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  • 發布時間:2020-06-16 12:02 原文鏈接: 常用試劑的性質與制備純化(四)

    21.鉀

    在處理鉀時必須非常小心,要在裝有石油醚的研缽中切金屬鉀,不要用易碎的燒杯或培養皿。切開外面的氧化層,然后用鑷子將碎屑放入另一裝有石油醚的研缽中。用鑷子將剛切的鉀夾到濾紙上,快速吸干,然后加到已知質量的裝有石油醚的燒杯中,稱量。將稱量后的鉀加到反應物中。鉀碎屑不應久置,應立即分解掉,可將裝有鉀碎屑的研缽轉移到通風櫥內,用移液管分批加入少量叔丁醇(不能用甲醇或乙醇),控制滴加速度使反應不是很劇烈。準備一個防熱擋板,如果溶液著火,可用擋板蓋住熄滅。粘在刀上和研缽中的鉀屑也要在通風櫥中用叔丁醇小心處理。

    22.甲醛

    商品福爾馬林是含37~40% 甲醛的水溶液(每毫升含甲醛0.37~0.40 g),加入12%的甲醇作穩定劑。當需要干燥的氣態甲醛時,可通過180~200℃多聚甲醛的解聚得到。
    23.金屬氫化物

    金屬氫化物應用廣泛,處理簡單,常被選作很多有機官能團的還原劑。下面幾種金屬氫化物的氘代物可以通過商業途徑得到,它們能在有機化合物的已知位置引入一個氘原子,因而這類化合物在推測反應途徑和反應機理上是非常有用的。

    氫化鋁鋰(LiALH4)是一種很強的還原劑,能迅速還原許多官能團。一個典型的例子就是把酯還原成醇。這種試劑通常以粉末形式密封在塑料袋里,置于金屬筒中。也可以以溶液形式溶于乙醚、二甲醚、四氫呋喃或者甲苯中。氫化鋁鋰與水劇烈反應,放出氫氣,也必須避免與痕量的水蒸氣接觸,因為隨即產生的熱量能引燃氫化鋁鋰。因此在處理該試劑時要特別小心。剩余的粉末試劑要安全銷毀,方法是在安全隔板后放一容器,內置石油醚(b.p.60~80℃)。將氫化鋁鋰粉末懸浮其中,小心攪拌滴加乙酸乙酯直到明顯的反應停止,然后將混合物靜置過夜,用乙醇,再用水重復上述步驟。最后水層倒入下水道,有機層回收。

    氫化鋁鋰的還原通常在醚的溶劑中進行,如嚴格干燥過的乙醚或四氫呋喃,它在這兩種溶劑中的溶解度分別是25~30g/kg和13g/kg。這些溶液中常含有大量的不溶物,可能是操作過程中氫化物與水氣反應生成的雜質所致,但這些成分不到1%,不會影響下一步的還原反應。

    硼氫化鈉(NaBH4)相對于氫化鋁鋰來說是一種溫和的還原劑。在羰基化合物中,它一般只還原醛類和酮類,而且硼氫化鈉比氫化鋁鋰的選擇性要好,可以買到固體的NaBH4或者溶于乙二醇二甲醚、丙三醇三甲醚中的溶液。與氫化鋁鋰不同,硼氫化鈉不溶于乙醚(但可溶于二氧六環),作還原劑時,一般溶于水或乙醇溶液中。     

    24.磷酸

    市售磷酸的含量為85%,d=1.75;每毫升含磷酸1.57 g,相當于65% P2O5。同樣也可以買到100%的磷酸(無水磷酸,相當于72% P2O5),將90%的磷酸與P2O5按質量比4﹕1混合也可制備100%的磷酸。

    多聚磷酸(近似分子式2P2O5.3H2O)含82~84%的磷酸,為粘稠液體,取用時可用蒸氣浴加熱形成流動的液體。也可將P2O5溶于88~90%的磷酸(質量比為1.8﹕1)來制備,相當于含87% 的P2O5。

    25.硫化氫

    硫化氫有毒,應在通風良好的通風櫥中進行反應和制備,一般采用硫化亞鐵與稀鹽酸(1﹕3)在啟普發生器中制備,用水洗除去少量酸氣,因市售硫化亞鐵含有少量單質鐵,所以制得的硫化氫含有少量氫氣。也有高純度的鋼瓶氣,純度一般為99.6%。

    26.硫酸二烷基酯

    硫酸二甲酯為液體,沸點188.5℃,幾乎沒有氣味。氣態和液態的硫酸二甲酯均有劇毒,應在通風櫥中使用,并戴上膠皮手套。吸入氣態的硫酸二甲酯會導致頭暈,甚至中毒,液態的硫酸二甲酯會滲透皮膚導致中毒。如果不小心將液態硫酸二甲酯灑在手上,應立即用濃氨水沖洗,將它在未滲透皮膚之前分解,然后用浸有氨水的棉團輕輕擦拭。

    硫酸二乙酯的毒性比硫酸二甲酯的弱,但在使用和處理時同樣要采取相應的預防措施,所有的操作都應戴上膠皮手套在通風櫥中進行。如果硫酸二乙酯為黑色,應該放在分液漏斗中用冰水洗滌,再用碳酸氫鈉洗滌,直到不顯酸性,最后用氧化鈣干燥,分餾,收集93℃/1.7 kPa的餾分。

    27.氯氣

    氯是具有劇毒的刺激性氣體,制備和使用必須在通風良好的通風櫥中進行操作。對于使用大量的氯,可用市售的鋼瓶氯氣。氣體可通過兩個裝有濃硫酸的洗氣瓶進行干燥,然后通過一個裝有玻璃棉的洗氣瓶以除去酸霧。少量的氯可在如圖2所示的裝置中由濃鹽酸和高錳酸鉀反應制得。根據所需氯氣的質量計算出高錳酸鉀的量(1 g Cl2約需0.9 g KMnO4),加入圓底燒瓶。將稍過量的濃鹽酸置于恒壓滴液漏斗中(1 g KMnO 4需6.2 mL濃鹽酸)然后將恒壓漏斗塞上,活塞用橡皮筋套上。將氯通過一裝有水的洗氣瓶以除去HCl,然后通過另一裝有濃硫酸的洗氣瓶進行干燥,最好在反應器和干燥裝置之間裝一安全瓶。鹽酸應慢慢地滴加到高錳酸鹽晶體上,并不斷震蕩燒瓶。當酸加入一半時,氣體的揮發速度逐漸降低,此時應稍微加熱燒瓶,酸加完后將混合物加熱到微沸,將氯全部揮發出來。

    28.氯仿

    氯仿的沸點61.2℃,密度d=1.4916,不溶于水,在日光下易分解為Cl2、HCl、CO2和光氣(劇毒),故應保存在棕色瓶中,市場上供應的氯仿多加有1%的乙醇以消除光氣,氯仿中的乙醇的檢驗可用碘仿反應,游離氯化氫的檢驗可用AgNO3的醇溶液。

    氯仿的純化:先用濃硫酸除去乙醇,再用無水氯化鈣干燥,最后進行蒸餾。氯仿遇金屬鈉會發生爆炸,不可用金屬鈉干燥。

    29.氯磺酸(ClSO3H)

    處理氯磺酸時必須非常小心,它對皮膚和衣服的腐蝕性很強,與水發生劇烈反應。如果試劑不純,可以在全玻璃的裝置中進行蒸餾,收集沸點在148~150℃/100kPa的餾分,應對餾分采取防潮措施。

    30.氯化亞錫

    無水氯化亞錫易溶于丙酮和1-戊醇,溶于無水甲醇和無水乙醇;不溶于苯,甲苯,二甲苯和氯仿。只要有微量的水就立即水解,形成一種乳狀沉淀。

    用油浴在195~200℃對結晶氯化亞錫(SnCl2?2H2O)加熱1小時,熔融物冷卻后變為粉末狀,可保存在干燥器或塞緊的瓶中,所得產物在許多實驗中都可滿足要求。

    用下面的步驟可得到更好的無水氯化亞錫:在400 mL的燒杯中加入102 g(89.5 mL,1 mol)新蒸的乙酸酐,123 g分析純的SnCl2?2H2O(0.5 mol),結晶立即脫水,放熱,乙酐沸騰。1小時后,用布氏漏斗或磨砂玻璃漏斗過濾無水氯化亞錫,用兩份30 mL的無水醚洗滌除去乙酐,然后在干燥器中干燥過夜。可保存在干燥器中或塞緊的瓶中。

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