減壓過濾、熱過濾和重結(jié)晶

1、共享知識(shí)分享快樂2 .減壓過濾減壓過濾也稱吸濾或抽濾,其裝置如圖2 40所示。水泵帶走空氣讓吸濾瓶中壓力低 于大氣壓，使布氏漏斗的液面上與瓶內(nèi)形成壓力差，從而提高過濾速度。在水泵和吸濾瓶之間往往安裝安全瓶，以防止因關(guān)閉水閥或水流量突然變小時(shí)自來水倒吸人吸濾瓶，如果濾液有用，則被污染。布氏漏斗通過橡皮塞與吸濾瓶相連接，橡皮塞與瓶口間必須緊密不漏氣。吸濾瓶的側(cè)管用橡皮管與安全瓶相連，安全瓶與水泵的側(cè)管相連。停止抽濾或需用溶劑洗滌晶體時(shí)，先將吸濾瓶側(cè)管上的橡皮管拔開，或?qū)踩康幕钊蜷_與大氣相通，再關(guān)閉水泵，以免H2O倒流人吸濾瓶內(nèi)。布氏漏斗的下端斜口應(yīng)正對吸濾瓶的側(cè)管。濾紙要比布氏漏斗內(nèi)徑略小，

2、 但必須全部覆蓋漏斗的小孔；濾紙也不能太大，否則邊緣會(huì)貼到漏斗壁上， 使部分溶液不經(jīng)過過濾，沿壁直接漏人吸濾瓶中。 抽濾前用同一溶劑將濾紙潤濕后抽濾，使其緊貼于漏斗的金胤水系玻璃水蒙底部，然后再向漏斗內(nèi)轉(zhuǎn)移溶液。吸球裝置帶安全瓶的啜建裝置圖2-40減壓過渡裝置熱溶液和冷溶液的過濾都可選用減壓過濾。若為熱過濾，則過濾前應(yīng)將布氏漏斗放人烘箱（或用電吹風(fēng)）預(yù)熱；抽濾前用同一熱溶劑潤濕濾紙。析出的晶體與母液分離，常用布氏漏斗進(jìn)行減壓過濾。 為了更好地將晶體與母液分開， 最好用清潔的玻璃塞將晶體在布氏漏斗上擠壓，并隨同抽氣盡量除去母液。 結(jié)晶表面殘留的母液，可用很少量的溶劑洗滌，這時(shí)抽氣應(yīng)暫時(shí)停止。把少

3、量溶劑均勻地灑在布氏漏斗內(nèi)的 濾餅上，使全部結(jié)晶剛好被溶劑覆蓋為宜。用玻璃棒或不銹鋼刮刀攪松晶體（勿把濾紙捅破）,使晶體潤濕。稍候片刻，再抽氣把溶劑抽干。如此重復(fù)兩次，就可把濾餅洗滌干凈。從漏斗上取出結(jié)晶時(shí)，為了不使濾紙纖維附于晶體上，常與濾紙一起取出，待干燥后，用刮刀輕敲濾紙，結(jié)晶即全部下來。過濾少量的晶體，可用玻璃釘漏斗或小型多孔板漏斗以吸濾管代替吸濾瓶，見圖 241。對玻璃釘漏斗，濾紙應(yīng) 較玻璃釘?shù)闹睆缴源螅?對多孔板漏斗，濾紙應(yīng)以恰好蓋住小 孔為宜。濾紙先用溶劑潤濕；再用玻璃棒或刮刀擠壓使濾紙 的邊沿緊貼于漏斗上。然后進(jìn)行過濾。3 .熱過濾如果不希望溶液中的溶質(zhì)在過濾時(shí)留在濾紙上，這時(shí)

4、就要趁熱進(jìn)行過濾。熱過濾裝置如圖2 42所示，熱過濾的方法有以下幾種:(b)-42第謔裝置(1)少量熱溶液的過濾，可選一頸短而粗的玻璃漏斗放在烘箱中預(yù)熱后使用。在漏斗中放一折疊濾紙1,其向外的棱邊應(yīng)緊貼于漏斗壁上。見圖242(b)。使用前先用少量熱溶劑潤濕濾紙，以免干燥的濾紙吸附溶劑使溶液濃縮而析出晶體。然后迅速倒液2,用表面皿蓋好漏斗，以減少溶劑揮發(fā)。(2)如過濾的溶液量較多，則應(yīng)選擇保溫漏斗。保溫漏斗是一種減少散熱的夾套式漏斗，其夾套是金屬套內(nèi)安裝一個(gè)長頸玻璃漏斗而形成的。見圖242(a)。使用時(shí)將熱水(通常是沸水)倒入夾套，加熱側(cè)管(如溶劑易燃，過濾前務(wù)必將火熄滅)。漏斗中放人折疊濾紙(

5、1), 用少量熱溶劑潤濕濾紙3,立即把熱溶液分批倒人漏斗 2,不要倒得太滿，也不要等濾完再倒，未倒的溶液和保溫漏斗用小火加熱， 保持微沸。熱過濾時(shí)一般不要用玻璃棒引流，以免加速降溫；接受濾液的容器內(nèi)壁不要貼緊漏斗頸，以免濾液迅速冷卻析出晶體， 晶體沿器壁向上堆積，堵塞漏斗口，使之無法過濾。若操作順利，只會(huì)有少量結(jié)晶在濾紙上析出，可用少量熱溶劑洗下，也可棄之，以免得不償失。若結(jié)晶較多，可將濾紙取出，用刮刀刮回原來的瓶中，重新進(jìn)行熱過濾。濾畢， 將溶液加蓋放置，自然冷卻。進(jìn)行熱過濾操作要求準(zhǔn)備充分，動(dòng)作迅速。注釋1濾紙的折疊方法如下：如圖243將圓濾紙折成半圓形，再對折成圓形的四分之一，以 1對4

6、折出5, 3對 4折出6,如圖(a); 1對6和3對5分別再折出7和8,如圖(b);然后以3對6,1對5分別 折出9和10,如圖(c);最后在1和10,10和5, 5和7,，9和3間各反向折疊，稍壓 緊如同折扇，見圖(d);打開濾紙，在1和3處各向內(nèi)折疊一個(gè)小折面，如圖 (e)。折疊時(shí)在近濾紙中心不可 折得太重，因該處最易破裂，使用時(shí)將折好的濾紙打開后翻轉(zhuǎn)，放入漏斗。 2-43折疊濾觥的方法2溶液叨勿對準(zhǔn)濾紙底尖倒下去，因底尖無所依托，極易被沖破。3習(xí)慣上不必潤濕濾紙，因通常溶劑的用量略偏多。27 2 重結(jié)晶一、實(shí)驗(yàn)原理從制備或自然界得到的固體化合物，往往是不純的，重結(jié)晶是提純固體化合物常用的

7、方法之一。固體化合物在溶劑中的溶解度隨溫度變化而改變，一般溫度升高溶解度增加，反之則溶解度降低。如果把固體化合物溶解在熱的溶劑中制成飽和溶液，然后冷卻至室溫或室溫以下，則溶解度下降，原溶液變成過飽和溶液，這時(shí)就會(huì)有結(jié)晶固體析出。利用溶劑對被提純物質(zhì)和雜質(zhì)的溶解度的不同，使雜質(zhì)在熱過濾時(shí)被濾除或冷卻后留在母液中與結(jié)晶分離，從而達(dá)到提純的目的。重結(jié)晶適用于提純雜質(zhì)含量在5%以下的固體化合物。雜質(zhì)含量過多，常會(huì)影響提純效果，須經(jīng)多次重結(jié)晶才能提純。因此，常用其它方法如水蒸氣蒸儲(chǔ)、萃取等手段先將粗產(chǎn)品初步純化，然后再用重結(jié)晶法提純。二、操作步驟1 .溶劑的選擇正確地選擇溶劑是重結(jié)晶操作的關(guān)鍵。適宜的溶

8、劑應(yīng)具備以下條件：(1)不與待提純的化合物起化學(xué)反應(yīng)。(2)待提純的化合物溫度高時(shí)溶解度大，溫度低或室溫時(shí)溶解度小。(3)對雜質(zhì)的溶解度非常大(留在母液中將其分離)或非常小(通過熱過濾除去)。(4)得到較好的結(jié)晶。(5)溶劑的沸點(diǎn)不宜過低，也不宜過高。過低則溶解度改變不大，不易操作；過高則 晶體表面的溶劑不易除去。(6)價(jià)格低，毒性小，易回收，操作安全。選擇溶劑時(shí)可查閱化學(xué)手冊或文獻(xiàn)資料中的溶解度，根據(jù)“相似相溶”原理選擇。如沒有充足的資料可用實(shí)驗(yàn)方法來確定。選擇溶劑的具體實(shí)驗(yàn)方法：取0.1 g結(jié)晶固體于試管中，用滴管逐滴加入溶劑，并不斷振蕩，待加入溶劑約為1mL時(shí)，注意觀察是否溶解。若完全溶

9、解或間接加熱至沸完全溶解，但冷卻后無結(jié)晶析出， 表明該溶劑是不適用的；若此物質(zhì)完全溶于1 mL沸騰的溶劑中，冷卻后析出大量結(jié)晶，這種溶劑一般認(rèn)為是合適的；如果試樣不溶于或未完全溶于1mL沸騰的溶劑中，則可逐步添加溶劑，每次約加0.5 mL,并繼續(xù)加熱至沸，當(dāng)溶劑總量達(dá)4mL ,加熱后樣品仍未全溶(注 意未溶的是否是雜質(zhì))，表明此溶劑也不適用； 若該物質(zhì)能溶于 4mL以內(nèi)熱溶劑中，冷卻后 仍無結(jié)晶析出，必要時(shí)可用玻璃棒摩擦試管內(nèi)壁或用冷水冷卻，促使結(jié)晶析出，若晶體仍不能析出，則此溶劑也是不適用的。*3-2常用的靖晶溶諭冷 劑需點(diǎn)4冰點(diǎn)1相對密度與水的混溶性身甥性%口100+0CHjOH64.96

10、<00.714十95 璃 GH5OH<0D.S04+ *米HAc117.916.7EOS+CHjCOCHj克；<00.79*+ + +34.51<00.71+ + + +石油餐30-60<&th 64+ +CHiCOOQiHj7706<0D.$0+ +口也80.15齪+ + + +CHCtj61,7<01.480OCL76,541.590按上述方法對幾種溶劑逐一試驗(yàn)、比較，可選出較為理想的重結(jié)晶溶劑。常用的重結(jié)晶溶劑見表2 2。當(dāng)難以選出一種合適溶劑時(shí)，常使用混合溶劑?；旌先軇┮话阌蓛煞N彼 此可互溶的溶劑組成，其中一種對待提純物質(zhì)溶解度較大，另

11、一種則較小。常用的混合溶劑有：C2H5OH H2O, C2HsOH(C2H5)2。，C2HSOHCH3COCH3, (C2H5)2。一石油醒，C6H6 一石油醛等?；旌先軇┑倪m當(dāng)比例， 如果沒有數(shù)據(jù)，可以這樣試配：將混合物溶解于適當(dāng)?shù)囊兹苋?劑中，趁熱過濾以除去不溶性雜質(zhì)，然后逐漸加入熱的難溶溶劑直到出現(xiàn)混濁狀，加熱混濁溶液使其澄清透明， 再加入熱的難溶溶劑至混濁后再加熱澄清，最后，即使加熱溶液仍呈混濁狀，這時(shí)再力口很少量易溶溶劑，使其剛好變透明為止。將此熱溶液慢慢冷卻即有結(jié)晶析 出。2 .熱溶液的制備將稱量好的樣品放于燒杯內(nèi)，加入比計(jì)算量稍少些的選定溶劑，加熱煮沸。若未完全溶解，可分批添加溶

12、劑，每次均應(yīng)加熱煮沸，直至樣品溶解。如果溶劑易燃，須熄火后方能 添加。如果用的是有機(jī)溶劑，需安裝回流裝置1(見圖217)。在重結(jié)晶中，若要得到比較純的產(chǎn)品和比較好的收率，必須十分注意溶劑的用量。溶劑的用量需從兩方面考慮，既要防止溶劑過量造成溶質(zhì)的損失，又要考慮到熱過濾時(shí)，因溶劑的揮發(fā)、溫度下降使溶液變成過飽和，造成過濾時(shí)在濾紙上析出晶體，從而影響收率。因此溶劑用量不能太多，也不能太少，一般比需要量多15%-20%左右。3.脫色溶液若含有帶色雜質(zhì)時(shí)，可加入適量活性炭脫色，活性炭可吸附色素及樹脂狀物質(zhì)。 使用活性炭應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)加活性炭以前，首先將待結(jié)晶化合物加熱溶解在溶劑中。(2)待熱溶

13、液稍冷后，加入活性炭，攪拌，使其均勻分布在溶液中。再加熱至沸，保 持微沸510min。切勿在接近沸點(diǎn)的溶液中加入活性炭，以免引起暴沸。(3)加入活性炭的量視雜質(zhì)多少而定，一般為粗品質(zhì)量的1% 5%,加入量過多，活性炭將吸附一部分純產(chǎn)品。加入量過少，若仍不能脫色可補(bǔ)加活性炭，重復(fù)上述操作。過濾卑微如蟋蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂時(shí)選用的濾紙要緊密，以免活性炭透過濾紙進(jìn)入溶液中。若發(fā)現(xiàn)透過濾紙，加熱微沸后應(yīng)換好濾紙重新過濾。(4)活性炭在水溶液中或在極性溶劑中進(jìn)行脫色效果最好，也可在其它溶劑中使用，但在烴類等非極性溶劑中效果較差。除用活性炭脫色外，也可采用層析柱來脫色，如氧化鋁吸附色譜等。4，熱過濾為了除去不溶性雜質(zhì)必須趁熱過濾。熱過濾裝置及操作，見 2 71 過濾中的有關(guān)部分。5結(jié)晶的析出將上述熱過濾后的溶液靜置，自然冷卻，結(jié)晶慢慢析出。結(jié)晶的大小與冷卻的溫度有關(guān)，一般迅速冷卻并攪拌，往往得到細(xì)小的晶體，表面積大，表面吸附雜質(zhì)較多。如將熱濾液慢慢冷卻，析出的結(jié)晶較大，但往往有母液和雜質(zhì)包在結(jié)晶內(nèi)部。因此要得到純度高、結(jié)晶好的產(chǎn)品，還需要摸索冷卻的過程，但一般只要讓熱溶液靜置冷卻至室溫即可。有時(shí)遇到放冷后也無結(jié)晶析出，可用玻璃棒在液面下摩擦器壁或投入該化合物的結(jié)晶作為晶種，促使晶體較快地析出；也可將過飽