基础有机化学实验（四）重结晶与过滤实验目的>了解重结晶的原理及用途。>初步学会用重结晶法提纯固体有机化合物。》掌握热过滤、抽滤、洗涤等重结晶基本操作
1 重结晶与过滤 实验目的 ➢ 了解重结晶的原理及用途。 ➢ 初步学会用重结晶法提纯固体有机化合物。 ➢ 掌握热过滤、抽滤、洗涤等重结晶基本操作。 基础有机化学实验（四）
实验原理>定义：重结晶（recrystallization)是将晶体溶于溶剂或熔融以后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程，又称再结晶。重结晶可以使不纯净的物质获得纯化，或使混合在一起的盐类彼此分离。>原理：固体有机物在溶剂中的溶解度一般随温度的升高而增大。把固体有机物溶解在热的溶剂中使之饱和，冷却时由于溶解度降低，有机物又重新析出晶体。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，使被提纯物质从过饱和溶液中析出。让杂质全部或大部分留在溶液中，从而达到提纯的自的
2 实验原理 ➢ 定义：重结晶(recrystallization)是将晶体溶于溶剂或熔融以后，又 重新从溶液或熔体中结晶的过程，又称再结晶。重结晶可以使不纯净 的物质获得纯化，或使混合在一起的盐类彼此分离。 ➢ 原理：固体有机物在溶剂中的溶解度一般随温度的升高而增大。把固 体有机物溶解在热的溶剂中使之饱和，冷却时由于溶解度降低，有机 物又重新析出晶体。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，使 被提纯物质从过饱和溶液中析出。让杂质全部或大部分留在溶液中， 从而达到提纯的目的
重结晶分类蒸发结晶（无机化学）：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶。冷却热饱和溶液结晶法（有机化学）：把较高温度情况下形成的饱和溶液，将其温度降低，使其析出晶体的过程。（适用于溶解度随温度的升高而明显增大的物质）。结晶有机化合物分离：重结晶非结晶性有机化合物分离：色谱分离按目的分类：提纯重结晶，分离重结晶。按操作分类：一次重结晶法，分次重结晶法
3 重结晶分类 按目的分类：提纯重结晶，分离重结晶。 按操作分类：一次重结晶法，分次重结晶法。 结晶有机化合物分离：重结晶 非结晶性有机化合物分离：色谱分离 蒸发结晶（无机化学）： 蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体 析出，叫蒸发结晶。 冷却热饱和溶液结晶法（有机化学）： 把较高温度情况下形成的饱和溶液，将其温度降低，使其析出晶体的过程。 （适用于溶解度随温度的升高而明显增大的物质）
重结晶主要步骤重结晶的一般过程：溶解一脱色一热过滤一冷却结晶一抽滤一洗涤一于燥主要步骤：溶解：将被纯化的化合物，在已选好的溶剂中配制成沸腾或接近沸腾的饱和溶液；脱色：如溶液含有有色杂质，可加活性炭煮沸脱色：热过滤：将此饱和溶液趁热过滤，以除去有色杂质及活性炭冷却结晶：将滤液冷却，使结晶析出；抽滤：将结晶从母液中过滤分离出来；洗涤；干燥。注意：杂质含量过多对重结晶极为不利，含量过多影响结晶速率，有时甚至妨碍结晶的生成。重结晶一般只适用于杂质含量约在百分之几的固体有机物。在结晶之前根据不同情况，分别采用其他方法进行初步提纯，如水蒸气蒸馏，减压蒸馏，萃取等，然后再进行重结晶处理
4 重结晶主要步骤 重结晶的一般过程：溶解—脱色—热过滤—冷却结晶—抽滤—洗涤—干燥 主要步骤： • 溶解：将被纯化的化合物，在已选好的溶剂中配制成沸腾或接近沸腾 的饱和溶液； • 脱色：如溶液含有有色杂质，可加活性炭煮沸脱色； • 热过滤：将此饱和溶液趁热过滤，以除去有色杂质及活性炭； • 冷却结晶：将滤液冷却，使结晶析出； • 抽滤：将结晶从母液中过滤分离出来； • 洗涤； • 干燥。 注意： • 杂质含量过多对重结晶极为不利，含量过多影响结晶速率，有时甚至 妨碍结晶的生成。重结晶一般只适用于杂质含量约在百分之几的固体 有机物。 • 在结晶之前根据不同情况，分别采用其他方法进行初步提纯，如水蒸 气蒸馏，减压蒸馏，萃取等，然后再进行重结晶处理
溶剂的选择选择合适的溶剂是重结晶的成败关键。有机化合物在溶剂中的溶解性往往与其结构有关，结构相似者相溶，不似者不溶（相似相溶原理）。如极性化合物一般易溶于水、醇、酮和酯等极性溶剂中，而在非极性溶剂如苯、四氯化碳等中要难溶解得多。适宜的溶剂应具备以下条件：不与被提纯化合物起化学反应。在降低和升高温度下，被提纯化合物的溶解度应有显著差别。冷溶剂对被提纯化合物溶解度越小，回收率越高。溶剂对可能存在的杂质溶解度较大，可把杂质留在母液中，或对杂质溶解度很小，难溶于热溶剂中，趁热过滤以除去杂质。能生成较好的结晶。溶剂沸点不宜太高，容易挥发，易与结晶分离。价廉易得，无毒或毒性很小
5 溶剂的选择 ➢ 选择合适的溶剂是重结晶的成败关键。 ➢ 有机化合物在溶剂中的溶解性往往与其结构有关，结构相似者相溶，不 似者不溶（相似相溶原理）。如极性化合物一般易溶于水、醇、酮和酯 等极性溶剂中，而在非极性溶剂如苯、四氯化碳等中要难溶解得多。 适宜的溶剂应具备以下条件： • 不与被提纯化合物起化学反应。 • 在降低和升高温度下，被提纯化合物的溶解度应有显著差别。冷溶剂对 被提纯化合物溶解度越小，回收率越高。 • 溶剂对可能存在的杂质溶解度较大，可把杂质留在母液中，或对杂质溶 解度很小，难溶于热溶剂中，趁热过滤以除去杂质。 • 能生成较好的结晶。 • 溶剂沸点不宜太高，容易挥发，易与结晶分离。 • 价廉易得，无毒或毒性很小
混合溶剂的选择>固定配比法：将良溶剂与不良溶剂按各种不同的比例相混合，分别象单一溶剂那样试验，直至选到一种最佳的配比。>随机配比法：先将样品溶于沸腾的良溶剂中，趁热过滤除去不溶性杂质，然后逐滴滴入热的不良溶剂并摇振之，直到浑浊不再消失为止。再加入少量良溶剂并加热使之溶解变清，放置冷却使结晶析出。如冷却后析出油状物，则需调整比例再进行实验或另换别的混合溶剂
6 混合溶剂的选择 ➢ 固定配比法: 将良溶剂与不良溶剂按各种不同的比例相混合，分别 象单一溶剂那样试验，直至选到一种最佳的配比。 ➢ 随机配比法: 先将样品溶于沸腾的良溶剂中，趁热过滤除去不溶性 杂质，然后逐滴滴入热的不良溶剂并摇振之，直到浑浊不再消失为 止。再加入少量良溶剂并加热使之溶解变清，放置冷却使结晶析出。 如冷却后析出油状物，则需调整比例再进行实验或另换别的混合溶 剂
溶样有机溶剂进行重结晶时，使用回流装置。将样品置于圆底烧瓶或锥形瓶中，加入比需要量略少的溶剂，投入儿粒沸石，开启冷凝水，开始加热并观察样品溶解情况。若未完全溶解可分次补加溶剂，每次加入后均需再加热使溶液沸腾，直至样品全部溶解。此时若溶液澄清透明，无不溶性杂质，即可撤去热源，室温放置，使晶体析出。水为溶剂重结晶时，可以用烧杯溶样。混合溶剂：所用溶剂是水与有机溶剂的混合溶剂，则按照有机溶剂处理。容器的选择冷凝回流装置R水进行重结品有机溶剂进行重结晶在重结晶中，若要得到比较纯的产品和比较好的收率需要减少溶解损失，应避免溶剂过量，但溶剂太少，又会给热过滤带来很多麻烦，可能造成更大损失。溶剂的用量，一般比需要量多加20%左右的溶剂即可
7 溶样 • 有机溶剂进行重结晶时，使用回流装置。将样品置于圆底烧瓶或锥形瓶中 ，加入比需要量略少的溶剂，投入几粒沸石，开启冷凝水，开始加热并观 察样品溶解情况。若未完全溶解可分次补加溶剂，每次加入后均需再加热 使溶液沸腾，直至样品全部溶解。此时若溶液澄清透明，无不溶性杂质， 即可撤去热源，室温放置，使晶体析出。 • 水为溶剂重结晶时，可以用烧杯溶样。 • 混合溶剂：所用溶剂是水与有机溶剂的混合溶剂，则按照有机溶剂处理。 容器的选择 冷 凝 回 流 装 置 • 在重结晶中，若要得到比较纯的产品和比较好的收率需要减少溶解损失， 应避免溶剂过量，但溶剂太少，又会给热过滤带来很多麻烦，可能造成更 大损失。溶剂的用量，一般比需要量多加20%左右的溶剂即可
脱色向溶液中加入吸附剂并适当煮沸，使其吸附掉样品中的杂质的过程叫脱色。最常使用的脱色剂是活性碳。活性碳的使用：活性炭煮沸5-10min，活性炭可吸附色素及树脂状物质（如待结晶化合物本身有色则活性炭不能脱色）。活性炭使用注意事项：加活性炭以前，首先将待结晶化合物加热溶解在溶剂中。待热溶液稍冷后，加入活性炭，振摇，使其均匀分布在溶液中。如在接近沸点的溶液中加入活性炭，易引起暴沸，溶液易冲出来。加入活性炭的量，视杂质多少而定，一般为粗品质量的1-5%，加入量过多，活性炭将吸附一部分纯产品。。活性炭在水溶液中进行脱色效果最好，它也可在其他溶剂中使用，但在烃类等非极性溶剂中效果较差。8
8 脱色 • 向溶液中加入吸附剂并适当煮沸，使其吸附掉样品中的杂质的过程叫脱色。 • 最常使用的脱色剂是活性碳。 • 活性碳的使用：活性炭煮沸5-10min，活性炭可吸附色素及树脂状物质（如 待结晶化合物本身有色则活性炭不能脱色）。 活性炭使用注意事项： • 加活性炭以前，首先将待结晶化合物加热溶解在溶剂中。 • 待热溶液稍冷后，加入活性炭，振摇，使其均匀分布在溶液中。如在接近沸 点的溶液中加入活性炭，易引起暴沸，溶液易冲出来。 • 加入活性炭的量，视杂质多少而定，一般为粗品质量的1-5%，加入量过多 ，活性炭将吸附一部分纯产品。 • 活性炭在水溶液中进行脱色效果最好，它也可在其他溶剂中使用，但在烃类 等非极性溶剂中效果较差
热滤热滤即趁热过滤以除去不溶性杂质、脱色剂及吸附于脱色剂上的其他杂质。热滤的方法有两种：1.常压过滤（折叠滤纸重力热过滤）2.减压过滤（抽滤）(4)(3)(1)2热滤及减压过滤装置(5)(6)
9 热滤 热滤即趁热过滤以除去不溶性杂质、脱色剂及吸附于脱色剂上的其他杂质。 热滤的方法有两种: 1. 常压过滤（折叠滤纸重力热过滤） 2. 减压过滤（抽滤）
冷却结晶将热滤液冷却，溶解度减小，溶质即可部分析出。此步的关键是控制冷却速度，使溶质真正成为晶体析出并长到适当大小，而不是以油状物或沉淀的形式析出。若将热滤液迅速冷却或在冷却下剧烈搅拌，所析出的结晶颗粒很小，小晶体包括杂质少。因表面积较大，吸附在表面上的杂质较多。若将热滤液在室温或保温静置让其慢慢冷却，析出的结晶体积较大，往往有母液或杂质包在结晶体之间。10
10 冷却结晶 ➢ 将热滤液冷却，溶解度减小，溶质即可部分析出。此步的关键是控制冷却 速度，使溶质真正成为晶体析出并长到适当大小，而不是以油状物或沉淀 的形式析出。 ➢ 若将热滤液迅速冷却或在冷却下剧烈搅拌，所析出的结晶颗粒很小，小晶 体包括杂质少。因表面积较大，吸附在表面上的杂质较多。 ➢ 若将热滤液在室温或保温静置让其慢慢冷却，析出的结晶体积较大，往往 有母液或杂质包在结晶体之间