有机化学实验：技术4-重结晶课件.ppt

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1、版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/31 1第五部分第五部分溶解分离纯化技术溶解分离纯化技术重结晶重结晶SectionSection 5.2Recrystallization版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/32 2重结晶基本原理重结晶溶剂的选择结晶析出与沉淀分离目 录/contents重结晶一般过程5.2.15.2.15.2.25.2.25.2.35.2.35.2.45.2.4版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6

2、/32023/6/33 35.2.1 结晶析出与沉淀分离结晶析出与沉淀分离结晶法与沉淀分离法有何差别？结晶法与沉淀分离法有何差别？版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/34 45.2.2 重结晶基本原理重结晶基本原理 Recrystallization 定义：定义：重结晶是重结晶是利用利用被被纯纯化化物质和杂质物质和杂质在在某一某一溶剂中溶剂中的的溶解度溶解度不同，不同，通过通过物质的重新溶解和物质的重新溶解和再次结晶析出的过程，再次结晶析出的过程，使使杂质杂质和被纯化物质之和被纯化物质之间处于此溶彼不溶的状态，然后通过过间处于此

3、溶彼不溶的状态，然后通过过滤滤技术技术将其分离纯化的一种实验技术。将其分离纯化的一种实验技术。重结晶的分离过程属于哪一类？重结晶的分离过程属于哪一类？是如何由均相态到非均相态的？是如何由均相态到非均相态的？转化为非均相态后是如何实现分离的？转化为非均相态后是如何实现分离的？版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/35 55.2.2 重结晶基本原理重结晶基本原理技术技术关键关键：非均相态的实现过程：非均相态的实现过程杂质和被杂质和被纯化的物质在纯化的物质在“热溶热溶”和和“冷析冷析”两个过程中两个过程中溶解差异较大溶解差异较大 关键条

4、件：关键条件：合适溶剂的选择合适溶剂的选择及其及其用量控制用量控制评价指标：评价指标：版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/36 65.2.2 重结晶基本原理重结晶基本原理假假设设：某固体混合物由某固体混合物由9.5克被克被纯纯化物化物质质A和和0.5克克杂质杂质B所所组组成。成。选择选择某溶某溶剂进剂进行重行重结结晶，室晶，室温温时时A、B在此溶在此溶剂剂中的溶解度分中的溶解度分别为别为SA A、SB B杂质较杂质较杂质较杂质较易溶解易溶解易溶解易溶解 ，室温下室温下室温下室温下S SB B2.52.5，S SA A0.50.5

5、，使用，使用，使用，使用100mL100mL溶溶溶溶剂剂剂剂，回收率，回收率，回收率，回收率=99%=99%；杂质较难杂质较难杂质较难杂质较难溶解溶解溶解溶解，室温下室温下室温下室温下S SB B0.50.5，S SA A2.52.5，使用使用使用使用100mL100mL溶溶溶溶剂剂剂剂室温溶解后直接室温溶解后直接室温溶解后直接室温溶解后直接过滤过滤过滤过滤，回收率，回收率，回收率，回收率=7474；两者溶解度相等两者溶解度相等两者溶解度相等两者溶解度相等，均均均均为为为为2.52.5，使，使，使，使用用用用100mL100mL溶溶溶溶剂剂剂剂，仍可得到仍可得到仍可得到仍可得到7 7克克克克纯

6、纯纯纯A A。但但但但杂质杂质杂质杂质含量越高，含量越高，含量越高，含量越高，则则则则分离越分离越分离越分离越困困困困难难难难，回收率越低。，回收率越低。，回收率越低。，回收率越低。版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/37 7综上讨论，得出如下结论：综上讨论，得出如下结论：杂质在冷时溶解度大而被纯化产物在冷时溶解度小，杂质在冷时溶解度大而被纯化产物在冷时溶解度小，杂质在冷时溶解度大而被纯化产物在冷时溶解度小，杂质在冷时溶解度大而被纯化产物在冷时溶解度小，或溶剂对产物的溶解性能随温度变化大或溶剂对产物的溶解性能随温度变化大或溶剂对

7、产物的溶解性能随温度变化大或溶剂对产物的溶解性能随温度变化大均均均均有利于提有利于提有利于提有利于提高重结晶的回收率。高重结晶的回收率。高重结晶的回收率。高重结晶的回收率。（溶解度差别大）（溶解度差别大）（溶解度差别大）（溶解度差别大）无论选择怎样的溶剂，在任何情况下杂质的含量过无论选择怎样的溶剂，在任何情况下杂质的含量过无论选择怎样的溶剂，在任何情况下杂质的含量过无论选择怎样的溶剂，在任何情况下杂质的含量过多都不利于进行重结晶。因此，重结晶一般只适用多都不利于进行重结晶。因此，重结晶一般只适用多都不利于进行重结晶。因此，重结晶一般只适用多都不利于进行重结晶。因此，重结晶一般只适用于于于于杂质

8、含量在杂质含量在杂质含量在杂质含量在5 5以下的固体物以下的固体物以下的固体物以下的固体物质的质的质的质的纯化。若样品纯化。若样品纯化。若样品纯化。若样品中杂质量较多，必须采取其他方法进行初步提纯，中杂质量较多，必须采取其他方法进行初步提纯，中杂质量较多，必须采取其他方法进行初步提纯，中杂质量较多，必须采取其他方法进行初步提纯，然后再用重结晶提纯；然后再用重结晶提纯；然后再用重结晶提纯；然后再用重结晶提纯；溶剂用量多总会降低重结晶的回收率溶剂用量多总会降低重结晶的回收率溶剂用量多总会降低重结晶的回收率溶剂用量多总会降低重结晶的回收率，使用时要控使用时要控使用时要控使用时要控制其用量。制其用量。

9、制其用量。制其用量。版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/38 85.2.3 重结晶溶剂的选择重结晶溶剂的选择（1）选择和确定溶剂选择和确定溶剂理想溶剂应具备的条件：理想溶剂应具备的条件：不与被提纯物质发生化学反应；不与被提纯物质发生化学反应；不与被提纯物质发生化学反应；不与被提纯物质发生化学反应；被提纯物质高温度时溶解被提纯物质高温度时溶解被提纯物质高温度时溶解被提纯物质高温度时溶解度大度大度大度大，室温或更低温度，室温或更低温度，室温或更低温度，室温或更低温度下下下下溶解度小；溶解度小；溶解度小；溶解度小；溶剂对杂质的溶解度很

10、大（使杂质留在母液中不溶剂对杂质的溶解度很大（使杂质留在母液中不溶剂对杂质的溶解度很大（使杂质留在母液中不溶剂对杂质的溶解度很大（使杂质留在母液中不随提纯的晶体一起析出）或很小（在制成热的饱随提纯的晶体一起析出）或很小（在制成热的饱随提纯的晶体一起析出）或很小（在制成热的饱随提纯的晶体一起析出）或很小（在制成热的饱和溶液后，趁热过滤把杂质滤掉）；和溶液后，趁热过滤把杂质滤掉）；和溶液后，趁热过滤把杂质滤掉）；和溶液后，趁热过滤把杂质滤掉）；沸点较低，易挥发，易与结晶分离除去；沸点较低，易挥发，易与结晶分离除去；沸点较低，易挥发，易与结晶分离除去；沸点较低，易挥发，易与结晶分离除去；结晶好，价格

11、结晶好，价格结晶好，价格结晶好，价格低低低低、毒性小，易回收，操作安全。、毒性小，易回收，操作安全。、毒性小，易回收，操作安全。、毒性小，易回收，操作安全。版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/39 9溶剂的选择和确定溶剂的选择和确定方法方法：理论上根据理论上根据理论上根据理论上根据“相似相溶相似相溶相似相溶相似相溶”的规律进行选择，并通的规律进行选择，并通的规律进行选择，并通的规律进行选择，并通过实验方法确定：过实验方法确定：过实验方法确定：过实验方法确定：取约取约取约取约0.10g0.10g待重结晶的固体样待重结晶的固体样待重

12、结晶的固体样待重结晶的固体样品粉末置于一小试管中，用滴管逐渐加入溶剂，品粉末置于一小试管中，用滴管逐渐加入溶剂，品粉末置于一小试管中，用滴管逐渐加入溶剂，品粉末置于一小试管中，用滴管逐渐加入溶剂，并不断振荡。如果该物质能溶于并不断振荡。如果该物质能溶于并不断振荡。如果该物质能溶于并不断振荡。如果该物质能溶于1 14mL4mL沸腾溶沸腾溶沸腾溶沸腾溶剂中，冷却至室温或自行冷却时能析出较多晶体，剂中，冷却至室温或自行冷却时能析出较多晶体，剂中，冷却至室温或自行冷却时能析出较多晶体，剂中，冷却至室温或自行冷却时能析出较多晶体，则此溶剂可以选作重结晶的溶剂。则此溶剂可以选作重结晶的溶剂。则此溶剂可以选

13、作重结晶的溶剂。则此溶剂可以选作重结晶的溶剂。若单一溶剂不理想，可以选择混合溶剂。若单一溶剂不理想，可以选择混合溶剂。若单一溶剂不理想，可以选择混合溶剂。若单一溶剂不理想，可以选择混合溶剂。版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/310105.2.3 重结晶的一般过程重结晶的一般过程（1）制备近饱和热溶液）制备近饱和热溶液制备近饱和、热溶液：制备近饱和、热溶液：制备近饱和、热溶液：制备近饱和、热溶液：挥发溶挥发溶挥发溶挥发溶剂采取回流加热溶解剂采取回流加热溶解剂采取回流加热溶解剂采取回流加热溶解溶剂用量：溶剂用量：溶剂用量：溶剂用量

14、：理论参考值据溶解理论参考值据溶解理论参考值据溶解理论参考值据溶解度和实验数据计算。理论上用度和实验数据计算。理论上用度和实验数据计算。理论上用度和实验数据计算。理论上用量少可提高回收率，实际操作量少可提高回收率，实际操作量少可提高回收率，实际操作量少可提高回收率，实际操作上需要适当过量，以防止温降上需要适当过量，以防止温降上需要适当过量，以防止温降上需要适当过量，以防止温降析出。一般过量析出。一般过量析出。一般过量析出。一般过量101020%20%。版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/31111（2）视杂质情况选择活性炭）视杂

15、质情况选择活性炭脱色脱色近沸时不能加入，以免爆沸溢出。近沸时不能加入，以免爆沸溢出。近沸时不能加入，以免爆沸溢出。近沸时不能加入，以免爆沸溢出。用量合适，视有色杂志色深和含量用量合适，视有色杂志色深和含量用量合适，视有色杂志色深和含量用量合适，视有色杂志色深和含量而定，一般为粗品的而定，一般为粗品的而定，一般为粗品的而定，一般为粗品的1 15%5%至少煮沸至少煮沸510min 版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/31212（3）趁热过滤）趁热过滤目的：目的：目的：目的：去除不溶杂质和活性炭去除不溶杂质和活性炭去除不溶杂质和活性炭

16、去除不溶杂质和活性炭关键：关键：关键：关键：保持温度，缩短时间保持温度，缩短时间保持温度，缩短时间保持温度，缩短时间措施：措施：措施：措施：要采用颈短而粗的漏斗；要采用颈短而粗的漏斗；要采用颈短而粗的漏斗；要采用颈短而粗的漏斗；可使用折叠的可使用折叠的可使用折叠的可使用折叠的凹槽形滤纸；凹槽形滤纸；凹槽形滤纸；凹槽形滤纸；必要时可使用减压过滤缩短时间；必要时可使用减压过滤缩短时间；必要时可使用减压过滤缩短时间；必要时可使用减压过滤缩短时间；有必要预先将漏斗和减压过滤瓶进行预热；有必要预先将漏斗和减压过滤瓶进行预热；有必要预先将漏斗和减压过滤瓶进行预热；有必要预先将漏斗和减压过滤瓶进行预热；将将

17、将将减压过滤瓶进行热保护，并迅速转移滤液，防止滤减压过滤瓶进行热保护，并迅速转移滤液，防止滤减压过滤瓶进行热保护，并迅速转移滤液，防止滤减压过滤瓶进行热保护，并迅速转移滤液，防止滤液冷却析出晶体。液冷却析出晶体。液冷却析出晶体。液冷却析出晶体。版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/31414（4）重新析出晶体）重新析出晶体析出晶体的关键是析出晶体的关键是析出晶体的关键是析出晶体的关键是：形成过饱和溶液形成过饱和溶液形成过饱和溶液形成过饱和溶液（方法有方法有方法有方法有：蒸蒸蒸蒸馏法、冷却法、盐析结晶法、等电点法、共沸蒸馏馏法、冷却

18、法、盐析结晶法、等电点法、共沸蒸馏馏法、冷却法、盐析结晶法、等电点法、共沸蒸馏馏法、冷却法、盐析结晶法、等电点法、共沸蒸馏结晶法结晶法结晶法结晶法等，或等，或等，或等，或多种方法并用的复合法多种方法并用的复合法多种方法并用的复合法多种方法并用的复合法）促使晶体析出的促使晶体析出的促使晶体析出的促使晶体析出的技巧技巧技巧技巧：摩擦法：摩擦法：摩擦法：摩擦法：用玻璃棒在溶液中磨擦器壁形成粗糙面用玻璃棒在溶液中磨擦器壁形成粗糙面用玻璃棒在溶液中磨擦器壁形成粗糙面用玻璃棒在溶液中磨擦器壁形成粗糙面，溶质分子在粗糙面上更容易定向排列而形成晶体。溶质分子在粗糙面上更容易定向排列而形成晶体。溶质分子在粗糙面

19、上更容易定向排列而形成晶体。溶质分子在粗糙面上更容易定向排列而形成晶体。种晶种晶种晶种晶法：法：法：法：向滤液中加入少许同一物质的晶体作为晶向滤液中加入少许同一物质的晶体作为晶向滤液中加入少许同一物质的晶体作为晶向滤液中加入少许同一物质的晶体作为晶种，以供给晶核，使晶体迅速生成。种，以供给晶核，使晶体迅速生成。种，以供给晶核，使晶体迅速生成。种，以供给晶核，使晶体迅速生成。？若若若若无无无无该物质晶体，该物质晶体，该物质晶体，该物质晶体，如何种晶？如何种晶？如何种晶？如何种晶？玻璃棒蘸些溶液，使溶剂挥发后玻璃棒蘸些溶液，使溶剂挥发后玻璃棒蘸些溶液，使溶剂挥发后玻璃棒蘸些溶液，使溶剂挥发后可可可

20、可得晶得晶得晶得晶种种种种过渡冷却过渡冷却过渡冷却过渡冷却法：法：法：法：如冰浴如冰浴如冰浴如冰浴，长时间冰箱冷藏长时间冰箱冷藏长时间冰箱冷藏长时间冰箱冷藏蒸发溶剂法：蒸发溶剂法：蒸发溶剂法：蒸发溶剂法：浓缩溶液使之过饱和再冷却结晶浓缩溶液使之过饱和再冷却结晶浓缩溶液使之过饱和再冷却结晶浓缩溶液使之过饱和再冷却结晶溶剂调节法：溶剂调节法：溶剂调节法：溶剂调节法：加少许难溶解该物质的溶剂，降低溶加少许难溶解该物质的溶剂，降低溶加少许难溶解该物质的溶剂，降低溶加少许难溶解该物质的溶剂，降低溶剂的溶解度，然后再用玻璃棒摩擦容器内壁剂的溶解度，然后再用玻璃棒摩擦容器内壁剂的溶解度，然后再用玻璃棒摩擦容

21、器内壁剂的溶解度，然后再用玻璃棒摩擦容器内壁上上述述办法仍办法仍无效果无效果，则，则需需更换溶剂及用量，更换溶剂及用量，重重新新重结晶。重结晶。注意以下问题：注意以下问题：学生实验中有时因溶剂量过多而析不出晶体或回学生实验中有时因溶剂量过多而析不出晶体或回学生实验中有时因溶剂量过多而析不出晶体或回学生实验中有时因溶剂量过多而析不出晶体或回收率较低，这时收率较低，这时收率较低，这时收率较低，这时可可可可将滤液浓缩后再结晶析出将滤液浓缩后再结晶析出将滤液浓缩后再结晶析出将滤液浓缩后再结晶析出防止热滤液骤冷炸裂容器，不要剧烈搅动防止晶防止热滤液骤冷炸裂容器，不要剧烈搅动防止晶防止热滤液骤冷炸裂容器，

22、不要剧烈搅动防止晶防止热滤液骤冷炸裂容器，不要剧烈搅动防止晶体太细小；体太细小；体太细小；体太细小；防止晶体以油状物析出。防止晶体以油状物析出。防止晶体以油状物析出。防止晶体以油状物析出。版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播版权所有，请勿传播2023/6/32023/6/31616（5）分离晶体与滤液并洗涤晶体）分离晶体与滤液并洗涤晶体 过滤法分离与洗涤晶体过滤法分离与洗涤晶体过滤法分离与洗涤晶体过滤法分离与洗涤晶体：滴入，搅动，抽干。洗滴入，搅动，抽干。洗滴入，搅动，抽干。洗滴入，搅动，抽干。洗涤溶剂一般为低温的重结晶溶剂。也可另选洗涤涤溶剂一般为低温的重结晶溶剂。也可另选

23、洗涤涤溶剂一般为低温的重结晶溶剂。也可另选洗涤涤溶剂一般为低温的重结晶溶剂。也可另选洗涤溶剂，但要能与原溶剂混溶且低温、低沸点、对溶剂，但要能与原溶剂混溶且低温、低沸点、对溶剂，但要能与原溶剂混溶且低温、低沸点、对溶剂，但要能与原溶剂混溶且低温、低沸点、对晶体微溶或不溶。晶体微溶或不溶。晶体微溶或不溶。晶体微溶或不溶。离心法分离与洗涤晶体离心法分离与洗涤晶体离心法分离与洗涤晶体离心法分离与洗涤晶体（6）结晶的结晶的后处理和后处理和干燥干燥为使晶体在干燥前，进一步除去晶体上附着的溶为使晶体在干燥前，进一步除去晶体上附着的溶为使晶体在干燥前，进一步除去晶体上附着的溶为使晶体在干燥前，进一步除去晶体上附着的溶剂，可以将晶体从漏斗或离心管中取出后用滤纸剂，可以将晶体从漏斗或离心管中取出后用滤纸剂，可以将晶体从漏斗或离心管中取出后用滤纸剂，可以将晶体从漏斗或离心管中取出后用滤纸吸干溶剂吸干溶剂吸干溶剂吸干溶剂，然后进行干燥处理。，然后进行干燥处理。，然后进行干燥处理。，然后进行干燥处理。