Методы очистки некоторых растворителей

Важным аспектом работы в инертной атмосфере является использование чистых сухих растворителей, не содержащих кислорода. Наличие даже незначительного количества воды может замедлить реакцию, а в некоторых случаях полностью блокировать ее протекание.

Наиболее распространенным методом осушки растворителей является использование безводных неорганических солей: сульфата натрия, сульфата магния, хлорида кальция и т.д. Для большинства экспериментов качество растворителей, осушенных таким способом, будет достаточным. Дополнительные методы абсолютирования растворителей используются в случае работы с чувствительными к влаге и кислороду воздуха веществами. Важным осушающим реагентом для такого рода перегонок является система натрий-бензофенон (дифенилкетон). Помимо осушения растворителя, ее использование дает возможность визуально контролировать прохождение процесса. Изменение окраски от грязно-желтой, через зеленую в интенсивную синюю, обусловлено образованием анион-радикала бензофенона и является индикатором отсутствия в растворе воды и следов кислорода.

Все основные растворители, используемые в лабораторных условиях, можно разделить на три группы, для которых характерны общие методы очистки.

1. Эфиры - тетрагидрофуран, диэтиловый эфир или диметоксиэтан - часто используются в качестве растворителей. Данная группа растворителей имеет тенденцию к образованию перекисей, особенно в условиях неправильного хранения (в открытом виде и в прозрачных бутылках). Образующиеся перекисные соединения имеют более высокую температуру кипения, чем эфиры, и крайне взрывоопасны. Если у вас есть сомнения по поводу качества эфира, который вы собираетесь использовать, проведите тест с использованием подкисленного водного раствор йодида калия. Если при добавлении раствора йодида калия к растворителю органическая фаза окрашивается в желтый или коричневый цвет, эфир содержит значительное количество перекисей, которые должны быть удалены в первую очередь.

Тетрагидрофуран является гораздо более гигроскопичным растворителем, чем другие эфиры, и поэтому предварительно должен быть осушен над гидроксидом калия как минимум в течение 12 часов.

Для окончательного удаления следов влаги из растворителя его кипятят в инертной атмосфере с металлическим натрием в присутствии бензофенона. Образующийся анион-радикал бензофенона реагирует с водой, спиртами и кислородом, поэтому появление темно-синего окрашивания свидетельствует о чистоте растворителя.

Na + Ph₂CO → Na⁺Ph₂CO^·−

2. Углеводороды, такие как пентан, гексан, циклогексан, бензол, толуол являются еще одним важным классом растворителей. Как правило, эти растворители, не столь гигроскопичны как эфиры, но часто содержат ненасыщенные соединения в качестве примесей, которые могут быть удалены промыванием концентрированной серной кислотой. После этого растворители дополнительно осушаются над металлическим натрием в присутствии бензофенона. В случае пентана, гексана и других неполярных растворителей необходимо добавить небольшое количество краун-эфира для лучшего растворения анион-радикала бензофенона. В большинстве случаев для осушения углеводородов достаточно кипячения в течение нескольких часов с последующей перегонкой в атмосфере инертного газа.

3. Галогенуглеводороды (CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄, C₂Cl₄, C₂Cl₆) осушают над CaH₂ или P₂O₅. Никогда не пытайтесь сушить галогенуглеводороды с помощью щелочных металлов или гидридов щелочных металлов!