實驗中的那些冷卻操作

冷卻與冷卻劑

在有機實驗中，有時須采用一定的冷卻劑進行冷卻操作，在一定的低溫條件下進行反應，分離提純等。例如：



（1）某些反應要在特定的低溫條件下進行的，才利于有機物的生成，如重氮化反應一般在0℃-5℃進行；

（2）沸點很低的有機物，冷卻時可減少損失；

（3）要加速結晶的析出；

（4）高度真空蒸餾裝置（一般有機實驗很少運用）。





根據不同的要求，選用適當的冷卻劑冷卻，簡單的是用水和碎冰的混合物，可冷卻至0℃-5℃，它比單純用冰塊有的冷卻效能。因為冰水混合物與容器的器壁充分接觸。若在碎冰中酌加適量的鹽類，則得冰鹽混合冷卻劑的溫度可在0℃以下，例如：普通常用的食鹽與碎冰的混合物（33：100），其溫度可由始溫-1℃降至-21.3℃。但在實際操作中溫度約-5℃~-18℃。冰鹽浴不宜用大塊的冰，而且要按上述比例將食鹽均勻撤布在碎冰上，這樣冰冷效果才好。

溶劑類干燥與干燥劑

有機物干燥的方法大致有物理方法（不加干燥劑）和化學方法（加入干燥劑）兩種。物理方法如吸收、分餾等，近年來應用分子篩來脫水，在實驗室中常用化學干燥法，其特點是在有機液體中加入干燥劑，干燥劑與水起化學反應(例如Na＋H2O→NaOH+H2↑)或同水結合生成水化物，從而除去有機液體所含的水分，達到干燥的目的。用這種方法干燥時，有機液體中所含的水分不能太多（一般在百分之幾以下）。否則，必須使用大量的干燥劑，同時有機液體因被干燥劑帶走而造成的損失也。



一、液體干燥



常用干燥劑

常用干燥劑的種類很多，選用時必須注意下列幾點：

①干燥劑與有機物應不發生任何化學變化，對有機物亦無催化作用；

②干燥劑應不溶于有機液體中；

③干燥劑的干燥速度快，吸水量大，價格便宜。



常用干燥劑有下列幾種：



（1）無水氯化鈣價廉、吸水能力大，是常用的干燥劑之一，與水化合可生成一、二、四或六水化合物（在30℃以下）。它只適于烴類、鹵代烴、醚類等有機物的干燥，不適于醇、胺和某些醛、酮、酯等有機物的干燥，因為能與它們形成絡合物。也不宜用作酸（或酸性液體）的干燥劑。



（2）無水硫酸鎂它是中性鹽，不與有機物和酸性物質起作用。可作為各類有機物的干燥劑，它與水生成MgSO4·7H2O（48℃以下）。價較廉，吸水量大，故可用于不能用無水氯化鈣來干燥的許多化合物。



（3）無水硫酸鈉，它的用途和無水硫酸鎂相似，價廉，但吸水能力和吸水速度都差一些。與水結合生成NaSO4·10H2O（37℃以下）。當有機物水分較多時，常先用本品處理后再用其它干燥劑處理。



（4）無水碳酸鉀，吸水能力一般，與水生成K2CO3·2H2O，作用慢，可用干燥醇、酯、酮、腈類等中性有機物和生物堿等一般的有機堿性物質。但不適用于干燥酸、酚、或其它酸性物質。



（5）金屬鈉、醚、烷烴等有機物用無水氯化鈣或硫酸鎂等處理后，若仍含有微量的水分時，可加入金屬鈉（切成薄片或壓成絲）除去。不宜用作醇、酯、酸、鹵烴、醛、酮及某些胺等能與堿起反應或易被還原的有機物的干燥劑。



液態有機化合物干燥的操作



液態有機化合物的干燥操作一般在干燥的三角燒瓶內進行。把按照條件選定的干燥劑投入液體里，塞緊（用金屬鈉作干燥劑時則例外，此時塞中應插入一個無水氯化鈣管，使氫氣放空而水氣不致進入），振蕩片刻，靜置，使所有的水分全被吸去。如果水分太多，或干燥劑用量太少，致使部分干燥劑溶解于水時，可將干燥劑濾出，用吸管吸出水層，再加入新的干燥劑，放置一定時間，將液體與干燥劑分離，進行蒸餾精制。



二、固體的干燥



從重結晶得到的固體常帶水分或有機溶劑，應根據化合物的性質選擇適當的方法進行干燥。



（1）自然晾干



這是簡便，經濟的干燥方法。把要干燥的化合物先在濾紙上面壓平，然后在一張濾紙上面薄薄地攤開，用另一張濾紙復蓋起來，在空氣中慢慢地涼干。



（2）加熱干燥



對于熱穩定的固體可以放在烘箱內烘干，加熱的溫度切忌超過該固體的熔點，以免固體變色和分解，如有需要可在真空恒溫干燥箱中干燥。



（3）紅外線干燥



特點是穿透性強，干燥快。



（4）干燥器干燥



對易吸濕或在較高溫度干燥時，會分解或變色的可用干燥器干燥，干燥器有普通干燥器和真空干燥器兩種。