浙江大学法ZheJiang University升华
升 华
浙江大学ZheJiangUniversity实验目的一、熟练掌握常压升华的基本原理操作2、掌握利用升华分离提纯物质的方法3、初步了解减压升华原理和操作
一、实验目的 z 1 、熟练掌握常压升华的基本原理操作. z 2 、掌握利用升华分离提纯物质的方法. z 3 、初步了解减压升华原理和操作
浙江大学ZheJiangUniversity福二、基本原理升华是纯化固体有机化合物的又一种手段，它是由固体有机物受热直接汽化为蒸气，然后由蒸气又直接冷凝为固体的过程。由于升华是由固体直接汽化，因此并不是所有的固体物质都能用升华方法来纯化的。而只能适用于那些在不太高的温度下有足够大蒸气压力「高于2.666kPa（20mmHg）1的固体物质。利用升华方法可除去不挥发杂质，或分离不同挥发度的固体混合物。其优点是纯化后的物质纯度比较高，但操作时间长，损失较大。因此实验室里一般用于较少量（1-2g）化合物的纯化
二、基本原理 z 升华是纯化固体有机化合物的又一种手段，它是由固体有 机物受热直接汽化为蒸气，然后由蒸气又直接冷凝为固体 的过程。由于升华是由固体直接汽化，因此并不是所有的 固体物质都能用升华方法来纯化的。而只能适用于那些在 不太高的温度下有足够大蒸气压力 [高 于 2.666kPa(20mmHg)]的固体物质。利用升华方法可除去不 挥发杂质，或分离不同挥发度的固体混合物。其优点是纯 化后的物质纯度比较高，但操作时间长，损失较大。因此 实验室里一般用于较少量（1-2g）化合物的纯化
浙江大学ZheJiangUniversity一般对称性较高的固体物质，其熔点较高，并且在熔点温度以下往往具有较高的蒸气压，因此这类物质常常采用升华的方法来提纯。为了深入地了解升华的原理，首先应研究固、液、气三相平衡，如图1。ST表示固相与气相平衡时固相的蒸气压曲线，TW是液相与气相平衡时液相的蒸气压曲线
z 一般对称性较高的固体物质，其熔点较 高，并且在熔点温度以下往往具有较高 的蒸气压，因此这类物质常常采用升华 的方法来提纯。 z 为了深入地了解升华的原理，首先应研 究固、液、气三相平衡，如图1。ST表 示固相与气相平衡时固相的蒸气压曲线 。TW是液相与气相平衡时液相的蒸气压 曲线
浙江大学tZheJiang UniversityVW固相液相压T力气相S温度图1
图 1
浙江大学ZheJiangUniversityTV为固相与液相的平衡曲线，此曲线与其它两曲线在T处相交。T为三相点，在这一温度和压力下，固、液、气三相处于平衡状态。各化合物在固态、液态相互处于平衡状态时的温度与压力是各不相同的。也就是说各化合物的三相点不相同。严格地说，一个化合物的真正熔点是固、液两相在大气压下处于平衡状态时的温度。在三相点T的压力是固、液、气三相处于平衡状态的蒸气压，所以三相点的温度和真正的熔点有些差别。然而这种差别非常小，通常只是几分之一度，因此在一定的压力下，TV曲线偏离垂直方向很小
z TV为固相与液相的平衡曲线，此曲线与其它两曲线 在T处相交。T为三相点，在这一温度和压力下，固 、液、气三相处于平衡状态。各化合物在 固态、液 态相互处于平衡状态时的温度与压力是各不相同的 。也就是说各化合物的三相点不相同。严格地说， 一个化合物的真正熔点是固、液两相在大气压下处 于平衡状态时的温度。在三相点T的压力是固、液、 气三相处于平衡状态的蒸气压，所以三相点的温度 和真正的熔点有些差别。然而这种差别非常小，通 常只是几分之一度，因此在一定的压力下，TV曲线 偏离垂直方向很小
浙江大学ZheJiangUniversity从图1可见，在三相点以下，化合物只有气、固两相。若温度降低，蒸气就不再经过液态而直接变为固态。所以一般的升华操作在三相点温度以下进行。若某化合物在三相点温度以下的蒸气压很高，则汽化速率很大，这样就很容易从固态直接变成蒸气，而且此化合物蒸气压随温度降低而下降，稍一降低温度，即可由蒸气直接变成固体，此化合物在常压下比较容易用升华方法来纯化。例如：六氯乙烷的三相点温度为186℃，压力为103.9kPa（780mmHg）
z从图1可见，在三相点以下，化合物只有气、 固两相。若温度降低，蒸气就不再经过液态而 直接变为固态。所以一般的升华操作在三相点 温度以下进行。若某化合物在三相点温度以下 的蒸气压很高，则汽化速率很大，这样就很容 易从固态直接变成蒸气，而且此化合物蒸气压 随温度降低而下降，稍一降低温度，即可由蒸 气直接变成固体，此化合物在常压下比较容易 用升华方法来纯化。例如：六氯乙烷的三相点 温度为186℃，压力为103.9kPa(780mmHg)
浙汁大学ZheJiangUniversity在185℃时的蒸气压已达101.3kPa（760mmHg），因而在低于186℃时就完全由固相直接挥发成蒸气，中间不经过液态阶段，而樟脑的三相点温度为179℃，压力为49.3kPa（370mmHg）。在160℃时蒸气压为29.1kPa（218.5mmHg），未达到熔点时已有相当高的蒸气压，只要缓慢地加热至低于179℃时，它就可以升华。蒸气遇到冷的表面就凝结于上面，这样蒸气压始终维持在49.3kPa，直到升华完毕。假使很快地将樟脑加热，蒸气压超过三相点的平衡压力，则开始熔化为液体，所以升华时加热应缓慢
z在185℃时的蒸气压已达101.3kPa (760mmHg)，因 而在低于186℃时就完全由固相直接挥发成蒸气，中 间不经过液态阶段，而樟脑的三相点温度为179℃， 压力为49.3kPa(370mmHg)。在160℃时蒸气压为 29.1kPa(218.5mmHg)，未达到熔点时已有相当高的 蒸气压，只要缓慢地加热至低于179℃时，它就可以 升华。蒸气遇到冷的表面就凝结于上面，这样蒸气 压始终维持在49.3kPa，直到升华完毕。假使很快地 将樟脑加热，蒸气压超过三相点的平衡压力，则开 始熔化为液体，所以升华时加热应缓慢
浙汁大学ZheJiangUniversity和液态化合物的沸点相似，固体化合物的蒸气压等于固体化合物表面所受压力时的温度，即为该固体化合物的升华点。常压下不易升华的物质，如在减压下升华，可得到较满意的结果。也可采用在减压下通入少量空气或情性气体以加快蒸发的速度，通入气体应注意通入的量，以不致影响真空度为好
和液态化合物的沸点相似，固体化合物的蒸 气压等于固体化合物表面所受压力时的温度 ，即为该固体化合物的升华点。 常压下不易升华的物质，如在减压下升华， 可得到较满意的结果。也可采用在减压下通 入少量空气或惰性气体以加快蒸发的速度， 通入气体应注意通入的量，以不致影响真空 度为好
浙江大学ZheJiangUniversity三、常压升华通用的常压升华装置如图2（1），（2），（3）所示，必须注意冷却面与升华物质的距离应尽可能近些。因为升华发生在物质的表面，所以待升华物质应预先粉粹
三、常压升华 z 通用的常压升华装置如图2（1），（2） ，（3）所示，必须注意冷却面与升华物 质的距离应尽可能近些。因为升华发生在 物质的表面，所以待升华物质应预先粉粹