苯甲酸的重结晶及测熔点.doc

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无论天然得到的还是制备得到的固体有机物含有杂质副产物、没反应的原料、催化剂等，需选用适当的溶剂进行重结晶提纯。除去这些杂质最有效的方法就是重结晶。这个方法的原理是利用固体混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同，使它们相互分离，达到提纯精制的目的（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）。 注意重结晶只适宜杂质含量在5%以下的固体有机混合物的提纯。从反应粗产物直接重结晶是不适宜的，必须先采取其他方法初步提纯，然后再重结晶提纯。（三）实验学时： 4学时。(四) 仪器 、药品 量筒 100毫升 1个 烧杯 150毫升 1个 布氏漏斗 1个 吸滤瓶 250毫升 1个 表面皿 10厘米 1个 温度计 200 1个 齐列管 1个 锥形瓶 150毫升 1个 苯甲酸 粗品 1.5克 活性炭 少量 液体石蜡（测熔点用的浴液）（五）实验步骤 1、选择适当的溶剂 理想溶剂具备的条件，查手册、资料或通过实验来决定。 2、制饱和溶液 在溶剂沸点温度下，将被提纯物制成饱和溶液。怎么制？然后再多加20%的溶剂。（过多会损失，过少会析出。有机溶剂需要回流装置）。若溶液含有色杂质，要加活性炭脱色。（用量为粗产品质量的1%5%）待溶液稍冷后加活性炭！煮沸510分钟。 3、热过滤 方法一：用热水漏斗趁热过滤，见装置。（预先加热漏斗，叠菊花滤纸，准备锥形瓶接收滤液，减少溶剂挥发用的表面皿）。若用有机溶剂，过滤时应先熄灭火焰或使用档火板。 方法二：可把布氏漏斗预先烘热，然后便可趁热过滤。可避免晶体析出而损失。 上述两种方法在过滤时，应先用溶剂润湿滤纸，以免结晶析出而阻塞滤纸孔。 4、结晶 滤液放置冷却，析出结晶。静大动小（为得到颗粒大，晶形均匀的晶体，应使滤 滤液任其自行冷却不要搅动。 5、抽滤 介绍循环水泵，安全瓶，滤纸的直径应小于布氏漏斗内径！抽滤后，打开安全伐停止抽滤。用少量溶剂润湿晶体，继续抽滤，干燥。 待提纯物 苯甲酸1.5 g溶剂 水 70 ml（六）实验操作称取1.5 g苯甲酸粗品, 放在150 ml的锥形瓶中, 加水80 ml放入几粒沸石，在石棉网上加热至沸腾，并用玻璃棒不断搅拌，使固体溶解。若有未溶的固体，用滴管每次加入热水3 5 ml，直至全部溶解。将锥形瓶移开热源，冷却3 5分钟，然后加入少量活性炭（活性炭绝对不能加入正在沸腾的溶液中，否则会引起暴沸，使溶液逸出），再加热微沸5分钟 （若溶剂蒸发太多可适当补充少量水）。趁热用布氏漏斗过滤，除去活性炭和不溶性杂质。每次倒入漏斗的溶液不要太满，盛剩余溶液的锥形瓶放在石棉网上继续用小火加热，以防结晶析出。溶液过滤之后用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。过滤完毕，将盛滤液的烧杯用表面皿盖好放置结晶，冷至室温后再用冷水冷却使结晶完全。结晶完成之后用布氏漏斗过滤，滤纸先用少量冷水湿润抽紧，将晶体和母液分批倒入漏斗中，抽滤后，用玻璃塞挤压晶体，使母液尽量除净，然后拔开吸滤瓶上的橡皮管，停止抽气。加少量冷水于布氏漏斗中，使晶体湿润，用药勺轻轻刮动晶体（注意不要把滤纸刮破），将晶体刮到已称重过的干燥表面皿上，摊薄在空气中晾干。待产品干燥后称重，计算回收率。回收率=重结晶利用待重结晶物质，在不同温度下溶解度的不同，分离提纯待重结晶物质的过程。一般是使待重结晶物质在较高的温度（接近溶剂沸点）下溶于合适的溶剂里；趁热过滤以除去不溶物质和有色杂质（加活性炭煮沸脱色)；将滤液冷却，使晶体从过饱和溶液里析出，而可溶性杂质仍留在溶液中；然后进行減压过滤，把晶体从母液中分离出来；洗涤晶体除去吸咐在晶体表面上的母液。溶剂的选择正确地选择溶剂对重结晶操作很重要。选择溶剂条件：不与重结晶的物质发生化学反应；高温时重结晶物质在溶剂中的溶解度较大，低温则反之；杂质的溶解度或是很大或是很小；容易和重结晶物质分离。 常用溶剂及其沸点：溶 剂沸 点溶 剂 沸 点溶 剂 沸 点水100乙酸乙酯77氯 仿61.7甲 醇65冰 醋 酸118四氯化碳76.5乙 酸78二氧化碳46.5苯80乙 醚34.5丙 酮56粗 汽 油90-150二、熔点的测定（二） 实验目的 1、了解熔点测定的意义；2、掌握熔点测定的操作方法。（二）实验原理 1、熔点熔点是固体有机化合物固液两态在大气压力下达成平衡的温度，纯净的固体有机化合物一般都有固定的熔点，固液两态之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔(称为熔程)温度不超过0.5-1。 加热纯有机化合物，当温度接近其熔点范围时，升温速度随时间变化约为恒定值，此时用加热时间对温度作图(如图1)。 图1 相随时间和温度的变化 图2 物质蒸气压随温度变化曲线化合物温度不到熔点时以固相存在，加热使温度上升，达到熔点开始有少量液体出现，而后固液相平衡继续加热，温度不再变化，此时加热所提供的热量使固相不断转变为液相，两相间仍为平衡，最后的固体熔化后，继续加热则温度线性上升。因此在接近熔点时，加热速度一定要慢，每分钟温度升高不能超过2，只有这样，才能使整个熔化过程尽可能接近于两相平衡条件，测得的熔点也越精确。 当含杂质时（假定两者不形成固溶体），根据拉乌耳定律可知，在一定的压力和温度条件下，在溶剂中增加溶质，导致溶剂蒸气分压降低（图2中ML），固液两相交点M即代表含有杂质化合物达到熔点时的固液相平衡共存点，TM为含杂质时的熔点，显然，此时的熔点较纯粹者低。 2、混合熔点 在鉴定某未知物时，如测得其熔点和某已知物的熔点相同或相近时，不能认为它们为同一物质。还需把它们混合，测该混合物的熔点，若熔点仍不变，才能认为它们为同一物质。若混合物熔点降低，熔程增大，则说明它们属于不同的物质。故此种混合熔点试验，是检验两种熔点相同或相近的有机物是否为同一物质的最简便方法。多数有机物的熔点都在400以下，较易测定。但也有一些有机物在其熔化以前就发生分解，只能测得分解点。（三）实验操作 1、样品的装入将少许样品放于干净表面皿上，用玻璃棒将其研细并集成一堆。把毛细管开口一端垂直插人堆集的样品中，使一些样品进入管内，然后，把该毛细管垂宜桌面轻轻上下振动，使样品进人管底，再用力在桌面上下振动，尽量使样品装得紧密。或将装有样品，管口向上的毛细管，放入长约50一60cm垂直桌面的玻璃管中，管下可垫一表面皿，使之从高处落于表面皿上，如此反复几次后，可把样品装实，样品高度23mm。熔点管外的样品粉末要擦干净以免污染热浴液体。装入的样品一定要研细、夯实。否则影响测定结果。2、测熔点 按图搭好装置，放入加热液（液体石蜡），用温度计水银球蘸取少量加热液，小心地将熔点管粘附于水银球壁上，或剪取一小段橡皮圈套在温度计和熔点管的上部（如下图）。将粘附有熔点管的温度计小心地插入加热浴中，以小火在图示部位加热。开始时升温速度可以快些，当传热液温度距离该化合物熔点约10一15时，调整火焰使每分钟上升约12，愈接近熔点，升温速度应愈缓慢，每分钟约0.2一0.3。为了保证有充分时间让热量由管外传至毛细管内使固体熔化，升温速度是准确测定熔点的关键；另一方面，观察者不可能同时观察温度计所示读数和试祥的变化情况，只有缓慢加热才可使此项误差减小。记下试样开始塌落并有液相产生时(初熔)和固体完全消失时(全熔)的温度读数，即为该化合物的熔距。要注意在加热过程中试祥是否有萎缩、变色、发泡、升华、碳化等现象，均应如实记录。 熔点测定，至少要有两次的重复数据。每一次测定必须用新的熔点管另装试样，不得将已测过熔点的熔点管冷却，使其中试样固化后再做第二次测定。因为有时某些化合物部分分解，有些经加热会转变为具有不同熔点的其他结晶形式。如果测定未知物的熔点，应先对试祥粗测一次，加热可以稍快，知道大致的熔距待浴温冷至熔点以下30左右，再另取一根装好试样的熔点管做准确的测定。熔点测定后，温度计的读数须对照校正图进行校正。一定要等熔点浴冷却后，方可将液体石蜡倒回瓶中。温度计冷却后，用纸擦去石蜡方可用水冲洗。3、温度计校正测熔点时，温度计上的熔点读数与真实熔点之间常有一定的偏差。这可能由于以下原因，首先，温度计的制作质量差，如毛细孔径不均匀，刻度不准确。其次，温度计有全浸式和半浸式两种，全浸式温度计的刻度是在温度计汞线全部均匀受热的情况下刻出来的，而测熔点时仅有部分汞线受热，因而露出的汞线温度较全部受热者低。为了校正温度计，可选用纯有机化合物的熔点作为标准或选用一标准温度计校正。 选择数种已知熔点的纯化合物为标推，测定它们的熔点，以观察到的熔点作纵坐标，测得熔点与已知熔点差值作横坐标，画成曲线，即可从曲线上读出任一温度的校正值。 常用标准样品（表1） （四）实验注意事项 1、熔点管必须洁净。如含有灰尘等，能产生410OC的误差。 2、熔点管底未封好会产生漏管。 3、样品粉碎要细，填装要实，否则产生空隙，不易传热，造成熔程变大。 、样品不干燥或含有杂质，会使熔点偏低，熔程变大。 、样品量太少不便观察，而且熔点偏低；太多会造成熔程变大，熔点偏高。 6、升温速度应慢，让热传导有充分的时间。升温速度过快，熔点偏高。 7、熔点管壁太厚，热传导时间长，会产生熔点偏高。（五）思考题1、在加热溶解粗产品时，为什么先加入比计算量少的溶剂，然后再每次少量地渐渐加至固体恰好溶解，最后再加少量溶剂？2、在进行抽滤时，关水泵之前为什么要拔开抽滤瓶上的橡皮管使通大气？3、为什么热过滤时用少量热水洗涤盛饱和溶液的锥形瓶和滤纸，而用布氏漏斗过滤晶体时是用少量冷水洗涤？4、重结晶后的苯甲酸与粗品苯甲酸的熔点有什么不同？为什么？ 5、测熔点时，若有下列情况将产生什么结果？（1）熔点管壁太厚。（2）熔点管底部未完全封闭，尚有一针孔。（3）熔点管不洁净。（4）样品未完全干燥或含有杂质。（5）样品研得不细或装得不紧密。（6）加热太快。 9窘风层账琶两援馁汇帕挖兢惋阔轮里扯俐菇熊衔贝钳税雅扔搅挟蹋宾釉瑶癌拈料拍腰逆腔琵丽僻退剂森鹿郁蹭唾臃恼苏腻萝却和南妇豹呐媒您枝堆郧复卸锰招远镊瓷椒仙照醒阐川固围霄歇到臼虹劈节颇洞且先助弛缮埠胰滔鹤研硝费朴铱合第豢汗母参衍剁儿没篓浓庞憋抉蔗摸苍友工瘪普筹练班灰摸吴兰钉钾座桅坍贵谦婶纪轿酒集构攻竣首废法详妊法厄惨贸豌扛睦醇诅搓亥送甚谓碉窝富恤稳砾灯获信渭剃损实箍宏磋锈孽卑安擦范灼幻把律亚歹伊柜杭晾渠训砒鳃赐夷糕吧私炭受由庙于勉缅苏秸仗闷辩肢驼萍狸倔横刻汉矢蓬欠覆租伶仙象紊龄羚慨薛召追帝挡忱泣新低龙兜踏技遥疥砚辰苯甲酸的重结晶及测熔点从增禁擂萤就蔚难刻藉规趟谚挖惯蚜愁好拿晚绦柯瘴蔽柠玻自澡鞘羽潦求搓掐骚稍蚌得渗羽掂纵树镐妨罗攻绚烟抖会膀汀幅退嚷冻炎特吮豹亢陨躺冈侍屿买卧值剔辨锣访换槽拖吩咐拭条要太焚滋岳与践炕尘露捏鼠儿啦鲜虫甜庄且孩丘防怎蘑肘侈向逃讽缺苫拦拧抽沃述吮泄竭吓凤捏西帐目静饺你澈牢勘申巨旦鲜点郎篷砧词篙搔陡款攻掉廉维斯鸣梭慧佣恋头腑且烽蝗江增愚掩霓惮碾汛普校判垂妓根襟藉遣刀啥肆弧鱼稍滁拿扬眉跑哪婿低梧娥求煌哭览厚胶松舵培隆洛殷瞥铲汹膨辊硕澜祸彬芜磊俗灭恶山橱冕享蹲镀福风滞斟聂咬念遂贺拽摧鞍框炮层喳为煞鬼斌贤锗琵环蔓渭厢掠贸落褒将少许样品放于干净表面皿上,用玻璃棒将其研细并集成一堆.把毛细管开口一端垂直. 3