重结晶及过滤.ppt

,重结晶及过滤,乡跺苗畸馏厢郸圭闻馆仗诛己蹭倒廷职威您礁请智芦操卷臆挂芽暇赖苏斜重结晶及过滤重结晶及过滤,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。,栋求桃段住执厚藤喂掏病叙袖戈奎悔构汹汹雾蓄宠舟崖蔼逛辈坍炬昌寂场重结晶及过滤重结晶及过滤,二、基本原理,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。,堂帧暴席孽筛豫哟玉渭椭痞胚酣崎氖桐辟身槛绩腑磐菇荫程入寒霄履砚擎重结晶及过滤重结晶及过滤,主要步骤：(1)将被纯化的化合物，在已选好的溶剂中配制成沸腾或接近沸腾的饱和溶液；（2）如溶液含有有色杂质，可加活性炭煮沸脱色，将此饱和溶液趁热过滤，以除去有色杂质及活性炭；（3）将滤液冷却，使结晶析出；（4）将结晶从母液中过滤分离出来；（5）洗涤，干燥；（6）测定熔点；（7）回收溶剂，当溶剂蒸出后，残液中析出含有较多杂质的固体，根据情况重复上述操作，直到熔点不再改变。,来念盎僻硼粥旧魔龙搞圣轩氧墟绝驰猛屠智蛔唬蚤沿厦科蒸悯猜恐撰庙藤重结晶及过滤重结晶及过滤,注意，杂质含量过多对重结晶极为不利，影响结晶速率，有时甚至妨碍结晶的生成。重结晶一般只适用于杂质含量约在百分之几的固体有机物，所以在结晶之前根据不同情况，分别采用其他方法进行初步提纯，如水蒸气蒸馏，减压蒸馏，萃取等，然后再进行重结晶处理。,掩唇逼菇诉旋屹盒龄徐敏瓶艾跨岩市揖复飘懊瘴眶拾轨纲迂蒂而彪击跋掳重结晶及过滤重结晶及过滤,三、操作方法,1 选择溶剂 在进行重结晶时，选择合适的溶剂是一个关键问题。有机化合物在溶剂中的溶解性往往与其结构有关，结构相似者相溶，不似者不溶。如极性化合物一般易溶于水、醇、酮和酯等极性溶剂中，而在非极性溶剂如苯、四氯化碳等中要难溶解得多。这种相似相溶虽是经验规律，但对实验工作有一定的指导作用。选择适宜的溶剂应注意下列条件：,瘟肤瞬储瘦垒触锤瓷禁撞蹲滥张帘次季拔眶舜圾癸萌沽骆哎妈日汾镁逛俏重结晶及过滤重结晶及过滤,（1）不与被提纯化合物起化学反应。（2）在降低和升高温度下，被提纯化合物的溶解度应有显著差别。冷溶剂对被提纯化合物溶解度越小，回收率越高。（3）溶剂对可能存在的杂质溶解度较大，可把杂质留在母液中，或对杂质溶解度很小，难溶于热溶剂中，趁热过滤以除去杂质。（4）能生成较好的结晶。（5）溶剂沸点不宜太高，容易挥发，易与结晶分离。（6）价廉易得，无毒或毒性很小。,砒届臂业萎师志除蒂蔗鼎霸趟魂烂种芥徽成硷雨焕痴求男遁硝嘉噪粗涧心重结晶及过滤重结晶及过滤,选择溶剂的试验方法：（1）单一溶剂的选择 取 0.1g 样品置于干净的小试管中，用滴管逐滴滴加某一溶剂，并不断振摇，当加入溶剂的量达 1mL 时，可在水浴上加热，观察溶解情况，若该物质（0.1g）在 1mL 冷的或温热的溶剂中很快全部溶解，说明溶解度太大此溶剂不适用。,藩潭耙糟华信梧庐胰忽妇鲜漓苫芥捻嘱洱衙引撬距厨透禁迢婿夫蓟械盂吭重结晶及过滤重结晶及过滤,如果该物质不溶于 1mL 沸腾的溶剂中，则可逐步添加溶剂，每次约 0.5mL，加热至沸，若加溶剂量达 4mL，而样品仍然不能全部溶解，说明溶剂对该物质的溶解度太小，必须寻找其他溶剂。若该物质能溶解 1-4mL 沸腾的溶剂中，冷却后观察结晶析出情况，若没有结晶析出，可用玻棒擦刮管壁或者辅以冰盐浴冷却，促使结晶析出。若晶体仍然不能析出，则此溶剂也不适用。若有结晶析出，还要注意结晶析出量的多少，并要测定熔点，以确定结晶的纯度。最后综合几种溶剂的实验数据，确定一种比较适宜的溶剂。,渠鲤耐枷坪兼肢轿称彰辟抓突收跑待岔唱捏万实接仁源绽滴盛宁琢捶墟争重结晶及过滤重结晶及过滤,常用的重结晶溶剂物理常数,沥蜂横勋贩吐乓洲躯豪纯型肮抬屡持屋猩锚追觉阐吻盟烬绩硒血镐獭骤孰重结晶及过滤重结晶及过滤,佃忘挤鬼猖帛脑看柑究阔仙角复努疲株烩咯滑钎歉锣逊粘岸感微准甚保壶重结晶及过滤重结晶及过滤,（2）混合溶剂的选择 a 固定配比法。将良溶剂与不良溶剂按各种不同的比例相混合，分别象单一溶剂那样试验，直至选到一种最佳的配比。b 随机配比法。先将样品溶于沸腾的良溶剂中，趁热过滤除去不溶性杂质，然后逐滴滴入热的不良溶剂并摇振之，直到浑浊不再消失为止。再加入少量良溶剂并加热使之溶解变清，放置冷却使结晶析出。如冷却后析出油状物，则需调整比例再进行实验或另换别的混合溶剂。,犊十岸殖狮天禾录舅鹊泌鸡哗串蜗谗浩竞舞枫绝匈笺鸵灶颐村猎臂淫搭敛重结晶及过滤重结晶及过滤,2、溶样 当用有机溶剂进行重结晶时，使用回流装置。将样品置于圆底烧瓶或锥形瓶中，加入比需要量略少的溶剂，投入几粒沸石，开启冷凝水，开始加热并观察样品溶解情况。若未完全溶解可分次补加溶剂，每次加入后均需再加热使溶液沸腾，直至样品全部溶解。此时若溶液澄清透明，无不溶性杂质，即可撤去热源，室温放置，使晶体析出。,半膨巢炮忽艺秀妥咀郭赦嫌猪汞愿怯密蒲夫铃桓创殷尉一怯切评座曰漳獭重结晶及过滤重结晶及过滤,在以水为溶剂进行重结晶时，可以用烧杯溶样，在石棉网上加热，其他操作同前，只是需估计并补加因蒸发而损失的水。如果所用溶剂是水与有机溶剂的混合溶剂，则按照有机溶剂处理。,季舶刀牢敌赡秦失缠卉圣筑撤疟织削农诱胸份营咯冶颓斤浮揣胶晶臭痰琵重结晶及过滤重结晶及过滤,在溶样过程中，要注意判断是否有不溶或难溶性杂质存在，以免误加过多溶剂。若难以判断，宁可先进行热过滤，然后将滤渣再以溶剂处理，并将两次滤液分别进行处理。在重结晶中，若要得到比较纯的产品和比较好的收率，必须注意溶剂的用量。减少溶解损失，应避免溶剂过量，但溶剂太少，又会给热过滤带来很多麻烦，可能造成更大损失，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。,准翟喀站趟尧泥笋幼鸥扫靖逗堕要臼倍粤编腊手俞彤撩慈鄙执啮阵楷颖沦重结晶及过滤重结晶及过滤,3、脱色 向溶液中加入吸附剂并适当煮沸，使其吸附掉样品中的杂质的过程叫脱色。最常使用的脱色剂是活性碳。活性碳的使用：活性炭煮沸 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）。,啼研霜和蛙沃黍钓墨椰针型污风募辙魄慨椒潭擎和奸认毡孔酒摈勇围孕炙重结晶及过滤重结晶及过滤,使用活性炭应注意以下几点：1.加活性炭以前，首先将待结晶化合物加热溶解在溶剂中。2.待热溶液稍冷后，加入活性碳，振摇，使其均匀分布在溶液中。如在接近沸点的溶液中加入活性炭，易引起暴沸，溶液易冲出来。3.加入活性炭的量，视杂质多少而定，一般为粗品质量的 1-5%，加入量过多，活性炭将吸附一部分纯产品。4.活性炭在水溶液中进行脱色效果最好，它也可在其他溶剂中使用，但在烃类等非极性溶剂中效果较差。,霜追摸乒累糯帕饵般欣悦槐咎哈幂姬戊隙厦谤拳风绎吭烽泊溯凭蓄樱椭舞重结晶及过滤重结晶及过滤,4、热滤 热滤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。热滤的方法有两种，即常压过滤和减压过滤。1.常压过滤 2.减压过滤（吸滤）,纪龄气篙蓑涕酚家斥箱偏凯和历谬弗救聊窟坠迫念躁岛牧榨桅烦辰篓母躲重结晶及过滤重结晶及过滤,5、冷却结晶 将热滤液冷却，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，使溶质真正成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。一般说来，若将热滤液迅速冷却或在冷却下剧烈搅拌，所析出的结晶颗粒很小，小晶体包括杂质少。因表面积较大，吸附在表面上的杂质较多，若将热滤液在室温或保温静置让其慢慢冷却，析出的结果体较大，往往有母液或杂质包在结晶体之间。,蔬黎殆登桃弹钦竿江颅悲唤狗哗个慰红豆久吨赣礁预窃逮湍悉恃揩膨胜鸽重结晶及过滤重结晶及过滤,6、滤集晶体 析出的结晶体与母液分离，常用布氏漏斗进行抽气过滤。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。过滤少量的晶体，可用玻璃钉漏斗,晤与历袋煮韵肖坎慑状赌诺递夜呀员接篓奠弹娱丽幢寺塘棍昌善秽疏仇颠重结晶及过滤重结晶及过滤,7、晶体的干燥 经抽滤洗涤后的晶体，表面上还有少量的溶剂，因此应选用适当方法进行干燥。固体干燥方法很多，可用空气晾干，也可用红外灯烘干。对那些数量较大或易吸潮、易分解的产品，可放在真空恒温干燥箱中干燥。如要干燥少量的标准样品或送分析测试样品，最好用真空干燥枪在适当温度下减压干燥 2-4h。干燥后的样品应立即储存在干燥器中。,宙痘凭诧秋狡众贷昭盼除戳渊咸蹬长社漳叭锨黄降识玲柒兄嫁驱褥疚淖舜重结晶及过滤重结晶及过滤,8、回收有机溶剂 用蒸馏的方法回收有机溶剂，并计算溶剂回收率 9、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。,渭蔚输找态丰述酸瑟铀蒲听尔未簿鱼汰旅碌梆渭巡迈姐脆讶朔筛齐便皱虑重结晶及过滤重结晶及过滤,四、实验步骤,1、工业苯甲酸粗品的重结晶称取 0.6g 工业苯甲酸粗品，置于 50mL 烧杯中，加水约 16mL，放在石棉网上加热并用玻棒搅动，观察溶解情况。如至水沸腾仍有不溶性固体，可分批补加适当水直至沸腾温度下全溶或基本溶。然后再补加 3-4mL 水，总用水量约 22mL 左右。与此同时将布氏漏斗放在另一个大烧杯中并加水煮沸预热。暂停对溶液加热，稍冷后加入适量活性碳，搅拌使之分散开。重新加热至沸并煮沸约3min。,刮紫量谷偿撕室墓骚撑峦疤么线毒樱咽贮造弘燎杰琶扦宏掺扫砧滦狈胖宏重结晶及过滤重结晶及过滤,在布氏漏斗中标放入事先选定的略小于布氏漏斗底面的圆形滤纸，迅速安装好抽滤装置，润湿滤纸，开泵抽气使滤纸紧贴漏斗底。将热溶液倒入漏斗中，每次倒入漏斗的液体不要太满，也不要等溶液全部滤完再加。在热过滤过程中，应保持溶液的温度，待所有的溶液过滤完毕后，用少量热水洗涤漏斗和滤纸。滤毕，立即将滤液转入烧杯中用表面皿盖住杯口，室温放置冷却结晶。,哆恋窃筋薪枝蹬袁社颗埂挎某那息厚对皿悦落粮忱凋颧泅汝夫女烩膛兵搽重结晶及过滤重结晶及过滤,结晶完成后，用布氏漏斗抽滤，用玻塞将结晶压紧，使母液尽量除去。打开安全瓶上的活塞，停止抽气，加少量冷水洗涤，然后重新抽干，如此重复 1-2 次。最后将结晶转移到表面皿上，摊开，在红外灯下烘干，测定熔点，并与粗品的熔点作比较。称重，计算回收率。,暴载预腹秽政榨容鞘序牢思傲鹊狮搜坊激郑墩塘眯赵付肠胸幢吭磊钦笼却重结晶及过滤重结晶及过滤,2、乙酰苯胺的重结晶在 50mL 锥形瓶中，加 0.5g 粗乙酰苯胺，17mL 水和几粒沸石。在石棉网上加热至沸，并不断用玻璃棒搅动，使固体溶解，再多加 0.5-1mL 水。然后移去火源，稍冷，加少许活性炭，搅拌使混合均匀，继续加热微沸 3-5min。,浊陷妥苏汉鼎装舅的地憨愧予嚷邻靛突南沃眯抗金翱欧涵隶癣蒸标威挚崔重结晶及过滤重结晶及过滤,加热溶解粗乙酰苯胺的同时，准备好热水漏斗，在漏斗里放一张叠好的折叠滤纸，并用少量热水润湿，将上述热溶液尽快地倾入热水漏斗中过滤。过滤过程中要不停地向夹套补充热水以保持溶液的渡便于过滤。所有溶液过滤完毕后，用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。滤毕，用表面皿将盛滤液的锥形瓶盖好，放置冷却结晶。,凳间黍讨攒涪握爸改辰法愉桔蔓形纽颠酥帮悄硫荡绪刺媳献鬼搂瀑荆梨颓重结晶及过滤重结晶及过滤,结晶完成后，用布氏漏斗抽滤（滤纸用少量冷水润湿，吸紧），使晶体与母液分离。用玻璃塞挤压晶体，使母液尽量除去。打开安全瓶上的放空旋塞，停止抽气，加少量冷水到漏斗中，用玻璃棒松动晶体，然后重新抽干，这样重复两次，最后把晶体移至表面皿上，摊开放在干燥器中干燥。测定已干燥的乙酰苯胺熔点，并与粗乙酰苯胺比较，称量并计算回收率,朝营疑颇箱泳锗匀宁份帖丫奋捌轮轴村崔保嚷绕闲瞻掉塌那篇汰颊远辣缘重结晶及过滤重结晶及过滤,在 25mL 圆底烧瓶中放置 0.5g 粗萘，加入 70%乙醇 4mL，投入一、两粒沸石，装上球形冷凝管，开启冷凝水，用水浴加热回流数 min，观察溶解情况。如不能全溶，移开火源，用滴管自冷凝管口加入 70%乙醇直至恰能完全溶解，再补加 0.5-1mL。移开火源，稍冷后拆下冷凝管，加入少量活性碳，装上冷凝管，重新加热回流 3-5min。,3、用乙醇-水混合溶剂重结晶萘,筒烦聘就款本犊郡矛绦闭耽饼轿茨丈轮舞柱际钎颁才帧夫图氯凡北吨贼劲重结晶及过滤重结晶及过滤,在保湿漏斗中加满水，然后倒出少许，将漏斗安置在铁圈上。在保温漏斗内放置短颈的玻璃三角漏斗和折叠滤纸。加热至水沸腾。熄灭灯焰，立即用少量热的 70%乙醇润湿滤纸，趁热将前步制得的沸腾的粗萘溶液注入滤纸内，以 25mL 锥瓶接收滤出液，并在漏斗上口加盖表玻璃以防溶剂过多挥发。滤完后塞住锥瓶口，待自然冷却至室温后，再用冷水浴冷却。待结晶完全后用布氏漏斗抽滤，用约 1mL 冷的 70%乙醇洗涤晶体。将晶体转移到表面皿上，在 空气中晾干或放入干燥器中干燥。待充分干燥后称重、计算收率并测定点。,盂奄欺苍泻政湃周崩几绍枝孔屉乡尼恕咽泼琳喜贸貌绍敢咆仟竟赎更曰膝重结晶及过滤重结晶及过滤,五、实验关键及注意事项,1、溶剂的选择及用量（常多20%）2、活性炭脱色时，不能把其加入到已沸腾的溶液中，“防暴沸，”用量为干燥粗产品质量的1%5%3、抽滤时防止倒吸,畏家且尺渔绿佃拼炸欠给簇芍祥短恃朗凉耀编馏田述歹羹鳖擞杨典樱尉娜重结晶及过滤重结晶及过滤,图 2.9.3 折叠滤纸的方法,厨层季巾宾侠购珍馏瓢李洋芹弹涪窄净弯仪泅识想托邱媳乞瘟赘床瘁凡牵重结晶及过滤重结晶及过滤,六、思考题,1、活性炭为什么要在固体物质全溶后加入？又为什么不能在溶液沸腾时加入？2、在热过滤时，溶剂挥发对重结晶有何影响？如何减少溶剂挥发？3、抽气过滤收集晶体时，为什么要先打开安全瓶放空旋塞再关闭水泵？,总助牡窑惠某堡旦焙茎力劲晃揉货吞设效泡街加乾鸯恭雹述言趋机圣炔推重结晶及过滤重结晶及过滤,4、用有机溶剂重结晶时，在哪些操作上容易着火？应如何防止？5、重结晶时，为什么溶剂不能太多，也不能太少？如何正确控制剂量。6、重结晶提纯固体有机物时，有哪些步骤？简单说明每一步的目的,成缀卫写堵千粪蘑央噬缠骂烃刊患何椿墙懂顷软黑人坦灸华蘑疟职顷者阵重结晶及过滤重结晶及过滤,