химический каталог




Препаративная органическая химия

Автор Н.С.Вульфсон

кже путем перегонки в вакууме. Предварительное разделение веществ обычна производят посредством экстракции.

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ

Очистка путем кристаллизации основана на различной'растворимости вещества и загрязняющих его примесей. Во время кристаллизации соблюдается следующий порядок операций:

1) приготовление нагретого до кипения насыщенного раствора вещества в соответственно подобранном растворителе;

2) фильтрование горячего раствора для отделения механических загрязнений и нерастворимых соединений (часто от прибавляемого для очистки активированного угля);

3) охлаждение раствора, что вызывает кристаллизацию вещества;

4) отделение кристаллов от маточного раствора;

5) промывание кристаллов и их сушка.

Кристаллизацию повторяют несколько раз до получения вещества с постоянной температурой плавления, т. е. не меняющейся при последующей кристаллизации.

Подбор растворителя. Выбор растворителя зависит от химических свойств очищаемого вещества. При этом часто можно руководствоваться правилом, что соединения одного класса взаимно растворимы; так, например, хорошим растворителем для твердых высших сложных эфиров являются низшие эфиры, для высших спиртов—низшие спирты и т. д. В гомологическом ряду низшие члены легче растворимы, чем высшие. Вещества, обладающие ионной структурой, хорошо растворяются в растворителях с высокой диэлектрической постоянной, таких, как вода и спирт. Полярные соединения, как правило, лучше растворяются в полярных растворителях, таких, как вода, спирты, кетоны, сложные эфиры, кислоты и т. д., и, наоборот, значительно меньше растворимы в неполярных растворителях, таких, как бензол, четыреххлористый углерод и т, д.

Растворитель, выбранный для кристаллизации, должен отвечать следующим требованиям:

1) не должен реагировать с кристаллизуемым соединением;

2) должен обеспечивать большую разницу в растворимости кристаллизуемого вещества на холоду и при повышенной температуре;

3) должен лучше растворять основное (очищаемое) вещество, чем его загрязнения;

4) должен способствовать образованию устойчивых кристаллов;

5) должен легко удаляться с поверхности кристаллов путем испарения или отмывания.

Легко летучие растворители, как, например, эфир или сероуглерод, неудобны в употреблении, так как они слишком легко улетучиваются с поверхности раствора или кристаллов, оставляя трудно отмываемые загрязнения. При применении легко воспламеняющихся растворителей, особенно таких, которые образуют с воздухом взрывчатые смеси, растворение при нагревании следует вести очень осторожно. Особенно опасным в этом отношении является сероуглерод (табл. 6), у которого температура самовоспламенения (в отсутствие открытого пламени) не превышает 100°, а взрыв может наступить уже при соприкосновении его паров с поверхностью кипящей воды. Это и является причиной ограниченного применения сероуглерода в лабораторной практике.

Физические свойства некоторых растворителей приведены в табл. 6.

Таблица 6

Физические свойства некоторых растворителей

Растворитель

Ацетои Бензол Хлороформ

Четыреххлористый углерод Сероуглерод Этиловый спирт Этиловый эфир Петролейиый эфир Лигроии (тяжелый бензии)

Метиловый спирт

Пиридин

Толуол

Температура вос- Пределы образования

Плотность Темпера- Раствори-

взрывчатых смесей

тура мость

паров с воздухом

кипения г в 100 пламене- % объемн.

°С МЛ воды ния при

I am нижний верхний

0,792 56,3 оо —10 2 13

0,879 80,1 — —8 1,4 9,5

1,476 61,2 0,82 Слабогорючий

1,601 76,7 0,83 Негорючий

1,266 46,3 0,2 —20 1 50

0,789 78,3 00 +8 3,5 20

0,714 34,5 7,5 -40 1,7 48

0,7-0,74 20-80 — -10 1,4 8,0

0,77— 130-200 — ""р" 15. 1,3 7,0

0,79

0,790 64,7 оо +6,5 7,0 37

0,977 115,5 оо 2,5 —.

0,867 110,8 — +7 1,3 7

Растворитель и его количество можно подбирать по данным растворимости соединений, приводимых в таблицах справочников или в специальной литературе. При отсутствии литературных данных растворитель и его количество подбирают опытным путем. Для этого малое количество хорошо растертого вещества (около 0,1 г) помещают, в пробирку, добавляют 1 мл растворителя, нагревают и наблюдают за растворением ц кристаллизацией по охлаждении.

Чаще всего исследуют растворимость вещества, соблюдая следующую последовательность растворителей: вода, метиловый или этиловый спирт, уксусная кислота или этилацетат, хлороформ или четыреххлори-стый углерод, бензол и, наконец, петролейный эфир или лигроин. Если вещество не растворится в этих растворителях, испытывают его растворимость в диоксане, пиридине, нитробензоле, ацетоне и эфире. После того как будет найден подходящий растворитель, пробирку нагревают до кипения жидкости. Если вещество полностью не растворится, добавляют небольшое количество (0,5 мл) растворителя, нагревают до кипения и в случае необходимости всю операцию повторяют снова. После растворения вещества раствор охлаждают, чтобы вызвать кристаллизацию. В случае, если загрязнения плохо растворяются в выбранном растворителе, после добавления 1 мл растворителя раствор фильтруют горячим и далее проверяют растворимость осадка, обрабатывая его новыми порциями чистого растворителя.

Если исследуемое вещество хорошо растворяется в данном растворителе и не кристаллизуется из него даже при вымораживании, а в другом растворителе растворяется плохо, следует провести пробную кристаллизацию из смеси этих растворителей. С этой целью к горячему рас-• твору данного вещества в первом растворителе по каплям добавляют второй растворитель (плохо растворяющий данное вещество) до тех пор, пока не образуется устойчивое помутнение. Этот раствор нагревают до получения прозрачного раствора и оставляют для кристаллизации. Смешивать между собой можно только взаимно-растворимые растворители.

Подобрав таким путем растворитель, приступают к перекристаллизации всего количества очищаемого вещества.

Растворение. Взвешенное количество сырого (неочищенного) продукта.помещают в круглодонную или коническую колбу, снабженную обратным холодильником. В колбу кладут кусочки пористого фарфора или длинные капилляры, достигающие запаянным концом до середины горлышка колбы. После этого в колбу вливают необходимое количество растворителя и нагревают смесь до кипения. Если вещество полностью не растворится, через холодильник добавляют дополнительную порцию растворителя. Кипящий раствор должен быть прозрачным. Если при добавлении дополнительных порций растворителя количество нерастворив-шегося вещества не уменьшается, его следует отфильтровать.

Предварительное удаление загрязнений. Иногда твердый неочищенный продукт реакции содержит окрашенные загрязнения или примеси смолистых продуктов полимеризации или продуктов термического разложения. Такие загрязнения трудно отделяются кристаллизацией, и получаемые кристаллы часто содержат адсорбированные окрашенные примеси.

В подобных случаях в процессе кристаллизации раствор данного соединения кипятят с веществом, адсорбирующим загрязнения. Для этой цели чаще всего применяют костяной или древесный активированный уголь.

Адсорбционная способность активированного угля зависит от многих факторов и в значительной степени—от рода применяемого растворителя. Лучше всего обесцвечиваются водные растворы. Адсорбционная способность угля убывает в следующем ряду растворителей: вода, этиловый спирт, метиловый спирт, уксусная кислота, ацетон, хлороформ. Чтобы избежать адсорбции основного продукта, не следует брать слишком много угля. Обычно его добавляют в количестве 1—2% от количества очищаемого продукта.

После растворения вещества к раствору добавляют уголь (во избежание вскипания раствора уголь нельзя добавлять к очень горячему раствору) и смесь кипятят с обратным холодильником 5—10 минут. Горячий раствор фильтруют по одному из описанных ниже методов и прозрачный фильтрат оставляют для кристаллизации.

Кроме угля, для адсорбции часто применяют силикагель, окись алюминия, кизельгур, мел, тальк и другие адсорбенты.

Фильтрование горячего раствора. При фильтровании горячего насыщенного раствора необходимо процесс проводить возможно быстрее, чтобы предотвратить потери вещества за счет его кристаллизации на фильтре или в трубке воронки.

Рис. 98. Змеевик для обогрева химической Рис. 99. Обогреватель

воронки. ? воронки для горячего

фильтрования.

Для этой цели обыкновенную или быстрофильтрующую воронку помещают в нагреватель. Таким нагревателем может служить спираль из медной трубки, через которую пропускается горячая вода (рис. 98), или медная или жестяная воронка с двойными стенками (рис. 99). Полость между стенками такой воронки сначала заполняют водой, вставляют в нее стеклянную воронку со складчатым фильтром, затем боковой отросток воронки, также заполненный водой, нагревают пламенем горелки до начала кипения воды. После этого выключают горелку, смачивают фильтр чистым растворителем и фильтруют горячий раствор обычным образом.

Выделение кристаллов из раствора. Загрязнения, содержащиеся в растворе, всегда адсорбируются на поверхности кристаллов. У крупных кристаллов отношение поверхности к объему значительно меньше, чем у мелких кристаллов, поэтому мелкокристаллические вещества, у которых общая поверхность кристаллов, способных адсорбировать загрязнения, больше, чем у крупнокристаллических веществ, всегда более загрязнены.

Для образования крупных кристаллов вещества горячий раствор нужно охлаждать медленно. Быстрое снижение температуры вызывает внезапное пересыщение раствора и ведет к образованию мелкокристаллического или даже аморфного осадка. Некоторые вещества трудно кристаллизуются даже при охлаждении раствора. Это явление чаще всего связано с очень медленным ростом кристаллов или очень медленным образованием так называемых центров кристаллизации. В первом случае кристаллизация всегда продолжается очень долго. Если же в растворе плохо образуются центры кристаллизации, кристаллизацию можно ускорить, потирая о стенки сосуда стеклянной палочкой или внося в переохлажденный раствор в виде затравки несколько кристалликов ч

страница 24
< 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 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Скачать книгу "Препаративная органическая химия" (9.09Mb)


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

 

 

Реклама
купить розу исдаст
Рекомендуем компанию Ренесанс - купить винтовая лестница - качественно и быстро!
стул zeta
хранение вещей дешево

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
(10.12.2016)