浙江大学化学系42.ppt

;一、实验目的 ;二、基本原理 ;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。;图1;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。 ;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)。 ;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。 ;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??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。 ;三、常压升华 ;图2. 常压升华装置 ;将升华物质放入蒸发皿中，见图2（1），铺均匀，上面覆盖一张穿有很多小孔的滤纸，然后将大小合适的玻璃漏斗倒盖在上面，漏斗颈口塞一点棉花或玻璃毛，减少蒸气外逸。在石棉网上缓慢加热蒸发皿（最好用砂浴或其他热浴），小心调节火焰，控制浴温低于升华物质的熔点。使其慢慢升华。蒸气通过滤纸孔上升，冷却后凝结在滤纸上或漏斗壁。必要时漏斗外可用湿滤纸或湿布冷却。;通入空气或惰性气体进行升华的装置见图2（2）。当物质开始升华时，通入空气或惰性气体，以带出升华物质，遇冷（或自来水冷却）即冷凝于壁上。;四、常见的升华物质;图 例;图4;五、减压升华 减压升华如图5，把待升华的固体物质放入吸滤管中，将装有“冷凝指”的橡皮塞，严密地塞住管口，利用水泵或油泵减压，吸滤管浸入水浴或油浴中，缓慢加热，升华物质冷凝于指形冷凝管的表面。 无论常压或减压升华，加热都应尽可能保持在所需要的温度，一般常用水浴、砂浴和油浴等热浴进行加热较为稳妥。;减压升华装置 ;六、升华注意事项;4、滤纸安放太高，升华物蒸气不易升入滤纸以上结晶；安放太低，则易受杂质污染。 5、本实验的关键操作是在整个升华过程中都需用小火间接加热。如温度太高，会使产品发黄，被升华物很快烤焦；温度太低，升华物会在蒸发皿内壁上结出，与残渣混在一起。 6、本实验可与茶叶提取咖啡因的实验合在一起做。 ;七、思考题; ;hPdMaI7F4C0z)ws!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)vs!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)vs#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-wt!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)wt!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)ws!pYmUjRfOc