关于重结晶问题的探讨与总结(2篇)
2024年关于重结晶问题的探讨与总结范例(二篇)

2024年关于重结晶问题的探讨与总结范例《金属材料与热处理》教学大纲【复习问题】1. 金属的力学性能如何定义?它包括哪些特性?2. 金属的工艺性能是什么?主要涵盖哪些方面?【新课】(____课时)第二章金属的结构与结晶【基本要求】1. 理解金属的晶体结构。
2. 掌握纯金属的结晶过程。
【重点】1. 金属结构的基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶体、多晶体,以及金属晶格的常见三种类型。
2. 金属结晶的基本过程。
3. 晶粒的概念及其大小对金属材料性能的影响。
【难点】实际金属的晶体缺陷及其对材料性能的影响(选讲)。
§2-1 金属的晶体结构一、晶体与非晶体1. 晶体:原子(离子或分子)在空间呈现规则排列的物质称为晶体。
这种规则排列是由于原子间的相互吸引力和排斥力达到平衡所致。
2. 非晶体:原子在内部无序堆积的物质,如玻璃、松香等,其原子排列无规律且无次序。
二、晶体结构的概念1. 晶格与晶胞:晶格是由点阵中的结点通过一系列平行直线连接形成的三维空间格子,而晶胞是构成晶格的最基本单元。
2. 晶面与晶向:晶面是点阵中结点构成的平面,晶向是点阵中结点形成的直线。
三、密排六方晶格由____个原子构成的简单六方晶体,上下两个六方面心各有一个原子,且简单六方体中心还有一个原子。
属于这种晶格的金属包括铍(Be)、Mg、Zn和Cd等。
§2-2 纯金属的结晶1. 结晶的基本定义:物质从液态转变为固态的过程称为凝固,如果形成晶体结构,则称为结晶。
金属冷却过程中从液态转变为固态的过程即为金属的结晶。
二、纯金属的冷却曲线及过冷度1. 过冷度对晶粒大小的影响:过冷度大,结晶驱动力增加,形核率和长大速度增大,导致晶粒细化。
但过冷度过大,结晶变得困难。
参考图2-14。
三、变质处理与振动处理2. 变质处理:在金属结晶前加入特定合金,增加可作为非自发晶核的固态质点,提高形核率,细化晶粒。
3. 振动处理:通过振动减少液态金属的过冷度,影响结晶过程,有助于细化晶粒。
重结晶小结

重结晶技术经验小结众所周知,固体有机物在任何一溶剂中的溶解度,均随温度的升高而增加,所以将一个有机化合物在某溶剂中,在较高温度时制备成饱和溶液,然后使其冷却到室温或降至室温以下,即会有部分成结晶析出。
利用溶剂与被提纯物和杂质的溶解度不同,让杂质全部留在溶液或大部分留在溶液;当然,有时一开始析出的结晶也可能是杂质,而需要的组分则在溶液中。
通过上述我们知道影响重结晶纯化的重要因素是:溶剂的选择;热溶液的制备;冷却析晶一、溶剂的选择1、不与被提纯物质起化学反应。
例如脂肪族卤代烃类化合物不宜用作碱性化合物结晶和重结晶的溶剂;醇类化合物不宜用作酯类化合物结晶和重结晶的溶剂,也不宜用作氨基酸盐酸盐结晶和重结晶的溶剂。
2、在较高温度时能溶解多量的被提纯物质而在室温或更低温度时只能溶解很少量;3.对杂质的溶解度非常大或非常小,前一种情况杂质留于母液内,后一种情况趁热过滤时杂质被滤除;4.溶剂的沸点不宜太低,也不宜过高。
溶剂沸点过低时制成溶液和冷却结晶两步操作温差小,团体物溶解度改变不大,影响收率,而且低沸点溶剂操作也不方便。
溶剂沸点过高,附着于晶体表面的溶剂不易除去。
用于结晶和重结晶的常用溶剂有:水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、冰醋酸、二氧六环、四氯化碳、苯、石油醚等。
此外,甲苯、硝基甲烷、乙醚、二甲基甲酰胺、二甲亚砜等也常使用。
二甲基甲酰胺和二甲亚砜的溶解能力大,当找不到其它适用的溶剂时,可以试用。
但往往不易从溶剂中析出结晶,且沸点较高,晶体上吸附的溶剂不易除去,是其缺点。
乙醚虽是常用的溶剂,但是若有其它适用的溶剂时,最好不用乙醚,因为一方面由于乙醚易燃、易爆,使用时危险性特别大,应特别小心;另一方面由于乙醚易沿壁爬行挥发而使欲纯化的化学试剂在瓶壁上析出,以致影响结晶的纯度。
5.能给出较好的结晶。
溶剂是制备结晶的关键所在。
一般首选乙醇。
另外,尽可能选择单一溶剂,这样在大生产时也可较好的解决母液回收套用问题,降低成本。
有机化学实验总结 重结晶

结晶的获得和重结晶摘要本文结合基础有机实验课程中的相关实例,对结晶的获得和重结晶操作的基本原理和影响因素做了较为细致的阐述与讨论。
1 引言有机合成中,从反应体系中分离出来的固体粗产物往往含有未反应的原料、副产物及杂质。
为了得到纯度较高的产品以便进行检测分析或是用于之后的反应,有机合成中的粗产品一般需要加以分离纯化。
重结晶是分离提纯固体化合物的一种重要且常用的分离方法,利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度的不同,而使不同组分分离开来。
在基础有机实验中,制备固体产物最常用的提纯方法就是重结晶,因而对重结晶操作的掌握程度,直接影响了最终产品的产率和纯度,是该次实验成功与否的决定因素之一。
2 基本原理重结晶操作利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度不同或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同而使它们相互分离。
固体有机物在溶剂中的溶解度一般随温度变化,通常情况下,温度升高,溶解度增大。
实际操作中,先加热回流使溶质溶解于合适的溶剂中,可视情况加入活性炭脱色,热过滤除去不溶性杂质后冷却。
当温度降低,样品的溶解度下降,溶液变成过饱和,从而结晶析出,过滤洗涤干燥得到产物。
而剩下的可溶性杂质留在母液中,达到分离纯化目的。
从以上原理中可以看出,要想获得较好的分离纯化效果,一般需要满足如下条件:1)样品在溶剂中的溶解度随温度有较明显变化,一般需要高温较易溶,低温较难溶;2)杂质在溶剂中溶解度较小或较大,以便过滤除去或留在母液中;3)重结晶过程中样品化学性质保持稳定;4)重结晶所用溶剂的量要适中,过少容易造成热过滤时的析出损失,而过多会导致样品在母液中的溶解损失;5)粗品中杂质含量不可过高,一般小于5%时纯化效果较好。
在对安息香和二苯乙二酮混合物的重结晶实验中,每个实验室的同学共同探究了杂质含量以及溶剂用量对重结晶回收率和提纯效果的影响。
实验中利用薄层色谱来检验重结晶所得产品的纯度。
从该次实验结果中发现,不考虑实际操作者的熟练程度,一般情况下,溶剂量过多时,溶解在母液中的样品过多,导致回收率较低;而溶剂过少会使溶质很容易在漏斗中析出,造成大量损失,两者都不利于提高重结晶的回收率。
2024年关于重结晶问题的探讨与总结标准

____年关于重结晶问题的探讨与总结标准引言:重结晶是化学领域中一项常用且重要的技术。
通过重结晶可以提纯溶液中的溶质,获得高纯度的晶体。
在实践中,人们对于重结晶问题的探讨和总结具有非常重要的意义。
本文将对____年相关的重结晶问题进行探讨与总结,并提出相应的标准。
一、重结晶实验设计和参数优化重结晶的实验设计和参数优化是解决重结晶问题的关键。
在____年,众多研究者将致力于设计更高效、更可控的重结晶实验,并优化相关参数。
对于重结晶实验设计,需要考虑以下因素:1. 溶剂选择:选择适当的溶剂可以提高重结晶的效果。
应考虑溶剂的溶解度、挥发性、毒性等因素。
2. 降温速率:降温速率对晶体的形态和纯度有重要影响。
适当的降温速率可以避免杂质结晶,获得高纯度的晶体。
3. 搅拌速度:搅拌速度可以影响晶体的尺寸和形态。
通过调节搅拌速度,可以获得所需的晶体尺寸和形态。
4. 晶体生长时间:晶体生长时间对晶体的纯度有重要影响。
适当的晶体生长时间可以提高晶体的纯度。
二、晶体品质评估与控制重结晶的关键目标是获得高纯度的晶体。
因此,需要对获得的晶体进行品质评估与控制。
在____年,人们将致力于研究更准确、更可靠的晶体品质评估方法,并制定相应的控制标准。
常用的晶体品质评估参数包括:1. 溶解度:晶体的溶解度可以反映其纯度。
溶解度的测定可以通过测定在不同温度下的溶解度来进行。
2. 熔点:晶体的熔点可以用来评估其纯度。
通过测定晶体的熔点,可以判断晶体是否存在杂质。
3. 光学性质:晶体的光学性质可以用来评估其纯度和结晶形态。
透射光谱、反射光谱等技术可以用来测定晶体的光学性质。
4. 结晶形态:晶体的形态可以用来评估其纯度和结晶过程的控制性。
通过显微镜观察晶体的形态,可以判断晶体的纯度和结晶条件的控制性。
三、重结晶机制研究重结晶过程涉及到晶体的生长和溶质的析出。
在____年,人们将继续深入研究重结晶机制,以进一步提高重结晶的效果。
一些可能的研究方向包括:1. 溶质-溶剂相互作用:研究溶质与溶剂之间的相互作用有助于理解晶体的生长机制和纯度控制。
重结晶教学中的问题与思考

实验教学教育与装备研究2021年第2期重结晶教学中的问题与思考曹葵㊀牛桓云㊀董丽君㊀杨晓玲摘㊀要:重结晶是化学实验和化工生产中常用的分离提纯方法,同时也是高考命题的热点㊂目前教学中对重结晶的教学普遍存在讲解不细致㊁不到位的情况,尤其忽视了杂质为何会引入的分析,文中全面分析杂质引入原因和各种去除方法,加深学生对重结晶的理解,有利于提高学生的学科素养㊂关键词:结晶;重结晶;化学实验曹葵,中国人民大学附属中学实验中心主任,高级教师;牛桓云,北京交通大学附属中学,高级教师;董丽君,北京师范大学第三附属中学,二级教师;杨晓玲,中国人民大学附属中学,二级教师㊂㊀㊀重结晶一直是学生在化学学习过程中的一个难点㊂在教学中,虽然学生亲手进行了苯甲酸的重结晶实验操作,但限于中学的实验条件,会有较多的苯甲酸在过滤时析晶在滤纸上,使最终的纯品质量往往只有原料的一半㊂因此,学生通常就会产生疑问:为什么产物损失比杂质还要多?由于苯甲酸重结晶需要加热,学生就会认为重结晶就是在常规过滤基础上加热溶液,从而产生了对重结晶的曲解㊂学生不能清楚地理解重结晶的概念与操作特点,使得这部分知识成为学生出错率较高的知识点,甚至部分学生到高三结束仍然未能彻底理解掌握[1]㊂究其原因,主要是教师在教学中对重结晶的讲解不到位㊁不深入,只介绍表面操作而没有深入发掘背后的理论㊂如果想要把重结晶讲清楚,就要涉及到很多大学物化中相图的知识[2㊁3],因此有教师提出教学中要回避重结晶[4]㊂中学的重结晶定义也不够缜密[3]㊂㊀㊀一㊁晶体中的杂质从何而来制备得到的产品纯度存在问题,原因是多方面的㊂(一)溶解度教学中使用的溶解度曲线都是在单一溶质的情况下测定的㊂如果溶液中存在两种或多种溶质,这几种溶质就会有交互作用,其溶解度也就发生了变化㊂以NaCl 和KNO 3为例,见表1㊂表1㊀20ħ硝酸钾在氯化钠中的最大浓度[5]NaCl(%)26.6424.4923.3721.79KNO 3(%)8.1315.4821.68㊀㊀由表1数据可见,硝酸钾在氯化钠溶液中的溶解度随着氯化钠浓度增加而减小㊂在实际生产和实验中,硝酸钾一开始就是和氯化钠共存的㊂由于硝酸钾的存在,氯化钠的溶解度也会发生变化㊂单纯采用将氯化钠浓缩后再过滤的方法,想要完全除去硝酸钾实际上是不可行的㊂又如教学中经常讲到侯氏制碱法,通过溶662021年第2期教育与装备研究实验教学解平衡NaHCO3在溶液中析出,但是NaHCO3在NaCl溶液中的溶解度也不再是NaHCO3在水中的溶解度,而是随着NaCl浓度的变化而变化,见表2㊂表2㊀20ħNaHCO3在NaCl溶液中的最大浓度[6] NaCl(%)08.519.526.1 NaHCO3(%)8.7 4.2 1.7 1.0㊀㊀从表2中可知,随着NaCl浓度增大,NaH-CO3溶解度明显变小㊂为了得到最大产量,主要产物都要浓缩到饱和状态,此时溶液中其他杂质的溶解度就会变小,会和我们需要的产物一并析出,成为最终产物中的杂质㊂(二)包藏包藏,也叫做吸留㊂简而言之就是主要产物析晶过快,杂质离子来不及离开沉淀表面就被后面的沉淀所覆盖包裹,有时甚至母液都会被包裹在内㊂这一点在胶体沉淀吸留现象中更加明显㊂例如联合制碱法中NaHCO3产物析出的时候,NaCl不可避免地会附着在NaHCO3表面,而被后面继续析出的晶体包裹在里面,从而成为杂质㊂在学生做过的实验中粗盐提纯就是一个体现包藏现象的经典实验㊂该实验在最后浓缩快干的时候,总会发生迸溅现象㊂我们在教学实验中为了快速得到产品,浓缩的速度很快,使得一些水分被新形成的产品包裹在晶体里面形成包藏现象㊂在后续的加热过程中,因为加热的温度达到沸点,使得包藏的水分气化,冲破晶体,形成了迸溅现象㊂如果要避免迸溅就要快速搅拌,使水分不能被包藏,同时还要减慢晶体析晶的速率㊂大学教材的制备实验通常要求产品浓缩到最后要采用水浴加热,就是为了避免包藏㊂(三)混晶混晶是混入了结晶结构或半径相似的其他杂质㊂制备七水合硫酸亚铁和五水合硫酸铜等晶体晶体就容易形成混晶㊂制作七水硫酸锰晶体,铁几乎是不可避免的杂质,在制作过程中就会产生七水硫酸亚铁,而七水硫酸锰和七水硫酸亚铁晶形相同,也就一起析晶了㊂制备硫酸铜大晶体时非常容易出现的毛刺现象也是混晶现象㊂除此之外,吸附和后沉淀等因素也会导致形成杂质㊂而同离子效应㊁盐效应影响不溶物的溶解度㊂㊀㊀二㊁重结晶是一种比较有效的除杂方法㊀㊀由于产品在析晶过程中存在以上能够产生杂质的可能性,因此在制备的时候,就要在实验设计上尽量减少这些可能性㊂首先是反应的溶液浓度㊂应尽可能使用稀一点的溶液㊂如果溶液是饱和溶液,其他反应物的溶解度就会相应减少㊂这不但不利于反应进行,还会产生杂质㊂其次是反应温度㊂应尽量升高反应温度㊂通过提高温度来提高溶解度,以利于离子扩散,避免吸附,减缓沉淀过快长大㊂第三是尽量减缓晶体吸出速率㊂让晶体慢慢长大可以减少杂质㊂如硫酸铜晶体培养都是要在常温下经过两三周以上的时间才能完成㊂第四是要充分搅拌㊂通过搅拌可以减少均相成核,减少杂质产生㊂最后是陈化放置㊂产品析出后继续静置,可以让晶体生长得更加完整㊂并且在陈化过程中,一些吸附的离子就可能回到溶液中㊂以上的方法都只能减少杂质的产生,都不能绝对防止杂质的产生㊂因此,为了提高产品的纯度就必须要去除杂质,也就有了重结晶的必要性㊂重结晶作为粗产品提纯的必须步骤,通过选择特定的溶剂,利用溶解度随温度变化而改变的规律,加热溶液使不纯的粗产品溶解于溶剂中㊂当温度降低,其溶解度下降,溶液变成过饱和,从而析出结晶,分离纯化得到所需物质㊂重结晶的溶解过程使杂质重新溶解到溶剂中,再次析晶时,因为杂质含量减少,也就减小了杂质通过吸附㊁混晶等形式再附着在产品上的可能性,但是共沉淀的可能性依然存在㊂也就是如果重结晶时依然浓缩到饱和溶液,杂质还是可能会再次一起沉淀,没有达到去除沉淀的作用㊂因此,为了保证共沉淀的有效去除,重76实验教学教育与装备研究2021年第2期结晶时一般都不是配成饱和溶液,而是有意识地让溶剂过量一点㊂教学中教师通常解释为避免过滤时降温析晶,而忽略了其防止共沉淀的作用㊂重结晶时补加溶剂对产品产量存在很大影响[7],其原因是多方面的,溶剂过量多少也不存在一般性规律㊂例如苯甲酸重结晶中水一般过量10%左右,但不是所有重结晶都是溶剂过量10%㊂产物中杂质引入的方式很多,不同的处理方法效果也不同,见表3㊂经过实验研究,重结晶的过程本质上是将杂质浓度减小,有效地去除各种情况引入的杂质,因此成为最有效的提纯方法㊂表3 各种操作对排除杂质的作用处理方式表面吸附包藏混晶稀释溶液++ 慢沉淀++?搅拌++加热++洗涤+ ?陈化++ 重结晶+++㊀㊀注:+有效; 无效;?不确定㊂㊀㊀重结晶适用于产品与杂质性质差别较大且产品中杂质含量小于5%的体系㊂如果杂质很多,还是会出现共沉淀使得重结晶的效果受到限制㊂一次重结晶往往达不到提纯的效果,还需要通过二次重结晶来继续提纯㊂另外,重结晶的代价是有效物质在操作中会有一部分溶解在溶剂中,不能有效回收,存在大量损耗㊂而教学中学生往往很在意产物的损失,而忽视了重结晶的意义在于提高产物纯度㊂㊀㊀三㊁教学中的几点建议首先是实验室需要提供合适的滤纸㊂为了加快过滤速率,建议使用快速定性滤纸,不要使用中速和慢速滤纸㊂滤速慢是导致产物损失的原因㊂中学一般没有抽滤装置和保温漏斗,不能做到趁热过滤,因此苯甲酸完全溶解后水应过量50%[7],避免过滤时析晶㊂重结晶实验收率较低的原因之一就是溶剂中依然溶解了一些产品㊂在工业生产中重结晶往往是使用母液进行溶解,使溶剂中的产物得到反复利用㊂有条件的学校应给学生进行必要的讲解示范,避免学生产生误解㊂很多学校为了省事仅仅在苯甲酸中添加沙子,使得苯甲酸重结晶实验与粗盐提纯完全相同㊂这个方法没有突出重结晶的优势是在于去除可溶性杂质,也给学生理解重结晶造成困难㊂建议在苯甲酸中添加氯化钾,模仿实际工业生产㊂这里需要提示的是最好不要用氯化钠㊂由于钠盐和钾盐在有机制备中差异很大,工业生产通常使用钾盐而不是钠盐㊂讲解无机物除杂实验时,尽量不要量化,将问题总结成一般规律,避免给学生造成错误印象㊂无机物重结晶的情况比较复杂,例如KNO3和NaCl,其浓缩析晶过程因条件不同,可能存在KNO3㊁KCl㊁NaNO3㊁NaCl四种产物,不可能得到纯净产物[2]㊂在中学教学中应尽量回避无机盐的重结晶实验,避免出现科学性错误㊂参考文献:[1]田雨.结晶法常见应用例析[J].中学化学教学参考,2014,(14):45-46.[2]傅献彩,沈文霞,姚天扬,等.物理化学[M].第5版.北京:高等教育出版社,2005:287-314. [3]吴新建,汪阿恋,张贤金,叶燕珠.基础科学教育应把握好范畴及边界 以中学化学中结晶(重结晶)问题的教学为例[J].化学教育(中英文), 2019,40(01):67-70.[4]陈国雄,吴孙富.中学化学重结晶教学中存在的问题[J].中学化学教学参考,2015,(17):48-50. [5]严宣申.化学原理选讲-基础化学知识规律揭示[M].海南南方出版社,2001:18-20.[6]严宣申.化学原理宣讲[M].北京.北京大学出版社.2012:17-23.[7]董彩霞,孟志芬,祝勇.重结晶实验教学中若干问题的探讨[J].化学教育,2006,(8):62.(责任编辑:李巧红))86。
重结晶实验报告讨论

一、实验背景重结晶是化学实验中常用的纯化方法之一,其基本原理是利用混合物中各组分在溶剂中的溶解度差异,通过溶解和结晶的交替过程,将溶液中的杂质分离出来,得到纯净的晶体。
本实验以苯甲酸为例,探讨了重结晶实验的原理、步骤和注意事项。
二、实验目的1. 理解重结晶的原理,掌握重结晶实验的基本步骤。
2. 学习如何根据实验目的选择合适的溶剂和结晶条件。
3. 掌握热过滤、冷却结晶、过滤洗涤等操作技能。
4. 分析实验过程中可能遇到的问题,并提出相应的解决方案。
三、实验原理重结晶实验的原理是基于不同物质在溶剂中的溶解度随温度变化的差异。
当混合物在高温下溶解后,随着温度的降低,溶解度降低,溶质开始结晶析出。
由于杂质在溶剂中的溶解度与溶质不同,因此可以通过重结晶将杂质与溶质分离。
四、实验步骤1. 选择合适的溶剂:根据实验目的,选择合适的溶剂,要求溶剂与溶质不发生化学反应,且杂质在溶剂中的溶解度较大或较小。
2. 配制饱和溶液:将粗苯甲酸晶体加入溶剂中,加热搅拌,使苯甲酸完全溶解。
3. 热过滤:将混合液趁热过滤,去除不溶性杂质。
4. 冷却结晶:将滤液静置冷却,使苯甲酸结晶析出。
5. 过滤洗涤:将析出的苯甲酸晶体过滤,并用少量溶剂洗涤。
6. 干燥:将洗涤后的苯甲酸晶体在干燥器中干燥。
五、实验结果与分析1. 溶剂选择:本实验选择蒸馏水作为溶剂,因为苯甲酸在蒸馏水中的溶解度随温度变化较大,且杂质在蒸馏水中的溶解度较小。
2. 饱和溶液的配制:苯甲酸在蒸馏水中的溶解度随温度升高而增大,因此需要加热搅拌,使苯甲酸完全溶解。
3. 热过滤:热过滤可以有效去除不溶性杂质,提高重结晶纯度。
4. 冷却结晶:苯甲酸在蒸馏水中的溶解度随温度降低而减小,冷却结晶可以使苯甲酸晶体析出。
5. 过滤洗涤:过滤洗涤可以去除附着在苯甲酸晶体表面的杂质,提高重结晶纯度。
六、实验讨论1. 溶剂选择:溶剂的选择对重结晶效果有很大影响。
选择合适的溶剂,可以使溶质在高温下溶解,低温下结晶,从而提高重结晶纯度。
重结晶心得总结

重结晶心得总结重结晶技术讨论摘要:本文阐述了重结晶的一般方法,详细说明了溶剂的选择,操作的注意事项,及液体混合物的结晶处理方法等。
关键词:重结晶;抽滤;操作从有机化学反应分离出来的固体粗产物往往含有未反应的原料,副产物及杂质,必须加以分离纯化。
提纯固体有机物最常用的方法之一就是重结晶,其原理是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同,或者在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,而使它们相互分离。
重结晶提纯法的一般过程为:溶剂的选择溶解固体除了杂质晶体析出晶体的收集与洗涤晶体的干燥。
1 溶剂的选择1.1溶剂选择的原则选择适宜的溶剂是重结晶的关键之一,适宜的试剂应符合下述条件:(1)与被提纯的有机物不起化学作用;(2)对被提纯的有机物应易溶于热溶剂中,而在冷溶剂中几乎不溶;(3)对杂质的溶解度应很大,或很少;(4)能得到较好的结晶;(5)溶剂的沸点适中。
若过低时,溶解度改变不大,难分离,且操作也困难;过高时,附着于晶体表面的溶剂不容易除去。
(6)价廉易得,毒性低,回收率高,操作安全。
在选择溶剂时应根据“相似相溶”的一般原理。
溶质往往易溶于其结构相似的溶剂中。
一般来说,极性的溶剂溶解极性的固体,非极性的溶剂溶解非极性的固体。
在实验中往往要通过很多次实验才能确定使用那种溶剂。
1.2 溶剂选择的一般方法我们从下面七个方面来选择溶剂:1.2.1常用溶剂: DMF、氯苯、二甲苯、甲苯、乙腈、乙醇、THF、氯仿、乙酸乙酯、环己烷、丁酮、丙酮、石油醚。
1.2.2比较常用溶剂:DMSO、六甲基磷酰胺、N-甲基吡咯烷酮、苯、环己酮、丁酮、环己酮、二氯苯、吡啶、乙酸、二氧六环、乙二醇单甲醚、1,2-二氯乙烷、乙醚、正辛烷。
1.2.3一个好的溶剂在沸点附近对待结晶物质溶解度高而在低温下溶解度又很小。
DMF、苯、二氧六环、环己烷在低温下接近凝固点,溶解能力很差,是理想溶剂。
乙腈、氯苯、二甲苯、甲苯、丁酮、乙醇也是理想溶剂。
1.2.4溶剂的沸点最好比被结晶物质的熔点低50℃。
重结晶心得总结

重结晶心得总结文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]重结晶技术讨论摘要:本文阐述了重结晶的一般方法,详细说明了溶剂的选择,操作的注意事项,及液体混合物的结晶处理方法等。
关键词:重结晶;抽滤;操作从有机化学反应分离出来的固体粗产物往往含有未反应的原料,副产物及杂质,必须加以分离纯化。
提纯固体有机物最常用的方法之一就是重结晶,其原理是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同,或者在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,而使它们相互分离。
重结晶提纯法的一般过程为:溶剂的选择溶解固体除了杂质晶体析出晶体的收集与洗涤晶体的干燥。
1溶剂的选择溶剂选择的原则选择适宜的溶剂是重结晶的关键之一,适宜的试剂应符合下述条件:(1)与被提纯的有机物不起化学作用;(2)对被提纯的有机物应易溶于热溶剂中,而在冷溶剂中几乎不溶;(3)对杂质的溶解度应很大,或很少;(4)能得到较好的结晶;(5)溶剂的沸点适中。
若过低时,溶解度改变不大,难分离,且操作也困难;过高时,附着于晶体表面的溶剂不容易除去。
(6)价廉易得,毒性低,回收率高,操作安全。
在选择溶剂时应根据“相似相溶”的一般原理。
溶质往往易溶于其结构相似的溶剂中。
一般来说,极性的溶剂溶解极性的固体,非极性的溶剂溶解非极性的固体。
在实验中往往要通过很多次实验才能确定使用那种溶剂。
℃重结晶操作操作部分包括除溶剂选择后的所有步骤,下面我们将全面介绍重结晶的相关操作。
筛选溶剂在试管中加入少量(麦粒大小)待结晶物,加入 mL 根据上述规律所选择溶剂,加热沸腾几分钟,看溶质是否溶解。
若溶解,用自来水冲试管外测,看是否有晶体析出。
初学者常把不溶杂质当成待结晶物!如果长时间加热仍有不溶物,可以静置试管片刻并用冷水冷却试管(勿摇动)。
如果有物质在上层清液中析出,表示还可以增加一些溶解。
若稍微浑浊,表示溶剂溶解度太小;若没有任何变化,说明不溶的固体是一种东西,已溶物质又非常易溶,不易析出。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
关于重结晶问题的探讨与总结____-08-03有机合成有机合成org-syn介绍有机化学知识,有机合成的招聘信息,有关书籍推荐,合成领域涉及的医药、化工、材料等专业信息,欢迎订阅。
在化合物的合成中,反应往往可以发生,但最后拿不到纯品,特别是药物的合成工艺,需要以工业化为目标,重结晶就成为了一种重要的提纯手段,不同的人有不同的见解,比如以下几位ta这样说虫友:nk.ale____以前详细比较过,个人经验:100g以下的,不搅拌比搅拌合适,体系小,传热问题很难控制,体系其实处于相对不稳定的状况,而且体系能形成晶核的物质相对多一些,稳定性相对较差,经常要面临的问题是析出速度过快,这时候需要控制的是晶核附近溶质的扩散速度,形成尽可能长的浓度梯度,避免多晶核的形成,这时候不搅拌比搅拌有利。
1kg级别的,必须搅拌。
这时候体系较大,热量散失导致的温度梯度问题比小体系好很多,晶体有足够的时间来析出,经常要解决的问题是晶体沿着壁生长形成厚厚的一层,包夹问题强于吸附问题,必须研磨后再充分洗涤才能达到好的结果。
这时候包夹母液问题多多。
但是搅拌也不是蛮搅,在不同的阶段需要根据析出状况调搅拌速度的,并且容易析出来的跟难析出来的需要搅拌速度也有区别,容易的一般低速避免多晶核,难的高速增加晶核。
当然这都是针对一般情况而言,特殊的也有很多例子。
以前有个项目重结晶,是乙醇和水替换,2kg的处理量,每次不搅拌滴加24h以上,能看到晶体点点的沿着晶核生长成为有规则晶面的单晶,能得到单晶级别的产品,搅拌则是粉末,纯度下降两个点。
析晶的浓度及不良溶剂对溶质的溶解度大小都会有影响。
还有些特殊情况下不搅拌的,利用两种互溶的溶剂的密度差异来在溶剂界面扩散重结晶的,碰到过两次,都是特殊操作,用于有机盐的形成,但是都因为无法控制参数而无法放大。
重结晶最需要的是观察和悟性,切忌教条。
ta这样说虫友:oskyliu首先要快速找到合适的重结晶溶剂。
本人最常使用的仪器是试管,每根试管里面称取0.5~1.0g左右的样品,然后加入一定量的溶剂后,试试比较每个溶剂在常温和回流状态下的溶解性差异,差异大的就是我要的溶剂,这就是____dcm、dmf等不太作为重结晶溶剂的原因,特殊情况下也是可以使用的,比如样品的溶解性方面其次是溶剂的选择要考虑潜在的因素,比如乙酸乙酯和丙酮最好不用用来重结晶胺类物质。
比如之前本人做的项目,产品是伯胺,用丙酮重结晶收率只有____%,母液检测也没有问题,其中可能是伯胺与丙酮发生了反应,后来将母液用酸处理,回收了大部分的产品第三。
重结晶解决颗粒度大小的方面。
这个最后测定一下或者大概了解一下物质在什么温度下开始析晶,降温速度快,生成的晶核多,产物的颗粒较细,抽滤困难;降温速度慢,晶体生成有足够的时间,析出的产品颗粒度大,晶体性状较好,抽滤容易。
因此可以在某一温度下保持一段时间进行养晶,然后再快速降温。
第四。
对于碰到一些熔点在室温附近的化合物,常温结晶比较困难,析晶需要在低温。
此时用到反溶剂法很可能出现油析现象,此时最好使用溶解度一般的单一溶剂,降温至合适的温度,产品析出。
比如之前做个一个项目,由于粗品中残留的液体2-溴吡啶很多,油状物很难析晶,最好选用甲基叔丁基醚或异丙醇将产物析出,而所有的杂质均在溶剂中。
第五。
不得不说的化学反应结晶。
经常会碰到酸性或者碱性官能团的化合物,当在上述方法均失败后,可以通过加酸或酸碱中和,将产物从溶剂中析出。
比如碰到过的一氯喹啉衍生物含有二氯杂质,约____%,上述重结晶方法均告失败,后来使用____%的硫酸成盐,产品回收率很好,仅损失与杂质等量的产品。
此外重结晶过程中,常碰到某些杂质很难达标,因此也可以采用类似的方式,比如杂质是酯类,可以在重结晶溶剂中加入伯胺,让其转化为溶解度较好的酰胺,这个只在书本上碰到。
重结晶最好把反应先做好了,当把某些杂质控制好了,重结晶也相对容易的多。
ta这样说虫友:zl781202重结晶是一门学问,更是一门艺术,能解决很多问题,常见的比如:提高纯度、改变晶型、改变晶貌、控制颗粒大小等,还能影响产品的其他特性,如:熔点、堆密度、溶解性、过滤速度等。
要想搞好重结晶需要很多方面的知识,新手和初学者至少要了解重结晶的基本原理,溶剂的选择,影响重结晶的基本因素,常用的重结晶的手段。
有一定经验的可以深入的学习晶体生长原理、单晶培养、____rd等一些与晶体有关的知识。
以下是我这些年的一些重结晶经验:1.能使用单一溶剂的最好不要使用混合溶剂,因为涉及到溶残以及溶剂中本身杂质带来的影响,同时混合溶剂得到的产品晶体颗粒较小,含有较多的无定型物,过滤困难。
2.溶剂的选择,在重结晶原理中有提到,个人觉得在有多种溶剂选择的前提下,优先选择介稳区适中的溶剂,介稳区太宽____发析晶,太窄结晶条件不易控制,不利于晶体长大。
3.针状的晶体是最不希望得到的晶体,易堵塞滤布,过滤困难,不易洗涤,针状晶体团聚的发生是由于其在各自组分上的定向结晶所致,当过饱和度较高时,成核过程非常迅速和随机。
因此,降低溶液的过饱和度,缓慢降温,给予晶体充分的生长时间是减少针状晶体的最有效的办法。
同时,若产品在溶剂中的介稳区较宽,采用降温析晶时,一旦出晶就是爆发式的析晶,得到的晶体通常是粉末状或针状,要想得到其他形状的颗粒较大的晶体,最有效的办法是在析晶前加入晶种,或采用等温连续结晶的办法。
4.等温连续结晶的优点是颗粒均匀,尤其适用于大量的化工或药物结晶。
5.晶种的加入。
晶种在开始出晶前的2-5℃加入,介稳区越宽,加入的时间越早。
6.晶种的选择。
加入的晶种最好是你需要的晶型或晶貌的样品,将晶种过筛,过大和过小的都不要,只选择适中的,个体均匀的,加入量在溶质的____%。
7.同一产品,粉末状和针状的晶体堆密度较低、熔点较低,溶解性较好,过滤效果差;柱状的晶体堆密度高,熔点较高,溶解性较差,过滤效果好。
8.搅拌很重要,但对此研究确实是少之又少,相同的析晶条件,搅拌不同得到的产品晶体形状或相关特性会完全不一样。
首选能使料液上下翻滚的搅拌,如桨式或双层框式,最好不要使用锚式,锚式搅拌中心基本是静止的,料液也没有形成上下翻动,不利于碰撞成核。
相同的析晶条件下,锚式搅拌的出晶温度通常是最低的。
9.通常情况下,快速搅拌得到的晶体颗粒较小,慢速搅拌得到的晶体颗粒较大,静止析晶的溶剂残留较高。
关于重结晶问题的探讨与总结(二)重结晶技术讨论摘要:本文阐述了重结晶的一般方法,详细说明了溶剂的选择,操作的注意事项,及液体混合物的结晶处理方法等。
关键词:重结晶;抽滤;操作从有机化学反应分离出来的固体粗产物往往含有未反应的原料,副产物及杂质,必须加以分离纯化。
提纯固体有机物最常用的方法之一就是重结晶,其原理是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同,或者在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,而使它们相互分离。
重结晶提纯法的一般过程为:溶剂的选择溶解固体除了杂质晶体析出晶体的收集与洗涤晶体的干燥。
1溶剂的选择1.1溶剂选择的原则选择适宜的溶剂是重结晶的关键之一,适宜的试剂应符合下述条件:(1)与被提纯的有机物不起化学作用;(2)对被提纯的有机物应易溶于热溶剂中,而在冷溶剂中几乎不溶;(3)对杂质的溶解度应很大,或很少;(4)能得到较好的结晶;(5)溶剂的沸点适中。
若过低时,溶解度改变不大,难分离,且操作也困难;过高时,附着于晶体表面的溶剂不容易除去。
(6)价廉易得,毒性低,回收率高,操作安全。
在选择溶剂时应根据“相似相溶”的一般原理。
溶质往往易溶于其结构相似的溶剂中。
一般来说,极性的溶剂溶解极性的固体,非极性的溶剂溶解非极性的固体。
在实验中往往要通过很多次实验才能确定使用那种溶剂。
1.2溶剂选择的一般方法我们从下面七个方面来选择溶剂:dmf、氯苯、二甲苯、甲苯、乙腈、乙醇、thf、氯仿、乙酸乙酯、环己烷、丁酮、丙酮、石油醚。
dmso、六甲基磷酰胺、n-甲基吡咯烷酮、苯、环己酮、丁酮、环己酮、二氯苯、吡啶、乙酸、二氧六环、乙二醇单甲醚、1,2-二氯乙烷、乙醚、正辛烷。
dmf、苯、二氧六环、环己烷在低温下接近凝固点,溶解能力很差,是理想溶剂。
乙腈、氯苯、二甲苯、甲苯、丁酮、乙醇也是理想溶剂。
否则易产生溶质液化分层现象。
溶剂的沸点越高,沸腾时溶解力越强,对于高熔点物质,最好选高沸点溶剂。
因为溶质与溶剂形成分子间氢键后很难析出。
水>甲酸>甲醇>乙酸>乙醇>异丙醇>乙腈>dmso>dmf>丙酮>hmpa>ch2cl2>吡啶>氯仿>氯苯>thf>二氧六环>乙醚>苯>甲苯>ccl4>正辛烷>环己烷>石油醚。
2重结晶操作操作部分包括除溶剂选择后的所有步骤,下面我们将全面介绍重结晶的相关操作。
2.1筛选溶剂在试管中加入少量(麦粒大小)待结晶物,加入____ml根据上述规律所选择溶剂,加热沸腾几分钟,看溶质是否溶解。
若溶解,用自来水冲试管外测,看是否有晶体析出。
初学者常把不溶杂质当成待结晶物。
如果长时间加热仍有不溶物,可以静置试管片刻并用冷水冷却试管(勿摇动)。
如果有物质在上层清液中析出,表示还可以增加一些溶解。
若稍微浑浊,表示溶剂溶解度太小;若没有任何变化,说明不溶的固体是一种东西,已溶物质又非常易溶,不易析出。
2.2常规操作在锥形瓶或圆底烧瓶中52a0入溶质和一定溶剂,装上球冷,加热____分钟,若仍有不溶物,继续从冷凝管上口补加溶剂至完全溶解再补加过量____%溶剂。
用折叠滤纸(折叠滤纸和三角漏斗要提前预热)趁热过滤入锥形瓶。
滤液自然冷却后用布氏漏斗抽滤(用滤液反过来冲洗锥形瓶。
)。
如果物质在室温溶解度很小,滤饼可以用少量冷的溶剂淋洗(先撤掉减压,加少量溶剂润湿滤饼,再减压抽干。
注意:用玻璃塞把滤饼压实有助于除掉更多溶剂。
)。
如果所用溶剂不易挥发,可以在常压下加入少量易挥发溶剂淋洗滤饼,如dmf可用乙醇洗,二氯苯、氯苯、二甲苯、环己酮可以用甲苯洗。
初学者常遇到问题:大量结晶在滤纸上析出,原因是漏斗和滤纸预热不好、溶剂过量太少、过滤时间太长。
如产品贵重,可将三角漏斗和滤纸置于锥形瓶上用蒸气预热,边过滤边用已经过滤的滤液蒸气保温,但上述操作比较危险,甲苯、醚类、石油醚、环己烷等易燃溶剂慎用此法。
注意:用热的重结晶母液淋洗滤纸和所有黏附溶质器具并冷却可减少结晶损失。
2.3反常规操作热抽滤吸滤瓶不能预热,布氏漏斗和滤纸放在溶解溶质的锥形瓶上面利用上升蒸气润湿,放在吸滤瓶上立即趁热抽滤。
注意抽气压力不能太大以防止吸滤瓶中母液爆沸。
初学者常犯错误:滤纸没有贴紧(可用双层的)、动作迟缓导致结晶在布氏漏斗中析出、抽气压力太大导致滤液被吸入泵中、过滤完毕没有立即卸压导致大量溶剂被抽进泵中。