Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


Ёкстракци€ органических веществ из водных растворов




¬ насто€щей работе используетс€ метод экстракции растворенного в воде анилина органическим растворителем Ц диэтиловым эфиром. ќрганические вещества обычно более растворимы в органических растворител€х, чем в воде, поэтому они могут быть экстрагированы (извлечены) из водных растворов при встр€хивании последних с растворителем, который не смешиваетс€ с водой.

ћетод экстракции основан на законе распределени€ какого-либо растворенного вещества (в нашем случае - анилина) между двум€ несмешивающимис€ жидкост€ми:

с 1/ с 2 = Const = K,

где с 1 и с 2 - концентрации анилина в сло€х жидкостей 1 и 2 (рис. 22);   Ц коэффициент распределени€ вещества в двух несмешивающихс€ жидкост€х.  оэффициент   при посто€нной температуре дл€ каждого вещества и двух не смешивающихс€ друг с другом жидкостей посто€нен.

≈сли к водному раствору добавл€ют электролит (например, Nа—l), растворимость органического соединени€ в нем (с 2) умень≠шаетс€. ќрганическое соединение Увысали≠ваетс€Ф из раствора, что способствует его экстракции из водного сло€.

–ис. 22. –азделение несмешивающихс€ жидкостей в делительной воронке

—ледует иметь в виду, что лучшие результаты могут быть получены при многократном повторении процесса экстракции малыми порци€ми экстрагента, чем при однократном экстрагировании сразу всем его количеством. “ак, в водной фазе останетс€ меньше анилина, если его экстрагирование проводить дважды порци€ми эфира по 10 мл, чем один раз порцией в 20 мл.

јнилин можно экстрагировать из водного раствора не только диэтиловым эфиром, но и другими растворител€ми: бензолом, толуолом и т.п. ќднако повышение температуры кипени€ растворител€, примен€емого дл€ экстракции, приводит к трудности отделени€ его от анилина с помощью простой перегонки. ƒл€ удалени€ высококип€щего растворител€ из его смеси с анилином смесь приходитс€ долго нагревать при высокой температуре, близкой к температуре кипени€ анилина. Ёто приводит к сильному окислению последнего. ƒл€ экстрагировани€ первичных аминов ни в коем случае нельз€ примен€ть галогенопроизводные углеводородов типа хлороформа, четыреххлористого углерода и т.п., так как при перегонке таких растворов образуютс€ скверно пахнущие карбиламины (изоцианиды). Ќапример, с анилином:

«апах изоцианидов настолько силен, что эту реакцию специально примен€ют дл€ обнаружени€ ничтожных примесей первичных аминов.

’лористый кальций не пригоден дл€ осушки растворов ароматических аминов из-за его способности образовывать жидкие двойные соединени€ состава ArNH2ЈCaCl2.

–астворы анилина в органических растворител€х перед перегонкой высушивают твердыми едким кали или едким натром, которые св€зывают воду, но не реагируют с анилином.

 онтрольные вопросы

1. Ќитробензол и анилин не могут кипеть при той температуре, при которой проходит реакци€ (95 Ц 98 ∞—). «ачем же при восстановлении нитробензола в анилин используетс€ обратный холодильник?

2.  ак можно обнаружить присутствие примеси нитробензола в анилине?  ак это используют при определении конца реакции восстановлени€?

3. ѕеречислите все органические и неорганические вещества, которые содержатс€ в реакционной смеси после окончани€ процесса восстановлени€.

4. «ачем перед отгонкой анилина с паром в реакционную смесь добавл€ют едкий натр до щелочной реакции?

5.  ак можно отделить от анилина нитробензол, использу€ различи€ в химических свойствах этих веществ?

6. —равните между собой растворимости в воде анилина и нитробензола.  ак зависит растворимость органических веществ в воде от строени€ их молекул?

7. — какой целью после перегонки с паром в дистилл€т добавл€ют поваренную соль? ћожно ли дл€ этой цели вместо хлористого натри€ использовать другие соли?

8. Ќапишите химическую реакцию, позвол€ющую обнаружить анилин в его водном растворе (например, в прозрачном дистилл€те при перегонке с вод€ным паром).

9.  ак практически провод€т экстрагирование анилина из дистилл€та?  акие растворител€ дл€ этой цели можно использовать?

10. „ем и как следует осушать раствор анилина в органическом растворителе?

11.  ак можно отделить анилин от толуола, использу€ различи€ в их химических свойствах?  акой способ разделени€ примен€етс€ в насто€щей работе?

13.  акие методы предосторожности следует принимать при синтезе анилина?

ћета-Ќитроанилин

1. ѕриготовление раствора многосернистого натри€ (работу выполн€ют в выт€жном шкафу) ¬ 50 мл воды раствор€ют 14,5 г кристаллического сульфида натри€ Na2SЈ9H2O. ѕри осторожном нагревании (жидкость не должна кипеть) и размешивании к раствору прибавл€ют 2 г тонко растертой серы и добиваютс€ полного ее растворени€. ѕолученный красно-бурый раствор многосернистого (преимущественно Ц двусернистого) натри€ фильтруют через складчатый фильтр.

¬место кристаллического можно вз€ть соответствующее количество технического сульфида натри€.

2. ¬осстановление. ¬ коническую колбу или химический стакан емкостью 1 л помещают 10 г м -динитробензола, 300 мл воды и нагревают смесь до кипени€. ѕрименение механической мешалки значительно ускор€ет процесс восстановлени€.

  кип€щей смеси порци€ми по 10 мл постепенно приливают приготовленный раствор многосернистого натри€.  аждую последующую порцию восстановител€ приливают после того, как полностью прореагирует предыдуща€. ƒл€ этого не менее чем через 5 мин после добавлени€ очередной порции восстанавливающего раствора берут пробу на присутствие в реакционной смеси ионов S2- (проба с ацетатом свинца, см. по€снени€ к синтезу).

ѕосле добавлени€ всего многосернистого натри€ реакционную смесь кип€т€т еще 30 минут. ѕри этом необходимо поддерживать начальный уровень воды в реакционном сосуде, добавл€€ воду по мере ее выкипани€.

ƒл€ удалени€ некоторого количества образовавшейс€ серы в реакционный сосуд добавл€ют дополнительно 50 мл воды, смесь нагревают снова до кипени€ и фильтруют в гор€чем состо€нии через складчатый фильтр или на предварительно нагретой воронке Ѕюхнера. ¬ыделившийс€ при охлаждении фильтра желтый осадок м -нитроанилина отфильтровывают на воронке Ѕюхнера. ѕродукт высушивают, взвешивают, определ€ют температуру плавлени€. ¬ыход 80 %. пл114 ∞—.

ѕо€снени€ к синтезу

ƒл€ восстановлени€ только одной нитрогруппы в полинитросоединени€х в качестве восстановителей примен€ют полисульфиды натри€ общей формулы Na2S n (где n = 2; 2,5 или 3). ¬осстановительное действие сернистых щелочей основано на их способности окисл€тьс€ с образованием солей серноватистой (тиосерной) кислоты Ц тиосульфатов.

ѕолисульфиды отличаютс€ от других восстановителей сравнительно м€гким действием. ¬ динитро- и тринитросоединени€х они, будучи вз€ты в расчетных количествах, избирательно восстанавливают лишь одну нитрогруппу, почти не затрагива€ остальные. ѕолисульфид натри€ растворим в воде и в виде раствора легко реагирует с эмульгированным расплавленным м -динитробензолом. „астичное эмульгирование достигаетс€ за счет кипени€ реакционной смеси, однако дл€ более успешного проведени€ процесса необходимо интенсивное перемешивание реакционной массы механической мешалкой.

—ледует избегать избытка полисульфида в реагирующей системе; его прибавл€ют постепенно в несколько приемов, ввод€ каждую следующую порцию Na2Sn после того, как прореагирует предыдуща€.

ќбнаружить присутствие сульфида в реакционной смеси можно, поместив на фильтровальной бумаге р€дом два п€тна: одно от капли реакционной смеси, другое от капли водного раствора уксуснокислого свинца; черна€ полоска сульфида свинца на границе стекающихс€ п€тен свидетельствует о присутствии S2-.

 онтрольные вопросы

1. Ќапишите уравнени€ восстановлени€ м- динитробензола до м -нитроанилина с помощью: а) Na2S, б) Na2S5.  акой состав имеет полисульфид, который используетс€ в приведенном выше синтезе?

2. —равните между собой справочные данные о растворимости в воде м -нитроанилина, м -динитробензола и м -фенилендиамина.  ак объ€снить увеличение растворимости в воде в р€ду динитробензол < нитроанилин < фенилендиамин?

3. –астворимость м -нитроанилина в воде при 100 ∞— приблизительно в 25 раз больше, чем при 25 ∞—. –ассчитайте количество кип€щей воды, которое необходимо дл€ растворени€ всего способного образоватьс€ в данном синтезе м -нитроанилина.

4. ѕочему необходимо избегать возникновени€ значительного избытка восстановител€ в реакционной смеси?

5. Ќапишите уравнение реакции, которое используетс€ в этом синтезе дл€ обнаружени€ избытка сульфида в реакционной смеси.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1398 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ћучша€ месть Ц огромный успех. © ‘рэнк —инатра
==> читать все изречени€...

2038 - | 1920 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.012 с.