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實驗室常用有機溶劑純化方法分享

更新時間:2022-09-08 瀏覽次數(shù):1195

  在實驗室里是不是常碰到這種情況:做某個實驗,用不同品牌甚至同一品牌不同批次的試劑,能做出*不同的結果……然后買了純度更高的試劑回來做,結果就是正常的了……


  化學供應商提供的常用試劑僅可滿足一般化學反應的需要。為了確保一些有機合成反應的順利進行,常常要對試劑進行進一步的純化處理。常用的溶劑處理方法是蒸餾。如果反應要求僅僅是無水,可在冷凝管上加干燥管,油封或充氮氣球即可,如果需要達到無水無氧的條件,溶劑則需要脫氧處理。一般在氮氣體下進行。


  試劑級溶劑的純化,無水的試劑級溶劑常有足夠的純度,有時可以不用蒸餾。為保證充分的干燥度,可在儲藏時向其加入活性分子篩。欲使溶劑脫氧,可利用注射器或玻璃管向其中鼓入氮氣約五分鐘。一般溶劑的純化,只要在惰性氣體中將其從干燥劑中蒸餾出來,就可以達到足夠的純度。


實驗室常用有機溶劑純化方法分享


  1、烷烴


  如己烷、戊烷等。首先用濃硫酸洗滌幾次以除去烯烴,水洗,CaCl2干燥,必要時用鈉絲或P2O5干燥,蒸餾。存放于帶塞的試劑瓶中。


  2、芳香烴類


  如:苯、甲苯、二甲苯等。CaCl2干燥,必要時用鈉絲或P2O5干燥,蒸餾。存放于帶塞的試劑瓶中。


  3、氯代烷烴類


  如:二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷等。水洗除去醇等,CaCl2干燥,在P2O5,或CaH2中回流蒸出。絕對不能用鈉絲干燥,否則會發(fā)生爆炸。長期儲藏應放于密閉的瓶中,并保存于陰涼處。


  4、醚類及呋喃類


  如:乙/醚、四氫呋喃等。許多醚類在和空氣接觸下會慢慢生成不易揮發(fā)且結構不明的過氧化物。過氧化物在加熱下容易分解而爆炸。因此貯藏過久的醚類和呋喃類化合物在使用前,尤其是在蒸餾前應當檢驗是否有過氧化物的存在。檢驗的方法:用包含一滴淀粉指示劑的1mL10%KI溶液和10mL醚液混合,沒有顏色變化,則沒有過氧化物。或者用1%硫酸/亞鐵銨溶液,硫酸/亞鐵和硫氰/化鉀溶液測試。若有,則加入5%FeSO4或偏亞硫酸氫鈉溶液于醚中并搖動,使過氧化物分解。CaCl2預干燥,在鈉絲或LiAlH4中回流蒸出。儲藏于密閉的瓶中,并保存于陰涼處。


  常用有機溶劑的純化-乙/醚沸點34.51℃,折光率1.3526,相對密度0.71378。普通乙/醚常含有2%乙醇和0.5%水。久藏的乙/醚常含有少量過氧化物。


  過氧化物的檢驗和除去:在干凈和試管中放入2~3滴濃硫酸,1mL2%碘/化鉀溶液(若碘/化鉀溶液已被空氣氧化,可用稀亞硫酸鈉溶液滴到黃色消失)和1~2滴淀粉溶液,混合均勻后加入乙/醚,出現(xiàn)藍色即表示有過氧化物存在。除去過氧化物可用新配制的硫酸/亞鐵稀溶液(配制方法是FeSO47H2O60g,100mL水和6mL濃硫酸)。將100mL乙/醚和10mL新配制的硫酸/亞鐵溶液放在分液漏斗中洗數(shù)次,至無過氧化物為止。


  醇和水的檢驗和除去:乙/醚中放入少許高錳/酸鉀粉末和一粒氫氧化鈉。放置后,氫氧化鈉表面附有棕色顆粒,即證明有醇存在。水的存在用無水硫酸銅檢驗。先用無水氯化鈣除去大部分水,再經(jīng)金屬鈉干燥。


  其方法是:將100mL乙/醚放在干燥錐形瓶中,加入20~25g無水氯化鈣,瓶口用軟木塞塞緊,放置一天以上,并間斷搖動,然后蒸餾,收集33~37℃的餾分。用壓鈉機將1g金屬鈉直接壓成鈉絲放于盛乙/醚的瓶中,用帶有氯化鈣干燥管的軟木塞塞住?;蛟谀救胁逡荒┒死擅毠艿牟AЧ埽@樣,既可防止潮氣浸入,又可使產(chǎn)生的氣體逸出。放置至無氣泡發(fā)生即可使用;放置后,若鈉絲表面已變黃變粗時,須再蒸一次,然后再壓入鈉絲。


  常用有機溶劑的純化-四氫呋喃(THF)沸點67℃(64.5℃),折光率1.4050,相對密度0.8892。


  四氫呋喃與水能混溶,并常含有少量水分及過氧化物。如要制得無水四氫呋喃,可用氫化鋁鋰在隔絕潮氣下回流(通常1000mL約需2~4g氫化鋁鋰)除去其中的水和過氧化物,然后蒸餾,收集66℃的餾分(蒸餾時不要蒸干,將剩余少量殘液即倒出)。精制后的液體加入鈉絲并應在氮氣氛中保存。


  處理四氫呋喃時,應先用小量進行試驗,在確定其中只有少量水和過氧化物,作用不致過于激烈時,方可進行純化。


  四氫呋喃中的過氧化物可用酸化的碘/化鉀溶液來檢驗。如過氧化物較多,應另行處理為宜??涩F(xiàn)用CuCl回流,除去大量的過氧化物。


  常用有機溶劑的純化——二氧六環(huán):沸點101.5℃,熔點12℃,折光率1.4424,相對密度1.0336。


  二氧六環(huán)能與水任意混合,常含有少量二乙醇縮醛與水,久貯的二氧六環(huán)可能含有過氧化物(鑒定和除去參閱乙/醚)。二氧六環(huán)的純化方法,在500mL二氧六環(huán)中加入8mL濃鹽酸和50mL水的溶液,回流6~10h,在回流過程中,慢慢通入氮氣以除去生成的乙醛。冷卻后,加入固體氫氧化鉀,直到不能再溶解為止,分去水層,再用固體氫氧化鉀干燥24h。然后過濾,在金屬鈉存在下加熱回流8~12h,最后在金屬鈉存在下蒸餾,壓入饑絲密封保存。精制過的1,4-二氧環(huán)己烷應當避免與空氣接觸。


  5、酰胺類


  如:二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺,HMPT等。加入CaH2回流,減壓蒸出,否則其容易分解。加入新活化的分子篩儲藏于瓶中,并注明日期。


  常用有機溶劑的純化,N,N-二甲基甲酰胺-DMFN,N-二甲基甲酰胺沸點149~156℃,折光率1.4305,相對密度0.9487。無色液體,與多數(shù)有機溶劑和水可任意混合,對有機和無機化合物的溶解性能較好。


  N,N-二甲基甲酰胺含有少量水分。常壓蒸餾時有些分解,產(chǎn)生二甲胺和一氧化碳。在有酸或堿存在時,分解加快。所以加入固體氫氧化鉀(鈉)在室溫放置數(shù)小時后,即有部分分解。因此,最/常用硫酸鈣、硫/酸鎂、氧化鋇、硅膠或分子篩干燥,然后減壓蒸餾,收集76℃/4800Pa(36mmHg)的餾分。其中如含水較多時,可加入其1/10體積的苯,在常壓及80℃以下蒸去水和苯,然后再用無水硫/酸鎂或氧化鋇干燥,最后進行減壓蒸餾。純化后的N,N-二甲基甲酰胺要避光貯存。


  N,N-二甲基甲酰胺中如有游離胺存在,可用2,4-二硝基氟苯產(chǎn)生顏色來檢查。


  6、二甲基亞砜


  加入CaH2攪拌過夜,然后減壓分餾。加入新活化的分子篩儲藏于小瓶中,并注明日期。


  7、吡啶


  可以用KOH,NaOH,CaO,BaO或鈉,然后蒸出。加入新活化的5?分子篩密閉保存,并注明日期。


  常用有機溶劑的純化-吡啶沸點115.5℃,折光率1.5095,相對密度0.9819。


  分析純的吡啶含有少量水分,可供一般實驗用。如要制得無水吡啶,可將吡啶與氫氧化鉀(鈉)一同回流,然后隔絕潮氣蒸出備用。干燥的吡啶吸水性很強,保存時應將容器口用石蠟封好。


  8、乙醇


  主要雜質(zhì)為雜醇油,醛,醇,酮和水??捎玫募兓椒殒V屑和碘回流,與CaO一同回流并蒸出。加入新活化的3A分子篩儲藏于小瓶中。


  常用有機溶劑的純化-乙醇沸點78.5℃,折光率1.3616,相對密度0.7893。


  制備無水乙醇的方法很多,根據(jù)對無水乙醇質(zhì)量的要求不同而選擇不同的方法。


  若要求98%~99%的乙醇,可采用下列方法:


 ?。?)利用苯、水和乙醇形成低共沸混合物的性質(zhì),將苯加入乙醇中,進行分餾,在64.9℃時蒸出苯、水、乙醇的三元恒沸混合物,多余的苯在68.3與乙醇形成二元恒沸混合物被蒸出,最后蒸出乙醇。工業(yè)多采用此法。


 ?。?)用生石灰脫水。于100mL95%乙醇中加入新鮮的塊狀生石灰20g,回流3~5h,然后進行蒸餾。


  若要99%以上的乙醇,可采用下列方法:


 ?。?)在100mL99%乙醇中,加入7g金屬鈉,待反應完畢,再加入27.5g鄰苯二甲酸二乙酯或25g草酸二乙酯,回流2~3h,然后進行蒸餾。


  金屬鈉雖能與乙醇中的水作用,產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉,但所生成的氫氧化鈉又與乙醇發(fā)生平衡反應,因此單獨使用金屬鈉不能*除去乙醇中的水,須加入過量的高沸點酯,如鄰苯二甲酸二乙酯與生成的氫氧化鈉作用,抑制上述反應,從而達到進一步脫水的目的。


 ?。?)在60mL99%乙醇中,加入5g鎂和0.5g碘,待鎂溶解生成醇鎂后,再加入900mL99%乙醇,回流5h后,蒸餾,可得到99.9%乙醇。


  由于乙醇具有非常強的吸濕性,所以在操作時,動作要迅速,盡量減少轉移次數(shù)以防止空氣中的水分進入,同時所用儀器必須事前干燥好。


  注意:在應用金屬化合物作為純化劑時,蒸餾時蒸餾瓶中的溶劑應最少保持在四分之一的體積,絕不允許蒸干,否則會發(fā)生危險。


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