In diesem Teil des Labors reinigen Sie Acetanilid durch Rekristallisation aus einer wässrigen Lösung. Acetanilid ist in kochendem Wasser mäßig löslich, aber in Raumtemperatur und kaltem Wasser ist es viel weniger löslich. Anilin, eine potentielle Verunreinigung, ist in Wasser bei Raumtemperatur viel besser löslich. So stellen Sie zunächst eine gesättigte Lösung von Acetanilid in kochendem Wasser her. Dann kühlst du die Lösung langsam auf Raumtemperatur ab.
Wenn die Löslichkeit des Acetanilids abnimmt, bildet es langsam flache, farblose oder weiße Kristalle. Wasserlösliche Verunreinigungen verbleiben in Lösung. Anschließend kühlen Sie die Lösung ab, um die Löslichkeit von Acetanilid weiter zu verringern. Schließlich gewinnen Sie die Kristalle mit Vakuumfiltration zurück und messen den Schmelzpunkt Ihrer Kristalle.
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Bevor Sie das Labor starten, ziehen Sie einen Laborkittel, eine Schutzbrille und Nitrilhandschuhe an.
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Bringen Sie zunächst einen 125-ml-Erlenmeyerkolben und Ihr Labornotizbuch zur Analysenwaage, um Ihr Acetanilid zu erhalten.
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Messen Sie 2 g Acetanilid in einem tarierten Wägeschiff und notieren Sie die genaue Masse in Ihrem Labornotizbuch. Geben Sie das Acetanilid in den Kolben und bringen Sie ihn zurück in Ihren Abzug.
Tabelle 1: Rekristallisation von Acetanilid
| Verbindung | Masse (g) | Schmelzpunkt (°C) |
| Acetanilid | | |
| Impfkristall (falls verwendet) | | |
Rekristallisiertes Acetanilid
(Saatkristall subtrahieren, falls verwendet) | | |
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| Prozentuale Rückgewinnung | | |
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Messen Sie dann 30 mL deionisiertes Wasser ab und gießen Sie es vorsichtig in den Kolben mit Acetanilid.
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Stellen Sie den Kolben auf eine Rührplatte, fügen Sie einen Rührstab hinzu und stellen Sie die Kochplatte auf mittlere Hitze und Rühren. Lassen Sie die Mischung 4 – 5 Minuten kochen, um das Acetanilid aufzulösen.
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Wenn Sie festes Acetanilid sehen, nachdem die Lösung 5 Minuten lang gekocht hat, messen Sie weitere 10 ml deionisiertes Wasser. Verwende eine Pasteur-Pipette, um Wasser tropfenweise hinzuzufügen, bis sich entweder der Feststoff aufgelöst hat oder du alle 10 ml hinzugefügt hast.
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Lassen Sie die Lösung nach jedem Milliliter mindestens eine Minute kochen, bevor Sie mehr Wasser hinzufügen. Anmerkung: Es ist wichtig, langsam Wasser hinzuzufügen, damit du die Lösung nicht zu stark abkühlst oder mehr Wasser hinzufügst, als du brauchst.
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Wenn Sie danach immer noch etwas Feststoff sehen, sind das Verunreinigungen, die Sie durch Heißfiltration entfernen müssen. Wenn Sie keinen Festkörper sehen, fahren Sie mit Schritt 14 fort.
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Um eine Heißfiltration durchzuführen, geben Sie etwa 15 ml deionisiertes Wasser und ein oder zwei kochende Chips in ein 50-ml-Becherglas und beginnen Sie mit dem Erhitzen auf einer Heizplatte.
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Klemmen Sie einen weiteren 125-ml-Erlenmeyerkolben auf eine Heizplatte und setzen Sie einen Glastrichter mit breitem Stiel oder stiellosem Kolben in den Kolben ein. Falten Sie ein großes Stück kreisförmiges Filterpapier in Viertel, legen Sie es mit der Spitze nach unten in den Trichter und öffnen Sie es zu einem Kegel.
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Sobald das Wasser kocht, verwenden Sie eine Pipette, um das Filterpapier mit heißem Wasser zu befeuchten. Nehmen Sie dann mit einer Zange den Kolben mit der Acetanilidlösung auf und gießen Sie die heiße Flüssigkeit in den Trichter, wobei Sie darauf achten müssen, dass sie nicht überläuft. Anmerkung: Wenn der Rührstab in den Trichter fällt, holen Sie ihn mit einer Pinzette heraus und spülen Sie ihn mit heißem Wasser ab.
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Spülen Sie dann das Innere des ersten Kolbens mit einigen Millilitern heißem Wasser aus, gießen Sie den Inhalt in den Trichter und lösen Sie alle Kristalle, die sich bilden, mit heißem Wasser auf.
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Sobald der Trichter leer ist, bewege ihn mit einer Zange zum ersten Kolben. Den zweiten Kolben vorsichtig lösen. Sie können nun wie gewohnt mit dem Lab fortfahren.
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Sobald kein sichtbarer Feststoff mehr in Ihrer heißen Acetanilidlösung vorhanden ist, schalten Sie die Hitze und den Rührmotor aus und verwenden Sie eine Zange, um den Kolben auf den Boden der Haube zu legen.
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Lassen Sie die Lösung ungestört, während sie auf Raumtemperatur abkühlt, was normalerweise mindestens 15 Minuten dauert. Bewegen oder Schütteln des Kolbens erschwert die Bildung von Kristallen.
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Während Sie warten, geben Sie eine kleine Menge des Acetanilid-Ausgangsmaterials in eine Waage und bringen Sie es zum Schmelzpunktgerät.
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Packen Sie ein Kapillarröhrchen mit dem Acetanilid und messen und notieren Sie dessen Schmelzpunkt.
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Sobald die Lösung abgekühlt ist, suchen Sie nach Kristallen, ohne den Kolben zu stark zu bewegen. Wenn du keine siehst, kratze mit einem Glasstab vorsichtig das Innere des Kolbens unter der Lösung ab. Es ist einfacher, dass sich Kristalle auf zerkratzten oder rauen Oberflächen bilden.
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Wenn sich nach weiteren 10 Minuten immer noch keine Kristalle gebildet haben, fragen Sie Ihren Dozenten nach einem Impfkristall aus hochreinem Acetanilid. Messen und notieren Sie die Masse des Impfkristalls und lassen Sie ihn dann in die Acetanilidlösung bei Raumtemperatur fallen. Auf dem Impfkristall findet dann das Kristallwachstum statt.
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Sobald Sie mehrere Kristalle im Kolben sehen, bereiten Sie zwei Eisbäder in 600-ml-Bechern vor. Ein Eisbad sollte das Becherglas fast füllen, und das andere sollte etwa die Hälfte des Bechers einnehmen.
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Messen Sie 5 mL deionisiertes Wasser und legen Sie es in das volle Eisbad. Vergewissern Sie sich, dass sich der Kolben kühl anfühlt und dass sich mehrere Kristalle gebildet haben, bevor Sie ihn vorsichtig in das halbvolle Eisbad legen. Lassen Sie den Kolben ungestört, um das Kristallwachstum zu verbessern.
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Überprüfen Sie alle 15 Minuten den Fortschritt des Kristallwachstums. Sobald es so aussieht, als ob der größte Teil Ihres Acetanilids kristallisiert ist oder Sie über einen Zeitraum von 15 Minuten kein großes Kristallwachstum sehen, richten Sie eine Vakuumfiltration mit einem 125- oder 250-ml-Filterkolben ein.
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Befeuchten Sie das Filterpapier mit 1 mL eiskaltem Wasser. Starten Sie dann das Vakuum und gießen Sie den Inhalt des Kolbens in den Büchner-Trichter der Vakuumfiltrationsanlage.
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Kratzen Sie Kristalle aus dem Kolben in den Trichter mit einem Glasstab oder einem flexiblen Spatel und spülen Sie die restlichen Kristalle mit etwa 1 mL kaltem, deionisiertem Wasser in den Trichter.
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Stoppen Sie dann das Vakuum, brechen Sie das Siegel und gießen Sie den Rest des kalten deionisierten Wassers in den Trichter. Rühren Sie die Kristalle einige Sekunden lang vorsichtig mit dem Glasstab um, um sie zu waschen, und achten Sie darauf, das Filterpapier nicht zu zerreißen.
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Schalten Sie das Vakuum ein, um den Trichter zu entleeren. Stoppen Sie dann das Vakuum, brechen Sie die Versiegelung und leeren Sie das Filtrat in ein Abfallbecherglas. Schalten Sie das Vakuum wieder ein und lassen Sie die gewaschenen Kristalle im Trichter, während die Vakuumpumpe Luft durch sie zieht, bis sie trocken sind, was normalerweise etwa eine halbe Stunde dauert. Während du wartest, beginnst du mit der Arbeit an deiner nächsten Rekristallisation.