
- •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
Абсолютирование сплавом калий-натрий.
Жидкий при комнатной температуре сплав, дает значительные преимущества: при легком встряхивании сплав вытекает из оксидной пленки и обнажает свежую поверхность, поэтому даже без кипячения можно добиться полного удаления воды из растворителя, при более энергичном встряхивании сплав распадается на мелкие шарики — в этом случае процесс сушки значительно ускоряется.
Однако риск, сопряженный с использованием сплава в качестве осушителя, вряд ли компенсируется этими преимуществами. Сплав, так же как и калий, при контакте с воздухом образует чрезвычайно взрывоопасный пероксид, что представляет особую опасность при абсолютировании склонных к образованию пероксидов простых эфиров.
7.1. Получения абсолютного эфира
опасно!!! Эфир очень легко воспламеняется. Его пары тяжелее воздуха и образуют с ним взрывоопасные смеси. При работе с эфиром, во избежание несчастных случаев, необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. |
Для получения абсолютного эфира, не содержащего перекисей, эфир многократно встряхивают с безводным хлоридом кальция (количество хлорида кальция обычно составляет 10% от веса абсолютируемого эфира) и оставляют на день. После этого эфир отделяют от хлорида кальция и перегоняют, используя для окончательного обезвоживания металлический натрий.
Полученный абсолютный эфир можно хранить над небольшим количеством натрия в темных склянках с трубкой.
7.2. Получение абсолютного этилового спирта
Спирт широко используется в виде ректификата, который представляет собой азеотропную смесь, содержащую 95,6% этанола и 4,4% воды. Температура кипения этой смеси 78,17 °С.
В промышленности абсолютный спирт (99,5%-ный) получают перегонкой ректификата с бензолом. При этом отгоняется азеотропная смесь, которая содержит 18,5% спирта, 74,1% бензола и 7,4% воды.
В лабораторных условиях обезвоживание ректификата можно производить кипячением его с оксидом кальция. На 1 л 95,6%-ного спирта берут 250 г оксида кальция, предварительно прокаленного в электрической печи. Смесь кипятят 6 ч в колбе с обратным холодильником (рис. 87 а). Затем обратный холодильник заменяют дефлегматором с присоединенным к нему нисходящим холодильником и перегоняют спирт в приемник, защищенный от влаги хлоркальциевой трубкой (рис. 87 б). При этом получается 99,5%-ный спирт. Содержание воды в спирте определяют по плотности (табл. 14).
|
|
а – установка с обратным холодильником |
б – установка с прямым холодильником |
Рисунок 87. – Установки для получения абсолютного этилового спирта.
Дальнейшее обезвоживание спирта можно производить, например, с помощью магния или натрия. В колбу с обратным холодильником помещают 5 г магниевой стружки или натрия, приливают 75-100 мл спирта и прибавляют 0,5 г иода. Смесь нагревают до начала экзотермической реакцию. После прекращения кипения колбу вновь нагревают до полного растворения магния. Кипячение продолжают еще 30 мин. и спирт перегоняют, тщательно предохраняя дистиллят от влаги воздуха (рис. 87 б). Так можно получить 99,95%-ный спирт. Он очень гигроскопичен.
Удаление остатков воды удобно производить натрием в присутствии легко омыляющихся этиловых эфиров, имеющих сравнительно высокую температуру кипения.
Таблица 14. – Плотность этанола в зависимость от концентрации
Плотность г/мл |
Содержание этанола, % |
Плотность г/мл |
Содержание этанола, % |
||
по массе |
по объему |
по массе |
по объему |
||
0,9858 |
8,1 |
10 |
0,9259 |
46,3 |
54 |
0,9792 |
13 |
16 |
0,9131 |
52,2 |
60 |
0,9752 |
16,3 |
20 |
0,9040 |
56,2 |
64 |
0,9712 |
19,6 |
24 |
0,8945 |
60,3 |
68 |
0,9669 |
23 |
28 |
0,8846 |
64,6 |
72 |
0,9647 |
24,7 |
30 |
0,8743 |
69 |
76 |
0,9623 |
26,4 |
32 |
0,8635 |
73,5 |
80 |
0,9571 |
29,9 |
36 |
0,8462 |
80,7 |
86 |
0,9542 |
31,6 |
38 |
0,8336 |
85,7 |
90 |
0,9512 |
33,4 |
40 |
0,8268 |
88,3 |
92 |
0,9481 |
35,2 |
42 |
0,8196 |
91 |
94 |
0,9448 |
37 |
44 |
0,8117 |
93,9 |
96 |
0,9413 |
38,8 |
46 |
0,8033 |
96,8 |
98 |
0,9339 |
42,5 |
50 |
0,7936 |
100 |
100 |