怎樣使用干燥劑

                                                             圣賓儀器科技上海有限公司

           一些溶劑因為種種原因總是含有雜質，這些雜質如果對溶劑的使用目的沒有什么影響的話，可直接使用。可是在進行化學實驗和進行一些特殊的化學反應時，必須將雜質除去。雖然除去全部雜質是有困難的，但至少應該將雜質減少到對使用目的沒有防礙的限度。除去雜質的操作稱為溶劑的精制，故溶劑的精制幾乎都要進行脫水，其次再除去其他的雜質。1溶劑的脫水干燥： 
溶劑中水的混入往往是由于在溶劑制造，處理或者由于副反應時作為副產物帶入的，其次在保存的過程中吸潮也會混入水分。水的存在不僅對許多化學反應，就是對重結晶，萃取，洗滌等一系列的化學實驗操作都會帶來不佳的影響。因此溶劑的脫水和干燥在化學實驗中是很重要的，又是經常進行的操作步驟。盡管在除去溶劑中的其他雜質時有時往往加入水分，但在*好還是要進行脫水，干燥。精制后充分干燥的溶劑在保存過程中往往還必須加入適當的干燥劑，以防止溶劑吸潮。溶劑脫水的方法有下列幾種：
（1）干燥劑脫水 
這是液體溶劑在常溫下脫水干燥*常用使用的方法。干燥劑有固體，液體和氣體，分為酸性物質，堿性物質，中性物質以及金屬和金屬氫化物。干燥劑的性質各有不同，在使用時要充分考慮干燥劑的特性和干燥劑的性質，才能有效達到干燥的目的。 
在選擇干燥劑時首先要確保進行干燥的物質與干燥劑不發生任何反應；干燥劑兼做催化劑時，應不使溶劑發**生分解，聚合，并且干燥劑與溶劑之間不形成加合物。此外，還要考慮倒干燥速度，干燥效果和干燥劑的吸水量。在具體使用時，酸性物質的干燥*好選用酸性物質干燥劑，堿性物質的干燥用堿性干燥劑，中性物質的干燥用中性干燥劑。溶劑中有大量水存在的，應避免選用與水接觸著火（如金屬鈉等）或者發熱猛烈的干燥劑，可以先選用氯化鈣一類緩和的干燥劑進行干燥脫水，使水分減少后再使用金屬鈉干燥。加入干燥劑后應攪拌，放置一夜。溫度可以根據干燥劑的性質，對干燥速度的影響加以考慮。干燥劑的用量應稍有過剩。在水分多的情況下，干燥劑因吸水吸收水分發生部分或全部溶解生成液狀或泥狀分為兩層，此時應進行分離并加入新的干燥劑。溶劑與干燥劑的分離一般采用傾析法，將殘留物進行過濾，但過濾時間太長或周圍的濕度過大會再次吸濕而使水分混入，因此，有時可采用與大氣隔絕的特殊的過濾裝置。有的干燥劑操作危險時，可在**箱內進行。**箱在置有干燥劑，使箱內充分干燥（我知道是無水五氧化二磷），或吹入干燥空氣或氮氣。使用分子篩或活性氧化鋁等干燥劑時應添在玻璃管內，溶劑自上向下流動進行脫水，不與外界接觸效果較好。大多數溶劑都可以用這種脫水方法，而且干燥劑還可以回收使用。常用的干燥劑有：
① 金屬，金屬氫化物 
Al，Ca，Mg：常用于醇類溶劑的干燥 
Na，K：適用于烴，醚，環己胺，液氨等溶劑的干燥。注意用于鹵代烴時有爆炸危險，優良不能使用。也不能用于干燥甲醇，酯，酸，酮，醛與某些胺等。醇中含有微量的水分可加入少量金屬鈉直接蒸餾。 
CaH：一克氫化鈣定量與0.85克水反應，因此比堿金屬，五氧化二磷干燥效果好。適用于烴，鹵代烴，醇，胺，醚等，特別是四氫呋喃等環醚，二甲亞碸，六甲基磷酰胺等溶劑的干燥。有機反應常用的極性非質子溶劑也是用此法進行干燥的。LiAlH4：常用醚類等溶劑的干燥。②中性干燥劑 
CaSO4，NaSO4，MgSO4：適用于烴，鹵代烴，醚，酯，酰胺，腈等溶劑的干燥。CuSO4：無水硫酸銅為白色，含有5個分子的結晶水時變成藍色，常用檢測溶劑中微量水分。
CuSO4適用于醇，醚，酯，低級脂肪酸的脫水，甲醇與CuSO4能形成加成物，故不宜使用。CaC2：適用于醇干燥。注意使用純度差的碳化鈣時，會發生硫化氫和磷化氫等惡臭氣體 CaCl2：適用于干燥烴，鹵代烴，醚硝基化合物，環己胺，腈，二硫化碳等。CaCl2能于伯醇，甘油，酚，某些類型的胺，酯等形成加成物，故不適用。活性氧化鋁：適用于烴，胺，酯，甲酰胺的干燥。 
分子篩：分子篩在水蒸氣分壓低和味素高時吸濕容量都很顯著，于其他干燥劑相比，吸濕能力非常大的。表3－1為各種干燥劑的吸濕能力比較（指常溫下經足夠量的干燥劑干燥的1升空氣中殘存水分的毫克數）。分子篩在各種干燥劑中，其吸濕能力僅次于五氧化二磷。由于各種溶劑的幾乎都可以用分子篩脫水，故在實驗室和工業上獲得廣泛的應用。
表3－1各種干燥劑的吸濕能力
③ 堿性干燥劑 
KOH，NaOH：適用于干燥胺等堿性物質和四氫呋喃一類環醚。酸，酚，醛，酮，醇，酯，酰胺等不適用。 
K2CO3：適用于堿性物質，鹵代烴，醇，酮，酯，腈，溶纖劑等溶劑的干燥。不適用于酸性物質。 
BaO，CaO：適用于干燥醇，堿性物質，腈，酰胺。不適用于酮，酸性物質和酯類。酸性干燥劑 
H2SO4：適用于干燥飽和烴，鹵代烴，硝酸，溴等。醇，酚，酮，不飽和烴等不適用。P2O5：適用于烴，鹵代烴，酯，乙酸，腈，二硫化碳，液態二氧化硫的干燥。醚，酮，醇，胺等不適用。(2)分餾脫水 
沸點與水的沸點相差較大的溶劑可以用分餾效率高的蒸餾塔（精餾塔）進行脫水，這是一般常用的脫水方法。（3）共沸蒸餾脫水 
與水生成共沸物的溶劑不能采用分餾脫水的方法。如果含有極微量水分的溶劑，通過共沸蒸餾，雖然溶劑有少量的損失，但卻能脫去大部分水。一般多數溶劑都能與水組成共沸混合物。 
（4）蒸發，蒸餾干燥 
進行干燥的溶劑很難揮發而不能與水組成共沸混合物的，可以通過加熱或減壓蒸餾使水分優先除去。例如，乙二醇，乙二醇－丁醚，二甘醇－乙醚，聚乙二醇，聚丙二醇，甘油等溶劑都適用。
（5）用干燥的氣體進行干燥 
將難揮發的溶劑進行干燥時，一般慢慢回流，一面吹入充分干燥的空氣或氮氣，氣體帶走溶劑中的水分，從冷凝器末端的干燥管中放出。此法適用與乙二醇，甘油等溶劑的干燥。（6）其他 
在特殊情況下，乙酸脫水克采用在乙酸中加入與所含水等摩爾的乙酐，或者直接加入乙酐干燥。甲酸的脫水可用硼酸經高溫加熱熔融，冷卻粉碎后得到的無水硼酸進行脫水干燥。此外還有冷卻干燥的方法。如烴類用冷凍劑冷卻，其中水分結成冰而達到脫水目的。2溶劑的精制方法 
一般通過蒸餾或精餾進行分餾的方法得到幾乎接近純品的溶劑。然而對于一些用精餾塔難以將雜質分離的溶劑，必須將這些雜質預先除去，方法之一是分子篩法。分子篩的種類按照分子篩的有效直徑進行分類，例如有效直徑為3埃的分子篩稱3A分子篩，4埃的稱4A分子篩，5埃的稱5A分子篩，9埃的稱10X分子篩，10埃的稱13X分子篩。表3－2為各種分子所選用的分子篩類型。例如用5A分子篩可以從丁醇異構體混合物中吸附分離丁醇，用4A分子篩分離甲胺和二甲胺。適用方法與干燥劑脫水方法相同，用填充層裝置較好。溶劑進行精制時，其裝置，器皿等材料的選擇對溶劑的純度有影響，一般使用玻璃儀器較好。
表3－2 各種分子篩所吸附的主要分子 
（1）脂肪烴的精制 
脂肪烴中易混有不飽和烴和硫化物，可加入硫酸攪拌至硫酸不在呈色為止，用堿中和和洗滌，在經水洗干燥蒸餾。 
（2） 芳香烴的精制 
與脂肪烴的精制相同。苯可用重結晶精制 
（3）  鹵代烴的精制 
鹵代烴含水，酸，同系物及不揮發物等，在水和光的作用下可能生成光氣和氯化氫，以及含有醇，酚，胺等添加劑的穩定劑。精制時用濃硫酸洗滌數次至無雜色為止，除去醇及其它有機雜質。然后用稀堿溶液煮沸分解除去，水洗干燥后蒸餾。 
（4） 醇的精制 
醇中主要的雜質是水，可參照溶劑的脫水干燥進行精制。 
（5）酚的精制 
酚中含有水，同系物以及制備時的副產物等雜質，可用精餾或重結晶精制。甲酚有鄰，間，對位三種異構體。鄰位異構體用精餾分離；間位異構體與醋酸鈉形成絡合物，或與2，6－二甲基吡啶，尿素形成加成物而分離；對位異構體與…… 
（6） 醚，縮醛的精制 
醚，縮醛的主要雜質是水，原料及過氧化物。在二噁烷及四氫呋喃中尚含有酚類等穩定劑。精制時用酸式亞硫酸鈉洗滌，其次用稀堿，硫酸，水洗滌，干燥后蒸餾。因為蒸餾時往往有過氧化物生成，因此注意蒸餾到干固之前必須停止，以免發生爆炸事故。 
（7）  酮的精制 
酮中主要的雜質時水，原料，酸性物等雜質，脫水后通過分餾達到精制的目的。在有還原性物質存在時，加入高錳酸鉀固體，搖動，放置3～4日到紫色消失后蒸餾，再進行脫水分餾。需要特別提純的酮時，可加入酸式亞硫酸鈉與酮形成加成物，重結晶后用碳酸鈉將加成物分解，蒸餾，再進行脫水，分餾，得到精制產物。苯乙酮用重結晶精制。 
（8） 脂肪酸，酸酐的精制 
脂肪酸中主要含水，醛，同系物等雜質。甲酸除水之外其余的雜質可用蒸餾除去。其他脂肪酸可用高錳酸鉀等氧化劑一起蒸餾，溜出物再用五氧化二磷干燥分餾。乙酸也可用重結晶精制。乙酐的雜質主要是乙酸，用精餾可達到精制的目的。 
（9）   酯的精制 
酯中只要的雜質有水，原料（有機酸和醇）。用碳酸鈉水溶液洗滌，水洗后干燥，精餾到精制目的。 
（10）含氮化合物的精制
①硝基化合物 
主要雜質是同系物。脂肪族硝基化合物加中性干燥劑放置脫水后分餾，芳香族硝基化合物用稀硫酸，稀堿溶液洗滌，水洗后加氯化鈣脫水分餾。硝基化合物在蒸餾結束前，蒸餾燒瓶內應保持少量殘液，以防止爆炸。②腈 
主要雜質是水，同系物。乙腈能與大多數有機物形成共沸物，很難精制。水可用共沸蒸餾除去，高沸點雜質用精餾除去。也可以加五氧化二磷回流，常壓蒸餾。③胺 
胺中主要含有同系物，醇，水，醛等雜質。胺分為伯，仲，叔胺。 
甲胺的精制：從其水溶液中萃取，蒸餾，以除去三jia胺；分餾以除去二甲胺；純品甲胺的精制可將甲胺鹽酸鹽用干燥的氯仿萃取，用醇重結晶數次，用過量的氫氧化鉀分解。氣態甲胺用固體氫氧化鉀干燥，氧化銀除去氨，再經冷凍劑冷卻以液化精制。 
二甲胺的精制：加壓下精餾除去甲胺，或將二甲胺鹽用乙醇重結晶，氫氧化鉀分解后通過活性氧化鋁，并用冷凍劑冷卻液化得到純品。 
三jia胺的精制：其精制用萃取蒸餾或共沸蒸餾。加乙酐蒸餾，伯胺和仲胺發生乙酰化沸點增高，分餾便可得到三jia胺。
④酰胺 
含有水，胺，酯，銨鹽等雜質，用分子篩脫水后精制。
（11）硫化物的精制 
二氧化硫含有水，硫，硫化物等雜質，用玻璃蒸餾器精餾。二甲亞碸用分子篩或氫氧化鈣脫水后，用玻璃蒸餾器精餾。
（12）無機溶劑的精制 
主要雜質是水分，重復蒸餾可達到精制目的。甲苯：分子量，92.13；沸點（760mmHg,℃），110.625；比重（20℃/25℃），0.86694/0.86230。精制方法：甲苯是由煤焦油的分餾或石油的芳構化而獲得的。因此，其中混有苯，二甲苯，烷烴以及微量的甲基噻吩等。精制時的一般用濃硫酸去洗滌除去噻吩。為了防止發生磺化反應，溫度必須控制在30℃以下。分去硫酸層后，在加入新的硫酸洗滌，直到硫酸不在呈色為止。依次加入10％碳酸鈉水溶液和水洗滌，無水氯化鈣干燥，蒸餾。甲苯中的微量水分，可用金屬鈉或五氧化二磷做干燥劑除去。 
實驗室工作中用到氫化鈣回流2－3小時，在分餾精制。
（11）無機溶劑的精制 
主要雜質是水分，重復蒸餾可達到精制目的。甲苯：分子量，92.13；沸點（760mmHg,℃），110.625；比重（20℃/25℃），0.86694/0.86230。精制方法：甲苯是由煤焦油的分餾或石油的芳構化而獲得的。因此，其中混有苯，二甲苯，烷烴以及微量的甲基噻吩等。精制時的一般用濃硫酸去洗滌除去噻吩。為了防止發生磺化反應，溫度必須控制在30℃以下。分去硫酸層后，在加入新的硫酸洗滌，直到硫酸不在呈色為止。依次加入10％碳酸鈉水溶液和水洗滌，無水氯化鈣干燥，蒸餾。甲苯中的微量水分，可用金屬鈉或五氧化二磷做干燥劑除去。 
實驗室工作中用到氫化鈣回流2－3小時，在分餾精制。
干燥劑使用指南  
                                                                                                                                                              本篇轉載至實驗之家