ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Приготовление насыщенного горячего раствора в органических растворителях из "Начала техники лабораторных работ" Растворение в органических растворителях подлежащих перекристаллизации веществ производят в колбе, снабженной обратным холодильником. В колбу загружают растворяемое соединение, приливают к нему растворитель в количестве, приблизительно необходимом для получения насыщенного раствора при кипении, затем вставляют в горло колбы обратный холодильник, подают в его рубашку охлаждающую воду, и только после этого начинают обогрев колбы в жидкостной бане. При необходимости (например, если растворение происходит очень медленно и продукт слеживается на дне колбы) через холодильник пропускают вал мешалки, вращаемый электромотором. Перемешивать содержимое колбы необходимо только до тех пор, пока растворитель на закипит. Если первоначального количества растворителя не хватает для полного растворения вещества, растворитель небольшими порциями приливают с помощью воронки прямо через обратный холодильник. [c.114] Перекристаллизация продуктов с содержанием основного вещества менее 95%, как правило, проходит с низким выходом и не дает высокой степени очист-ки. Очень загрязненные соединения, особенно содержащие смолистые примеси, иногда вообще не удается перекристаллизовать. Поэтому, прежде чем подвергнуть вещество перекристаллизации, следует избавиться от основной части загрязнений с помощью различных методов. [c.115] Наиболее универсальным и эффективным методом удаления примесей является обработка растворов очищаемых веществ адсорбентами. [c.115] Если примеси, например смолистые продукты, имеют значительную молекулярную массу, адсорбция существенно облегчается. В таких случаях можно медленно профильтровать горячий раствор через слой адсорбента на воронке для горячего фильтрования. [c.116] Перед обработкой склонных к окислению веществ уголь следует освободить от адсорбированного кислорода. Для этого его лучше всего прокипятить с небольшим количеством чистого растворителя. От влаги, которая обычно содержится в угле в значительных количествах, его при необходимости освобождают сушкой в вакууме. [c.116] Количество адсорбента зависит от степени загрязнения и составляет обычно 0,5—2% от массы очищаемого вещества. Необходимо учитывать, что уголь в той или иной мере адсорбирует практически любые соединения, поэтому применение избыточного его количества может привести к потерям основного продукта. [c.116] Адсорбционная способность активного угля по отношению к различным примесям и в различных растворителях неодинакова. Являясь неполярным гидрофобным адсорбентом, он хорошо поглощает растворенные вещества из водных растворов и полярных жидкостей — спиртов, сложных эфиров, амидных растворителей. Для удаления примесей из малополярных и, особенно, неполярных, например углеводородных растворителей, в которых активный уголь не всегда достаточно эффективен, можно рекомендовать использование активного оксида алюминия или порошкообразного силикагеля. [c.116] Выбор подходящего поглотителя при отсутствии литературных данных производится с помощью пробирочных опытов. [c.116] Даже однократная обработка адсорбентами нередко может заменить несколько перекристаллизаций. Выигрыш во времени и в отношении выхода чистого продукта не оставляет сомнений в целесообразности описанной операции. [c.116] Для получения возможно более чистого продукта горячий насыщенный раствор, не содержащий способных адсорбироваться примесей и механических загрязнений, подвергают медленному охлаж д е и и ю. Слишком быстрое охлаждение вредит очистке, поскольку приводит к образованию мелких кристаллов, которые обладают развитой поверхностью и в большей степени адсорбируют примеси. Поэтому не следует горячий раствор сразу охлаждать водопроводной водой. Напротив, стакан или колбу, где происходит кристаллизация, изолируют ватой или помешают в горячую водяную баню и остужают постепенно. Только после того, как температура раствора достигнет комнатной, его охлаждают холодной про точной водой. Более глубокого охлаждения с применением охлаждающих смесей следует избегать ввиду возможного выпадения примесей. [c.117] Охлаждение раствора в спокойном состоянии, без перемешивания, приводит к образованию более крупных кристаллов. Однако многие кристаллы при спокойной кристаллизации склонны выделяться главным образом на стенках и дне кристаллизатора, образуя сростки (друзы). Такие сросшиеся кристаллы, как правило, содержат трудно отмываемые включения маточного раствора, и продукт в результате оказывается менее чистым. По этой причине следует стремиться получить не более крупные, а правильно оформленные и однородные кристаллы среднего размера. [c.117] Следует иметь в виду, что кристаллизация — длительный процесс, поэтому после полного охлаждения раствора перемешивание продолжают не менее 30—40 мин и лишь затем отфильтровывают образовавшиеся кристаллы. [c.118] Особой тщательности требует работа с веществами, склонными образовывать пересыщенные растворы. При охлаждении растворов таких веществ кристаллы долго не выделяются главным образом вследствие отсутствия центров кристаллизации. Последующее выделение продукта из сильно пересыщенного раствора происходит слишком быстро, что создает неблагоприятные условия для правильного роста кристаллов. Некоторые соединения в отсутствие центров кристаллизации склонны выделяться из растворов в виде масла. Очистки вещества при этом, как правило, не происходит, даже если масло при дальнейшем понижении температуры затвердевает. Правильное проведение процесса в этих случаях может быть обеспечено путем стимулирования кристаллизации. [c.118] Один из способов стимулирования крис таллизации — введение затравки , т. е. внесение в охлаждаемый насыщенный раствор нескольких чистых кристаллов подвергаемого перекристаллизации вещества. Такие кристаллы иногда удается получить, испарив на часовом стекле несколько капель данного раствора. Кристаллизацию вызывает также интенсивное потирание стеклянной палочкой о внутренние стенки кристаллизатора. До начала кристал- лизации сосуд тщательно изолируют, чтобы не допу стить преждевременного охлаждения раствора. [c.118] После окончания кристаллизации выпавший про дукт отфильтровывают на воронке Бюхнера с отса. [c.118] Маточный раствор выбрасывать не следует из него часто удается выделить дополнительную порцию кристаллов. С этой целью либо применяют более сильное охлаждение, либо упаривают часть растворИ теля и повторяют кристаллизацию. Упаривание проводят на установке для перегонки жидкостей под вакуумом или на ротационном испарителе. Дополнительно выделившиеся кристаллы, как правило, менее чистые их не следует смешивать с основными продуктами. [c.119] Кристаллизация может происходить не только при охлаждении горячего насыщенного раствора, она наблюдается также при испарении части растворителя из насыщенного рас т в о-, ра при постоянной температуре. Упаривание в данном случае проводят не при нагревании, но, что особенно ценно при работе с низкоплавкими и неустойчивыми соединениями, при нормальной температуре или при охлаждении. Необходимое условие получения чистых кристаллов — непрерывное перемешивание в процессе испарения. Особенно удобен для этих целей ротационный испаритель. [c.119] Периодически отфильтровывая выпавшие кристаллы и повторяя упаривание маточного раствора, можно получать различные фракции продукта. Поскольку при удалении растворителя примеси концентрируются в растворе, последующие фракции сристаллов оказываются менее чистыми. [c.119] В случае медленного прибавления по каплям второго растворителя при интенсивном перемешивании создаются условия для равномерного роста кристаллов. Такой метод осаждения, по существу, является разновидностью кристаллизации и обеспечивает высокоэффективную очистку. Основное вещество, так же как и при упаривании, может быть выделено полностью в виде фракций кристаллов различной степени очистки. Чтобы получить хорошие кристаллы, растворитель добавляют по каплям иногда несколько часов, поэтому перемешивание проводят не вручную, а с помощью электромотора растворитель добавляют из капельной воронки. [c.120] Описанные методы перекристаллизации при постоянной температуре, хотя и не получили еще широкого распространения в лабораторной практике, позволяют гораздо успешнее контролировать процесс выделения кристаллов и в итоге приводят к более высокой степени очистки за меньшее количество перекристаллизаций. Кроме того, работа с холодными насыщенными растворами — обработка их адсорбентами, отфильтровывание примесей и т. д.— проще и удобней. [c.120] Вернуться к основной статье