- •II. Методы работы в лаборатории органического синтеза
- •Лабораторная химическая посуда и приборы
- •1. МатериаЛы
- •1.1 Стекло
- •1.1. Виды стекол
- •1.1.1 Кварцевое стекло
- •1.1.2 Стекло марки «пирекс» (Pirex)
- •1.1.3 Стекло марки Викор (Vicor)
- •1.1.4 Другие марки лабораторных стекол
- •1.2 Фарфор
- •1.3 Полимерные материалы
- •1.3.1 Фторопласт-4 (тефлон)
- •1.3.2 Фторопласт-3
- •1.3.3 Полиэтилен
- •1.3.4 Полипропилен
- •1.3.5 Полиметилметакрилат (оргстекло)
- •1.4 Материалы для фильтрования
- •1.4.1 Фильтровальная бумага
- •1.4.2 Стеклянные фильтры
- •1.4.3 Тканевые фильтры
- •1.5. Изделия из резины
- •1.6 Смазки
- •2. Очистка и сушка химической посуды
- •2.1. Очистка посуды
- •2.2.1 Предварительная очистка
- •2.1.2 Очистка хромовой смесью
- •2.1.2 Очистка перманганатной смесью
- •2.1.3. Другие моющие средства
- •2.2. Сушка посуды
- •3. Меры безопасности при работе со стеклянной посудой
- •4. Лабораторная посуда
- •4.1 Колбы (англ. Flask, нем. Kolben, фр. Fiole)
- •4.1.1 Колбы конические (англ. Conical flask)
- •4.1.2 Колбы плоскодонные
- •4.1.3 Колбы Бунзена
- •4.1.4. Колбы круглодонные
- •4.1.4.1 Колбы круглодонные к-1, к-2 (одногорлые)
- •4.1.4.2 Колбы круглодонные кгу-2, кгп-3 (двугорлые, трехгорлые, многогорлые)
- •4.1.4.3 Колбы Вюрца
- •4.1.4.4 Колбы Кляйзена
- •4.1.5 Грушевидные и остроконечные колбы
- •4.2 Стаканы лаборатоРные и мерные цилиндры
- •4.3 Холодильники (англ. Condrnser, нем. Laborkühler)
- •4.3.1. Классификация холодильников
- •По строению внутренней трубки
- •Обозначение холодильников
- •4.4. Дефлегматоры (насадки, колонки)
- •4.5. Капельные воронки (англ. Drop funnel)
- •4.6. Делительные воронки
- •2.6. Хлоркальциевые трубки
- •При проведении перегонки хлоркальциевая трубка устанавливается на аллонж (рис. 35 б). В установке с обратным холодильником она помещается в верхнее его отверстие (рис. 35 а).
- •2.7. Воронки (англ. Funnel)
- •2.8. Эксикаторы (англ. Desiccator, vacuum desiccators)
- •2.9. Термометры
- •2.10. Перемешивание. Мешалки
- •2.11. Склянки промывные
- •2.12. Соединение стеклянной посуды
- •2.12.1. Соединительные элементы из стекла
- •2.12.1.1. Переходники и насадки
- •2.12.1.2. Алонжи
- •2.12.2 Приборы на шлифах
- •2.12.3. Пробки (англ. Stopper)
- •2.12.4. Резиновые трубки (шланги)
- •2.13. Металлическое оборудование
- •2.14. Нагревание и охлаждение. Бани
- •2.14.1. Нагреватели. Нагревательные бани
- •Водяные бани
- •Паровые бани
- •Масляные и парафиновые бани
- •Гликолевые бани
- •Металлические бани
- •Солевые бани
- •Песочные бани
- •Воздушные бани
- •Электрические плитки и колбонагреватели
- •2.14.2. Охлаждение. Охлаждающие бани
- •Водяная баня
- •Ледяные бани
- •3. Правила сборки установок для выполнения работ
- •4.1.2. Фракционная перегонка
- •4.1.3. Перегонка при пониженном давлении (перегонка в вакууме)
- •4.1.3.1. Создание ВаКуума
- •4.1.4. Перегонка с водяным паром
- •5. Методы выделения и Очистки твердых веществ
- •5.1. Кристаллизация
- •5.1.1. Скорость кристаллизации
- •5.2. Выпаривание
- •Принцип действия
- •5.3. Фильтрование
- •Фильтрование при атмосферном давлении
- •Фильтрование при пониженном давлении
- •5.4. Экстракция
- •5.4.1. Экстракция в аппарате сокслета
- •5.5. Возгонка
- •5.6. Перекристаллизация
- •6. Сушка органических соединений
- •6.1. Сушка жидкостей
- •6.2. Сушка твердых веществ
- •6.3. Сушка газов
- •7. Абсолютирование органических растворителей
- •Абсолютирование натрием
- •Абсолютирование сплавом калий-натрий.
- •7.1. Получения абсолютного эфира
- •7.2. Получение абсолютного этилового спирта
- •8. Определение чистоты органических веществ
- •8.1. Определение температуры плавления
- •8.2. Определение температуры кипения
- •9. Список рекомендуемой литературы
5.4.1. Экстракция в аппарате сокслета
Хорошо растворимые вещества с трудом извлекаются из растворов. В таких случаях проводят экстрагирование с помощью непрерывно действующих экстрактов в аппаратах Сокслета (рис. 79). Такие экстракторы названы в честь немецкого агрохимика Франц фон Сокслета.
Устройство экстрактора Сокслета
1 – Растворитель 2 – Колба для кипячения экстрагента 3 – Трубка для паров растворителя 4 – Патрон из пористого материала 5 – Сухая смесь 6 – Сифон 7 – Слив сифона 8 – Переходник (если необходимо) 9 – Обратный холодильник 10, 11 – Патрубки для холодной воды |
Рисунок 79. – Экстракционный аппарат Сокслета
Принцип работы экстрактора Сокслета
Образец 5 погружается в стакан (экстракционную вставку 4) и размещается в экстракторе. Растворитель 1 доводится до кипения и начинает испаряться, попадая через трубку 3 в холодильник 9. Конденсируясь, он стекает в экстрактор и попадает в экстракционную вставку 4, и, извлекая экстрагируемое вещество 5, увлекает его в колбу 2. Данный процесс повторяется до тех пор, пока все необходимое вещество не будет экстрагировано. Растворитель затем упаривают или отгоняют. Экстрактор Сокслета позволяет достичь максимального извлечения из твердого образца небольшим количеством растворителя.
Экстрактор Сокслета с холодильником Аллина |
Экстрактор Сокслета |
Франц фон Сокслет (1848-1926) |
Рис. 80. - Составляющие элементы аппарата Сокслета.
5.5. Возгонка
ВОЗГОНКА, как метод очистки твердых веществ, применяется для соединений, способных возгоняться, т.е. переходить из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу.
Возгонка применяется для очистки хинонов, многоядерных углеводородов и некоторых других соединений.
Возгонка состоит из двух стадий, одна из которых испарение твердого вещества, а вторая – конденсация образовавшихся паров в твердое вещество.
Для очистки органических соединений возгонка удобна в том случае, когда возгоняется лишь основной продукт, а примеси не испаряются. Ее ведут при температуре, которая ниже точки возгонки данного вещества. (Точкой возгонки называется температура, при которой упругость паров твердого вещества равняется атмосферному давлению). Это обеспечивает получение чистого продукта.
Возгонку можно вести в фарфоровой чашке, закрытой широким концом воронки, диаметр которой несколько меньше диаметра чашки. Узкий конец воронки неплотно закрывают ватой, а для того чтобы возгон не попадал обратно в чашку, ее покрывают круглым листком фильтровальной бумаги с несколькими отверстиями в нем (рис. 81 а, б). Вещество, подвергаемое возгонке, должно быть мелко раздроблено.
|
|
а-Возгонка при атмосферном давлении |
б - Возгонка в вакууме |
1 – плитка электрическая, 2 – фарфоровая чашка, 3 – образец вещества, 4 – фильтровальная бумага, 5 – стеклянная воронка, 6 – вата |
1 – образец вещества 2 – пробирка с вакуумным отводом 3 – охлаждающий палец |
Рисунок 81. – Аппаратурное оформление возгонки.
Преимущество возгонки по сравнению с кристаллизацией заключается в том, что в результате возгонки, как правило, сразу же получается высокой степени очистки продукт (95-99%). Возгонку легко провести даже с очень небольшими количествами вещества.