1、實驗室常用的分離技術原理和操作，一、蒸餾法，原理：揮發(fā)度種類1 .單純蒸餾2 .共沸蒸餾(恒沸蒸餾)3.減壓蒸餾(真空蒸餾)4.水蒸氣蒸餾5 .精密蒸餾(分餾)、單純蒸餾distillatiity (氣化過程冷凝過程)純液態(tài)物質在一定的大氣壓強下具有一定的沸點，蒸餾時只要體系內的蒸汽和液體存在于云同步，在整個蒸餾過程中溫度一定的蒸餾就是液體混合物，溫度不一定的情況較多，隨著蒸餾的進行而上升。 發(fā)生這種現(xiàn)象是因為蒸發(fā)的蒸汽組成在蒸餾過程中發(fā)生了變化。 應用：1.分離液體混合物(沸點差至少為30以上)2.純化液體和低熔點固體，除去不揮發(fā)性雜質，分離揮發(fā)性液體和不揮發(fā)性物質3 .回收溶劑或濃縮溶液。

2、 由*共沸蒸餾蒸餾曲線可知，混合成分在一定溫度下形成的共沸混合物，不能通過常壓蒸餾的方法分別分離。 因為在共沸混合物中，與液體平衡的蒸汽成分與液體本身的組成相同。 因此，通過在材料體系中添加共沸劑，形成與要分離的一個或多個成分具有最低(或最高)共沸點的共沸物，可以提高要分離的化合物間的相對揮發(fā)度，實現(xiàn)分離目的。 應用：1.去除溶劑中的水分2 .去除反應中生成的水使反應向有利于生成產(chǎn)物的方向移動3 .分離純化各種物質。 (2)簡單蒸餾設備和操作、蒸餾設備、普通蒸餾設備、a、b、c、b .空氣凝結蒸餾設備、c .簡單蒸餾設備、2 .蒸餾操作(1)溫度校正的測定度比沸點1020高，不要太高。 范圍越

3、大精度越差。 溫度修正位置* (2)蒸餾瓶：蒸餾瓶中的液體量不得超過其體積的2/3，沸騰面積應增大至一盞茶。 超過的話沸騰液體霧容易被蒸汽輸送到接收系統(tǒng)，沸騰強烈的話液體會飛出。 蒸餾前加入沸石防止暴力。 (3)冷卻管：直形冷卻管和空氣冷卻管最為普遍。 bp.150考慮了空氣冷卻管，但由于蒸汽溫度高，遇到冷循環(huán)水時經(jīng)常會破裂。 (4)加熱?。河袡C物蒸餾、除特殊情況外，一般不能直火加熱的加熱?。旱蜏貢r(200硅油浴、黑金屬鉛浴(導熱性好)砂浴、電熱茄克衫加熱浴溫度越高，蒸發(fā)速度越快，但加熱浴溫度一般不可超過沸點30的加熱浴溫度過高：蒸餾速度(5)蒸餾速度：以每秒一滴的蒸發(fā)速度為宜。 蒸餾乙醚等低

4、沸點有機溶劑時，要特別注意蒸餾速度不太快。 否則，冷卻管無法冷凝所有乙醚。 在云同步上，將橡膠管連接在冷卻管的下端和帶支管的承接管的側口，導入流動的水中，將揮發(fā)的乙醚蒸汽帶走。 (6)沒有餾出液的蒸餾時，停止蒸餾。 即使蒸餾液中的雜質少，為了防止意外事故也不能蒸干燥。 (7)蒸餾結束后，停火后停止通水，最后卸下機器。 (8)其他注意事項蒸餾前，應盡量多了解被蒸餾物的性質。 沸點范圍，有無爆炸因素有毒物蒸餾，在通風廚房進行真空(減壓)蒸餾Vacuum Distillation高沸點的化合物蒸餾時，可以通過減壓蒸餾降低沸點，減少分解，增加蒸餾效果。 (1)減壓蒸餾原理：液體表面分子的逸出所需的能量

5、隨著外壓的降低而降低，可以降低壓力，降低液體的沸點。 降低這個壓力進行的蒸餾的操作是減壓蒸餾。液體的沸點和壓力的關系可以用logP=A B/T (P-蒸氣壓、T-絕對溫度、a、b常數(shù))來近似，但實際上很多物質的沸點變化并非如此，而是物質的理化性質，因此，在減壓蒸餾時，參考“壓力-溫度”表，計算一個化合物的沸點和壓力的函數(shù)(2)減壓蒸餾設備及操作： 1 .裝置由a、b、c、d四個部分組成。 a :蒸餾設備B3:安全保護具、c :負荷傳感器d :真空裝置、a .蒸餾設備水芹蒸餾頭、蒸餾瓶、溫度校正、毛細管拉力賽、冷卻管、接管、接收瓶d .真空裝置3360根據(jù)實驗要求，即分離的真空度越高，操作越復雜

6、，在泵中不使用機油泵水泵：一般不需要追加烘干設備，只要安全瓶即可。 機油泵：在追加固體氫氧化納金屬釷、固體氯化鈣元素等干燥塔裝置的同時，還需要冷說唱樂。 高真空泵：安全瓶、冷說唱樂、保護具(3個干燥塔)泵油常時更換(至少1次/月)。 真空校正表：一般開口u型水銀校正直立單管真空校正馬克斯表(旋轉式)，2 .操作上應注意的問題：1)防止漏氣，在通訊端口容器上涂抹真空潤滑工。 2 )橡膠管應用新品，不易損壞和漏氣。 3 )加熱浴比被蒸餾物質的沸點高10-30度。 4 )蒸餾結束后去除熱源，稍微冷卻后去除真空。 5 )高真空操作時，需要防護眼鏡。 6 )在得不到良好的真空之前，請不要加熱蒸餾。 水蒸

7、氣蒸餾(Steam Distillation )是分離精制載物臺的一般方法之一，特別是在反應生成物中混入大量樹脂狀雜質的情況下，水蒸氣蒸餾的效果比通常的蒸餾和再結晶更好。 1 .要求被分離物質不溶于水或微溶于水的前提條件。 2 .即使長時間與水共沸也不與水反應。 3 .近l00有一定的蒸氣壓，一般在10mmHg(133kPa )以上。 定義：不溶于水或微溶于水的有機化合物，無論是固體還是液體，只要在l00左右具有一定的蒸氣壓，即一定的揮發(fā)性，與水一起加熱就可以蒸餾成水和云同步，這被稱為水蒸氣蒸餾。 (1)在水蒸氣蒸餾原理為：水蒸氣蒸餾的情況下，混合物沸騰的溫度比水的正常沸點低。 因此，在100

8、以下的溫度下蒸餾化合物，水蒸氣蒸餾是有效的方法。 水蒸氣蒸餾冷凝液中兩種物質的相對質量(也是蒸汽中的相對質量)與蒸汽壓力和相對分子量成正比。 p總=P水Ps，(2)水蒸氣蒸餾裝置和操作1 .水蒸氣蒸餾裝置：水蒸氣發(fā)生器裝置蒸餾設備，水蒸氣發(fā)生器一般為金屬制(或替換為短頸圓底僥瓶)。 使用時向發(fā)電機內加入23容積的水，在發(fā)電機的上口插入插頭，將內徑約05cm、長度約80cm的玻璃管作為安全管插入，使管的下端接近發(fā)電機底部。 發(fā)生器的蒸汽導出口通過三通管與蒸餾部分的蒸汽導人管相連。 t管的支管上套上短橡膠管，用螺絲夾住。 蒸汽導管的下端盡量靠近燒瓶底部。 在管道和蒸餾塔之間連接氣液分離器，或者安裝

9、三通管去除冷凝水。 用克蒸餾頭與冷卻管相接，防止蒸餾時蒸餾瓶的混合物灑到冷卻管上。 2、在水蒸氣蒸餾操作水蒸氣發(fā)生器中加入容積為23的水，將蒸餾物注入人的圓底燒瓶中，使其量不超過燒瓶容積的l3。 檢查裝置有沒有漏氣。 開始蒸餾之前打開螺旋回形針，將水蒸氣發(fā)生器加熱至水沸騰，三通管的支管上出現(xiàn)水蒸氣時，擰緊回形針，將水蒸氣均勻地通過人的圓底燒瓶。 此時，燒瓶內的混合物有機物和水的混合物的蒸汽凝結成乳濁液進入接收器，控制餾出速度23滴/s。被蒸鍍物質全部蒸發(fā)后，蒸發(fā)液從渾濁變得澄清，此時不結束蒸餾，進而使l020ml的透明餾出液蒸發(fā)，停止蒸餾。 在蒸餾中由于水蒸氣的凝結，蒸餾瓶內的液量增加，超過燒

10、瓶容積的23，蒸餾速度慢的情況下，可以通過石棉網(wǎng)加熱蒸餾燒瓶。 但是，注意瓶子內的液體沸騰。 蒸餾過程中，還需要留心安全管水位是否正常，蒸餾蒸餾罐內的混合物是否嚴重飛散，或者是否吸引。 發(fā)生此現(xiàn)象時，請立即打開螺桿回形針，去除熱源，確定故障原因，排除故障后繼續(xù)加熱。 中斷或結束蒸餾時，請務必打開與水蒸氣發(fā)生器和蒸餾設備之間的三通管相連的螺旋回形針，使系統(tǒng)通過大氣后停止加熱，拆除瓶子后，依次拆除部分裝置。 與水蒸氣一起揮發(fā)的物質具有高熔點，凝結后固體容易析出時，縮小凝結水的流速，凝結后也保持液態(tài)。 在現(xiàn)有固體析出接近堵塞的情況下，為了暫時停止冷凝水，需要暫時除去冷凝水，等物質熔融后水才會流入接收

11、器。 精餾/分餾(Fractional distillation )是一個多次汽化冷凝過程，可減少重復蒸餾次數(shù)。 通常蒸餾：的沸點差30以上是有效分離的分餾： 12、2、結晶和再結晶，結晶是物質以結晶狀態(tài)從溶液中析出的過程。 晶化是提純固體有機化合物的重要方法，是利用混合物中各成分在某些溶劑中或混合溶劑中的溶解度不同，使其相互分離成晶體的過程。 再結晶的初次結晶多或少總是有少量的雜質(頻譜分析、熔點測定)，因此需要重復結晶，這個過程稱為再結晶。 (1)結晶法的基本原理是，精制的固形物和所含雜質在同一溶劑中的溶解度不同，結晶析出精制。 如果選擇溶劑只溶解被精制物質，不溶解雜質，則過濾后結晶化，可

12、以容易地精制樣品，理解也容易。 但是，實際上，溶劑大多能夠溶解在要精制的物質和雜質兩者中，但只要雜質在全固體中僅占很少一部分，就沒有能夠用結晶法精制的理想溶劑，或者很少。 雜質含量不足5。 固體溶解度和溶劑的選擇：因素，溶解度：理想情況下，被純化物質在室溫下微溶于所選溶劑，在高溫下相當容易溶解。 溶劑：是低溫和高溫溶解度都低的溶劑或低溫的高溫下溶解度都大的溶劑，都僅適用于不適合結晶化用的溶解度的傾向大的溶劑。 固體溶解度曲線、溶劑選擇：進行結晶化操作時的第一個問題是選擇溶劑，使精制對象的樣品具有所希望的溶解度特性。 (1)理想的溶劑應滿足a穩(wěn)定該溶劑與想純化的物質不發(fā)生化學反應的條件。 像脂肪

13、族鹵化烴類那樣，作為鹽化學基性化合物的再結晶溶劑不優(yōu)選、容易引起親核取代反應反應的醇類，作為脂質再結晶的溶劑(酯類化合物交換反應)也不優(yōu)選，作為氨基酸鹽再結晶的溶劑(親核取代反應阿摩尼亞裂解反應)也不優(yōu)選。 b溶解度曲線斜率大的c對雜質的溶解度大。 可溶解雜質留在母液中。 或者對雜質的溶解度更小，很少溶于熱溶劑。 d沸點不太高沸點高，溶劑附著在結晶表面難以除去。 另外，沸點過高的溶劑，固體不會在溶劑中溶解而是溶解。 這種液體在蒸發(fā)制冷時不析出，而是過冷液體或過冷油。 即使溫度下降到一盞茶，這種油也不會固化結晶，呈現(xiàn)非晶質體的固體和硬化物，無法精制。 在實驗中遇到油狀物是極其困難的，必須交換溶劑

14、，再溶解得到結晶。 (2)溶劑選擇方法a通常通過用多種溶劑對稍微精制的樣品進行實驗，選擇適合結晶化的溶劑。 一般以試管的規(guī)模進行實驗即可。作為具體的操作，將0.1g的粉末狀試樣放入小的試管中，一邊用吸管滴下溶劑一邊持續(xù)揮動試管，放入的溶劑約為1ml，如果全部溶解，則該溶劑相對于該溶劑的溶解度過大，因此無法入選在蒸發(fā)制冷后結晶析出者多的情況下，即使添加可作為再結晶溶劑選擇的1ml，加熱也不溶解，之后逐漸滴加溶劑，每次0.5ml，直至3ml，樣品不溶解的人，如果因溶解度過小而在不能適用的3ml以內，則加熱溶解，蒸發(fā)制冷后析出大量的結晶對于b已知的化合物，可以參考參考文獻選擇適當?shù)娜軇?c未知化合

15、物在選擇溶劑時，根據(jù)化合物的結構性質，按照“相似相溶”的原則，按照上述的味道試驗法進行實驗。 溶質極性大時，必須用極性大的溶劑溶解。 如果溶質是無極性的，則需要無極性溶劑。 溶劑的極性很大程度上依賴于介電常數(shù)，通過尋找相對電容率的大小可以選擇合適的溶劑。 d如果不能選擇單一溶劑進行再結晶，可以適用混合溶劑。 (2)結晶和再結晶操作，1固體溶解a根據(jù)溶劑進行選擇，選擇適當?shù)娜軇?b熱沸溶劑以盡可能少的量加入純化對象樣品中，使大部分溶解(不加入溶劑加熱溶解，避免化合物的分解)。 溶劑沸騰后不能放樣品。 有突沸的危險) *樣品較多、溶劑較多的情況下，可安裝回水管，防止溶劑揮發(fā)。 在攪拌下加熱使其溶

16、解。 根據(jù)需要添加少量溶劑，每次的添加量必定少。 精制對象物質中含有不溶或難溶性的雜質時，不要誤以為溶劑不足，請加入過剩的溶劑。 如果不知道是雜質還是樣品，建議去除。 在此過程中需要脫色時，請事先添加活性炭，溶液沸騰后不要添加。 如果不這樣做的話，會產(chǎn)生強濃沸騰，很危險，2熱過濾調制的熱溶液，過濾中溫度會下降，為了不在過濾器上析出結晶，必須通過熱過濾除去不溶雜質。 當某種物質非常容易結晶化時，可以更薄地配合溶液，過濾后濃縮。 3結晶析出及過濾收集(1)結晶放置濾液，逐漸蒸發(fā)制冷，有較大的結晶析出。 大晶體內含有的雜質也很多。 急冷和攪拌影響結晶的形成，結晶變小。 小結晶雜質少，但其表面大，表面

17、吸附的雜質和母液多。 為了得到比較純粹的物質，多進行二次三次再結晶，能夠得到均勻且良好的結晶。 如果蒸發(fā)制冷后的溶液還沒有結晶化，a .用玻璃棒摩擦瓶子壁就可以誘發(fā)結晶。 b .加入少量種晶，使結晶析出。 這種操作被稱為“種晶”。 實驗室沒有這樣的結晶，可以自己做。 其方法是，在小吸管中取幾滴過飽和溶液，使其旋轉，在試管壁上形成薄膜，然后將該試管放入蒸發(fā)制冷劑中，使少量結晶成為“籽晶”。 也可以在表面皿中取一滴過飽和溶液，使溶劑揮發(fā)而得到籽晶。 c .長時間放置在冰箱中。 (2)結晶的過濾和清洗：用減壓過濾裝置過濾，收集結晶。 甁壁上殘留結晶，必須先用母液轉移結晶，然后干燥。 減去負壓后，用冷新溶劑清洗結晶，輕輕攪拌，除去表面吸附的雜質和母液，然后立即干燥。 4晶體的干燥(1)最常用的晶體干燥法是將晶體放在表面皿上或蒸發(fā)皿上進行風干。 優(yōu)點：無需加熱，可以減少分解和熔化。 缺點：暴露于空氣中，易吸濕潮解，易氧化。 (2)電烤箱干燥。 對熱穩(wěn)定，干燥溫度不得超過化合物的熔點。 (3)真空干燥：真空干燥機(不需要加熱、不暴露于空氣、抽真空)真空干燥機箱(需要加熱、不高溫、不抽真空干燥)容易熱升