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1、一、实验目的一、实验目的 1 1、学习重结晶的基本原理。、学习重结晶的基本原理。2 2、掌握重结晶的基本操作。、掌握重结晶的基本操作。3 3、学习常压过滤和减压过滤的操作技术。、学习常压过滤和减压过滤的操作技术。二、基本原理二、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，有机物又重新析出和，冷却时由于溶解度降低，有机物又重新析出晶体。晶体。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解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
2、析出。让度不同，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，从而达到提纯的杂质全部或大部分留在溶液中，从而达到提纯的目的。目的。主要步骤主要步骤：(1)(1)将被纯化的化合物，在已选好的溶剂中配制成沸腾或将被纯化的化合物，在已选好的溶剂中配制成沸腾或接近沸腾的饱和溶液；接近沸腾的饱和溶液；（2 2）如溶液含有有色杂质，可加活性炭煮沸脱色，将）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；（此饱和溶液趁热过滤，以除去有色杂质及活性炭；（3 3）将滤液冷却，使结晶析出；将滤液冷却，使结晶析出；（4 4）将结晶从母液中过滤分离出来；）将结晶从
3、母液中过滤分离出来；（5 5）洗涤，干燥；）洗涤，干燥；（6 6）测定熔点；）测定熔点；（7 7）回收溶剂，当溶剂蒸出后，残液中析出含有较多）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。杂质的固体，根据情况重复上述操作，直到熔点不再改变。注意注意，杂质含量过多对重结晶极为不利，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。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
4、法进行初步提纯，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，然后如水蒸气蒸馏，减压蒸馏，萃取等，然后再进行重结晶处理。再进行重结晶处理。三、操作方法三、操作方法 1 1 选择溶剂选择溶剂 在进行重结晶时，选择合适的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、四氯化碳等极性溶剂中，而在非极性溶剂如苯、
5、四氯化碳等中要难溶解得多。这种相似相溶虽是经验规律，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：剂应注意下列条件：（1 1）不与被提纯化合物起化学反应。）不与被提纯化合物起化学反应。（2 2）在降低和升高温度下，被提纯化合物的溶）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。度越小，回收率越高。（3 3）溶剂对可能存在的杂质溶解度较大，可把）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
6、解度很小，难溶于杂质留在母液中，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。热溶剂中，趁热过滤以除去杂质。（4 4）能生成较好的结晶。）能生成较好的结晶。（5 5）溶剂沸点不宜太高，容易挥发，易与结晶）溶剂沸点不宜太高，容易挥发，易与结晶分离。分离。（6 6）价廉易得，无毒或毒性很小。）价廉易得，无毒或毒性很小。选择溶剂的试验方法：选择溶剂的试验方法：（1 1）单一溶剂的选择）单一溶剂的选择 取取 0.1g 0.1g 样品置于干净的小试管中，用滴管逐滴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，当加入溶剂的量达滴加某一溶剂，并不断振摇，当加入溶剂的量达 1mL 1m
7、L 时，可在水浴上加热，观察溶解情况，若该时，可在水浴上加热，观察溶解情况，若该物质（物质（0.1g 0.1g）在）在 1mL 1mL 冷的或温热的溶剂中很快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。全部溶解，说明溶解度太大此溶剂不适用。如果该物质不溶于如果该物质不溶于 1mL 1mL 沸腾的溶剂中，则可逐步沸腾的溶剂中，则可逐步添加溶剂，每次约添加溶剂，每次约 0.5mL 0.5mL，加热至沸，若加溶剂，加热至沸，若加溶剂量达量达 4mL 4mL，而样品仍然不能全部溶解，说明溶剂，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。对该物质的溶解度太小，
8、必须寻找其他溶剂。若该物质能溶解若该物质能溶解 1-4mL 1-4mL 沸腾的溶剂中，冷却后观沸腾的溶剂中，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。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。溶剂的实验数据，确定一种比较适宜的溶
9、剂。常用的重结晶溶剂物理常数 溶剂溶剂沸点沸点 /冰点冰点 /相对密相对密度度与水的与水的混溶性混溶性易燃性易燃性水水1001000 01.00 1.00+0 0 甲醇甲醇64.9664.96000.790.79+乙醇乙醇 (95%)(95%)78.178.1000.800.80+冰醋酸冰醋酸117.9117.916.716.71.051.05+丙酮丙酮56.256.2000.790.79+乙醚乙醚34.510 0.71-+石油醚石油醚30600 0.64-+乙酸乙乙酸乙酯酯77.060 0.90-+苯苯80.15 0.88-+氯仿氯仿61.70 1.48-0 四氯化四氯化碳碳76.540 1
10、.59-0（2 2）混合溶剂的选择）混合溶剂的选择 a a 固定配比法。固定配比法。将良溶剂与不良溶剂按各种不同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。到一种最佳的配比。b b 随机配比法。随机配比法。先将样品溶于沸腾的良溶剂中，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，放置冷却使结晶析量良溶剂并加热使之溶解变清，
11、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。验或另换别的混合溶剂。2 2、溶样、溶样 当用当用有机溶剂有机溶剂进行重结晶时，使用进行重结晶时，使用回流装置回流装置。将样品置于圆底烧瓶或锥形瓶中，加入比需要量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，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。
12、此时若溶液澄清透明，无不直至样品全部溶解。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，使晶体析溶性杂质，即可撤去热源，室温放置，使晶体析出。出。在以在以水为溶剂水为溶剂进行重结晶时，可以用进行重结晶时，可以用烧杯溶样烧杯溶样，在石棉网上加热，其他操作同前，只是需估计并在石棉网上加热，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。机溶剂的混合溶剂，则按照有机溶剂处理。在溶样过程中，要注意判断是否有不溶或难溶性在溶样过程中，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
13、以判断，宁杂质存在，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，必须注意到比较纯的产品和比较好的收率，必须注意溶剂溶剂的用量的用量。减少溶解损失，应避免溶剂过量，但溶。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，一般比需要量多加量，一般比需要量多加 2
14、0%20%左右的溶剂即可。左右的溶剂即可。3 3、脱色、脱色 向溶液中加入吸附剂并适当煮沸，使其吸附掉样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品中的杂质的过程叫脱色脱色。最常使用的脱色剂是。最常使用的脱色剂是活性碳。活性碳。活性碳的使用：活性炭煮沸活性碳的使用：活性炭煮沸 5-10min 5-10min，活性炭，活性炭可可吸附色素及树脂状物质吸附色素及树脂状物质（如待结晶化合物本身（如待结晶化合物本身有色则活性炭不能脱色）。有色则活性炭不能脱色）。使用活性炭应注意以下几点使用活性炭应注意以下几点：1.1.加活性炭以前，首先将待结晶化合物加热溶解加活性炭以前，首先将待结晶化
15、合物加热溶解在溶剂中。在溶剂中。2.2.待热溶液稍冷后，加入活性碳，振摇，使其均待热溶液稍冷后，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，易引起性炭，易引起暴沸暴沸，溶液易冲出来。，溶液易冲出来。3.3.加入活性炭的量，视杂质多少而定，一般为加入活性炭的量，视杂质多少而定，一般为粗粗品质量的品质量的 1-5%1-5%，加入量过多，活性炭将吸附一，加入量过多，活性炭将吸附一部分纯产品。部分纯产品。4.4.活性炭在水溶液中进行脱色效果最好，它也可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
16、在其他溶剂中使用，但在烃类等非极性溶剂中效果较差。果较差。4 4、热滤、热滤 热滤即趁热过滤以除去不溶性杂质、脱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。方法有两种，即常压过滤和减压过滤。1.1.常压过滤常压过滤 2.2.减压过滤（吸滤）减压过滤（吸滤）5 5、冷却结晶、冷却结晶 将热滤液冷却，溶解度减小，溶质即可部分将热滤液冷却，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。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，多，若将热滤液在室温或保温静置让其慢慢冷却，析出
