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时间:2019-02-25
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1、干燥剂的合理使用有机化合物在进行波普分析或定性、定量化学分析之前以及固体有机物在测定熔点前,都必须使它完全干燥,否则将会影响结果的准确性。液体有机物在蒸馏前也常要先进行干燥以除去水分,这样可以使液体沸点以前的馏分大大减少;有时也是为了破坏某些液体有机物与水生成的共沸化合物。另外很多有机化学反应需要在“绝对”无水条件下进行,不但所有的原料及溶剂要干燥,而且尚要防止空气中潮气浸入反应容器。因此在有机化学实验中,试剂和产品的干燥具有十分重要的意义。一,基本原理干燥方法大致可以分为物理法和化学法两种。物理法有吸附、分馏、利用共沸蒸馏
2、将水分带走等方法。近年来还常用离子交换树脂和分子筛等来进行脱水干燥。化学法是以干燥剂来进行去水,其去水作用又可分为两类:(1)能与水可逆地结合生成水合物,如氯化钙、硫酸镁等;(2)与水发生不可逆的化学反应而生成一个新的化合物,如金属钠、五氧化二磷。目前应用最广泛的是第一类干燥剂。下面以无水硫酸镁为例讨论这类干燥剂的作用。用无水硫酸镁来干燥含水的有机液体时,无论加入多少量的无水硫酸镁,在25℃时所能达到的最低水蒸气压力为1毫米汞柱,也就是说全部除去水分是不可能的。如加入的量过多,将会使有机液体的吸附损失更多;如加入的量不足,不
3、能达到一水合物,则其蒸汽压力就要比1毫米汞柱高。这说明了在萃取时为什么一定要将水层尽可能分离干净,在蒸馏时为什么会有沸点前的馏分。通常这类干燥剂成为水合物需要一定的平衡时间,这就是液体有机物进行干燥时为什么要放置较久的道理。因为它吸收水分是可逆的,温度升高时蒸汽压也升高,因此液体有机物在进行蒸馏以前,必须将这类干燥剂滤除。二,液体有机化合物的干燥1.干燥剂的选择液体有机化合物的干燥,通常是将干燥剂直接与之接触,因而使用的干燥剂必须不与该物质发生化学反应或催化作用,不溶解于该液体中。例如酸性物质不能用碱性干燥剂,碱性物质也不能
4、用酸性干燥剂。有的干燥剂能与某些被干燥的物质生成络合物。如氯化钙易与醇类。胺类形成络合物,因而不能用来干燥这些液体。强碱性干燥剂如氧化钙、氢氧化钠能催化某些醛类或酮类发生缩合、自动氧化等反应,也能使脂类或酰胺类发生水解反应。氢氧化钾(钠)还能显著地溶解于低级醇中。在使用干燥剂时,还要考虑干燥剂的吸水容量和干燥性能。吸水容量是指单位重量干燥剂所吸得水量;干燥效能是指达到平衡是液体干燥的程度,对于形成水合物的无机盐干燥剂采用吸水后结晶水的蒸汽压来表示。例如,硫酸钠形成10个结晶水的水合物,其吸水容量达1.25.氯化钙再多能形成6
5、个结晶水的水合物,其吸水容量为0.97。两者在25℃时水蒸气压分别为1.92及0.30毫米汞柱。因此,硫酸钠的吸水量较大,但干燥效能弱;而氯化钙的吸水量较小,但干燥效能强。所以在干燥含水量较多而又不易干燥的(含有亲水性基团)化合物时,常先用吸水量较大的干燥剂除去大部分水分,然后再用干燥效能强的干燥剂干燥。通常第二类干燥剂的干燥效能较第一类为高,但吸水容量较小,所以都是用第一类干燥剂干燥后,再用第二类干燥剂除去残留的微量水分,而且只是在需要彻底干燥的情况下才使用第二类干燥剂。此外选择干燥剂还要考虑干燥速度和价格。常用过自己的性
6、能见表1:表1各类有机物常用的干燥剂化合物类型干燥剂烃CaC12、Na、P2O5卤代烃CaC12、MgSO4、、P2O5、Na2SO4醇K2CO3、MgSO4、CaO、Na2SO4醚CaC12、Na、P2O5醛MgSO4、Na2SO4酮K2CO3、CaC12、MgSO4、Na2SO4酸、酚MgSO4、Na2SO4酯K2CO3、MgSO4、Na2SO4胺KOH、NaOH、K2CO3、CaO、硝基化合物CaC12、MgSO4、Na2SO42.干燥剂的用量以最常用的乙醚和苯两种溶液作为例子。水在乙醚中的溶解度在室温时约为1—1.5
7、%,如用无水氯化钙来干燥100ml含水的乙醚时,假定无水氯化钙全部转变为六水合物,这时的吸水容量是0.97,即1克无水氯化钙大约可吸去0.97克水,因此无水氯化钙的理论用量至少为1克。但实际上则远较1克为多。这是因为萃取时,在乙醚层中的水分不可能完全分净,其中还有悬浮的微细水滴。另外达到高水合物需要的时间很长,往往不能达到它应有的吸水容量,因而干燥剂www.qdxygzj.com的实际用量是大大的过量的。一般对于含亲水性基团的(如醇、醚、胺等)化合物,所用的干燥剂过量要多些,不含亲水性基团的化合物(如烃和卤代烃等)可过量少些
8、。由于干燥剂也能吸附一部分液体,所以干燥剂的用量要控制得严些。必要时,宁可先加入一些干燥剂静置一段时间,过滤后再加入新的干燥剂;或先用吸水量大的干燥剂干燥,过滤后再用干燥效能强的干燥剂。一般干燥剂的用量为每10ml液体约需0.5-1克。但由于液体中的水分含量不等,干燥剂的质量不同,干燥剂的
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