李先軍
“分離”與“提純”是有區(qū)別的,有的同學(xué)不清楚兩者的差別,有的同學(xué)沒(méi)有注意審題,這都將導(dǎo)致不必要的失分。做有機(jī)物的分離與提純?cè)囶}的關(guān)鍵有兩個(gè):一是選擇合適的方法,包括準(zhǔn)確地選擇試劑;二是將自己的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程準(zhǔn)確地表達(dá)出來(lái)。
1. 物質(zhì)的分離
“分離”是要將幾種物質(zhì)分開(kāi),比如分離A和B的混合物,最終要分別得到A和B。
例1分離苯與水。
錯(cuò)誤方法利用苯和水的沸點(diǎn)不同,用蒸餾的方法分離。
解析苯與水的沸點(diǎn)是有差距,蒸餾可以將兩者分離,但是,這不是最好的方法。因?yàn)檎麴s操作比較麻煩,需要用到蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、冷凝管、牛角管、錐形瓶等,還需要加熱,且需要不停地通冷水。
正確的方法:直接用分液漏斗分液,操作簡(jiǎn)便。
例2分離苯和苯甲酸。
錯(cuò)誤思路
[混合物][分液][氫氧化鈉溶液][鹽酸][蒸餾][下層:苯甲酸鈉水溶液][上層:苯][苯甲酸]
解析這個(gè)思路的前半部分很好,但是,在苯甲酸鈉溶液中加入鹽酸后再蒸餾時(shí),鹽酸因?yàn)橛袚]發(fā)性會(huì)跟苯甲酸一起被蒸發(fā)出來(lái),得不到純凈的苯甲酸。
正確的方法:將上圖中的鹽酸改為濃硫酸,再蒸餾得到苯甲酸。
2. 有機(jī)物的提純
“提純”只需要想辦法將雜質(zhì)除去,當(dāng)然不能減少要得到的物質(zhì),比如除去A中的B,最后只要求得到A即可。相比而言,“提純”要比“分離”簡(jiǎn)單一些。
例3除去乙烷中的乙烯或乙炔。
思路1通氫氣。
思路2向混合氣體中加入溴水。
解析思路1:本方法是錯(cuò)誤的,不可取。一方面,氫氣的量無(wú)法控制,如果通入的氫氣少了,雜質(zhì)沒(méi)有除干凈,如果通入的氫氣多了,多余的氫氣變成了新雜質(zhì);另一方面,乙烯、乙炔與氫氣反應(yīng)的條件苛刻,需要在催化劑和較高的溫度、壓強(qiáng)下才能進(jìn)行,操作起來(lái)很不方便。
思路2:選擇溴水是合適的,但是表述不準(zhǔn)確。向混合氣體中加溴水時(shí)氣體不就跑了?
正確的表述:將混合氣體通過(guò)盛有足量溴水的洗氣瓶。
【拓展】類似的試題有:除去甲烷中的甲醛,“氧化法”——通氧氣將甲醛氧化成甲酸,甲酸通常狀況下呈液態(tài),從而達(dá)到除去甲醛的目的。但這種方法是不可取的,原因在于:如果用氧氣氧化,甲烷也可能被氧化。如果用銀氨溶液或新制氫氧化銅氧化,操作太麻煩?!敖禍胤ā保ɡ眉兹┑姆悬c(diǎn)比甲烷高的性質(zhì))沒(méi)有“水洗法”簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)。正確的方法:將混合氣體通過(guò)盛有足量蒸餾水的洗氣瓶。
例4除去溴苯中的溴。
思路1通入乙烯或乙炔,因?yàn)橐蚁⒁胰捕伎梢耘c溴發(fā)生加成反應(yīng)。
思路2加入苯和鐵粉,因?yàn)楸胶弯逶阼F粉作催化劑的條件下可以發(fā)生反應(yīng),生成溴苯。
解析思路1:此思路是錯(cuò)誤的,乙烯、乙炔與溴發(fā)生加成反應(yīng)后的生成物都是鹵代烴,鹵代烴與溴苯互溶,無(wú)法再進(jìn)行分離,仍然是混合物。
思路2:此思路是錯(cuò)誤的,如果加入的苯少了,不能把溴除干凈;如果加入的苯多了,又成了新的雜質(zhì)。
正確的試劑:氫氧化鈉溶液。
正確的表述:先向混合液中加入足量氫氧化鈉溶液,振蕩,充分反應(yīng)后靜置,分液,下層液體即為溴苯。
【拓展】類似的試題有:除去苯中的苯酚。常見(jiàn)的錯(cuò)誤思路:向混合物中加入溴水,因?yàn)殇逅c苯酚反應(yīng)生成三溴苯酚的白色沉淀,過(guò)濾即可除去。此思路的錯(cuò)誤之處在于:水作溶劑時(shí),三溴苯酚是白色沉淀,但現(xiàn)在的溶劑不是水,而是苯,三溴苯酚將溶解在苯里,過(guò)濾是不可能被除去的。正確的方法:向混合液中加入足量的氫氧化鈉溶液,振蕩,充分反應(yīng)后靜置,然后分液,取上層液體,即得苯。
例5要除去乙醇中的水,下列哪種方法最好?為什么?
(1)蒸餾,因?yàn)橐掖嫉姆悬c(diǎn)是78℃,水的沸點(diǎn)是100℃
(2)加無(wú)水硫酸銅,因?yàn)榱蛩徙~可以吸水
(3)加氧化鈣,然后蒸餾
解析方法(1)不可行,盡管乙醇與水的沸點(diǎn)不同,但是兩者容易形成共沸物,那時(shí),乙醇與水總是按照一定比例同時(shí)出來(lái),無(wú)法徹底分離。方法(2)不好,硫酸銅是可以吸水,但吸水量不大,所以一般只用硫酸銅來(lái)檢驗(yàn)乙醇中是不是含水。方法(3)是最好的,氧化鈣吸水性強(qiáng),用氧化鈣吸水后再蒸餾可得到99.5%的乙醇。
練習(xí)
1. 怎樣除去淀粉中的氯化鈉?
2. 如何分離苯、苯酚、苯甲酸?
3. 要想除去乙酸乙酯中的乙酸,加入乙醇和濃硫酸,加熱、振蕩、分液,這種方法是否可行?為什么?
4. 用加水、分液的方法能否將溴乙烷中的乙醇除去?
5. 要除去混在福爾馬林中的甲酸,先加純堿溶液,然后用分液法還是蒸餾法?
6. 如何從肥皂液和甘油的混合物中得到肥皂?
7. 除去乙炔中的硫化氫。
答案
1. 加水,滲析
2. 參照例2和下圖
[混合物][分液][NaOH溶液][通CO2][蒸餾][苯酚鈉溶液
苯甲酸鈉溶液][苯][苯甲酸][苯酚][苯甲酸鈉溶液][濃硫酸][蒸餾]
3. 不可行。不僅麻煩,還增加了雜質(zhì),還不能除盡乙酸(因?yàn)槭强赡娣磻?yīng))。應(yīng)該用飽和碳酸鈉溶液,振蕩,分液
4. 可以
5. 蒸餾法,因?yàn)榧姿徕c、甲醛、水三者互溶,加純堿后根本不能分層
6. 加食鹽,過(guò)濾(鹽析)
7. 將混合氣體通過(guò)盛有足量氫氧化鈉溶液或硫酸銅溶液的洗氣瓶