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1、有机物的分离提纯永丰县第二中学曾巍一、物理方法除杂:依据有机物的水溶性、互溶性以及酸碱性等,可选择不同的分离方法达到分离、提纯的目的。在进行分离操作时,通常根据有机物的沸点不同进行蒸馏或分馏;根据物质的溶解性不同,采取萃取、结晶或过滤的方法。有时也可以用水洗、酸洗或碱洗的方法进行提纯操作。二、化学方法除杂的原则:1.加入的试剂只与杂质反应,不与原物质反应。2.反应后不能引入新杂质。3.反应后回复原物状态。4.操作方法简便易行。5.有时题目有特殊要求(不外加指示剂。为了控制除杂液体的加入量,必须有明显现象(应该是比较“快”)例1.乙烷(乙烯) A:通入氢气,使乙烯反应生成乙烷。错因:无法确定加入
2、氢气的量;反应需要加热,并用镍催化,不符合“操作简单”原则。B:通入酸性高锰酸钾溶液,使乙烯被氧化而除去。错因:乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化可生成二氧化碳气体,导致新的气体杂质混入。正解:将混合气体通入溴水洗气,使乙烯转化成1,2-二溴乙烷液体留在洗气瓶中而除去。三、有机物提纯操作分析1、气态烷(气态烯、炔)除杂试剂:溴水、浓溴水、溴的四氯化碳溶液操作:洗气注意:酸性高锰酸钾溶液不可。原理:气态烯、炔中不饱和的双键、叁键可与上述除杂试剂发生反应,生成不挥发的溴代烷三、有机物提纯操作分析2、汽油、煤油、柴油的分离(石油的分馏)除杂试剂:无操作:分馏原理:各石油产品沸点范围的不同。3、乙烯(CO2、
3、SO2、H2O、微量乙醇蒸气)除杂试剂:NaOH溶液 浓硫酸操作:洗气原理:CO2、SO2可与NaOH反应生成盐而被除去,乙醇蒸气NaOH溶液中的水后溶被除去,剩余水蒸气可被浓硫酸吸收。三、有机物提纯操作分析4、乙炔(H2S、PH3、H2O)除杂试剂:CuSO4溶液 浓硫酸操作:洗气原理:H2S、PH3可与CuSO4溶液反应生不溶物而被除去,剩余水蒸气可被浓硫酸吸收。5、甲烷、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷的分离除杂试剂:物理方法操作:分馏原理:沸点不同。三、有机物提纯操作分析6、溴苯(Br2)除杂试剂:NaOH溶液操作:分液原理:Br2可与NaOH溶液反应生成盐,系强极性离子化合物,
4、不溶于苯而溶于水(相似相溶原理)。7、硝基苯(HNO3、水)除杂试剂:水操作:分液原理:等于是用水萃取硝基苯中的硝酸,具体原理见“萃取”。TNT、苦味酸除杂可使用相同操作。三、有机物提纯操作分析8、气态卤代烃(卤化氢)除杂试剂:水操作:洗气(需使用防倒吸装置)原理:卤化氢易溶于水,可被水吸收,气态卤代烃不溶于水。三、有机物提纯操作分析9、乙醇(水或水溶液) 除杂试剂:CaO、碱石灰操作:蒸馏原理:CaO与水反应生成不挥发的Ca(OH)2,故只会蒸馏出无水的乙醇。例2.乙醇(水)A:蒸馏,收集78时的馏分。错因:在78时,一定浓度(95.57)的乙醇和水会发生“共沸”现象,即以恒定组成共同气化,
5、少量水无法被蒸馏除去。B:加生石灰,过滤。错因:生石灰和水生成的氢氧化钙能溶于乙醇,使过滤所得的乙醇混有新的杂质。正解:加生石灰,蒸馏。(这样可得到99.8的无水酒精)。三、有机物提纯操作分析10、苯(苯酚)除杂试剂:NaOH溶液操作:分液原理:苯酚可与NaOH溶液反应生成苯酚钠,系强极性离子化合物,不溶于苯而溶于水(相似相容原理)。11、乙酸乙酯(乙醇、乙酸、水)除杂试剂:浓硫酸饱和Na2CO3溶液操作:蒸馏分液原理:乙酸与乙醇发生可逆的酯化反应生成乙酸乙酯和水,四者共同存在于反应容器当中。由于存在催化剂浓硫酸,所以水、乙醇极少会被蒸发出体系,此时乙酸与乙酸乙酯同时被蒸发出体系,并冷凝滴入盛
6、有饱和碳酸钠溶液的容器中,乙酸与碳酸钠反应生成溶于水、不溶于乙酸乙酯的乙酸钠,从而与乙酸乙酯分开。下一步只需要进行分液即可除去水溶液,得到乙酸乙酯。三、有机物提纯操作分析12、乙酸乙酯(水或水溶液)除杂试剂:物理方法操作:分液原理:二者密度不等,且不互溶。例3.乙醇(乙酸)A:蒸馏。(乙醇沸点78.5,乙酸沸点117.9)。错因:乙醇、乙酸均易挥发,且能形成恒沸混合物。B:加入碳酸钠溶液,使乙酸转化为乙酸钠后,蒸馏。错因:乙醇和水能形成恒沸混合物。正解:加入适量生石灰,使乙酸转化为乙酸钙后,蒸馏分离出乙醇。三、有机物提纯操作分析例4.溴乙烷(乙醇) 蒸馏。错因:溴乙烷和乙醇都易挥发,能形成恒沸
7、混合物。正解:加适量蒸馏水振荡,使乙醇溶于水层后,分液。例5.苯(甲苯)或苯(乙苯) 加酸性高锰酸钾溶液,将甲苯氧化为苯甲酸后,分液。错因:苯甲酸微溶于水易溶于苯。正解:加酸性高锰酸钾溶液后,再加氢氧化钠溶液充分振荡,将甲苯转化为易溶于水的苯甲酸钠,分液。例6.苯(溴)或溴苯(溴) 加碘化钾溶液。错因:溴和碘化钾生成的单质碘又会溶于苯。正解:加氢氧化钠溶液充分振荡,使溴转化为易溶于水的盐,分液。三、有机物提纯操作分析例7.苯(苯酚)A:加FeCl3溶液充分振荡,然后过滤。错因:苯酚能和FeCl3溶液反应,但生成物不是沉淀,故无法过滤除去。B:加水充分振荡,分液。错因:常温下,苯酚在苯中的溶解度
8、要比在水中的大得多。C:加浓溴水充分振荡,将苯酚转化为三溴苯酚白色沉淀,然后过滤。错因:三溴苯酚在水中是沉淀,但易溶解于苯等有机溶剂。因此也不会产生沉淀,无法过滤除去;正解:加适量氢氧化钠溶液充分振荡,将苯酚转化为易溶于水的苯酚钠,分液。这是因为苯酚与NaOH溶液反应后生成的苯酚钠是钠盐,易溶于水而难溶于甲苯(盐类一般难溶于有机物),从而可用分液法除去。三、有机物提纯操作分析例8.乙酸乙酯(乙酸)A:加水充分振荡,分液。错因:乙酸虽溶于水,但其在乙酸乙酯中的溶解度也很大,水洗后仍有大量的乙酸残留在乙酸乙酯中。B:加乙醇和浓硫酸,加热,使乙酸和乙醇发生酯化反应转化为乙酸乙酯。错因:无法确定加入乙醇的量;酯化反应可逆,无法彻底除去乙酸。C:加氢氧化钠溶液充分振荡,使乙酸转化为易溶于水的乙酸钠,分液。错因:乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中容易水解。正解:加饱和碳酸钠溶液(乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度较小),使乙酸转化为钠盐溶于水层后,分液。