在室温下SB = 0.5克/100ml, SA=2.5克/100ml, A 在此沸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2.5 克A和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。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，致使操作过程冗长（rongchang），回收率极
13、大的降低。（3）两者溶解度相等（SA=SB）。设在室温下皆为2.5克/100ml，若也用100ml溶剂 重结晶，仍可得到纯A7克。但如果这时杂质含量很多，则用重结晶分离产物就比较困难。 在A和B含量相等时，重结晶就不能用来分离产物了。从上述讨论总可以看出，在任何情况下，杂志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）。一般重结晶只适用于纯化杂质含量在5%以下的固 体有机混合物。3、选择溶剂的条件：（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，只能溶解很少 量的该种物质（3）对杂质的溶解非常大或者非常小（前一种情况是使杂质
14、留在母液中不随被提纯物 晶体一同析出；后一种情况是使杂质在热过滤时被滤去）（4）容易挥发（溶剂的沸点较低），易与结晶分离除去（5）能给出较好的晶体（6）无毒或毒性很小，便于操作（7）价廉易得（8）适当时候可以选用混合溶剂选择好溶剂后进行溶解：4、溶解 通过试验结果或查阅溶解度数据计算被提取物所需溶剂的量，在将被提取物晶体置于 锥形瓶中，加入较需要量稍少的适宜溶剂，加热到微微沸腾一段时间后，若未完全溶解，可 再添加溶剂，每次加溶剂后需再加热使溶液沸腾，直至被提取物晶体完全溶解（但应注意， 在补加溶剂后，发现未溶解固体不减少，应考虑是不溶性杂质，此时就不要再补加溶剂，以 免溶剂过量）。注意事项：（
15、1）溶剂量的多少，因同时考虑两个因素。容极少则收率高，但可能给热过滤带来麻 烦，并可能造成更大的损失；容极多，显然会影响回收率。故两者应综合考虑。一般可比需 要量多加 20左右的溶剂（有人认为一般可比需要量多20100的溶剂）。（2）可以在溶剂沸点温度时溶解固体，但必须注意实际操作温度是多少，否则会因实 际操作时，被提纯物晶体大量析出。但对某些晶体析出不敏感的被提纯物，可考虑在溶剂沸 点时溶解成饱和溶液，故因具体情况决定，不能一概而论。例如，本次实验在100C时配成 饱和溶液，而热过滤操作温度不可能是100C，可能是80C ?也可能是90C ?那么在考虑 加多少溶剂时，应同时考虑热过滤的实际操
16、作温度。（3）为了避免溶剂挥发及可燃性溶剂着火或有毒溶剂中毒，应在锥形瓶上装置回流冷 凝管，添加溶剂可从冷凝管的上端加入。（4）若溶液中含有色杂质，则应加活性炭脱色，应特别注意活性炭的使用。5、乗热过滤n （1）若为易燃溶剂，则应防止着火或防止溶剂挥发。（ 2）应注意滤纸的折叠方法及操作要领（包括漏斗的预热、滤纸的热水润湿等）；应 洗净抽滤瓶，注意和滤纸的大小、滤纸的人润湿等操作，开始不要减压太甚，以免将滤纸抽 破（在热溶剂中，滤纸强度大大下降）。6、结晶（1）将滤液在室温或保温下静置使之缓缓冷却（如滤液已析出晶体，可加热使之溶解）， 析出晶体，再用冷水充分冷却。必要时，可进一步用冰水或冰盐水等冷却（视具体情况而定， 若
