液体的干燥 从水溶液中分离出的液体有机物，常含有许多水分，如不干燥脱水，直接蒸馏将会增加前馏分，产品也可能与水形成共沸混合物，此外，水分如不除去，还可能与有机物发生化学反应，影响产品纯度。所以，蒸馏前一般都要用干燥剂干燥，有些溶剂的干燥也可采用共沸干燥法。 （1）干燥剂去水 在选用干燥剂时首先应注意其适用范围（表1），即选用的干燥剂不能与待干燥的液体发生化学反应，或溶解其中，如无水氯化钙与醇、胺类易形成配合物，因而它不能用来干燥这两类化合物；其次要充分考虑干燥剂的干燥能力，即吸水容量、干燥效能和干燥速度。吸水容量是指单位质量干燥剂所吸收的水量，而干燥效能是指达到平衡时仍旧留在溶液中的水量。 对于形成水合物的干燥剂，常用吸水后结晶水的蒸气压表示干燥效能，蒸气压越小，干燥效能越强。例如，无水硫酸钠可形成10个结晶水的水合物，在 25℃时结晶水的蒸气压为 256 Pa（1.92 mmHg）。吸水容量为1.25。而无水氯化钙最多能形成6个结晶水的水合物，25℃时结晶水的蒸气压为 40 Pa（0.30 mmHg），吸水容量为0.97，因此氯化钙的干燥效能比硫酸钠强，但吸水容量小。对于含水较多的溶液，为了使干燥的效果更好，常先用吸水容量大的干燥剂除去大部分水分，然后再用干燥效能强的干燥剂。 影响干燥效能的因素很多，如干燥时的温度、干燥剂用量和颗粒大小、干燥剂与待干燥液体接触的时间等。加热虽然可以加快干燥速度，但由于水蒸气压随之增大，使干燥效能减弱，而且生成的水合物在30℃以上易失去水，所以液体的干燥通常在室温下进行，在蒸馏之前应将干燥剂滤去。 根据水在液体中的溶解度和干燥剂的吸水容量，虽然可以计算出干燥剂的理论用量，但实际用量远远超过理论用量。一般操作中很难确定具体的数量，多数是凭经验加入。通常以加入后液体由混浊变澄清，或每10mL液体中加入0.5～1 g干燥剂，作为加入量的大致标准。显然加入干燥剂不能太多，否则将吸附液体，引起更大的损失。 表1 常用干燥剂的性能与应用范围 干燥剂 吸水产物 吸水容量 — 干燥干燥性能 速度 强 快 应用范围 醚、烃、卤代烃、腈中痕量五氧化二磷 H3PO4 水分，不适用于醇、酸、胺、酮 金属钠 分子筛 硫酸钙 氯化钙 NaOH + H2 物理吸附 2 CaSO4·H2O CaCl2·nH2O — ～0.25 0.06 0.97 强 强 强 快 快 快 醚、烃类中痕量水分，切成小块或压成钠丝使用 适于各类有机化合物的干燥 常与硫酸镁配合，作最后干燥 不能用来干燥醇、酚、胺、酰胺、某些醛、酮及酸 弱碱性，用于胺及杂环等碱氢氧化钾 溶于水 — 中等 快 性化合物，不能干燥醇、醛、酮、酯、酸、酚等 中等 较快 基础3 1 弱碱性，用于醇、酮、酯、碳酸钾 K2CO3·0.5 H2O 0.2 较弱 慢 胺等碱性化合物，不适用酸、酚及其他酸性化合物 中性，可代替氯化钙，也可硫酸镁 应当注意，金属钠通常以钠片或钠丝的形式使用，并限于醚类（如乙醚）、烃类（如苯）的干燥。在干燥过程中，钠与水发生反应有氢气产生，为了使氢气逸出，防止潮气侵入，在容器上应装配氧化钙干燥管。 加入干燥剂前必须尽可能将待干燥液体中的水分分离干净，不应有任何可见的水层及悬浮的水珠，并置于锥形瓶中。加入颗粒大小合适的干燥剂，用塞子塞紧，不时旋摇，促使水合平衡的建立。干燥时间应根据液体量及含水情况而定，一般约需0.5 h以上。如时间许可的话，最好放置过夜。然后将干燥的液体滤入蒸馏瓶中蒸馏。 干燥时如出现下列情况，要进行相应处理：容器下面出现水层，须将水层分出后再加入新的干燥剂；干燥剂互相粘结，附在器壁上，说明用量不够，应补加干燥剂；粘稠液体的干燥应先用溶剂稀释后再加干燥剂。未知物溶液的干燥，常用中性干燥剂干燥，例如，硫酸钠或硫酸镁。 （2）共沸干燥法 许多溶剂能与水形成共沸混合物，共沸点低于溶剂的本身，因此当共沸混合物蒸完，剩下的就是无水溶剂。显然，这些溶剂不需要加干燥剂干燥。如工业乙醇通过简单蒸馏只能得到95.5%的乙醇，即使用最好的分馏柱，也无法得到无水乙醇。为了将乙醇中的水分完全除去，可在乙醇中加入适量苯进行共沸蒸馏。先蒸出的是苯—水—乙醇共沸混合物（沸点65℃），然后是苯—乙醇混合物（沸点68℃），残余物继续蒸出即为无水乙醇。 共沸干燥法也可用来除去反应时生成的水。如羧酸与乙醇的酯化过程中，为了使酯的产率提高，可加入苯，使反应所生成的水—苯—乙醇形成三元共沸混合物而蒸馏出来。 MgSO4·nH2O 1.05 较弱 较快 用于酯、醛、酮、腈、酰胺等类化合物 气体的干燥 有气体参加反应时，常常将气体发生器或钢瓶中气体通过干燥剂干燥。固体干燥剂一般装在干燥管、干燥塔或大的U形管内。液体干燥剂则装在各种形式的洗气瓶内。要根据被干燥气体的性质、用量、潮湿程度以及反应条件，选择不同的干燥剂和仪器。氧化钙、氢氧化钠等碱性干燥剂常用来干燥甲胺、氨气等碱性气体，氯化钙常用来干燥HCl、烃类、H2，O2，N2，CO2，SO2等，浓硫酸常用来干燥HCl、烃类、Cl2，N2，H2，CO2等。 用无水氯化钙干燥气体时，切勿用细粉末，以免吸潮后结块堵塞。如用浓硫酸干燥，酸的用量要适当，并控制好通入气体的速度。为了防止发生倒吸，在洗气瓶与反应瓶之间应连接安全瓶。 用干燥塔进行干燥时，为了防止干燥剂在干燥过程中结块，那些不能保持其固有形态的干燥剂（如五氧化二磷）应与载体（如石棉绳、玻璃纤维、浮石等）混合使用。低沸点的气体可通过冷阱将其中的水或其它可凝性杂质冷冻而除去，从而获得干燥的气体，固体二氧化碳与甲醇组成的体系或液态空气都可用作为冷阱的冷冻液。 为了防止大气中的水气侵入，有特殊干燥要求的开口反应装置可加干燥管，进行空气的干燥。 基础3 2 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/2330204b93c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad78d.html