有机物分离和提纯的常用方法

有机物分离和提纯的常用方法分离和提纯有机物的一般原则是：根据混合物中各成分的化学性质和物理性质的差异进行化学和物理处理，以达到处理和提纯的目的，其中化学处理往往是为物理处理作准备，最后均要用物理方法进行分离和提纯。下面将有机物分离和提纯的常用方法总结如下：分离、提纯的方法目的主要仪器实例分液分离、提纯互不相溶的液体混合物分液漏斗分离硝基苯与水蒸馏分离、提纯沸点相差较大的混合溶液蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器分离乙醛与乙醇洗气分离、提纯气体混合物洗气装置除去甲烷中的乙烯过滤分离不溶性的固体和液体过滤器分离硬脂酸与氯化钠渗析除去胶体中的小分子、离子半透膜、烧杯除去淀粉中的氯化钠、葡萄糖盐析胶体的分离��分离硬脂酸钠和甘油上述方法中，最常用的是分液（萃取）、蒸馏和洗气。最常用的仪器是分液漏斗、蒸馏烧瓶和洗气瓶。其方法和操作简述如下：1.分液法��常用于两种均不溶于水或一种溶于水，而另一种不溶于水的有机物的分离和提纯。步骤如下：分液前所加试剂必须与其中一种有机物反应生成溶于水的物质或溶解其中一种有机物，使其分层。如分离溴乙烷与乙醇（一种溶于水，另一种不溶于水）：又如分离苯和苯酚：2.蒸馏法��适用于均溶于水或均不溶于水的几种液态有机混合物的分离和提纯。步骤为：蒸馏前所加化学试剂必须与其中部分有机物反应生成难挥发的化合物，且本身也难挥发。如分离乙酸和乙醇（均溶于水）：3.洗气法��适用于气体混合物的分离提纯。步骤为：例如：此外，蛋白质的提纯和分离，用渗析法；肥皂与甘油的分离，用盐析法。有机物分离和提纯的常用方法1，洗气2，萃取分液溴苯（Br2），硝基苯（NO2），苯（苯酚），乙酸乙酯（乙酸）3，a，制无水酒精：加新制生石灰蒸馏b，酒精（羧酸）加新制生石灰（或NaOH固体）蒸馏c，乙醚中混有乙醇：加Na，蒸馏d，液态烃：分馏4，渗析a，蛋白质中含有Na2SO4b，淀粉中KI5，升华奈（NaCl）鉴别有机物的常用试剂所谓鉴别,就是根据给定的两种或两种以上的被检物质的性质,用物理方法或化学方法,通过必要的化学实验,根据产生的不同现象,把它们一一区别开来.有机物的鉴别主要是利用官能团的特征反应进行鉴别.鉴别有机物常用的试剂及特征反应有以下几种:1.水适用于不溶于水,且密度不同的有机物的鉴别.例如:苯与硝基苯.2.溴水(1)与分子结构中含有C=C键或键的有机物发生加成反应而褪色.例如:烯烃,炔烃和二烯烃等.(2)与含有醛基的物质发生氧化还原反应而褪色.例如:醛类,甲酸.(3)与苯酚发生取代反应而褪色,且生成白色沉淀.3.酸性溶液(1)与分子结构中含有C=C键或键的不饱和有机物发生氧化还原反应而褪色.例如:烯烃,炔烃和二烯烃等.(2)苯的同系物的侧链被氧化而褪色.例如:甲苯,二甲苯等.(3)与含有羟基,醛基的物质发生氧化还原反应而使褪色.例如:醇类,醛类,单糖等.4.银氨溶液(托伦试剂)与含有醛基的物质水浴加热发生银镜反应.例如:醛类,甲酸,甲酸酯和葡萄糖等.5.新制悬浊液(费林试剂)(1)与较强酸性的有机酸反应,混合液澄清.例如:甲酸,乙酸等.(2)与多元醇生成绛蓝色溶液.如丙三醇.(3)与含有醛基的物质混合加热,产生砖红色沉淀.例如:醛类,甲酸,甲酸酯和葡萄糖等.6.金属钠与含有羟基的物质发生置换反应产生无色气体.例如:醇类,酸类等.7.溶液与苯酚反应生成紫色溶液.8.碘水遇到淀粉生成蓝色溶液.9.溶液与酸性较强的羧酸反应产生气体.如:乙酸和苯甲酸等.10.浓硝酸与含有苯环的蛋白质反应生成黄色沉淀.在鉴别的过程中对实验的要求是:(1)操作简便;(2)现象明显;(3)反应速度快;(4)灵敏度高.一、相似相溶原理1．极性溶剂（如水）易溶解极性物质（离子晶体、分子晶体中的极性物质如强酸等）；2．非极性溶剂（如苯、汽油、四氯化碳、酒精等）能溶解非极性物质（大多数有机物、Br2、I2等）；3．含有相同官能团的物质互溶，如水中含羟基（—OH）能溶解含有羟基的醇、酚、羧酸二、有机物的溶解性与官能团的溶解性1．官能团的溶解性：（1）易溶于水的官能团（即亲水基团）有—OH、—CHO、—COOH、—NH2。（2）难溶于水的官能团（即憎水基团）有：所有的烃基(—CnH2n+1、—CH=CH2、—C6H5等)、卤原子（—X）、硝基（—NO2）等。2．分子中亲水基团与憎水基团的比例影响物质的溶解性：（1）当官能团的个数相同时，随着烃基（憎水基团）碳原子数目的增大，溶解性逐渐降低；例如，溶解性：CH3OHC2H5OHC3H7OH……，一般地，碳原子个数大于5的醇难溶于水。（2）当烃基中碳原子数相同时，亲水基团的个数越多，物质的溶解性越大；例如，溶解性：CH3CH2CH2OHCH3CH(OH)CH2OHCH2(OH)CH(OH)CH2OH。（3）当亲水基团与憎水基团对溶解性的影响大致相同时，物质微溶于水；例如，常见的微溶于水的物质有：苯酚C6H5—OH、苯胺C6H5—NH2、苯甲酸C6H5—COOH、正戊醇CH3CH2CH2CH2CH2—OH（上述物质的结构简式中“—”左边的为憎水基团，右边的为亲水基团）；乙酸乙酯CH3COOCH2CH3（其中—CH3和—CH2CH3为憎水基团，—COO—为亲水基团）。（4）由两种憎水基团组成的物质，一定难溶于水。例如，卤代烃R-X、硝基化合物R-NO2，由于其中的烃基R—、卤原子—X和硝基—NO2均为憎水基团，故均难溶于水。三、液态有机物的密度1．难溶于水，且密度小于水的有机物例如，液态烃（乙烷、乙烯、苯、苯的同系物……），液态酯（乙酸乙酯、硬脂酸甘油酯……），一氯卤代烷烃（1-氯乙烷……），石油产品（汽油、煤油、油脂……）注：汽油产品分为直馏汽油和裂化汽油（含不饱和烃）。2．.难溶于水，且密度大于水的有机物例如：四氯化碳、氯仿、溴苯、二硫化碳有关羧酸的一些小规律(1)有机反应中用浓硫酸的主要反应有：磺化反应，硝化反应，醇的脱水，酯化反应等。在上述反应中浓硫酸的作用体现在：[]A．反应物(如磺化反应)B．催化剂；C．脱水剂或吸水剂。(2)低碳羧酸的酸性一般比碳酸酸性强，羧酸随碳数增加酸性逐渐减弱：甲酸＞乙酸＞碳酸＞苯酚(3)乙酸乙酯实验：酯化反应是可逆的，逆反应是酯的水解。酯化反应进行的很慢，硫酸主要起催化剂作用；也能除去生成物中的水，使反应向生成物方向移动。接收生成乙酸乙酯试管中盛放饱和碳酸钠溶液，导气管口接近碳酸钠溶液的液面，但不能插入液面下。(4)酯化反应的本质是脱水(羧酸脱-OH，醇脱H)，能发生酯化反应的物质：羧酸和醇，无机含氧酸和醇，糖和酸等。(5)酯化反应是羧酸的一类主要反应。要较好地掌握这类反应首先把握好基本原理，即脱水的实质是羧酸脱羟基、醇脱氢，同时还应注意抓住反应特征是脱一水还是脱二水，是分子内脱水还是分子间脱水，是所有官能团脱水还是部分官能团脱水。特征不同则生成物各异，有小分子酯也有高分子酯，有成环酯也有成链酯，还可能生成内酯等多种形式。因此，要很好地把握各类型的特点，才能使知识迁移，得心应手解决信息题。(6)有机物中的氢原子与不同原子相连时，显示出的性质是不同的，即使氢原子相连的原子相同，如羟基均为氢氧键相连，而相邻的原子或原子团不同，则性质差异也很大。例如醇羟基、酚羟基、羧羟基均含-OH，但氢原子的活泼性不同。学习中应注意它在不同官能团中的活泼性，依据性质确定分子结构。“氨”、“铵”、“胺”有什么区别1．读音不同、字形不同“氨”读音；“铵”读音；“胺”读音。2．概念不同氨是氮和氢的一种化合物，分子式为NH3，分子结构呈三角锥形，电子式为，其中氮原子有一对孤对电子，结构式为。铵是从氨衍生所得的带一个单位正电荷的离子，化学式为NH4+，电子式为，其中氮氢原子间形成了一条配位键，结构式为。但四个N－H键的键长、键能、键角完全相同，离子的空间构型为正四面体型。胺是氨的氢原子被烃基代替后的有机化合物。氨分子中的一个、两个或三个氢原子被烃基取代而生成的化合物，分别称为第一胺（伯胺）、第二胺（仲胺）和第三胺（叔胺）。它们的通式为：RNH2——伯胺、R2NH——仲胺、R3N——叔胺。3．性质不同氨是一种无色、有臭味的气体，易溶于水。氨能够单独存在。铵相当于正一价金属阳离子，凡是含NH4+的盐叫铵盐。NH4+不能单独存在，只能在铵盐或氨水中与阴离子共存。胺类广泛存在于生物界，具有极重要的生理作用。因此，绝大多数药物都含有胺的官能团——氨基。蛋白质、核酸、许多激素、抗生素和生物碱，都含有氨基，是胺的复杂衍生物。浅谈价键知识在解有机试题中的应用1．“价数”守恒原则：在有机分子中C原子的价数为4，每个C形成4个共价键，N原子价数为3，每个N形成3个共价键，O和S原子的价数为2，每个原子形成2个共价键，H和X（卤原子）原子的价数为1，每个原子形成1个共价键。2．每个碳原子最多可结合4个氢原子，每个氮原子最多结合3个氢原子，每个氧原子最多结合2个氢原子，，当除氢原子外的其它原子间都以单键结合时，形成的化合物中氢原子数最多，且n个原子间可形成n-1个单键。每减少2个氢原子，相应地其它原子间增加一个共价键。当碳原子个数为n时，氢原子的个数的最大上限值为2n+2个。在此基础之下，如果在分子结构中多一个C=C键，或多一个环状结构时，在分子组成中都要减少2个氢原子，而增加一个C≡C键就要减少4个氢原子。3．每个原子的价数就是这个原子的成键电子数，每两个电子形成一对共用电子对（即一个共价键）因此，存在：由这些原子形成的分子中共价键数（共用电子对总数）=对于，价键总数即共用电子对总数=，非H原子间形成的价键总数=。对于，价键总数即共用电子对总数=，碳原子间形成的价键总数=。若只含C=C，双键数=，若C≡C，叁键数，其余类推。二、应用题型1计算共价键数和分子式例1、(1)相邻同系物，当组成相差—CH2—原子团时共价键数相差3。参看下表烷烃同系物碳原子数与共价键数关系。分子式CH4C2H6C3H8C11H24共价键数471034从表中数据分析，当烷烃碳原子数为n时，共价键数为。(2)碳原子相同的不同类有机物，当组成上相差2个氢原子或1个氧原子时，共价键数均相差1，参看下表：结构简式CH3CH3CH2=CH2CH3CH2OH共价键数768从表中数据分析，当单烯烃碳原子数为m时，共价键数为。某饱和一元醛碳原子数为x时，其共价键数为。解析：（1）烷烃通式为，共价键数=。当然，此小题可用数列知识求解，，则，。（2）单烯烃通式为，共价键数为==3m。饱和一一元醛通式为，共价键数=。此小题还可利用题给信息求解：相对烷烃，组成上每减少2个H，共价键数少1；相对于烃，组成上每增加一个O，共价键数多1。当单烯烃碳原子数为m时，共价键数=(3m+1)-1=3m。饱和一元醛碳原子数为x时，相对单烯烃，其共价键数=3x+1。例2在烃分子结构中，若每减少中2个氢原子，则相当于碳碳间增加一对共用电子对。试回答下列问题：（1）分子结构为CnH2n+2烃分子中碳碳间共用电子对数为。（2）分子结构为CnH2n+6烃分子中碳碳间共用电子对数为。（3）Cx可以看作是烃减氢后的产物，若某物质分子中碳碳间的共用电子对数为160，则符合条件的碳单质的分子式为；符合条件的单烯烃的分子为。解析：（1）烷烃通式为，碳碳间共用电子对数=。（2）解答过程同（1），答案为n+3。（3）可以为是，160=，x=80。符合该条件的碳单质的分子式为C80，若为单烯烃，碳碳间共价键数为==160。m=160。符合该条件的单烯烃为。题型2求分子组成中原子数或原子团数及其相互关系例3（1）由两个C原子、1个O原子、1个氮原子和若干个H原子组成的共价化合物，H的数目最多是个，试写出其中一例的结构简式。（2）若共价化合物只含C、N、H四种元素,且以n(C)、n(N)分别表示C和N的原子数目，则氢原子数目最多等于。（3）若共价化合物只含C、N、O、H四种元素,且以n(C)、n(N)、n(O)分别表示C、N和O的原子数目，则氢原子数目最多等于。解析：（1）C、O、