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升华

Sublimation

升华是提纯固体有机物的一种方法，但只有在其熔点温度以下具有相当高蒸气压（一般

高于2.67kPa）的固体物质才可应用升华来提纯。利用升华可除去不挥发性杂质，或分离不

同挥发度的固体混合物。升华常可得到较高纯度的产物，但操作时间长，损失也较大，在实

验室里一般只用于较少量（1~2g）物质的纯化。

3.6.1基本原理

升华是指具有较高蒸气压的物质，受热不经过熔融状态直接转变为气体，气体遇冷，又

直接变为固体的过程。然而对有机物的提纯来说，重要的却是使物质蒸气不经过液态而直接

变成固态，因为这样能得到较高纯度的物质。

一般来说，结构上对称性较高的固态物质，具有较高的熔点，且在熔点温度以下具有较

高的蒸气压，易于用升华方法提纯。例如：樟脑、蒽醌等。

为了了解和控制升华的条件，就必须研究固、液、气三相平衡。图3-14是物质的三相

平衡图。从图中可以看出应当如何控制升华的条件，图中曲线ST表示固相与气相平衡时固

体的蒸气压曲线。TW是液相与气相平衡时的液体蒸气压曲线。TV是固液两相平衡时的温

度和压力。三曲线相交于T，T为三相点。在此点固、液、气三相同时并存。三相点与物质

的熔点相差很小，常只有几分之一度。

图3-14物质三相平衡图

在三相点温度下，物质只有固、气两相。升高温度，固体直接转变为蒸气；降低温度，

气相直接转变为固相，这就是升华。因此，凡是在三相点以下具有较高蒸气压的固态物质都

可以在三相点温度以下进行升华提纯。

在升华时，通入少量空气或惰性气体，可以加速蒸发，同时使物质的蒸气离开加热面易

于冷却。但不宜通入过多的空气或惰性气体，以免带走升华产品造成损失。另外，利用抽真

空以排除蒸发物质表面的蒸气，可提高升华速度。通常是减压与通入少量空气（或惰性气体）

同时应用，以提高升华速度。再有，升华速度与被蒸发物质的表面积成正比，因此被升华的

物质愈细愈好。

3.6.2实验操作

[1]

（1）常压升华

[2]

将经过干燥、粉碎的待精制的物质放入蒸发皿中，在其上覆盖一张穿有若干小孔的

圆滤纸，其直径应比漏斗口要大。将此漏斗倒扣在蒸发皿上，漏斗颈部塞一团棉花（可减少

蒸气逃逸），图3-15(a)所示。

加热蒸发皿，逐渐地升高温度，使待精制的物质气化，蒸气遇到滤纸又冷凝为晶体，附

[3]

在滤纸的小孔上。收集滤纸上的晶体，即为经过升华提纯的物质。

较大量物质的升华，可在烧杯中进行，烧杯上放置一个内部通冷水的烧瓶，使蒸气在烧

瓶底部凝结成晶体并附在瓶底上，如图3-15(b)所示。

图3-15（c）是在空气或惰性气体中（常用氦气）进行升华的装置。锥形瓶上装有双口

木塞，一孔插入导气管，一孔插入接引管，接引管另一端伸入圆底烧瓶，瓶口塞以棉花。当

物质开始升华时，通入空气或惰性气体，可以加速蒸发，同时使待精制的物质的蒸气离开加

热面，遇到冷水冷却的烧瓶壁就凝结在瓶壁上。

（2）减压升华

减压升华适用于常压下其蒸气压不大或受热易分解的物质。图3-15(d)是用于小量物质

减压升华装置图。将被提纯物放在吸滤管中，利用水泵或油泵减压，接通冷凝水，再用热浴

加热吸滤管，使升华的物质冷凝于通有冷水的管壁上。升华完毕，冷却后小心放气，慢慢取

出管子，以防结晶脱落。

水

(a)（b）（c）（d）

图3-15升华装置

【注释】

[1]在升华时，选择与安装升华装置，应注意蒸气从蒸发皿至冷凝面的途径不宜过长。

尤其是相对分子质量大的分子在进行升华操作时更应如此，不然要使蒸气压达到一