乙酰苯胺重结晶..

重结晶Recrystallization讲解人卢知轩重结晶Recrystallization高级工程人才实验班卢知轩1507100132中学常用分离提纯方法有哪些？溶解法（铜和氧化铜）、吸收法（一氧化碳和二氧化碳）、化气法（氯化钠和碳酸钠）、沉淀法（硝酸中混有硫酸）……【基本概念和原理】重结晶定义：重结晶是将晶体溶于溶剂以后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程，又称再结晶。重结晶目的：使不纯净的物质获得纯化，即有开始的粗晶体变成比较纯的晶体。重结晶的原理：固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切关系，一般随温度的升高溶解度增大，若把固体有机物溶解在热的溶剂之中使之饱和，冷却时由于温度降低，溶液变成过饱和而又重新析出晶体——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，让杂质尽可能留在溶液中，从而达到提纯目的。如果固体有机物含杂质较多时或要求更高的纯度，可多次重复操作。一般重结晶只能纯化5%以下的杂质，若杂质含量较多，可先用其他方法提纯，再用重结晶方法提纯。选择合适的溶剂（最重要的一步)制热过饱和溶液趁热过滤冷却析出晶体晶体的洗涤和干燥【重结晶的一般步骤】溶剂的选择在选择溶剂时应根据“相似相溶”一般原理进行选择，对于已知化合物可先从手册中查出其在各种溶剂中的溶解度，并了解在不同温度下的溶解度。表2-1重结晶法常用溶剂性质常数溶剂名称及结构沸点介电常数溶解度(20~25℃)溶剂在水中水在溶剂中正己烷C6H1430~65℃1.80不溶不溶石油醚69℃1.580.00095%0.0111%环己烷81℃2.020.010%0.0055%二氧六环101℃2.21任意混溶四氯化碳CCL477℃2.240.077%0.010%苯80℃2.290.1780%0.063%甲苯111℃2.370.1515%0.0334%间二甲苯137℃2.380.0176%0.5402%二硫化碳CS246℃2.640.294%0.005%乙醚C2H50C2H535℃4.346.04%1.468%醋酸戊酯CH3COOC5H11149℃4.750.17%1.15%氯仿CHCL361℃4.810.815%0.072%醋酸乙酯CH3COOC2H577℃6.028.08%2.94%醋酸CH3COOH118℃6.15任意混溶苯胺184℃6.893.38%4.76%四氢呋喃66℃7.58任意混溶苯酚180℃9.78(60℃)8.66%28.72%选择合适溶剂的一般原则1.不与被提纯化合物发生反应；2.在降低或升高温度时，被提纯化合物溶解度有显著差别；冷却时被提纯化合物溶解度越小，被提纯物回收率越高；3.溶剂对杂质的溶解度非常大或非常小。前一种情况杂质留在母液，后中过滤时被滤除；4.能生成较好的晶体；5.溶剂的沸点不宜太低，也不宜太高。过低温差差别小，固体物质溶解度改变不大，影响回收率；过高时溶剂依附在晶体表面不易除去。制热饱和溶液水溶剂将待重结晶的固体放入锥形瓶或烧杯中加入比需要量稍少的适量水，加热至沸腾，如未溶解完全，可再分次加水至刚好溶解完全，并记下水的量。有机溶剂使用有机溶剂做重结晶时，由于有机溶剂的挥发性，需要用锥形瓶或圆底烧瓶，上加冷凝管，安装成回流装置。当重结晶产品含有有色杂质时，可加入适量的活性炭脱色。注意：①加活性炭的时机是已沸稍冷；②加活性炭的量为固体化合物的1%~5%.趁热过滤减压热过滤装置常压热过滤装置制备好的热溶液必须趁热过滤，以除去不溶性杂质，避免过滤过程中有晶体析出。•常压热过滤常用短颈或无颈的玻璃漏斗，以免溶液在漏斗下部管径处析出，影响过滤。热过滤所用的玻理漏斗必须事先加热。•减压热过滤特点是过滤快，但遇到较低溶液时，会因减压使溶液沸腾、蒸发导致溶液浓度改变，使晶体过早析出。晶体的析出将滤液置室温下冷却，使其慢慢析出晶体。注意：不要将滤液置于冷水中迅速冷却或在冷却下剧烈搅拌，因为这样形成颗粒很小，表面积大，吸附在表面积上的杂质和母液很。杂质的存在将影响化合物晶核的形成和结晶体的生长，常见的化合物溶液虽已达到饱和状态，但仍不析出晶体，而是成油状物存在。为促进化合物晶体的析出，通常采取以下措施：1.用玻璃棒搅拌锥形瓶内壁，以形成粗糙面或玻璃小点作为晶核，使溶质分子定向定向排列形成晶体；2.加入少量晶体促使晶体析出，称为“种晶”；3.在过饱和溶液中加入难溶解该物质的少量溶剂，用玻璃棒摩擦内壁，令其固化；4.加入少量溶剂再冷冻过饱和溶液。结晶的干燥经抽滤洗涤后的结晶体，表面还有一定量的溶剂，因此应选择适当方法进行干燥。固体物质干燥方法有很多，可根据晶体的性质和所用的溶剂来选择。常用干燥方法：1.自然晾干若产品不吸水，且溶剂沸点不是很高，可以放在空气中使溶剂自然挥发，此法大约需要一周时间；2.红外等灯下烘干对于不易挥发的溶剂，可采用红外线烘干，此法温度不宜太高；3.用减压加热真空恒温干燥器干燥此法一般应用于易吸水样品的干燥或制备标准样品。【乙酰苯胺重结晶示例】一、实验目的1.学习重结晶、热过滤、减压过滤得基本操作；2.通过乙酰苯胺重结晶的实验，理解固体有机物重结晶提纯的原理及意义。二、实验原理利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同，或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同，而使它们相互分离（相似相溶）。三、实验仪器及药品仪器：循环水真空泵、热滤漏斗、抽滤瓶、布氏漏斗、酒精灯、滤纸、铁架台、铁圈、火柴、短颈玻璃漏斗。药品：乙酰苯胺、沸石、活性炭。四、实验步骤称取5g乙酰苯胺，放在150ml烧杯中，加入适量纯水和两粒沸石，加热至乙酰苯胺溶解，若不溶解，可适量添加少量热水（每次加入3-5ml），搅拌并热至接近沸腾，使乙酰苯胺溶解，若未见不溶物消失，则可能是不溶性杂质。稍冷后，加入适量（约0.5-1g）活性炭于溶液中，煮沸5-10min，趁热用放有折叠式滤纸的热水漏斗过滤，用一烧杯收集滤液。称量一张滤纸（剪好）与表面皿的合重，并记录为m1滤液放置冷却后，有乙酰苯胺析出，减压过滤，尽量除去母液，抽干后连同滤纸放在表面皿中，放入烘干箱85度干燥样品。五、称量、计算回收率从烘干箱取出晶体，称量，记录质量为m2。计算回收率(m1-m2)/5*100%六、操作要点1、减压过滤（又称抽滤）：剪好的滤纸平铺在漏斗底板上,先用少量溶剂润湿,然后开动抽气泵,使滤纸紧贴在漏斗上，然后缓慢倒入待过滤的混合物，一直抽气至无液体滤出为止。2、活性炭脱色:活性炭用量的多少视反应液颜色而定不必准确称量，通常加半牛角勺即可；特别注意不可在溶液沸腾时加活性炭,以防暴沸。3、热过滤：短颈漏斗必须先在水浴中充分预热，尽量减少产物在滤纸上结晶析出。4、扇形滤纸的折叠：扇形滤纸的作用是增大母液与滤纸的接触面积，加快过滤速度。在折叠扇形时要注意不要把滤纸的顶部折破。参考文献：1.罗一鸣，唐瑞仁.有机化学实验与指导.中南大学出版社，20052.关鲁雄.化学基本操作和物质实验制备，20103.李华昌.实用化学手册.化学工业出版社，2007谢谢惠赏