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常用有機溶劑的純化(進實驗室的*知識)
點擊次數:1148 更新時間:2015-01-23

常用有機溶劑的純化(進實驗室的*知識)


丙酮、四氫呋喃、二氧六環、 吡啶、石油醚、甲醇、乙酸乙酯、乙迷等有機溶劑的純化方法


常用有機溶劑的純化-丙酮 

沸點56.2℃,折光率1.358 8,相對密度0.789 9。 

普通丙酮常含有少量的水及甲醇、乙醛等還原性雜質。其純化方法有: 

⑴於(yu) 250mL丙酮中加入2.5g高錳酸鉀回流,若高錳酸鉀紫色很快消失,再加入少量高錳酸鉀繼續回流,至紫色不褪為(wei) 止。然後將丙酮蒸出,用無水碳酸鉀或無水硫酸鈣幹燥,過濾後蒸餾,收集55~56.5℃的餾分。用此法純化丙酮時,須注意丙酮中含還原性物質不能太多,否則會(hui) 過多消耗高錳酸鉀和丙酮,使處理時間增長。

⑵將100mL丙酮裝入分液漏鬥中,先加入4mL10%硝酸銀溶液,再加入3.6mL1mol/L氫氧化鈉溶液,振搖10min,分出丙酮層,再加入無水硫酸鉀或無水硫酸鈣進行幹燥。zui後蒸餾收集55~56.5℃餾分。此法比方法⑴要快,但硝酸銀較貴,隻宜做小量純化用。


常用有機溶劑的純化-四氫呋喃 

沸點67℃(64.5℃),折光率1.405 0,相對密度0.889 2。

四氫呋喃與(yu) 水能混溶,並常含有少量水分及過氧化物。如要製得無水四氫呋喃,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,然後蒸餾,收集66℃的餾分蒸餾時不要蒸幹,將剩餘(yu) 少量殘液即倒出)。精製後的液體(ti) 加入鈉絲(si) 並應在氮氣氛中保存。

處理四氫呋喃時,應先用小量進行試驗,在確定其中隻有少量水和過氧化物,作用不致過於(yu) 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(wei) 宜。


常用有機溶劑的純化-二氧六環 

沸點101.5℃,熔點12℃,折光率1.442 4,相對密度1.033 6。

二氧六環能與(yu) 水任意混合,常含有少量二乙醇縮醛與(yu) 水,久貯的二氧六環可能含有過氧化物(鑒定和除去參閱乙迷)。二氧六環的純化方法,在500mL二氧六環中加入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。冷卻後,加入固體(ti) 氫氧化鉀,直到不能再溶解為(wei) 止,分去水層,再用固體(ti) 氫氧化鉀幹燥24h。然後過濾,在金屬鈉存在下加熱回流8~12h,zui後在金屬鈉存在下蒸餾 ,壓入饑絲(si) 密封保存。精製過的1,4-二氧環己烷應當避免與(yu) 空氣接觸。


常用有機溶劑的純化-吡啶

沸點115.5℃,折光率1.509 5,相對密度0.981 9。

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


常用有機溶劑的純化-石油醚

石油醚為(wei) 輕質石油產(chan) 品,是低相對分子質量烷烴類的混合物。其沸程為(wei) 30~150℃,收集的溫度區間一般為(wei) 30℃左右。有30~60℃,60~90℃,90~120℃等沸程規格的石油醚。其中含有少量不飽和烴,沸點與(yu) 烷烴相近,用蒸餾法無法分離。

石油醚的精製通常將石油醚用其體(ti) 積的濃硫酸洗滌2~3次,再用10%硫酸加入高錳酸鉀配成的飽和溶液洗滌,直至水層中的紫色不再消失為(wei) 止。然後再用水洗,經無水氯化鈣幹燥後蒸餾。若需幹燥的石油醚,可加入鈉絲(si) (與(yu) 純化無水乙迷相同)。


常用有機溶劑的純化-甲醇 

沸點64.96℃,折光率1.328 8,相對密度0.791 4。

普通未精製的甲醇含有0.02%丙酮和0.1%水。而工業(ye) 甲醇中這些雜質的含量達0.5%~1%。

為(wei) 了製得純度達99.9%以上的甲醇,可將甲醇用分餾柱分餾。收集64℃的餾分,再用鎂去水(與(yu) 製備無水乙醇相同)。甲醇有毒,處理時應防止吸入其蒸氣。? ???

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常用有機溶劑的純化-乙酸乙酯

沸點77.06℃,折光率1.372 3,相對密度0.900 3。

乙酸乙酯一般含量為(wei) 95%~98%, 含有少量水、乙醇和乙酸。可用下法純化:於(yu) 1000mL乙酸乙酯中加入100mL乙酸酐,10滴濃硫酸,加熱回流4h,除去乙醇和水等雜質,然後進行蒸餾。餾液用20~30g無水碳酸鉀振蕩,再蒸餾。產(chan) 物沸點為(wei) 77℃,純度可達以上99%。


常用有機溶劑的純化-乙迷

沸點34.51℃,折光率1.352 6,相對密度0.713 78。普通乙迷常含有2%乙醇和0.5%水。久藏的乙迷常含有少量過氧化物

過氧化物的檢驗和除去:在幹淨和試管中放入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(ya) 硫酸鈉溶液滴到黃色消失)和1~2滴澱粉溶液,混合均勻後加入乙迷,出現藍色即表示有過氧化物存在。除去過氧化物可用新配製的硫酸亞(ya) 鐵稀溶液(配製方法是FeSO4?H2O60g,100mL水和6mL濃硫酸)。將100mL乙迷和10mL新配製的硫酸亞(ya) 鐵溶液放在分液漏鬥中洗數次,至無過氧化物為(wei) 止。

醇和水的檢驗和除去:乙迷中放入少許高錳酸鉀粉末和一粒氫氧化鈉。放置後,氫氧化鈉表麵附有棕色樹脂,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,再經金屬鈉幹燥。其方法是:將100mL乙迷放在幹燥錐形瓶中,加入20~25g無水氯化鈣,瓶口用軟木塞塞緊,放置一天以上,並間斷搖動,然後蒸餾,收集33~37℃的餾分。用壓鈉機將1g金屬鈉直接壓成鈉絲(si) 放於(yu) 盛乙迷的瓶中,用帶有氯化鈣幹燥管的軟木塞塞住。或在木塞中插一末端拉成毛細管的玻璃管,這樣,既可防止潮氣浸入,又可使產(chan) 生的氣體(ti) 逸出。放置至無氣泡發生即可使用;放置後,若鈉絲(si) 表麵已變黃變粗時,須再蒸一次,然後再壓入鈉絲(si) 。


常用有機溶劑的純化-乙醇 

沸點78.5℃,折光率1.361 6,相對密度0.789 3。

製備無水乙醇的方法很多,根據對無水乙醇質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: 

⑴利用苯、水和乙醇形成低共沸混合物的性質,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,多餘(yu) 的苯在68.3與(yu) 乙醇形成二元恒沸混合物被蒸出,zui後蒸出乙醇。工業(ye) 多采用此法。

⑵用生石灰脫水。於(yu) 100mL95%乙醇中加入新鮮的塊狀生石灰20g,回流3~5h,然後進行蒸餾。

若要99%以上的乙醇,可采用下列方法: 

⑴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,然後進行蒸餾。

金屬鈉雖能與(yu) 乙醇中的水作用,產(chan) 生氫手和氫氧化鈉,但所生成的氫氧化鈉又與(yu) 乙醇發生平衡反應,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(yu) 生成的氫氧化鈉作用,抑製上述反應,從(cong) 而達到進一步脫水的目的。

⑵在60mL99%乙醇中,加入5g鎂和0.5g碘,待鎂溶解生成醇鎂後,再加入900mL99%乙醇,回流5h後,蒸餾,可得到99.9%乙醇。

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


常用有機溶劑的純化-DMSO

沸點189℃,熔點18.5℃,折光率1.4783,相對密度1.100。二甲基亞(ya) 碸能與(yu) 水混合,可用分子篩長期放置加以幹燥。然後減壓蒸餾,收集76℃/1600Pa(12mmHg)餾分。蒸餾時,溫度不可高於(yu) 90℃,否則會(hui) 發生歧化反應生成二甲碸和二甲硫醚。也可用氧化鈣、氫化鈣、氧化鋇或無水硫酸鋇來幹燥,然後減壓蒸餾。也可用部分結晶的方法純化。二甲基亞(ya) 碸與(yu) 某些物質混合時可能發生爆炸,例如氫化鈉、高碘酸或高氯酸鎂等應予注意。


常用有機溶劑的純化-DMF 

N,N-二甲基甲酰胺 沸點149~156℃,折光率1.430 5,相對密度0.948 7。無色液體(ti) ,與(yu) 多數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(chan) 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(ti) 氫氧化鉀(鈉)在室溫放置數小時後,即有部分分解。因此,zui常用硫酸鈣、硫酸鎂、氧化鋇、矽膠或分子篩幹燥,然後減壓蒸餾,收集76℃/4800Pa(36mmHg)的餾分。其中如含水較多時,可加入其1/10體(ti) 積的苯,在常壓及80℃以下蒸去水和苯,然後再用無水硫酸鎂或氧化鋇幹燥,zui後進行減壓蒸餾。純化後的N,N-二甲基甲酰胺要避光貯存。

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


常用有機溶劑的純化-二氯甲烷

沸點40℃,折光率1.424 2,相對密度1.326 6。

使用二氯甲烷比氯仿安全,因此常常用它來代替氯仿作為(wei) 比水重的萃取劑。普通的二氯甲烷一般都能直接做萃取劑用。如需純化,可用5%碳酸鈉溶液洗滌,再用水洗滌,然後用無水氯化鈣幹燥,蒸餾收集40~41℃的餾分,保存在棕色瓶中。

沸點101.5℃,熔點12℃,折光率1.442 4,相對密度1.033 6。

二氧六環能與(yu) 水任意混合,常含有少量二乙醇縮醛與(yu) 水,久貯的二氧六環可能含有過氧化物(鑒定和除去參閱乙迷)。二氧六環的純化方法,在500mL二氧六環中加入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。冷卻後,加入固體(ti) 氫氧化鉀,直到不能再溶解為(wei) 止,分去水層,再用固體(ti) 氫氧化鉀幹燥24h。然後過濾,在金屬鈉存在下加熱回流8~12h,zui後在金屬鈉存在下蒸餾 ,壓入饑絲(si) 密封保存。精製過的1,4-二氧環己烷應當避免與(yu) 空氣接觸。


常用有機溶劑的純化-二硫化碳

沸點46.25℃,折光率1.631 9,相對密度1.2632。

二硫化碳為(wei) 有毒化合物,能使血液神經組織中毒。具有高度的揮發性和易燃性,因此,使用時應避免與(yu) 其蒸氣接觸。

對二硫化碳純度要求不高的實驗,在二硫化碳中加入少量無水氯化鈣幹燥幾小時,在水浴55℃~65℃下加熱蒸餾、收集。如需要製備較純的二硫化碳,在試劑級的二硫化碳中加入0.5%高錳酸鉀水溶液洗滌三次。除去硫化氫再用汞不斷振蕩以除去硫。zui後用2.5%硫酸汞溶液洗滌,除去所有的硫化氫(洗至沒有惡臭為(wei) 止),再經氯化鈣幹燥,蒸餾收集。


常用有機溶劑的純化-氯仿

沸點61.7℃,折光率1.445 9,相對密度1.483 2。

氯仿在日光下易氧化成氯氣、氯化氫和光氣(劇毒),故氯仿應貯於(yu) 棕色瓶中。市場上供應的氯仿多用1%酒精做穩定劑,以消除產(chan) 生的光氣。氯仿中乙醇的檢驗可用碘仿反應;遊離氯化氫的檢驗可用硝酸銀的醇溶液。

除去乙醇可將氯仿用其二分之一體(ti) 積的水振搖數次分離下層的氯仿,用氯化鈣幹燥24h,然後蒸餾。

另一種純化方法:將氯仿與(yu) 少量濃硫酸一起振動兩(liang) 三次。每200mL氯仿用10mL濃硫酸,分去酸層以後的氯仿用水洗滌,幹燥,然後蒸餾。

除去乙醇後的無水氯仿應保存在棕色瓶中並避光存放,以免光化作用產(chan) 生光氣。


常用有機溶劑的純化-苯 

沸點80.1℃,折光率1.501 1,相對密度0.87865。

普通苯常含有少量水和噻吩,噻吩和沸點84℃,與(yu) 苯接近,不能用蒸餾的方法除去。

噻吩的檢驗:取1mL苯加入2mL溶有2mg吲哚醌的濃硫酸,振蕩片刻,若酸層號藍綠色,即表示有噻吩存在。噻吩和水的除去:將苯裝入分液漏鬥中,加入相當於(yu) 苯體(ti) 積七分之一的濃硫酸,振搖使噻吩磺化,棄去酸液,再加入新的濃硫酸,重複操作幾次,直到酸層呈現無色或淡黃色並檢驗無噻吩為(wei) 止。將上述無噻吩的苯依次用10%碳酸鈉溶液和水洗至中性,再用氯化鈣幹燥,進行蒸餾,收集80℃的餾分,zui後用金屬鈉脫去微量的水得無水苯。