Выбор растворителя

Принципиальное значение при перекристаллизации имеет правильный выбор растворителя. При этом необходимо учитывать химические свой­ства как очищаемого вещества, так и имеющихся в нем примесей. Жела­тельно, чтобы подвергаемое очистке соединение имело эффективный «ход» растворимости, т. е. растворимость его при разных температурах должна значительно различаться; примеси же должны либо хорошо рас­творяться на холоде, либо плохо - при нагревании (по сравнению с очи­щаемым веществом). Растворитель должен быть химически инертным; желательно иметь низкую вязкость для быстрого образования хорошо оформленных кристаллов; легко удаляться с поверхности кристаллов при промывке.

При выборе растворителя не следует забывать старое правило - «по­добное растворяется в подобном». Приведем пример. В одной из задач надо очистить перекристаллизацией транс- стильбен(т. пл. 125 °С) от исходного 1, 2-дифенилэтанола (т. пл. 67 °С). Подходящий раствори­тель - этиловый спирт: температуры плавления и молекулярные массы стильбена и 1, 2-дифенилэтанола невелики, что позволяет ожидать их вы­сокой растворимости в горячем спирте. При охлаждении же углеводород наверняка закристаллизуется, а 1, 2-дифенилэтанол останется в растворе.

Вообще же растворитель для перекристаллизации выбирают только опытным путем, проводя серию экспериментов с небольшими количе­ствами вещества.

В органической химии для проведения перекристаллизации применя­ют самые разные растворители (вода, спирты, ацетон, простые эфиры, СН₃СООН, СНС1₃, бензол и толуол, насыщенные углеводороды – гексан, гептан, и др.).

При перекристаллизации из легколетучих растворителей (например, эфир) растворение вещества проводят в приборе с обратным холодильни­ком, а кристаллизацию продукта при низкой температуре (в морозильной камере). Для кристаллизации легкорастворимых веществ используют специ­альные морозильные камеры, поддерживающие температуру ~ -70 °С.

Если индивидуальный растворитель для перекристаллизации подобрать не удается, применяют двух-, а иногда и трехкомпонентные смеси. Один из практических приемов использования двухкомпонентной смеси за­ключается в следующем: вещество растворяют в нагретом «хорошем» растворителе и к полученному раствору по каплям добавляют горячий второй растворитель, плохо растворяющий это соединение, до возникно­вения устойчивого помутнения. Полученную смесь нагревают до получе­ния прозрачного раствора и оставляют кристаллизоваться. Модификация этого приема - использование низкокипящего «хорошего» растворителя и высококипящего «плохого»: например, вещество растворяют в СН₂С1₂, затем прибавляют толуол. Полученную смесь нагревают до температуры выше точки кипения СН₂С1₂ и отгоняют часть растворителя - в резуль­тате смесь обогащается толуолом, и достигается более полное осаждение продукта при охлаждении.

Ранее для выделения и перекристаллизации органических соединений широко использовался бензол и содержащие его смеси, поскольку бензол имеет низкую стоимость и приемлемую температуру кипения. Однако в настоящее время этот растворитель считают неудобным: он весьма ток­сичен и проявляет канцерогенные свойства, имеет высокую температуру плавления (+5.5 °С), из-за чего замерзает в ледяной бане или в холо­дильнике.