химический каталог




Органическая химия

Автор А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А.Тюкавкина и др.

ростые (диэтиловый) и сложные (этилацетат) эфиры. Наиболее простым прибором для экстракции является делительная воронка. Экстрагент и экстрагируемый раствор наливают в предварительно подготовленную делительную воронку (см. 20.1). Воронку закрывают пробкой и осторожно встряхивают, расположив ее горизонтально. После этого поворачивают воронку краном вверх и приоткрывают кран для выравнивания давления. Эти действия повторяют несколько раз до тех пор, пока при открывании крана будет слышен шипящий звук выходящих паров. После завершения экстракции воронку закрепляют в штативе и оставляют до расслоения жидкостей. Затем вынимают пробку и сливают нижний слой жидкости через кран воронки, а верхний — через горло воронки.

Для полноты извлечения вещества экстракцию проводят дробно, т. е. делят количество растворителя на 2—4 части и экстрагируют отдельно каждой порцией.

20.2.4. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ

Кристаллизация (перекристаллизация) — основной метод очистки и разделения твердых веществ. Метод основан на различной растворимости веществ при различных температурах.

Успех кристаллизации во многом определяется выбором растворителя. Очищаемое вещество должно хорошо растворяться в горячем растворителе и плохо — в холодном. Примеси же должны или очень хорошо или, наоборот, очень плохо растворяться в холодном растворителе. При выборе растворителя обычно руководствуются справочной литературой. Подбор растворителя можно осуществить, проводя опыт в пробирках с малым количеством вещества.

471

Очищаемое вещество может быть окрашено за счет примесей смолистых веществ. В этих случаях при растворении вещества добавляют небольшое количество активированного угля (3—5% по массе). Уголь можно помещать только в холодный раствор. В противном случае может произойти бурное вскипание раствора.

Кристаллизацию проводят следующим^образом. Вещество, небольшое количество растворителя и, если это требуется, активированным уголь помещают в колбу, снабженную обратным холодильником (рис 20.12), затем смесь нагревают до кипения, используя подходящую баню. Продолжая нагревание, через форштосс холодильника небольшими порциями добавляют растворитель до тех пор. пока не растворится все вещество. Полученный насыщенный раствор фильтруют в горячем виде. Прибор для горячего фильтрования (рис. 20.13) состоит из конической стеклянной воронки (1) со складчатым бумажным

472

Рис. 20.14. Устройство для фильтрования при пониженном давлении

1 — колба Бунзсна, 2 — воронка Бюхнера; 3 — бумажный фильтр, 4 — предохранительная склянка, 5 — водосфупный вакуум-насос, 6 — водопроводный кран

фильтром (2), вставленной в металлический кожух (3) с горячей водой. Отфильтрованный раствор стекает в колбу-приемник (4). Горячее фильтрование необходимо для того, чтобы избежать кристаллизации вещества из насыщенного раствора на фильтре. При фильтровании растворов в органических растворителях вблизи прибора не должно быть открытого пламени. Более удобны для проведения горячего фильтрования воронки с электрическим обогревом.

Отфильтрованный в горячем виде раствор медленно охлаждают сначала до комнатной температуры, а потом в холодильнике или бане со льдом. При этом за счет понижения растворимости выпадают кристаллы чистого вещества, которые отделяют от раствора фильтрованием при пониженном давлении (отсасыванием). Устройство для фильтрования при пониженном давлении (рис. 20.14) состоит из фарфоровой воронки с плоским дырчатым дном (воронка Бюхнера), толстостенной конической колбы с отводом (колба Бунзена) и вакуум-насоса (обычно водоструйного насоса). На дно воронки Бюхнера укладывается бумажный фильтр, диаметр которого строго соответствует диаметру дна воронки. Затем фильтр смачивается растворителем, колба Бунзена через отвод подключается к предохранительной склянке и далее — к вакуум-насосу.

Выпавшие кристаллы вместе с раствором с помощью стеклянной палочки или узкого шпателя переносят на фильтр. После того, как

473

раствор отфильтруется, кристаллы отжимают на фильтре с помощью плоской стеклянной пробки. Отжатые кристаллы промывают небольшими порциями холодного растворителя. Для этого колбу отключают от вакуум-насоса, в воронку наливают растворитель, кристаллы аккуратно размешивают гладкой (чтобы не порвать бумажный фильтр) стеклянной палочкой, после чего прибор снова подключают к вакууму.

20.2.5. ВЫСУШИВАНИЕ

Под высушиванием понимают удаление не только воды, но и остатков органических растворителей. Твердые органические вещества сушат на воздухе или в электрических сушильных шкафах, если вещество устойчиво к действию повышенной температуры. Вещества, чувствительные к влаге воздуха, высушивают в эксикаторах при обычном давлении или в вакууме (рис. 20.15). В качестве осушителей в эксикаторах используются: оксид фосфора (V), безводный хлорид кальция, серная кислота, твердые щелочи, силикагель и др.

Органические жидкости и неводные растворы органических веществ высушивают от влаги, помещая в них вещества, активно связывающие воду. Основное требование к осушителю состоит в том, что он не должен взаимодействовать ни с растворителем, ни с растворенным в нем веществом. Для сушки жидкостей используют оксид фосфора (V), твердые щелочи, сульфаты магния, кальция и натрия, хлорид кальция и др.

Рис. 20.15. Обычный (а) и вакуумный (б) эксикаторы

I — бюксы с высушиваемым веществом, 2 — осушитель; 3 — фарфоровый

вкладыш, 4 — кран.

20.2.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ

Определение температуры плавления — один из самых простых и в то же время достаточно надежный способ идентификации кристаллических веществ. Кроме того, температура плавления является критерием чистоты вещества. Чистое вещество плавится в узком интервале температур от 0,1 до 1.0 °С. Присутствие примесей снижает температуру плавления вещества и увеличивает интервал между началом и концом плавления.

Температуру плавления определяют в запаянном с одного конца капилляре длиной 30—40 мм и диаметром 0,5—1,0 мм. Пробу тщательно высушенного вещества помещают на часовое или предметное стекло и растирают оплавленной палочкой. Открытый конец капилляра опускают в вещество и медленно передвигают по поверхности стекла, при этом вещество набивается внутрь капилляра. Для уплотнения вещества в капилляре его несколько раз бросают через стеклянную трубку длиной 60—80 см на какую-нибудь твердую поверхность. Слой вещества в капилляре должен быть высотой 3—5 мм. Набитый капилляр прикрепляют резиновым колечком к термометру, конец капилляра должен находиться на одном уровне с шариком термометра.

Термометр с капилляром помещают в прибор для определения температуры плавления (рис. 20.16), который состоит из круглодонной колбы с вазелиновым маслом или каким-нибудь другим прозрачным теплоносителем. В колбу вставлена пробирка, в которую помещается термометр, при этом он не должен касаться стенок пробирки. Прибор не должен быть герметичным, поэтому на пробках делаются вырезы.

Прибор нагревают на песчаной бане или асбестовой сетке так, чтобы температура вначале повышалась со скоростью 5—10 °С в минуту, а вблизи температуры плавления — 1—2 °С в минуту. В процессе измерения отмечают две температуры: температуру начала плавления, при которой вещество «смокает», т. е. становится похожим на мокрый снег, и температуру, при которой вещество полностью расплавится. Этот диапазон температур и указывается как найденная экспериментальная величина.

Рис. 20.16. Прибор для определения температуры плавления.

475

20.3. СИНТЕЗЫ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 20.3.1. ЭТИЛБРОМИД

В круглодонную колбу вместимостью 200 мл помещают 16 мл этанола и 10 мл воды и при постоянном перемешивании медленно добавляют 16 мл концентрированной серной кислоты. Полученную смесь охлаждают под струей воды до комнатной температуры и добавляют к ней 15 г тонко растертого бромида калия.

Колбу через согнутую под углом 60° трубку («уголок») соединяют с нисходящим холодильником, снабженным алонжем (рис. 20.17). В приемник наливают воду и помещают несколько кусочков льда Кончик алонжа погружают в воду. Для дополнительного охлаждения приемник помещают в баню со льдом.

Реакционную смесь нагревают на песчаной бане до тех пор, пока в приемник не перестанут поступать и опускаться на дно тяжелые маслянистые капли этилбромида. Если в процессе реакции смесь начинает сильно вспениваться, следует на некоторое время прекратить нагрев. При этом надо следить, чтобы воду из приемника не засасывало в алонж и форштосс холодильника.

После окончания реакции этилбромид (нижний слой) отделяют от воды в делительной воронке и помещают в сухую коническую колбу вместимостью 50 мл. Колбу охлаждают в бане со льдом и по каплям при постоянном встряхивании добавляют 2—3 мл концентрированной серной кислоты. Этилбромид летуч, поэтому добавление кислоты следует вести медленно, постоянно охлаждая колбу в бане со льдом. Сер-

ник Либича, 5 — алонж, 6 — приемник, 7 — баня со льдом

476

ная кислота высушивает этилбромид и связывает непрореагировавший этанол.

После добавления серной кислоты смесь переносят в сухую делительную воронку и отделяют этилбромид (верхний слой). Затем этилбромид перегоняют, собирая фракцию, кипящую в интервале 35— 40 "С. Выход продукта ~ 40%.

20.3.2. БЕНЗОЙНАЯ КИСЛОТА

В круглодониую колбу вместимостью 200 мл, снабженную обратным холодильником (см. рис. 20.12), помещают 3,4 г растертого в порошок перманганата калия, 1,2 мл толуола, 75 мл воды и 2—3 кусочка неглазурованного фарфора в качестве «кипятильников». Смесь кипятят на песчаной бане в течение 3—4 ч при периодическом взбалтывании. В процессе реакции исчезает фиолетовая окраска перманганата калия и появляется бурый осадок оксида марган-ца(1У). Если реакционная смесь по истечении указанного времени остается окрашенной, то через форштосс холодильника добавляют несколько капель этанола до полного обесцвечивания раствора. Смесь охлаждают, осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера с отсасыванием и промывают на фильтре горячей водой (2 порции по 10 мл). Фильтрат, содержащий бензоат калия, упаривают в фарфоровой чашке

страница 76
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

Скачать книгу "Органическая химия" (12.1Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
виниловый сайдинг в борисоглебске
металлодизайн тумба под тв
курсы дизайнеров - модельеров в москве
этажерки для обуви в прихожую

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)