7.Возгонка (сублимация)

Некоторые твердые вещества при нагревании способны активно испаряться до достижения температур их плавления. Обратный переход паров в твердое состояние происходит сразу, минуя жидкую фазу. Такой процесс называется возгонкой или сублимацией и применяется для очистки веществ.

Возгонкой называется процесс испарения твердого вещества с последующей конденсацией его паров непосредственно в твердое вещество, минуя жидкую фазу. Возгонка возможна для веществ, давление паров которых над твердой фазой сравнительно велико. Этим свойством обладают вещества с молекулярной кристаллической решеткой, в которой действуют сравнительно слабые ван-дер-ваальсовы силы. Возгонку применяют для очистки тех органических веществ, кристаллизация которых затруднена.

Для возгонки небольшого количества вещества при атмосферном давлении его помещают в фарфоровую чашку и накрывают кружочком фильтровальной бумаги с мелкими отверстиями, проделанными иглой. Сверху помещают опрокинутую стеклянную воронку, носик которой плотно закрывают ватным тампоном (рис. 1.79, а). Чашку осторожно нагревают. Пары возгоняющегося вещества проходят через отверстия на фильтре и конденсируются на внутренних стенках воронки. Перегородка из фильтровальной бумаги защищает кристаллы чистого вещества от падения в зону нагрева.

Скорость возгонки обратно пропорциональна внешнему давлению. Для увеличения скорости процесса можно повышать

температуру, пропускать над ве-   Рис. 1.79. Приборы для возгонки:

ществом слабый ток воздуха или    а — при атмосферном давлении; б — в

понижать давление. Проведение вакууме

83

возгонки под вакуумом (рис. 1.79, б) позволяет также понизить температуру, что очень важно в случае разлагающихся веществ. Как и при любом испарении, скорость возгонки пропорциональна площади испаряемой поверхности, поэтому вещество перед возгонкой необходимо тщательно измельчить и не допускать его плавления.

Недостатками возгонки являются относительно большая длительность процесса и ограниченность применения. Однако данный метод очистки выгодно отличается от перегонки более низкой температурой ведения процесса, а от перекристаллизации — отсутствием контакта вещества с растворителем и высоким конечным выходом.

2.2. Кристаллизация

• Кристаллизация – это процесс образования и роста кристаллов из раствора, расплава или газовой фазы.

Кристаллизация и перекристаллизация вещества из раствора или расплава, а также кристаллизация из газовой фазы (сублимация, возгонка) широко применяются в лабораторной практике и в промышленности как эффективные методы очистки твердых соединений от примесей. В процессе органического синтеза образующиеся «сырые» (неочищенные) продукты могут выделяться в более или менее чистом виде при охлаждении реакционной смеси или после упаривания раствора, но требуют дальнейшей очистки, поэтому подвергаются перекристаллизации. Часто «сырой» продукт удаётся очистить только многократной перекристаллизацией, что приводит к большим потерям вещества. Поэтому желательна предварительная очистка вещества или использование другого метода очистки.