1.2.4. Правила при работах, которые могут сопровождаться взрывами или выбросами веществ

При работе с сосудами, в которых создается вакуум (перегонка под вакуумом), следует обязательно надевать предохранительные очки или защищаться экраном из органического стекла. Последняя мера предосторожности должна применяться также при определении температуры плавления вещества, плавящегося выше 180 C в приборе, наполненном концентрированной серной кислотой.

Окислители (бертолетову соль, хромовый ангидрид, бихромат, перманганат калия) следует измельчать в чистой сухой посуде.

При работе с металлическим натрием:

а) брать металл пинцетом, но не руками;

б) резать натрий следует на листе фильтровальной бумаги. Неиспользованные кусочки и обрезки натрия нельзя выбрасывать в раковину или в ведра для отходов; их следует сдать лаборанту, который поместит их в специальную банку с керосином.

При работе с масляными банями не допускать попадания в них воды. Даже небольшое количество воды при попадании под слой нагретого масла моментально вскипает и происходит энергичное разбрызгивание горячей жидкости.

Нельзя нагревать вещества, а также вести химические реакции и перегонку жидкостей в герметически, наглухо, закрытых установках.

Проводя экстрагирование, нельзя смешивать горячую реакционную смесь с экстрагирующим растворителем во избежание бурного испарения последнего. Это может сопровождаться взрывом и пожаром.

При нагревании с обратным холодильником или при перегонке вещества, затвердевающего в холодильнике, нужно следить за тем, чтобы трубка холодильника не забивалась, ибо это может привести к разрыву сосуда.

1.2.5. Правила обращения со стеклом

При разламывании надрезанных стеклянных трубок и палочек, чтобы не порезать руки краями стекла, необходимо растягивать трубку в стороны, стремясь как бы разорвать ее. Концы обрезанных трубок и палочек обязательно оплавляются.

Вставляя стеклянную трубку в пробку или надевая на нее резиновый шланг, следует держать трубку надо как можно ближе к вставляемому концу. Трубка может сломаться, и по инерции Вы пораните себе руки.

Нельзя упираться колбой в стол, когда вставляете в нее пробку, она может сломаться. Колбу следует держать в руках за горло как можно ближе к отверстию.

Жидкости, находящиеся в стеклянной посуде, нельзя нагревать на голом огне, так как стекло не выдерживает резких колебаний температуры. Исключение составляют пробирки из термостойкого стекла, которые допустимо нагревать в пламени газовой горелки.

Большие колбы и стаканы с нагретой жидкостью нельзя ставить на металлические или керамические поверхности. Необходимо подкладывать под сосуд ткань или бумагу.

Нельзя охлаждать нагретые стеклянные сосуды с концентрированными кислотами (например, приборы для определения температуры плавления) под краном.

1.3. Основные методы выделения и очистки органических соединений

1.3.1 Перекристаллизация Принцип метода

Твердые органические вещества, выделенные из реакционных смесей, обычно содержат большие или меньшие количества примесей других соединений, т.е. бывают “загрязнены”. Очистка таких веществ обычно осуществляется путем их перекристаллизации из подходящего растворителя или смеси растворителей. Удаление примесей при перекристаллизации основано на том, что разные вещества имеют разную растворимость.

При выборе растворителя для перекристаллизации наиболее важным фактором является температурная зависимость растворимости очищаемого соединения. В общем случае с увеличением температуры растворимость может, как расти, так и падать. Однако для типичных органических соединений растворение представляет собой эндотермическую реакцию, и при высокой температуре они растворяются лучше, чем при низкой. При очистке методом перекристаллизации, чем сильнее изменяется растворимость при росте температуры, тем лучше. Кроме того, большое значение имеют различия в растворимостях основного вещества и примесей.

В простейшем виде процесс перекристаллизации заключается в последовательном проведении ряда операций. 1. Растворение загрязненного вещества до получения насыщенного раствора при температуре кипения растворителя. 2. Фильтрование горячего насыщенного раствора от нерастворенных частиц и пыли. 3. Охлаждение профильтрованного раствора, в результате чего из него выпадают кристаллы очищенного вещества. 4. Отделение кристаллов от маточного раствора. После высушивания вещество проверяют на чистоту обычно путем определения температуры плавления. В том случае, если продукт недостаточно чист, операции перекристаллизации повторяют до тех пор, пока температура плавления вещества после очередной перекристаллизации не останется неизменной.

Причины удаления примесей из загрязненного продукта при его перекристаллизации могут быть поняты из следующего примера.

Пусть загрязненный продукт содержит 95 % основного вещества A и 5 % примеси Б. Растворимости этих веществ обозначим соответственно S_А и S_Б; как правило, эти величины неодинаковы. Для определенного растворителя возможен один из двух вариантов: 1) S_Б > S_А или 2) S_Б < S_А. Очевидно, что в первом случае уже после однократной перекристаллизации в твердом виде выделится чистое вещество А, а примесь Б полностью перейдет раствор. Второй случай можно иллюстрировать следующим расчетом. Предположим, что растворимости А и Б при 20 C равны соответственно 10 г и 3 г на 100 мл растворителя. Если 50 г неочищенного продукта растворить при нагревании в 100 мл растворителя, то в растворе будет содержаться 47,5 г А и 2,5 г Б. При охлаждении раствора до 20 C в маточнике останется 10 г А и 2,5 г Б (вся примесь в растворе!) и получится 37,5 г чистых кристаллов А.