- •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
6.3. Сушка газов
Для сушки газов твердыми осушителями применяют осушительные колонки (рис ). Для предотвращения смешивания таких аморфных осушителей, как фосфорный ангидрид, колонки наполняют предварительно приготовленной смесью осушителя со стеклянным волокном или другим наполнителем.
Химически индифферентные газы обычно сушат, пропуская их через промывные склянки с концентрированной серной кислотой (рис 86). При этом обязательно устанавливают предохранительные склянки, снабженные специальным устройством от случайного открывания (рис ). Желательно использовать промывные склянки, снабженные барботёром (с пористой пластинкой (рис ).
Низкокипящие газы сушат, вымораживая воду и другие конденсирующиеся примеси в охлаждаемой «ловушки» (рис ). При этом достигается очень высокая степень осушки (таб ). Для охлаждения применяют смесь сухого льда с ацетоном или жидкий воздух ( ). Для защиты от атмосферной влаги используют хлоркальциевые трубки.
а - Склянка Тищенко |
б - Склянка Дрекселя |
Рисунок 86 – Промывные склянки
Таблица 13-Давление водяных паров в газах при различных температурах
Температура, 0С |
Парциальное давление водяных паров, мм. ст. ст. |
+20 |
17,5 |
0 |
4,6 |
-10 |
0,77 |
-70 |
0,002 |
-100 |
0,00001 |
7. Абсолютирование органических растворителей
Абсолютным растворителем называется растворитель, не содержащий следов воды.
Абсолютирование натрием
Большая часть аварий и несчастных случаев, связанных с металлическим натрием, происходит при его использовании в качестве осушителя. Этот способ сушки органических растворителей применяется настолько часто, что даже опытные работники иногда забывают об осторожности. Кроме того, эту операцию нередко поручают лаборантам, не проводя подробного инструктажа.
обратите ВНИМАНИЕ!!! Натрий можно применять для абсолютирования только углеводородов и простых эфиров. |
Как правило, нельзя использовать натрий для сушки кислот, сложных эфиров, спиртов, галогенпроизводных жирного и ароматического рядов, альдегидов, кетонов, аминов и др.
Натрий используют для окончательной осушки растворителей - для удаления следов воды.
ВНИМАНИЕ!!! Растворители, содержащие более 0,5% воды, сушить натрием нельзя — вследствие бурного протекания реакции возможен взрыв. |
Предварительно растворитель должен быть обезвожен с помощью безопасного осушителя, например хлорида кальция или сульфата натрия. При взаимодействии натрия с влагой, содержащейся в растворителе, образуются газообразный водород и гидроксид натрия, который покрывает поверхность металла тонкой пленкой, что замедляет или полностью прекращает дальнейшую реакцию. Чтобы повысить полноту использования натрия, его чаще всего применяют в виде тонкой проволоки, обладающей большой удельной поверхностью.
Если растворитель предполагается оставить над натриевой проволокой на ночь, не следует закрывать сосуд притертой пробкой: выделяющийся водород может создать значительное давление в емкости. В таких случаях необходимо использовать пробку, снабженную хлоркальциевой трубкой.
Для ускорения процесса сушки и более полного удаления воды растворитель кипятят около часа в колбе с обратным холодильником над натриевой проволокой, после чего перегоняют его в сухой приемник, защищенный хлоркальциевой трубкой. Не следует забывать, что для нагревания колбы в таком случае нельзя использовать водяную или глицериновую баню. В качестве жидкого теплоносителя для бани рекомендуется минеральное масло. Натриевую проволоку, оставшуюся после перегонки, уничтожают в той же колбе сразу после ее охлаждения, заливая достаточным количеством этилового спирта. Оставшееся в колбе небольшое количество растворителя перед уничтожением остатков проволоки можно не удалять.
Если необходимо получить очень сухой растворитель для особо точных работ, в перегнанный над натрием растворитель добавляют новую порцию проволоки, над которой его и хранят. Критерием качества осушки служит поверхность проволоки — в сухом растворителе она долгое время остается блестящей. Склянку с сухим растворителем над натриевой проволокой помещают в металлический контейнер, дно и стенки которого необходимо выложить асбестовым картоном. Хранят контейнеры в отдельном ящике для ЛВЖ.