化学自习室移动版

有机物的除杂具有一定的特殊性。

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。

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”))

下面就有机物提纯操作进行分析。(括号中物质为杂质)

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

例1.乙烷(乙烯)

错例A：通入氢气，使乙烯反应生成乙烷。

错因：①无法确定加入氢气的量；②反应需要加热，并用镍催化，不符合“操作简单”原则。

错例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。

2、汽油、煤油、柴油的分离(说白了就是石油的分馏)

除杂试剂：物理方法

操作：分馏

原理：各石油产品沸点范围的不同。

3、乙烯(CO₂、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。

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。

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，不溶于苯而溶于水(相似相容原理)。

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。

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。

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)

错例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，少量水无法被蒸馏除去。

错例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)。

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、乙醇不会被蒸发出体系，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。

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)

错例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。

错例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。

例4.溴乙烷(乙醇)

错例：蒸馏。

错因：溴乙烷和乙醇都易挥发，能形成恒沸混合物。

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)]

错例：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)]

错例：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。

例7.苯(苯酚)

错例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。

错例B：加水充分振荡，分液。

错因：常温下，苯酚在苯中的溶解度要比在水中的大得多。

错例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。

例8.乙酸乙酯(乙酸)

错例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。

错例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：①无法确定加入乙醇的量；②酯化反应可逆，无法彻底除去乙酸。

错例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。