Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Химическая технология органических веществ. Учебное пособие-1

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 149 10 11 12 13 14 > Следующая >>>

1 2 3 4

Ксилол 139 CaCl2, Na*

Метиловый спирт 64.7

Этиловый спирт а) 95%; б) «абсолютный»

Изо – амиловый спирт

127-

132

CaO, BaO при

кипячении

CaO, BaO при

кипячении

CaO, BaO при

кипячении

Продолжение табл.2.4

Воспламеняется. Применим, как бензол и толуол, но обладает большей растворяющей способностью

Воспламеняется. Ядовит. Широко применяемый растворитель. С водой смешивается

Воспламеняется. Наиболее употребительный растворитель (главным образом 95%). Смешивается с водой

Воспламеняется. Хороший растворитель. Мало растворим в воде

Очень легко

CaCl2, Na2SO4,

Диэтиловый эфир 34,6

Ди-н-бутиловый эфир

41 CaCl2, Na*

MgSO4, KOH,

Na*

воспламеняется. Следует избегать применения. В воде мало растворим

Воспламеняется. Хороший растворитель. В воде не растворим

1 2 3 4

КОН. Кипячение

1,4-диоксан 101,5

над твердым

КОН и перегонка

Ацетон 56,4 CaCl2, K2CO3

Метилэтилкетон 79,6 CaCl

Уксусная кислота ледяная

118,5 Вымораживанием

, K2CO3

Продолжение табл.2.4

Воспламеняется. Ядовит. Хороший растворитель. С водой смешивается Легко воспламеняется. Хороший растворитель. С водой смешивается. Светочувствителен

Воспламеняется. Пободно ацетону, является хорошим растворителем. В воде растворим

Воспламеняется. Пары едки. Хороший растворитель, особенно для карбоновых кислот. С водой смешивается

Воспламеняется.

Уксусноэтиловый эфир

77,15

MgSO4, много

Na2SO4

Очень хороший растворитель. С водой не смешивается Применяется в

Пиридин 115,5 KOH, BaOH

особых случаях. С водой смешивается Ядовит. Применяется для растворения труднорастворимых веществ

Нитробензол 210,9

aCl

при

нагревании на водяной бане;

медленной

Окончание табл.2.4

1 2 3 4

перегонкой в

вакууме

Не горючий. Пары ядовиты. Отличный

Хлороформ 61,2

K2CO3**,

перегонка над

Р2О5

растворитель для галоидпроизводных и жиров. Светочувствителен

Не горючий. Пары ядовиты. Обладает

Четыреххлористый углерод

6,5

КОН, К

CaCl

2СО3

***, Р2О5

меньшей раство-

ряющей способностью, чем хлороформ

Крайне легко воспламеняется. Ядовит. Растворяет подобно хлороформу. Светочувс-

Сероуглерод 46,5 CaCl2, Р2О5

твителен. Следует избегать применения не только из-за токсичности, но и особой взрывоопасности

* Натрий применяется в виде проволоки или чистых сухих,

тонко нарезанных кусочков.

** Нельзя сушить калием или натрием – происходит взрыв. С

хлористым кальцием, содержащим щелочь, - образование фосгена.

*** Нельзя сушить калием или натрием – происходит взрыв.

Хлористый кальций не должен содержать щелочи.

В тех случаях, когда не удается подобрать индивидуальный

растворитель для перекристаллизации, применяют смеси, состоящие

из двух, а иногда и трех растворителей. Для этого вещество растворяют в том растворителе, в котором он растворяется очень легко. К полученному раствору по каплям добавляют горячий второй растворитель, плохо растворяющий данное вещество, до тех пор, пока не образуется устойчивая муть. Эту смесь нагревают до получения прозрачного раствора и оставляют для кристаллизации.

Растворители, применяемые совместно, должны смешиваться друг с другом во всех отношениях. В большинстве случаев применяют следующие смеси: спирт – вода; спирт – бензол; спирт – ледяная уксусная кислота; ацетон – вода; эфир – ацетон – бензол; хлороформ – петролейный эфир и др. / 2 /.

Проведение перекристаллизации

Чтобы перекристаллизовать какое-либо вещество его взвешивают и помещают в колбу, снабженную обратным холодильником (рис. 2.32). Если растворителем служит вода, то обратный холодильник не нужен. Во избежание перегрева жидкости и толчков при кипячении раствора, в колбу перед нагреванием вносят «кипелки».

После этого в колбу вливают растворитель в несколько меньшем количестве, чем это необходимо для полного растворения вещества. Прибор устанавливают на водяную баню и нагревают смесь до тех пор, пока не начнется равномерное кипение растворителя с конденсацией в обратном холодильнике.

Спустя несколько минут часть твердого вещества должна раствориться. Через обратный холодильник добавляют небольшие порции растворителя до тех пор, пока вещество не растворится полностью. Это нужно делать медленно, давая растворителю покипеть в течение нескольких минут после каждого добавления, чтобы твердое вещество успело раствориться.

Если раствор прозрачен (нет взвешенных твердых частиц) и слабо окрашен смолистыми примесями, то его следует оставить для кристаллизации / 4 /.

Рис. 2.32. Прибор для кристаллизации

Однако в двух случаях необходимы дальнейшие действия. Первый, когда раствор содержит нерастворимый материал, например пыль или следы неорганического вещества. Все это необходимо удалить фильтрованием горячего раствора. Второй, когда образец загрязнен сильно окрашенными смолистыми примесями (как, например, в том случае, если твердое вещество это сырой продукт реакции). Такие загрязнения трудно отделить перекристаллизацией. В подобных случаях для обесцвечивания раствора добавляют активированный уголь. Чтобы избежать адсорбции основного продукта, не следует брать слишком много угля. Обычно его добавляют 1 – 2 % от количества очищаемого вещества. Перед внесением активированного угля нужно несколько охладить раствор, так как уголь выделяет много воздуха, а это может привести к сильному вспениванию и выбросу жидкости. Затем смесь доводят до

кипения и кипятят с обратным холодильником в течение 5 – 10 минут, после чего отфильтровывают в горячем виде.

Отделение кристаллов

После того как все механические примеси будут удалены фильтрованием, горячий прозрачный раствор либо оставляют стоять в сосуде, накрытом часовым стеклом для медленного охлаждения, либо быстро охлаждают раствор, поместив колбу в холодную воду или снег. При быстром охлаждении получаются мелкие кристаллы, а при медленном – крупные / 2 /.

Обычно стараются получить кристаллы среднего размера, так как крупные кристаллы содержат включения маточного раствора, а мелкие образуют густую кашицу, между отдельными кристаллами которой также прочно удерживается маточный раствор.

Некоторые вещества очень трудно кристаллизуются даже при охлаждении раствора. Это явление чаще всего связано с очень медленным ростом кристаллов или очень медленным образованием центров кристаллизации. В первом случае кристаллизацию ведут долго. Если же в растворе медленно образуются центры кристаллизации, то их можно создать искусственно, внося «затравку» в виде нескольких кристаллов того же самого вещества (для этой цели полезно оставить небольшое количество неочищенного материала). Кристаллизацию можно ускорить, если потереть стеклянной палочкой по внутренней стенке сосуда на уровне жидкости, что приводит к образованию неровностей на стеклянной поверхности, которые служат центрами роста кристаллов. Иногда помогает дальнейшее охлаждение раствора, но некоторые растворители при сильном охлаждении дают вязкие растворы, которые никогда не кристаллизуются. Если эти методы не приводят к успеху, то иногда полезно просто заткнуть колбу, подписать ее и оставить в холодильнике на несколько дней.

Часто при кристаллизации вещества с низкой температурой плавления выделяются из растворов в виде масла, особенно при быстром охлаждении раствора. Для кристаллизации такого вещества раствор разбавляют небольшим количеством чистого растворителя, нагревают до растворения масла и очень медленно охлаждают.

Ускорить кристаллизацию можно, если потереть о стенки сосуда стеклянной палочкой или внести «затравку».

Кристаллизация считается законченной, если дальнейшего выпадения кристаллов не наблюдается. Образовавшиеся кристаллы отделяют от маточного раствора вакуумным фильтрованием. После отсасывания вакуум отключают, заливают кристаллы небольшим количеством растворителя, перемешивают их стеклянной палочкой, снова включают вакуум и отсасывают раствор. Обычно бывает достаточно двукратной промывки кристаллов холодным растворителем. После отсасывания и промывки осадок отжимают, переносят на фильтровальную бумагу и сушат в зависимости от свойства вещества.

Вещества гигроскопические сушат в эксикаторах, а вещества, устойчивые к действию воздуха и температуры, - в сушильных шкафах, температура которых должна быть на 20–500С ниже температуры плавления данного вещества.

Чистоту полученного при кристаллизации вещества определяют по температуре его плавления после высушивания. Если вещество плавится при более низкой температуре, чем указано в справочнике, то повторяют кристаллизацию до тех пор, пока не получат вещество с указанной температурой плавления. Следует заметить, что с каждой новой перекристаллизацией количество вещества будет уменьшаться, так как потери при кристаллизации неизбежны, как бы тщательно она не велась.

2.5.3 Перегонка

Перегонка является наиболее важным и широко используемым методом очистки органических жидкостей и разделения жидких смесей. Этот метод заключается в кипячении и выпаривании жидкости с последующей конденсацией паров в дистиллят. Разделение двух жидкостей с разницей температур кипения 50-70 0С или более можно осуществить простой перегонкой, но если эта разница меньше, необходима фракционная перегонка на более сложном приборе. Некоторые жидкости с высокими температурами

кипения в процессе перегонки при атмосферном давлении разлагаются / 4 /.

При снижении давления температура кипения понижается, что позволяет перегонять высококипящие жидкости и масла легко и безопасно. Этот метод называется вакуумной перегонкой.

Простая перегонка

В тех случаях, когда перегоняемое вещество достаточно устойчиво к нагреванию и практически не разлагается при температуре кипения, для очистки пользуются простой перегонкой при атмосферном давлении.

Обычно этот способ перегонки целесообразно применять для жидкостей с температурой кипения от 40 до 150 0С, так как выше 150

С многие вещества заметно разлагаются, а жидкости с температурой кипения ниже 400С перегоняются со значительными потерями. Часто при перегонке температура кипящей жидкости, вследствие перегрева, несколько выше, чем температура пара. Перегревы, возникающие при отсутствии центров кипения в перегоняемой жидкости, приводят к сильным толчкам, в результате которых вещество вместе с примесями и загрязнениями может быть переброшено в приемник.

Существуют различные способы предотвращения или ослабления толчков при кипении. Чаще всего в колбу с жидкостью, подвергаемой перегонке, вносят так называемые «кипелки» / 2 /.

Обычный прибор для простой перегонки в собранном виде показан на рис. 2.33. Такие приборы пригодны для разделения жидкостей с температурами кипения, различающимися не менее чем на 50 – 70 0С. При перегонке на этом приборе смесей с более близкими температурами кипения более летучий компонент, хотя и отгоняется первым, уже на ранних стадиях перегонки загрязнен более высококипящим компонентом / 4 /. Растворы большого объема обычно перегоняют в круглодонных колбах, а образцы объемом до 100 мл- в грушевидных.

Объем перегонной колбы выбирают в зависимости от количества перегоняемой жидкости и от температуры ее кипения. Жидкость должна занимать не более 2/3 объема колбы. В

противном случае возможен переброс жидкости во время кипения в приемник.

Рис. 2.33. Установка для перегонки при атмосферном давлении

Колба не должна быть слишком большой, особенно при перегонке высококипящих жидкостей, так как в ней остается большое количество перегоняемого вещества / 2 /.

Колбу подсоединяют к холодильнику с помощью простой насадки (насадки Вюрца). Растворы объемом 10-100 мл перегоняют в специальных перегонных колбах (рис. 2.34 а) с боковым отводом. Не следует использовать для перегонки конические колбы. Иногда при перегонке жидкостей с высокой температурой кипения полезно обернуть насадку лентой из стекловолокна (или асбестовым шнуром). Это предотвратит излишнюю конденсацию, и, таким образом, пары смогут попасть в боковой отвод / 4 /.

а б в г

Рис. 2.34. Перегонные колбы:

а – грушевидная; б – Кляйзена; в - Кляйзена с колонкой

Вигре; г – Арбузова

Термометр для измерения температуры перегонки вставляют в насадку. Для правильного измерения температуры шарик термометра необходимо полностью погрузить в пары чуть ниже уровня бокового отвода (рис. 2.35).

Выбор типа холодильника в каждом конкретном случае определяется температурой кипения перегоняемой жидкости.

Простой холодильник Либиха (рис. 2.16) применяется для перегонки жидкостей с температурами кипения выше 500С, но для перегонки легколетучих жидкостей, например эфира (Т

С), необходим холодильник с двойной поверхностью охлаждения

кип

(холодильник Дэвиса).

Вода подается в нижний отвод холодильника и выходит в верхний. Обычно вода подается под слабым напором; излишнее давление вызовет перемещение отводного резинового шланга под действием реактивной силы струи. При температуре кипения 150

С и выше вполне достаточно воздушного холодильника.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 149 10 11 12 13 14 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]