常用試劑的性質與制備純化
常用試劑的性質與制備純化
有機化學實驗經常用到大量的試劑，包括無機試劑和有機試劑，市售的試劑有分析純（A.R）、化學純（C.P）、工業級（T.P）等級別，其中分析純的純度較高，工業級則帶有較多的雜質。在某些有機反應中，對試劑或溶劑的要求較高，即使微量的雜質或水分的存在，也會對反應的速率、產率和產品純度帶來一定的影響，因此掌握一些必要的試劑的純化方法是十分必要的。
在實際工作中還會經常遇到無法買到某種試劑或買不到高純度試劑的情況，影響實驗工作正常進行，因此，了解一些常用試劑的制備方法也是十分必要的。在這部分中給出了常用有機和無機試劑的制備與純化方法，希望能給實驗工作帶來一些方便。
市售顆粒狀氨基鈉純度為80～90%，氨基鈉不容易研碎，通常在裝有烴類惰性溶劑（如甲苯、二甲苯等）的研缽中研磨。氨基鈉在常溫下暴露在空氣中2～3天會產生危險的混合物。為了安全，打開的氨基鈉應該立即使用，容器敞口放置不應超過12小時。當氨基鈉形成氧化物時（顏色變為黃色或棕色）爆炸性很強，不能再使用。將少量沒有用完的氨基鈉加入甲苯使其完全覆蓋，攪拌下緩慢加入用甲苯稀釋過的乙醇，可將其分解掉。
實驗室由鈉和液氨在三價鐵離子催化下制備氨基鈉：向500 mL的三頸瓶中加入300 mL無水液氨。三頸瓶上裝有玻璃塞、密封的攪拌棒和裝有堿石灰干燥管的回流冷凝管。攪拌下，向溶液中加入0.5 g鈉，溶液顯藍色。然后加入0.5 g硝酸鐵粉末催化劑， 30分鐘內加入13.3 g切成小塊的鈉。當鈉轉化成氨基鈉后，溶液由藍色變為灰色懸浮液，從滴液漏斗中加入足量的無水乙醚，使液體體積保持在300 mL左右。升溫蒸出氨，當氨幾乎全部蒸完后攪拌氨基鈉懸浮液，加熱回流5 min，然后冷卻到室溫，得到23.4 g氨基鈉的醚懸浮液，轉化幾乎是定量的。
2．氨氣
商品的氨氣一般用鋼瓶盛裝，使用時通過減壓裝置可以得到氣態的氨。氣體的流速可由計泡計來控制，其中計泡計中含有少量濃氫氧化鉀溶液（12 g 氫氧化鉀溶于12 mL水）。在計泡計和反應器之間應加一安全瓶。通過裝有疏松的堿石灰或塊狀氧化鈣的干燥塔干燥。
如果需要少量的氨可以用如下方法制備：在上端裝有回流冷凝管的圓底燒瓶中加入濃氨水，緩慢加熱，氣體通過裝有疏松的堿石灰或塊狀氧化鈣的干燥塔干燥，然后通過安全瓶引入反應瓶。
3．苯
沸點80.1℃，密度d＝0.8791，不溶于水，能與乙醇互溶。熔點為5.2℃。工業苯中常含有噻吩，而噻吩的沸點（84℃）與苯接近，不能用蒸餾方法分離。檢查苯中有無噻吩，可取5 mL苯加入10 mL靛紅和10 mL濃硫酸組成的溶液，振搖片刻，當有噻吩存在時，酸層呈現淺藍色。
要制取無水無噻吩的苯一般可采用在室溫下用濃硫酸洗滌的方法。取體積相當于苯體積15％的濃硫酸洗滌，可重復操作直至酸層呈現無色或淡黃色為止，然后用水洗至中性，用無水氯化鈣干燥后，蒸餾，收集79～81℃餾分，最后以金屬鈉脫水成無水苯。
4．吡啶
沸點115.5℃，密度d＝1.5095，折光率n 20D ＝0.9819。分析純吡啶含有少量水，如要制備無水吡啶，可將吡啶和粒狀氫氧化鉀一起回流，然后隔絕潮氣蒸出備用。干燥的吡啶吸水性很強，保存時應將容器口用石蠟封好。
5．鈀催化劑
鈀催化劑是非常有效的加氫催化劑，價格比較貴。實驗室可由氯化鈀制備鈀催化劑。
（1）Pd-C（5%Pd）的制備：將1.7 g氯化鈀和1.7 mL濃鹽酸加入到20 mL水中，水浴加熱2小時溶解完全，然后將它加入到用200 mL水溶解了30g乙酸鈉的溶液中，盛放在500 mL的燒瓶中。加20 g酸洗過的活性炭，在氫氣氣氛中氫化直到反應結束。過濾收集催化劑，用5份100 mL的水洗滌，吸濾抽干。在室溫下用氫氧化鉀干燥或在真空干燥器中用無水氯化鈣干燥。將催化劑碾成粉末，貯存在塞緊塞子的試劑瓶中。
（2）Pd-C（30%Pd）的制備：將8.25 g氯化鈀和5 mL濃鹽酸加入到50 mL水中。冰浴冷卻下，加入50 mL 40%的乙醛溶液，再加入11 g酸洗過的活性炭。機械攪拌下加入50 g氫氧化鉀溶于50 mL水的溶液，保持溫度低于50℃。加完后將溫度升到60℃，保持15 min，用水徹底清洗催化劑后，再將水倒出；用乙酸洗滌，吸濾，再用水洗至無Cl-和OH-離子。在100℃干燥，儲存在干燥器中。
（3）鈀黑的制備：5 g氯化鈀溶于30 mL濃鹽酸后用80 mL水稀釋，冰鹽浴冷卻下加入35 mL 40%的乙醛溶液。將35 g 氫氧化鉀溶于35 mL水中，強力攪拌下，在30 min內將其加入混合物中。加熱到60℃，保持30 min后將水傾出并用水洗滌沉淀6次，過濾到坩堝上，用1 L水洗滌，吸干，轉入干燥器中干燥，產量為3.1 g。
（4）Pd-BaSO4（5%Pd）的制備：在2 L燒杯中加入63.1 g氫氧化鋇溶于600 mL水的熱溶液（t＝80℃），在快速攪拌下一次加入60 mL 3 mol?L-1硫酸。再加入3 mol?L-1硫酸使懸浮物對石蕊顯酸性。將4.1 g氯化鈀溶于10 mL濃鹽酸后用20 mL水稀釋，在機械攪拌下加入硫酸鋇溶液，然后再加入4 mL 40%的乙醛溶液。用30%的氫氧化鈉溶液調至弱堿性，繼續攪拌5 min，靜置。傾出上層清夜，用水洗，再靜置，重復8～10次。過濾，用5份25 mL的水洗滌，盡量吸干，80℃干燥，研細催化劑，密封在瓶子里備用。
6．丙酮
沸點56℃，密度d＝ 0.7898，能與水、乙醇、乙醚互溶。工業丙酮含有甲醇、乙醇、酸、水等雜質。一般丙酮的純化是將丙酮和高錳酸鉀一起回流，直至加入的高錳酸鉀的紫色不再退去為止，然后將丙酮蒸出，用無水碳酸鉀干燥，再進行蒸餾。
7．冰醋酸
沸點117℃，將市售乙酸在4℃下緩慢結晶，過濾，壓干。少量的水可用五氧化二磷回流干燥幾小時除去。冰醋酸對皮膚有腐蝕作用，觸及皮膚或濺到眼睛時，要用大量水沖洗。
8．氮氣
氮氣一般以壓縮氣的形式貯存于鋼瓶中，一般含有痕量的氧氣，可以采用以下方法除去：（1）通過沒食子酸的堿溶液（15 g沒食子酸溶于100 mL 50% NaOH溶液）；（2）通過Fieser溶液，該溶液制備方法：在100 mL水中溶20克氫氧化鉀，攪拌加入2克蒽醌-2-磺酸鈉和15 g亞硫酸氫鈉微熱到溶解，當該血紅色的溶液冷至室溫即可使用，該溶液能吸收750 mL氧氣，當溶液顏色變化至褐色或者有沉淀生成時，該溶液即失去作用了。也有市售的不含氧氣的高純氮，但價格較貴。
