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1、第二章有机物的分离与提纯第二章有机物的分离与提纯第一节简单混合物的分离第一节简单混合物的分离 在工厂、实验室中一般需要完成对有机化合物的在工厂、实验室中一般需要完成对有机化合物的鉴定和对原料、中间体及产品主要成分的测定等工作。鉴定和对原料、中间体及产品主要成分的测定等工作。但这些工作往往需要化学分析和仪器分析法相结合来但这些工作往往需要化学分析和仪器分析法相结合来进行的。进行的。由于采用仪器分析来测定样品的结构时，样品必由于采用仪器分析来测定样品的结构时，样品必须是须是纯样纯样，这就有一个对样品进行，这就有一个对样品进行分离提纯分离提纯的问题。的问题。2.观察其样品的物理状态。观察其样品的物理
2、状态。对于液体样品，观察其是否分层，是否有悬浮物或沉对于液体样品，观察其是否分层，是否有悬浮物或沉淀物，有何气味和颜色。淀物，有何气味和颜色。对固体样品，应采用显微镜观察混合物的晶型，是否对固体样品，应采用显微镜观察混合物的晶型，是否有颜色差异，并嗅其气味。有颜色差异，并嗅其气味。1.了解样品的来源、用途。了解样品的来源、用途。一、混合物分离的一般程序一、混合物分离的一般程序有一未知液体，有愉快香味，溶于水、乙醚；有一未知液体，有愉快香味，溶于水、乙醚；灼烧火焰亮黄色；沸点灼烧火焰亮黄色；沸点555556 556 5，与，与2 2，4 4二硝基苯肼生成黄色沉淀。其沉淀经过滤、干二硝基苯肼生成黄
3、色沉淀。其沉淀经过滤、干燥，测熔点为燥，测熔点为148 148，试确定此化合物。，试确定此化合物。分析：分析：溶于水、乙醚溶于水、乙醚 ，是，是 低分子极性化合物。低分子极性化合物。火焰亮黄色火焰亮黄色 ，含有氧元素。含有氧元素。实实 例例 1具有香味具有香味 ，是低分子醇醛酮（非酯类化合物，是低分子醇醛酮（非酯类化合物，酯酯类化合物不溶于水）。类化合物不溶于水）。能与能与2 2，4 4二硝基苯肼生成黄色沉淀，是二硝基苯肼生成黄色沉淀，是 醛醛或酮。或酮。沸点沸点555556 5 56 5 查文献，与丙酮沸点接近。而丙酮的查文献，与丙酮沸点接近。而丙酮的2 2，4 4二硝二硝基苯肼衍生物熔点基
4、苯肼衍生物熔点148148149 149。故该化合物是丙酮。故该化合物是丙酮。4.液体混合物的含水试验。液体混合物的含水试验。3.灼烧实验。灼烧实验。有无气体；有无气体；火焰颜色及是否有烟；火焰颜色及是否有烟；有无残渣残留有无残渣残留一、混合物分离的一般程序一、混合物分离的一般程序5.液体混合物的挥发性试验液体混合物的挥发性试验6.溶解性试验（对固体混合物尤为重要）溶解性试验（对固体混合物尤为重要）用于检验混合物溶解性的试剂：用于检验混合物溶解性的试剂：水、乙醚、水、乙醚、5%盐酸溶液盐酸溶液和和5%氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 8.官能团的检测。官能团的检测。用高锰酸钾试验（不饱和度及氧化性）用
5、高锰酸钾试验（不饱和度及氧化性）2，4-二硝基苯肼实验（醛酮的鉴别）二硝基苯肼实验（醛酮的鉴别）三氯化铁溶液试验（显色反应）三氯化铁溶液试验（显色反应）饱和溴水溶液试验饱和溴水溶液试验7.元素定性分析。元素定性分析。对于无水样品可采用钠熔法试验，鉴定氮、硫及卤素；对于无水样品可采用钠熔法试验，鉴定氮、硫及卤素；对于水溶液可直接检验硫酸根和卤离子对于水溶液可直接检验硫酸根和卤离子归纳总结：归纳总结：对于液体混合物，最重要的是挥发性试验和溶解性试验；对于液体混合物，最重要的是挥发性试验和溶解性试验；对于固体混合物，最重要的是溶解性试验。对于固体混合物，最重要的是溶解性试验。分离和提纯物质时要分离和
6、提纯物质时要注意注意 :(2)方法：方法：杂转纯、杂变沉、化为气、溶剂分杂转纯、杂变沉、化为气、溶剂分(1)原则：原则：不增、不减、易分、复原不增、不减、易分、复原二、混合物的分离的常用方法二、混合物的分离的常用方法主要有物理方法，也有化学方法。主要有物理方法，也有化学方法。分离和提纯有什么不同？分离和提纯有什么不同？分离分离 是通过适当的方法，把混合物中的几种物质是通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开，分开，每一组分都要保留下来，且不能使原有各每一组分都要保留下来，且不能使原有各组分的结构发生变化。组分的结构发生变化。提纯提纯 指保留混合物中的某一主要组分，把指保留混合物中的某一主要组分
7、，把其余杂质通过一定方法都除去。其余杂质通过一定方法都除去。？你知道吗你知道吗回顾一下，你学过哪些有关混合物的分离回顾一下，你学过哪些有关混合物的分离的方法？如何应用这些方法分离混合物？的方法？如何应用这些方法分离混合物？原理：原理：利用组分的溶解性差异，将液体和不溶利用组分的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来。于液体的固体分离开来。、过滤、过滤实验用品：实验用品：漏斗、滤纸、铁架台（铁圈）、烧杯、漏斗、滤纸、铁架台（铁圈）、烧杯、玻璃棒。玻璃棒。（图（图1）注意：注意：一贴、一贴、二低、二低、三靠三靠.（图（图1）一贴一贴:滤纸紧贴漏斗壁。二低滤纸紧贴漏斗壁。二低:滤纸上滤纸上沿低
8、于漏斗口沿低于漏斗口,溶液液面低于滤纸上溶液液面低于滤纸上沿。三靠沿。三靠:漏斗颈下端紧靠承接滤液漏斗颈下端紧靠承接滤液的烧杯的内壁的烧杯的内壁,引流的玻璃棒下端轻引流的玻璃棒下端轻靠滤纸三层一侧靠滤纸三层一侧;盛待过滤的烧杯的盛待过滤的烧杯的嘴部靠在玻璃棒的中下部。嘴部靠在玻璃棒的中下部。、蒸发、蒸发原理：原理：利用加热的方法，使溶液中溶利用加热的方法，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程。程。实验用品：实验用品：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台（铁圈）铁架台（铁圈）操作注意事项：操作注意事项：、蒸发皿中的液体不能超过其容积的、蒸
9、发皿中的液体不能超过其容积的2/3。、当出现大量固体时，应停止加热用余热蒸干。、当出现大量固体时，应停止加热用余热蒸干。、蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，、蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高而使液体飞溅。防止局部温度过高而使液体飞溅。、不能把热的蒸发皿直接放在实验台上，应垫、不能把热的蒸发皿直接放在实验台上，应垫上石棉网。上石棉网。有机物的分离与提纯课件有机物的分离与提纯课件结论：结论：不同的分离方法都有一定的适用范围，要根据不同的分离方法都有一定的适用范围，要根据不同混合物的性质来选择合适的分离方法进行分离。不同混合物的性质来选择合适的分离方法进行分离。练习：除去括号内的杂质：
10、（方法）除去括号内的杂质：（方法）(1)氯化钠溶液（氯化钠溶液（难溶固体小颗粒难溶固体小颗粒）(2)氯化钠（氯化钠（碳酸钙碳酸钙）(3)氯化钠（氯化钠（硫酸钠、碳酸钙硫酸钠、碳酸钙）结晶是分离和提纯固体混合物的一种结晶是分离和提纯固体混合物的一种方法。它适用于方法。它适用于可溶性物质的混合物，且可溶性物质的混合物，且混合物中一种物质的溶解度受温度影响变混合物中一种物质的溶解度受温度影响变化较大，化较大，而另一种物质溶解度受温度影响而另一种物质溶解度受温度影响变化不大的混合物的分离和提纯。变化不大的混合物的分离和提纯。3.结晶或重结晶：结晶或重结晶：有机有机物的物的分离分离与提与提纯课纯课件件利
11、用溶质在溶剂中溶解度的不同，用一利用溶质在溶剂中溶解度的不同，用一种溶剂把易溶组分从原来溶液中提取出来的方法种溶剂把易溶组分从原来溶液中提取出来的方法萃取剂的选择条件萃取剂的选择条件：1、萃取剂与原溶剂不混溶、不反应、萃取剂与原溶剂不混溶、不反应2、溶质在萃取剂中有较大的溶解度、溶质在萃取剂中有较大的溶解度3、溶质不与萃取剂发生任何反应、溶质不与萃取剂发生任何反应有机物的分离与提纯课有机物的分离与提纯课件件操作注意：操作注意：充分振荡，适当放气，充充分振荡，适当放气，充分静止，然后分静止，然后分液分液；分液时保持漏斗内与大气分液时保持漏斗内与大气压一致；压一致；下层溶液下口出下层溶液下口出，上
12、层溶液上口出。上层溶液上口出。分分液液利用各组分沸点不同，将液态混合物利用各组分沸点不同，将液态混合物分离和提纯的方法分离和提纯的方法有机有机物的物的分离分离与提与提纯课纯课件件投放沸石投放沸石或瓷片或瓷片温度计水温度计水银球处于银球处于支管口处支管口处水，下水，下入上出入上出操作注意：操作注意：、加入碎瓷片、加入碎瓷片、水银球的位置、水银球的位置、全程严格控制好温度、全程严格控制好温度酒精和水的混合物能否用蒸馏分离？先蒸馏出来的是什么？酒精和水的混合物能否用蒸馏分离？先蒸馏出来的是什么？用蒸馏原理进行多种混合液体的分离用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫叫分馏分馏 溶液体积溶液体积不超过烧不
13、超过烧瓶体积瓶体积1/2利用各组分沸点不同，将液态混合物利用各组分沸点不同，将液态混合物分离和提纯的方法分离和提纯的方法有机有机物的物的分离分离与提与提纯课纯课件件蒸馏常采用哪些方法？蒸馏常采用哪些方法？普通蒸馏（水浴蒸馏）普通蒸馏（水浴蒸馏）对于沸点低于对于沸点低于100且两有机组分的沸点相差大于且两有机组分的沸点相差大于30 且无共沸现象，可且无共沸现象，可采用分馏或普通蒸馏将其中易挥发组分蒸出。采用分馏或普通蒸馏将其中易挥发组分蒸出。实例：乙醚萃取苯乙酮的萃取液的分离。实例：乙醚萃取苯乙酮的萃取液的分离。分离和提分离和提纯纯的的方法方法分离的物分离的物质质应应注意的事注意的事项项应应用用
14、举举例例过滤过滤用于固液混合的分用于固液混合的分离离一一贴贴、二低、三靠、二低、三靠如粗如粗盐盐的的提提纯纯蒸蒸馏馏提提纯纯或分离沸点不或分离沸点不同的液体混合物同的液体混合物防止液体暴沸，温度防止液体暴沸，温度计计水水银银球的位置，如石球的位置，如石油的蒸油的蒸馏馏中冷凝管中中冷凝管中水的流向水的流向如石油的如石油的蒸蒸馏馏萃取萃取 利用溶利用溶质质在互不相在互不相溶的溶溶的溶剂剂里的溶里的溶解度不同，用一解度不同，用一种溶种溶剂剂把溶把溶质质从从它与另一种溶它与另一种溶剂剂所所组组成的溶液中成的溶液中提取出来的方法提取出来的方法选择选择的萃取的萃取剂应剂应符合下符合下列要求：和原溶液中列要
15、求：和原溶液中的溶的溶剂剂互不相溶；互不相溶；对对溶溶质质的溶解度要的溶解度要远远大大于原溶于原溶剂剂用四用四氯氯化化碳萃取碳萃取溴水里溴水里的溴、的溴、碘碘分液分液分离互不相溶分离互不相溶的液体的液体打开上端活塞或使活打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上塞上的凹槽与漏斗上的水孔，使漏斗内外的水孔，使漏斗内外空气相通。打开活塞，空气相通。打开活塞，使下使下层层液体慢慢流出，液体慢慢流出，及及时时关关闭闭活塞，上活塞，上层层液体由上端倒出液体由上端倒出如用四如用四氯氯化碳化碳萃取溴水里的萃取溴水里的溴、碘后再分溴、碘后再分液液蒸蒸发发和和结结晶晶用来分离和提用来分离和提纯纯几种可溶性几种可溶性固
16、体的混合物固体的混合物加加热热蒸蒸发发皿使溶液蒸皿使溶液蒸发时发时，要用玻璃棒不，要用玻璃棒不断断搅动搅动溶液；当蒸溶液；当蒸发发皿中出皿中出现较现较多的固体多的固体时时，即停止加，即停止加热热分离分离NaCl和和KNO3混合物混合物苯甲酸的提苯甲酸的提纯纯第二节色谱法第二节色谱法 色谱法（又称层析法），是一种物理的分离方法。色谱色谱法（又称层析法），是一种物理的分离方法。色谱法总有两个相，一个固定相和一个流动相，因为流动相的流法总有两个相，一个固定相和一个流动相，因为流动相的流动以及各成分在两相中的性质的差别而得到分离。动以及各成分在两相中的性质的差别而得到分离。薄层色谱法和纸色普法，是色谱
17、法中应用最普遍的方法，薄层色谱法和纸色普法，是色谱法中应用最普遍的方法，其特点：分离速度快、效率高、适用性强、操作简便。其特点：分离速度快、效率高、适用性强、操作简便。在植物成分研究、生物化学、药物化学、卫生化学、毒在植物成分研究、生物化学、药物化学、卫生化学、毒物检验中广泛用来分离、精制和鉴定化学物质等。物检验中广泛用来分离、精制和鉴定化学物质等。色层分析法总是由一种流动相，带着被分离的物质，流经固定相。从而使试样中的各组份分离。流动相固定相色层分析法分类气体气体固体液体液体液体固体液体按层析的机理分为：吸附层析、分配层析、离子交换层析和凝胶层析。按分离的操作形式不同可分为：柱层析法、纸层析
18、法和薄层层析法。本节重点介绍纸层析法和薄层层析法。(一)基本原理 纸上层析的操作是在一张滤纸(层析纸)上，一端点上欲分离的试液，然后把层析纸悬挂于层析筒内，如图4-2所示。使展开剂(流动相)从试液斑点一端，通过毛细管虹吸作用，慢慢沿着纸条流向另一端，从而使试样中的混合物得到分离。如果欲分离物质是有色的，在纸上可以看到各组份的色斑；如为无色物质，可用其它物理的或化学的方法使它们显出斑点来。一、纸层色谱法一、纸层色谱法有机物的分离与提纯课件Rf=01之间。Rf值最大等于1，即该组份随展开剂上升至溶剂前缘，表示溶质不进入固定相。Rf值最小等于0，即该组份不随展开剂移动，仍在原点位置。(二)层析条件的
19、选择1层析纸的选择和处理(1)要求滤纸质地均匀。(2)滤纸要纯净，；不含影响展开效果的杂质；也不应与所用显色剂起作用。(3)滤纸对溶剂的渗透速度适宜2，展开剂的选择(1)溶剂系统与被分离物质之间不应起化学反应。(2)物质在溶剂系统中的分配系数最好不受或少受温度变化的影响，并在两相中的分配能迅速达到平衡。这样易于得到圆形斑点。(3)挥发性较好，使滤纸在展开后易于干燥。(4)被分离物质在该溶剂系统中Rf值应在0.10.85之间。两个被分离物质的Rf值之差应大于0.05。一般不使用单一有机溶剂作展开剂，多采用水饱和的一种或几种有机溶剂作展开剂。纸层析条件的选择最终还必须通过实践来决定。(三)操作方法
20、纸上层析法的过程，主要有五个步骤：1点样将试样溶于乙醇、丙酮、氯仿等易挥发的溶剂中，配成一定浓度的试液。若为液体试样，一般可直接点样。2展开按层析纸的大小、形状，选用合适密闭容器。图4-4为层析装置3显色展层后，取出层析纸，画好溶剂前缘标记。有些物质可以在紫外光下观察荧光或紫外吸收斑点,则不必使用显色剂。4定性分析在一定的操作条件下，每种物质都有一定的Rf值，测量Rf值与手册对照。5定量分析(1)剪洗法：(2)标准系列法：(3)直接比色：二、薄层层析法二、薄层层析法又称薄板层析法，把吸附剂均匀地铺在一块玻璃板或塑料板上形成薄层，在此薄层上进行色层分离，故称为薄层层析。因为层析是在薄层吸附剂上进
21、行，所以也称为吸附薄层层析法。优点：(1)快速、展开时间短。(2)分离能力强：斑点小而清晰。(3)灵敏度高：能检出几微克至几十微克的物质，比纸层析灵敏10100倍。(4)显色方便，能直接喷洒腐蚀性的显色剂，如浓硫酸等。可以高温灼烧。(5)应用面广：可用于微量成分的分析，也可作制备层析。(二)层析条件的选择吸附剂和展开剂的选择是薄层层析分离能否获得成功的关键。必须根据欲分离物质的性质适当的选择使用。1吸附剂的选择吸附剂一般应为粒度均匀的细小颗粒；具有较大的表面积和一定的吸附能力，与被分离物和展开剂不起化学反应，也不溶于展开剂中。2常用的吸附剂(1)氧化铝：(2)硅胶：另外，还有硅藻土(硅藻土G、
22、硅藻土GF254)、聚酰胺、纤维素等。3展开剂的选择薄层层析所用展开剂主要是低沸点的有机溶剂，一般使用23种组分的多元溶剂系统。在选择展开剂时，应根据展开剂的极性、被测物的极性及吸附剂的活性三个方面来考虑。三角图形法可作为一个初步估计的方法。见图4-7。通过试验选择展开剂，常用下面两种方法：(1)微量圆环法（见图4-8）；(2)载玻片法。(三)操作方法薄层层析法的过程，主要有六个步骤：1、制薄层板(1)软板的制备：(2)硬板的制备：涂板方法:倾注法；刮层法；涂铺器铺层法。（3）活化：涂好的薄层板要进行活化。表4-6 湿法制板方法及活化条件薄层的类别吸附剂：水的用量活 化硅胶G硅胶G氧化铝G硅藻
23、土G1:2或1:31:2(用0.7%CMC溶液)1:131:2110130 1h110 30min80 30min110 30min2点样将试样用适当的溶剂(般用乙醇、丙酮、氯仿等，不宜用水)溶解，制成0.51的试液。点样量要根据薄层厚度、试样和吸附剂性质、显色剂的灵敏度以及定量测定的方法等，通过试验来确定。3展开和纸层析相似，薄层层析在密闭的层析缸中，用上行法、下行法或近水平法展开。4显色常用的显色方法有三类，在紫外光下观察、以蒸气熏蒸显色、以及喷以各种显色剂。5定性分析显色后可以根据各个斑点在薄层上的位置计算出Rf值，然后与文献记载的Rf值比较以鉴定物质。但是薄层层析Rf值的影响因素很多，
24、重现性较差，文献上查到的Rf值只能供参考。6定量分析（1）目视比较半定量法：（2）洗脱法有机物的分离与提纯课件有机物的分离与提纯课件 展开后，薄层分离所得斑点中化合物可进一步定展开后，薄层分离所得斑点中化合物可进一步定量量，其测定方法可分为两大类：，其测定方法可分为两大类：一类为一类为洗脱测定法洗脱测定法，将所需测定的斑点中的组分用适，将所需测定的斑点中的组分用适当溶剂洗脱，再选用适当方法定量；当溶剂洗脱，再选用适当方法定量；另一类为另一类为直接测定法直接测定法，色谱分离后，直接用肉眼观察，色谱分离后，直接用肉眼观察比较或用仪器扫描斑点而测定其含量。比较或用仪器扫描斑点而测定其含量。有机物的分
25、离与提纯课件有机物的分离与提纯课件1 斑点的定位斑点的定位2 斑点的洗脱斑点的洗脱:用吸集器将斑点位置的吸附吸下，用吸集器将斑点位置的吸附吸下，然后用洗脱溶剂洗脱。然后用洗脱溶剂洗脱。3 测定测定(1)紫外分光光度法：洗脱液调整至一定体积，紫外分光光度法：洗脱液调整至一定体积，在此化合物最大吸收波长处测定。同时把样品在此化合物最大吸收波长处测定。同时把样品斑点相应位置薄层吸附剂同样取下做空白对照斑点相应位置薄层吸附剂同样取下做空白对照(2)(2)比色法：选择灵敏度高、专属性好的比色反比色法：选择灵敏度高、专属性好的比色反应测定化合物含量，是比较常用的方法。应测定化合物含量，是比较常用的方法。(
26、3)(3)其它方法：极谱、库仑滴定、荧光测定等。其它方法：极谱、库仑滴定、荧光测定等。有机物的分离与提纯课件 吸集器减压洗脱有机物的分离与提纯课件1 目测法 样品经色谱分离后，直接观察所得斑点的大小和颜色的深浅，并与标准品在相同条件下展开所得到的一系列已知不同浓度的标准斑点相比较，而近似地判断样品中所测成分的含量。2 测面积法 展开后色谱上的斑点面积与化合物含量间，符合一定的线性关系。3 仪器测定法有机物的分离与提纯课件有机物的分离与提纯课件 用光密度计或称薄层扫描仪（用光密度计或称薄层扫描仪（TLC ScannerTLC Scanner）扫描）扫描定量，该方法已成为薄层定量的主要方法。定量，
27、该方法已成为薄层定量的主要方法。1.1.吸收测定法吸收测定法 展开后的薄层，用一定波长单色光束进行扫描，展开后的薄层，用一定波长单色光束进行扫描，记录其吸光度的变化，得到扫描曲线。记录其吸光度的变化，得到扫描曲线。利用样品扫描曲线上峰高或面积与标准品相比较，利用样品扫描曲线上峰高或面积与标准品相比较，可得出样品含量。可得出样品含量。有机物的分离与提纯课件有机物的分离与提纯课件 2.2.荧光测定法荧光测定法 化合物本身有荧光或经过适当处理后生成荧光化合化合物本身有荧光或经过适当处理后生成荧光化合物者可测量其荧光强度而进行定量。物者可测量其荧光强度而进行定量。3.3.荧光淬灭法荧光淬灭法 由荧光减弱的程度测出斑点中化合物的含量。由荧光减弱的程度测出斑点中化合物的含量。