重結晶方法要點總結

2023年12月27日發(作者：初中地理課件)

重結晶方法要點總結

基本原理

固體有機物在溶劑中的溶解度與溫度有密切關系。一般是溫度升高溶解度增大。利用溶劑對被提純物質及雜質的溶解度不同，可以使被提純物質從過飽和溶液中析出，而讓雜質全部或大部分仍留在溶液中，或者相反，從而達到分離、提純之目的。

一、結晶和重結晶包括以下幾個主要步驟：

1、 將需要純化的化學試劑溶解于沸騰或將進沸騰的適宜溶劑中；

2、 將熱溶液趁熱抽濾，以出去不溶的雜質；

3、 將濾液冷卻，使結晶析出；

4、 濾出結晶，必要時用適宜的溶劑洗滌結晶。

二、在實驗結晶和重結晶的操作時要注意以下幾個問題：

1、 在溶解預純化的化學試劑時要嚴格遵守實驗室安全操作規程，加熱易燃、易爆溶劑時，應在沒有明火的環境中操作，并應避免直接加熱。因為在通常的情況下，溶解度曲線在接近溶劑沸點時陡峭地升高，故在結晶和重結晶時應將溶劑加熱到沸點。為使結晶和重結晶收率高，溶劑的量盡可能少，故在開始加入的溶劑的量不足以將欲純化的化學試劑全部溶解，在加熱的過程中可以小心的補加溶劑，直到沸騰時固體物質全部溶解為止。補加溶劑時要注意，溶液如被冷卻到其沸點以下，防爆沸石就不在有效，需要添加新的沸石。

2、 為了定量地評價結晶和重結晶地操作，以及為了便于重復，固體和溶劑都應予以稱量和計量。

3、 在使用混合溶劑進行結晶和重結晶時，最好將欲純化的化學試劑溶于少量溶解度較大的溶劑中，然后趁熱慢慢地分小份加入溶解度較小的第二種溶劑，直到它觸及溶液的部位有沉淀生成但旋即又溶解為止。如果溶液的總體積太小，則可多加一些溶解度大的溶劑，然后重復以上操作。有時也可用相反的程序，將欲純化的化學試劑懸浮于溶解度小的溶劑中，慢慢加入溶解度大的溶劑，直至溶解，然后再滴入少許溶解度小的溶劑加以冷卻。

4、 如有必要可在欲純化的化學試劑溶解后加入活性炭進行脫色(用量約相當于欲純化的物質重量的1/50-1/20)，或加入濾紙漿、硅藻土等使溶液澄清。加入脫色劑之前要先將溶劑稍微冷卻，因為加入的脫色劑可能會自動引發原先抑制的沸騰，從而發生激烈的、爆炸性的暴沸。活性炭內含有大量的空氣，故能產生

泡沫。加入活性炭后可煮沸5-10分鐘，然后趁熱抽濾去活性炭。在非極性溶劑，如苯、石油醚中活性炭脫色效果不好，可試用其他方法，如用氧化鋁吸附脫色等。

5、 欲純化的化學試劑為有機試劑時，形成過飽和溶液的傾向很大，要避免這種現象，可加入同種試劑或類質同晶物的晶種。用玻璃棒摩擦器壁也能形成晶核，此后晶體即沿此核心生長。

6、 結晶的速度有時很慢，冷溶液的結晶有時要數小時才能完全。在某些情況下數星期或數月后還會有晶體繼續析出，所以不應過早將母液棄去。

7、 為了降低欲純化試劑在溶液中的溶解度，以便析出更多的結晶，提高產率，往往對溶液采取冷凍的方法。可以放入冰箱中或用冰、混合制冷劑冷卻。

8、 制備好的熱溶液必須經過過濾，以除去不溶性的雜質，而且必須避免在抽濾的過程中在過濾器上結晶出來。若是一切操作正規，確實由于該試劑太易析出結晶而阻礙抽濾時，則可將溶液配制地稍微稀一些，或者采用保溫或加熱過濾裝置（如保溫漏斗）過濾。

9、 欲使析出地晶體與母液有效地分離，一般用布氏漏斗抽濾。為了更好地使晶體和母液分離，最好用清潔地玻璃塞將晶體在布氏漏斗上擠壓，并隨同抽氣盡量地去除母液。晶體表面的母液，可用盡量少地溶劑來洗滌。這時應暫時停止抽氣，用玻璃棒或不銹鋼刀將已壓緊的晶體挑松，加入少量的溶劑濕潤，稍待片刻，使晶體能均勻地被浸透，然后再抽干，這樣重復一、二次，使附于浸透表面的母液全部除去為止。

10、 晶體若遇熱不分解時，可采用在烘箱中加熱烘干的方法干燥。若晶體遇熱易分解，則應注意烘箱的溫度不能過高，或放在真空干燥器中在室溫下干燥。若用沸點較高的溶劑重結晶時，應用沸點低的且對晶體溶解度很小的溶劑洗滌，以利于干燥。易潮解的晶體應將烘箱欲先加熱到一定得溫度，然后將晶體放入；

但是極易潮解的晶體，往往不能用烘箱烘，必須迅速放入到真空干燥器中干燥。

用易燃的有機溶劑重結晶的晶體送入烘箱前，應預先在空氣中干燥，否則可能引起溶劑的燃燒或爆炸。

11、 小量及微量的物質的重結晶：小量的物質的結晶或重結晶基本要求同前所述，但均采用與該物質的量相適應的小容器，微量物質的結晶和重結晶可在小的離心管中進行。熱溶液制備后立即離心，使不容的雜質沉于管底，用吸管將上層清夜移至另一個小的離心管中，令其結晶。結晶后，用離心的方法使晶體和母液分離。同時可在離心管中用小量的溶劑洗滌晶體，用離心的方法將溶劑與晶體分離。

12、 母液中常含有一定數量的所需要的物質，要注意回收。如將溶劑除去一部分后再讓其冷卻使結晶析出，通常其純度不如第一次析出來的晶體。若經純度檢查不合要求，可用新鮮溶劑結晶，直至符合純度要求為止。

三、溶劑的選擇

在結晶和重結晶純化化學試劑的操作過程中，溶劑的選擇是關系到純化質量和回收率的關鍵問題 。選擇適宜的溶劑時應注意以下幾個方面的問題：

1、 選擇的溶劑應不與欲純化的化學試劑發生化學反應。例如脂肪族鹵代烴類化合物不宜用作堿性化合物結晶和重結晶的試劑，醇類化合物不宜用作酯類化合物結晶和重結晶的溶劑，也不宜用作氨基酸鹽酸鹽結晶和重結晶的溶劑。

2、 選擇的溶劑對欲純化的化學試劑在熱時應具有較大的溶解能力，而在較低溫度時對欲純化的化學試劑的溶解能力大大減小。

3、 選擇的溶劑對欲純化的化學試劑中可能存在的雜質或是榮季度甚大，在欲純化的化學試劑結晶或重結晶時留在母液中，在結晶和重結晶時不隨晶體一同析出;或是溶解度甚小，在欲純化的化學試劑加熱溶解時，很少在熱溶劑溶解，在熱過濾中除去。

4、 選擇的試劑沸點不宜太高，以免該試劑在結晶和重結晶時附著在晶體表面不容易除盡。

用于結晶和重結晶的常用溶劑有：水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、冰醋酸、二氧六環、四氯化碳、苯、石油醚等。此外，甲苯、硝基甲烷、乙醚、二甲基酰胺、二甲亞砜等也常使用。

二甲基甲酰胺和二甲亞砜的溶解能力大，當找不到其它適用的溶劑時，可以試用。但往往不易從溶劑中析出結晶，且沸點較高，晶體上吸附的溶劑不易除去，是其缺點。乙醚雖是常用的溶劑，但是若有其它適用的溶劑時，最好不用乙醚，因為一方面由于乙醚易燃、易爆、使用時危險性特別大，應特別小心；另一方面由于乙醚易沿壁爬行揮發而使欲純化的化學試劑在瓶壁上析出，以致

影響結晶的純度。

在選擇溶劑時必須了解欲純化的化學試劑的結構，因為溶質往往易溶于與其結構相似的溶劑中-“相似相溶”原理。極性物質易溶于極性溶劑，而難溶于非極性溶劑中；相反，非極性物質易溶于非極性溶劑，而難溶于極性溶劑中。這個溶解度的規律對實驗工作有一定的指導作用。例如：欲純化的化學試劑是個非極性化合物，實驗中已知其在異丙醇中的溶解度太小，異丙醇不宜作其結晶和重結晶的溶劑，這時一般不必再實驗極性更強的溶劑如甲醇、水等，應實驗極性較小的溶劑，如丙酮、二氧六環、苯、石油醚等。適用溶劑的最終選擇，只能用試驗的方法來決定。

若不能選擇出一種單一的溶劑對欲純化的化學試劑進行結晶和重結晶，則可應用混合溶劑。混合溶劑一般是由兩種可以以任何比例互溶的溶劑組成，其中一種溶劑較易溶解欲純化的化學試劑，另一種溶劑較難溶解欲純化的化學試劑。一般常用的混合溶劑有：乙醇和水、乙醇和乙醚、乙醇和丙酮、乙醇和氯仿、二氧六環和水、乙醚和石油醚、氯仿和石油醚等，最佳復合溶劑的選擇必須通過預試驗來確定。

結晶溶劑選擇的一般原則：對與分離的成分熱時溶解度大，冷時溶解度校；對雜質的溶解度冷熱都不溶或冷熱都易溶。沸點要適當，不宜過高或過低，如乙醚就不宜用。利用物質與雜質在不同的溶劑中的溶解度差異選擇溶劑。