實驗二再結晶(Recrystallization) @ 這是我和漁村服務社的部落格

(三)再結晶：熱溶劑法 將固體溶解在一個適當的熱溶劑中，當其冷卻下來時會產生一個 ... 老師另外補充的題目很有意思，沉澱與結晶兩者的差別我從來都沒想過，除了查詢網 ... 這是我和漁村服務社的部落格這裡記錄了有關我在台大漁村服務社以及生活中的點點滴滴！希望大家多多留言、多多討論、多多欣賞...把這裡當作自己家吧!!^___^本部落格文章皆屬原作，有轉錄引用部分則會標明，會有足夠的資訊讓您找到原始資料。

同樣的，想轉錄引用的請跟我說一聲囉~^^日誌相簿影音好友名片 200704141342實驗二再結晶(Recrystallization)?有機化學實驗實驗二再結晶(Recrystallization) 一、  日期：2006/10/4 二、  目的：學習再結晶的方法 三、  原理： (一)再結晶的目的：再結晶的目的是達到固體的純化。

(二)再結晶：熔融態法 雖然晶體可經由熔融態冷卻後產生，但是不純物也會被包覆在晶體內。

(三)再結晶：熱溶劑法    將固體溶解在一個適當的熱溶劑中，當其冷卻下來時會產生一個過飽和溶液，在適當的引發下，逐漸結晶出來。

如此的結晶方法，使得試樣很整齊的長晶(nucleation)，而將其他異物排除在晶體格子之外，另外，其他雜質的濃度因未達到過飽和，因此也不會結晶出來。

(四)使用熱溶劑法之步驟 1.選擇溶劑：      一個理想的再結晶溶劑必須要在高溫時能溶解試樣，但是在低溫時溶解度低。

同時對雜質而言，我們不希望我們選擇的溶劑，雜時會產生溶解，要不然就是希望在低溫時溶劑對雜質的溶解度很高，如此晶體與雜質才不會同時被溶解出來。

最重要的是溶劑不能與雜質作用，而且最好是不易燃、無毒、便宜、揮發性高等等特性，更方便對我們實驗的操作。

     如何判定這是不是我們要的溶劑？利用上述原則，我們可將不純的試樣放入試管中，加以小滴溶劑。

若試樣在室溫中立刻溶解，則這不是一個好溶劑；若試樣在室溫中不溶解，我們可將試樣放在水浴中加熱，如果溶劑沸騰時晶體溶解，而再冷卻的時後晶體又再度結晶出來，則這就是一個可以用的溶劑。

 註：這是一項Tryanderror的測試，最好由沸點低的溶劑開始嘗試，因為如果不成功，溶劑較易趕走。

     但有時使用單一溶劑來做再結晶並不容易，另外一種常用的方 法，是將兩種溶劑混和使用，其中一種溶劑可以完全溶解試樣，而另一種溶劑對是樣的溶解度卻很低。

將可將試樣完全溶解的溶劑加入試樣，並且加熱到沸騰，爾後將對試樣溶解度低的溶劑趁熱慢慢滴入，並且搖晃溶液，直到滴入的溶劑產生的霧狀物要五秒鐘才會消失時才停止，然後靜置冷卻。

加入過多的溶劑，則晶體會開始析出，此時可加入少許溶解度高的溶劑，加熱使之溶解，然後冷卻。

   在溶劑的選取上不希望溶劑的沸點高於試樣的熔點，如此的話是樣將會以油狀物的型態析出，成為油析(oilingout)。

這樣不但不會有漂亮的晶型產生，同時雜質也會被混入此油狀物中，達不到純化的目的。

2.溶解 小量固體的結晶，可用圓底瓶操作，好處是如果不成功的話可用真空濃縮儀濃縮，重新再做一次。

量大的十後，可使用錐形瓶，它的開口小，加熱時會在蒸氣會在瓶璧產生迴流，不會有太多的外洩。

註：加熱時只需將容易的部分近在熱水中，不要將整個瓶子浸入水中。

註：燒杯的開口太大，不適合做再結晶。

溶解的過程中，因有尚未溶的固體存在容易產生突沸(bumping)，此時沸騰會太劇烈而溢出，因此攪拌是很重要的。

但如果加入攪拌子，則完全溶解後又需過濾，比較麻煩。

最好的方法是一邊加熱，一便搖晃錐形瓶，且加熱的熱源溫度與溶劑的沸點不應相差太多。

由於大部分的有機溶劑都是易燃的，所以切勿使用火源直接加熱，比較安全的方法是使用熱水浴或蒸汽浴。

同時，固體再溶解時，速度不一定很快，不要一直加溶劑，以免最後冷卻時晶體不會析出。

註：如果選用的沸點滴或揮發性大，則需用迴流加熱法已面溶劑損失太多。

3.脫色 有時候反應會產生一些帶顏色而且分子量很高的副產物，這些雜質可用活性炭(charcoal)來去除。

活性炭的表面積很大，因此量不需要太多便可以吸收相當多的雜質。

一般的使用量在5%以下，因為當量太多的時候，會吸附我們的產物。

因此在實際操作上，若發現顏色很深，且有顏色的雜質會與晶體一並析出時，則需用活性炭脫色。

活性炭的吸附是一種熱力學現象，在低溫的時候效果比較好。

但通常脫色的時候加熱是因為要熱過濾，若要在試溫或低溫下進行脫色，可先用過量的溶劑，等脫色過後再進行濃縮，使之在形成過飽和溶液。

4.過濾 如果溶以中有不容的物質，包括脫色用的活性炭等，則需要過濾，否則雜質不能去除，何況灰塵等顆粒狀物，有可能被當成長晶位置而開始長晶。

(如過有太多長晶位置，結晶太快，會影響純度。

) 註：如果沒有不溶物，此步驟可省略。

過濾是一項不易控制的步驟。

原因是在結晶時要以最少量的溶劑再沸點將晶體溶解，而過濾用的器皿如果溫度太低，一碰到漏斗就結晶析出來。

因此，過濾裝置需要先預熱(使用結晶用熱溶液淋一下過濾裝置)，將過濾裝置的溫度提高，再進行過濾。

再過濾的過程中，溶劑一定會揮發，造成容易的濃度增高，這可能是晶體再過濾的途中被析出。

因此，使用重力過濾時，必須挑選短頸或無頸的漏斗，減少長晶位置，以防在漏斗頸底部下口產生結晶。

為了使濾液更快的過濾避免不必要的揮發，濾紙可用槽型(flutedfilterpaper)的方式摺疊靜量利用其表面積。

濾指的大小不可以超過漏斗的上緣。

另外在過濾的時候加熱駛過多的溶劑揮發，也可以解決過濾時產生沉澱的困擾。

如果溶劑的吸水性強，或揮發性大，則最好使用真空過濾法。

5.長晶 得到一個過飽和溶液時，應該慢慢讓她冷卻下來。

一些晶型不佳的固體，或熔點很低的固體會很難結晶，因此在做劫機之前，可以先準備一顆種晶(seedcrystal)，如果在冷卻的過程中，晶體一直不出現，可加入種晶提供長晶位置。

另外，也可使用玻璃棒輕刮瓶璧，使得瓶必有可能形成適合長晶的凹槽。

長晶一旦開始，應該靜其靜置，切勿搖晃或攪拌，如此所得晶體不但純度較高，晶體顆粒也比較大、表面積較小，殘留在晶體上的母液(motherliquor)也比較少。

6.收集、清洗 得到的結晶用抽器過濾法收集，最後用有過濾片的真空過濾漏斗，好處是當濾液通過濾片後可將真空釋放，黏在晶體表面的母液也不會立刻揮發。

然後加入少量冷卻過的在結晶用的溶劑，稍微搖晃一下，將晶體的表面雜質析出來，重新連接上真空系統，將洗液濾下。

如果不用過濾片的漏斗，則必須用濾紙，此時在清洗晶體時就不能將真空閥暫時關閉，因為沒有真空，洗液加入時濾紙可能浮動，而若真空閥一直開著，所需要用的洗液會較多，損失也比較大。

過濾用的濾紙不可以太大，直徑應小於漏斗內徑並將孔洞完全遮住，濾紙過大的話，邊緣會提起產生漏縫。

過濾所收集到的濾液稱為母液(motherliquor)，如果有必要，可將穆以濃縮，再做一次結晶，可得到第二穫(thesecondcrop)，甚至是第三獲。

對於使用抽氣裝置要注意，在關掉真空馬達前要先將洩壓裝置打開，並橡皮管須從過濾瓶上拔下，否則先關馬達的話，瓶內還是真空，會產生水倒灌的現象，此時母液就會被破壞了。

7.乾燥 收集所的晶體表面可能仍有少許溶劑殘液，此時將晶體放至於一瓶內，利用真空抽氣法在室溫將揮發性的溶劑抽去，如果溶劑是較不易揮發的水，而產物在高溫不會分解或溶解，可將之置於錶玻璃上，於攝氏120度的烘箱中乾燥。

四、  藥品 (一)甲醇(methanol)俗名：木精 1.外觀為透明、無色流動液體、輕微酒精味 2.沸點:64.7℃、熔點:-97.8 ℃ 3.比重:(水=1)0.8100at0℃ 4.水中溶解度:全溶 5.急性吸入：.會造成咳嗽、頭痛、暈眩、虛弱、困倦、頭昏眼花、噁心嘔吐、酒醉、視力模糊等症狀。

大量暴露會喪失意識、失明，甚至死亡。

6.食入：初期症狀類似酒精中毒(如過度欣快感、判斷力喪失、口語不清、具攻擊性)。

可能會伴隨呼吸急促、嚴重的上腹疼痛、視力模糊、甚至永久性失明。

嚴重可能造成長期昏迷、死亡。

症狀將會遲延1～30小時後出現(通常為12～18小時)   (二)乙醯苯胺(acetanilide)：C6H9NO，分子量135.17 1. mp116-115，bp304-305 2.與鹼金屬的溴化物貨點話務生成不溶性的化合物 3.略灼舌   (三)活性炭(charcoal)    1.於約800-1000度高溫下，燒製而成的。

2.可用燒烤，淨水，炊食，淨化空氣。

3.運用熱力學原理，以其多孔吸附雜質 五、  儀器：試管、赫氏漏斗、濾紙、抽氣裝置 六、  步驟 使用甲醇及水的混和液為溶劑 取少量不純的乙烯苯胺測其熔點 在一個25mL試管中放置0.5克的乙烯苯胺，加入2mL的甲醇以水浴加熱並搖晃試管以助溶解，在加入3mL的熱水，繼續以水浴加熱使固體溶解。

若固體還未完全溶解，以滴管逐滴加入甲醇(不可過量)，同時搖晃試管，使之混和均勻直到澄清為止。

若添加約0.5mL甲醇之後，尚無法完全溶解，則未知物可能是雜質。

若有不溶的雜質，則將熱溶液秤熱重力過濾，注意使用短頸漏斗以及槽形濾紙。

若有很深的顏色，可加入約10-20毫克的活性炭在水遇上加熱數分鐘脫色，熱重力過濾，濾完後靜置冷卻，待結晶析出收集晶體，活性太使用靜量少，以免同時吸附試樣。

加入活性炭時，溶液不可過熱或沸騰，以免突沸。

若無不容物，則靜置約15-20分鐘，待結晶析出後，減壓過濾，並以少量水洗滌結晶。

若結晶不易析出，可置於冰水中冷卻，但純度會較自然冷卻差。

可加入一粒種晶，或利用玻棒輕刮器璧，誘導結晶產生。

做再結晶時，應以抽器法做減壓過濾，並利用布氏漏斗(Buchnerfunnel)或赫氏漏斗(Hirschfunnel)，來加速過濾和乾燥結晶的步驟，試樣量多時，宜使用布氏漏斗，試樣量少時則使用赫氏漏斗。

關閉抽氣裝置前，應先恢復常壓才能取下過濾瓶。

用兩片濾紙壓乾結晶後，靜置十分鐘以風乾、秤重，檢測熔點。

七、  實驗紀錄 使用甲醇及水的混合物當作溶劑 化合物名稱：乙醯苯胺，熔點理論值：110-112℃ 再結晶化合物的取量：0.52g，熔點：98-104℃ 再結晶化合物的產量：0.35g，產率：(0.35/0.52)*100%=67%，熔點：105-108℃ 八、  實驗觀察 0.52g乙醯苯胺+0.2mL甲醇+3.0mL56℃純水 56℃水浴使乙醯苯胺溶解 靜置20min用玻棒刮1-2sec結晶開始產生 結晶為白色棉絮狀，靜置15min後，放置冰浴20min，使結晶完全 抽氣過濾，出現白色透明大顆粒的結晶 乙醯苯胺有特殊氣味 九、  實驗筆記 這次的實驗中，學習到了取藥後將藥品倒入試管的技巧。

以前，我只以為只要對折秤要紙慢慢小心倒入即可，沒想到熱心的助教提供了一個更好的方法：就是將秤藥紙除了對折之外，將上方捲起來，再到入試管，如此可以避免藥品飛散，學到了一個好方法！ 另外，就儀器的架設上，更要好好磨練。

向我之前很害怕溫度計被我夾破，所以用橡皮筋榜主溫度計上方缺洞掉掛在鐵架上（我原本以為我的方法很聰明），不過熱心的大助教又告訴我直接將溫度計夾在有香蕉套的鐵架即可，如此不膽可以方便調整高度且可以使刻度面準確的朝項觀察者，又學到了一個好方法！ 等待結晶其實不需要太久，我等待的時間稍長了一些應該可以更快完成才是。

其中過濾、秤量等移動藥絣的過程當中，仍有些許粉末損失，導致產率會稍微低一點。

要用少量的冷凝劑來洗漏斗上的沉澱物的目的是要利用溫度低，溶解度低的性質，避免過多分析物又再溶入溶劑，而使產率下降。

如果過飽和溶液，不能自發地形成結晶時，常可以利用輕彈容器內壁來引發溶液產生結晶。

主要是利用內壁表面的不規則面，使離子可以在上面堆積而長出結晶，除了課本所述之外，是輕彈時，所產生的少量靜電，吸引離子堆積在表面上，而產生結晶。

Acetanilide水20℃5g/L,乙醇20℃自由溶解 十、  結論    根據我的實驗觀察（大晶粒）以及我所進行的實驗步驟，我認為雖然我的再結晶之後測得的熔點並不是非常的準確（比正常熔點低些：依理論為此化合物不純），推斷有可能是再熔點測定時，溫度計並沒有校正所導致有些許偏差，否則，對於實驗產物的純度，我有一定的信心，無法做到與理論熔點相同，有點可惜。

十一、            問題 簡述結晶純化法之步驟。

Answer: 選擇溶劑→溶解→脫色→過濾→長晶→收集→清洗→乾燥 (詳細請參見上文中實驗原理) 在樣品中加入適合的溶劑，加熱至樣品中的分析物完全溶解，視情況使用活性炭脫色，再進行熱過濾，靜置到長出結晶(溫度降的慢結晶較大，雜質比較少)，若長不出結晶可用玻棒輕敲瓶壁。

完成後，再用抽氣過濾，留結晶，並用適當冷溶劑清洗晶體表面，至風乾就可以得到較純的結晶了。

比較靜置室溫中緩慢冷卻與置於冰浴中快速冷卻所得結晶之差異。

Answer:若如此操作，則不會得到較純的晶體，意即所形成的晶體顆粒可能較小、表面積大。

太快結晶造成雜質或溶劑的包覆，以致於沒有辦法達到再結晶的目的→純化。

結晶(crystallization)與沉澱(precipitation)有何不同？  Answer: 1.      結晶(crystallization)：是一個飽和的溶液或氣體形成固體的一個過程、同時也是一種固體以及液體分離的技巧。

有兩主要步驟：一是成核、二是長晶。

Crystallizationisthe(naturalorartificial)processofformationofsolidcrystalsfromahomogeneoussolution.Crystallizationisalsoachemicalsolid-liquidseparationtechnique. Thecrystallizationprocessconsistsoftwomajorevents,nucleationandcrystalgrowth.(fromWikipedia) 2.      沉澱(precipitation)：是發生化學反應時生成了不溶於反應物所在溶液的物質。

事實上沉澱多為難溶物（20℃時溶解度<0.01g）。

從字意上理解就是指有一種物質由於密度比它所在的溶劑或溶液大且又不溶於它們從而沉了下去。

通常在化學反應方程式中沉澱會被標上「↓」，如： Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O. Precipitationistheformationofasolidinasolutionduringachemicalreaction.Whenthechemicalreactionoccursthesolidformediscalledtheprecipitate.Thiscanoccurwhenaninsolublesubstance,theprecipitate,isformedinthesolutionduetoareactionorwhenthesolutionhasbeensupersaturatedbyacompound.Theformationofaprecipitateisasignofachemicalchange.Inmostsituations,thesolidforms("falls")outofthesolutephase,andsinkstothebottomofthesolution(thoughitwillfloatifitislessdensethanthesolvent,orformasuspension).(fromWikipedia) 3.      我認為：結晶，是單一物種的飽和流體，有了適當的結晶環境(晶核)，開始依照晶此晶格形狀逐漸堆積形成結晶 4.      我認為：沉澱，是兩種以上物種發生化學反應，形成難溶於溶劑且比溶劑比重還要重的物質 十二、            心得 本次實驗讓我有點小小的失望，就是讓熔點沒有辦法達到理論值也或許是可能沒有很純吧！但我認為事實上沒有那麼的不純(見結論)。

數據如此，有些扼腕。

我有注意到教學影片中，所示範的隔水加熱，其實並不是很正確，應該先架高所承裝待加熱的容器，與下方與熱源接觸之盛水器皿間有一段距離，而非兩者之器壁相靠，如此的話，會導致容器之間的直接熱傳導而失去隔加熱的意義了。

老師另外補充的題目很有意思，沉澱與結晶兩者的差別我從來都沒想過，除了查詢網路資料外，另外也查詢了以前的普化課本，以及上學期的實驗課本。

最後除了付上資料以外，我思考許久寫下我覺得最完備最恰當解釋的說法，如有觀念不正確的地方請老師不吝指正。

十三、            參考資料 1.        建國中學化學科教學研究小組，台北市立建國高級中學化學實驗，台北:台北市立建國高級中學，2002 2.        國立台灣大學化學系，大學有機化學實驗第八版，台北：國立台灣大學出版中心，2006 3.        國立台灣大學化學系，大學普通化學實驗第十一版，台北：國立台灣大學出版中心，2005 4.        StevenS.Zumdahl,ChemicalPrinciples,fifthedition,Boston.USA:HoughtonMifflinCompany,2005 5.        SusanBudavari,TheMerckIndex,AnEncyclopediaofchemicals,drugsandbiologicals,twelveedtion,NJ.USA:MerchResearchLabortories,1996 6.            http://www.wikipedia.org/  Jerry/Xuite日誌/回應(6)/引用(0)沒有上一則|日誌首頁|沒有下一則回應 加我為好友日誌相簿影音 我的相簿 jerrychens's新文章Myway永遠的草稿...日本東京五天自由行後記日本東京五天自由行第五天日本東京五天自由行第四天日本東京五天自由行第三天日本東京五天自由行第二天It'sbewritten?黃雅君生日~適合你個性的英文名字 全部展開|全部收合 jerrychens's新回應沒有新回應！ 關鍵字