Метод перекристаллизации основан на различной зависимости растворимости вещества и загрязняющих его примесей от температуры. Метод применим для очистки от примесей, которые не способны возгоняться. Очистка летучих веществ методом сублимации (возгонки). Возгонку проводят при температуре близкой к температуре плавления вещества.

Растворимость большинства твердых веществ с ростом температуры увеличивается. Образование холодного насыщенного раствора, концентрация которого меньше, чем исходного (горячего), будет сопровождаться кристаллизацией «излишка» вещества.

Чем больше уменьшается растворимость вещества при охлаждении раствора, тем выше будет выход перекристаллизованного вещества. Задача 8. Для перекристаллизации дихромата калия взяли 250 г воды, приготовили насыщенный раствор при 80 оС, затем профильтровали его и фильтрат охладили до 20 оС. Определите массу (г) соли в осадке.

Перекристаллизация имеет большое значение в химии и химической технологии, поскольку подавляющее большинство твердых веществ — химических продуктов, реактивов, химикатов, лекарств и т.д. При понижении температуры растворимость вещества понижается и основная часть очищаемого вещества выпадает в осадок. Задача лабораторной работы: получить m г чистого дихромата калия методом перекристаллизации. Необходимо рассчитать количество соли (в г) и воды (в мл), которые потребуются для получения 10 г чистого вещества.

4. Помещаем растертую соль в стакан с водой и нагреваем раствор почти до кипения на электрической плитке с асбестовой сеткой, перемешивая стеклянной палочкой. Возможно также провести перекристаллизацию без удаления растворителя для солей, растворимость которых мало зависит от температуры. В этом случае применяется метод высаливания. Для этого раствор после горячего фильтрования охлаждают до комнатной температуры и добавляют равный по объему раствор концентрированной соляной кислоты, при этом очищаемое вещество выпадает в осадок.

Перекристаллизованное вещество (за исключением хлорида аммония и кристаллогидратов) сушат в сушильном шкафу до постоянной массы. Хлорид аммония и кристаллогидраты высушивают на воздухе. Загрязненную жидкость нагревают в перегонной колбе до температуры кипения, пары отводят в холодильник и собирают сконденсировавшуюся жидкость в приемник.

Методами выделения (очистки) синтезированных соединений являются : кристаллизация, возгонка, перегонка, хроматография. Более подробное описание этих методов и их теоретические основы приведены в Органикуме (1992 г),т.1.

Общая закономерность «подобное растворяется вподобном», т.е. полярные соединения более растворимы в полярных растворителях, чем в неполярных, и наоборот. Общие характеристики растворимости некоторых классов соединений и растворителей, используемых при кристаллизации.

Добавляют минимальное количество растворителя, чтобы покрыть им твердое вещество. Нагревают в течение нескольких минут и при этом часть твердого вещества растворяется. Затем через обратный холодильник пипеткой добавляют растворитель небольшими порциями до полного растворения твердого вещества. После каждого добавления растворителя дают возможность содержимому в колбе кипеть в течение нескольких минут для растворения твердого вещества.

Если вещество не растворяется, пробирку подогревают на водяной бане до кипения, периодически встряхивая пробирку. Если часть твердого вещества не растворилась,то следует попробовать другой растворитель. Бюхнера (для больших количеств веществ) и Хирша (для малых количеств веществ),с вложенными в них кружками фильтровальной бумаги. Подключают к системе слабый вакуум и переносят раствор с кристаллами в воронку.

Кристаллы в воронке промывают небольшой порцией холодного растворителя. Промывают кристаллы с большой осторожностью,так как это может привести к значительным потерям, если вещество заметно растворяется в холодном растворителе. Для очистки и удаления интенсивно окрашенных загрязнений раствор фильтруют через кизельгур или силикагель.

При возгонке происходит испарение вещества при нагревании в вакууме (ниже температуры плавления вещества) с конденсацией паров на охлажденной поверхности. Когда давление паров твердого вещества соответствует приложенному давлению получают наилучшие результаты. Сублимируемое вещество измельчают в порошок, помещают на дно колбы и вставляют «пальчиковый» холодильник.

Перегонка является наиболее важным широко используемым методом очистки органических жидкостей и разделения жидких смесей. Этот метод заключается в кипячении и выпаривании жидкости с последующей конденсацией паров в дистиллат. При снижении давления температура кипения понижается,что позволяет перегонять высококипящие жидкости и масла. Такой метод называется вакуумной перегонкой.

Метод основан на том, что каждое вещество имеет определенную температуру кипения. Немного твердого вещества (от 10 до 15 мг) помещают в чистую пробирку и при перемешивании по каплям добавляют 0,25 — 5 мл растворителя. В зависимости от свойств очищаемого вещества возможны различные методики проведения перекристаллизации.