干燥基础知识整理

时间：2015年4月18日整理人：李辉虎

干燥基本知识整理

干燥剂分为化学吸附的干燥剂和物理吸附的干燥剂：化学吸附的常用干燥剂有生石灰、氯化镁、氯化钙、碱石灰或五氧化二磷、硅酸等，它们是通过化学方式吸收水分子并改变其化学结构，变成另外一种物质；物理吸附的常用干燥剂有硅胶干燥剂、粘土干燥剂、分子筛干燥剂、矿物干燥剂、纤维干燥剂、蒙脱石干燥剂等。

1.常见化学干燥剂

注：使用高氯酸盐时务必小心，碳、硫、磷及一切有机物都不能与之接触，否则会发生猛烈爆炸，造成危险。

2.常见化学干燥剂简述

① 无水氯化钙：无定形颗粒状(或块状)，价格便宜，吸水能力强，干燥速度较快。吸水形成含不同结晶水的水合物CaCl2•nH2O （n＝1，2，4，6），最终吸水产物为CaCl2•6H2O （30℃以下)，是实验室中常用的干燥剂之一。但是氯化钙能水解成Ca(OH)2或Ca(OH)Cl ，因此不宜作为酸性物质或酸类的干燥剂。同时氯化钙易与醇类、胺类及某些醛、酮、酯形成分子络合物。如与乙醇生成CaCl2•4C2H5OH、与甲胺生成CaCl2•2CH3NH2、与丙酮生成CaCl2•2(CH3)2CO 等，因此不能作为上述各类有机物的干燥剂；

② 无水硫酸钠(Na2SO4）：白色粉末状，吸水后形成Na2SO4•10H2O。因其吸水容量大，且为中性盐，对酸性或碱性有机物都可适用，价格便宜，因此应用范围较广。但它与水作用较慢，干燥程度不高。当有机物中夹杂有大量水分时，常先用它来作初步干燥，除去大量水分，然后再用干燥效率高的干燥剂干燥。使用前最好先放在蒸发皿中小心烘炒，除去水分，然后再用；

③ 无水硫酸镁(MgSO4)：白色粉末状，吸水容量大，吸水形成结晶水的硫酸镁MgSO4•nH2O （n＝1，2，4，5，6，7）。最终吸水产物为MgSO4•7H2O（48℃以下)。由于其吸水较快，且为中性化合物，对各种有机物均不起化学反应，故为常用干燥剂。特别是那些不能用无水氯化钙干燥的有机物常用它来干燥；

④ 无水硫酸钙(CaSO4)：白色粉末，吸水容量小，吸水后形成2CaSO4•H2O（100℃以下)。虽然硫酸钙为中性盐，不与有机化合物起反应，但因其吸水容量小，没有前述几种干燥剂应用广泛。由于硫酸钙吸水速度快，而且形成的结晶水合物在100℃以下较稳定，所以凡沸点在100℃以下的液体有机物，经无水硫酸钙干燥后，不必过滤就可以直接蒸馏。如甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、乙醛、苯等，用无水硫酸钙脱水处理效果良好；

⑤ 无水碳酸钾（K2CO3）：白色粉末，是一种碱性干燥剂。其吸水能力中等，能形成带两个结晶水的碳酸钾(K2CO3•2H2O），但是与水作用较慢。适用于干燥醇、酯等中性有机物以及一般的碱性有机物如胺、生物碱等。但不能作为酸类、酚类或其他酸性物质的干燥剂；

⑥ 固体氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH):白色颗粒状，是强碱性化合物。只适用于干燥碱性有机物如胺类等。因其碱性强，对某些有机物起催化反应，而且易潮解，故应用范围受到限制。不能用于干燥酸类、酚类、酯、酰胺类以及醛酮；

⑦ 五氧化二磷(P2O5）：是所有干燥剂中干燥效力最高的干燥剂。与水的作用过程是：P2O5与水作用非常快，但吸水后表面呈粘浆状，操作不便。且价格较贵。一般是先用其他干燥剂如无水硫酸镁或无水硫酸钠除去大部分水，残留的微量水分再用P2O5干燥。它可用于干燥烷烃、卤代烷、卤代芳烃、醚等，但不能用于干燥醇类、酮类、有机酸和有机碱；

⑧ 金属钠(Na):常常用作醚类、苯等惰性溶剂的最后干燥。一般先用无水氯化钙或无水硫酸镁干燥除去溶剂中较多量的水分，剩下的微量水分可用金属钠丝或钠片除去。但金属钠不适用于能与碱起反应的或易被还原的有机物的干燥。如不能用于干燥醇(制无水甲醇、无水乙醇等除外)、酸、酯、有机卤代物、酮、醛及某些胺；

⑨氧化钙(CaO): 是碱性干燥剂。与水作用后生成不溶性的Ca(OH)2，对热稳定，故在蒸馏前不必滤除。氧化钙价格便宜，来源方便，实验室常用它来处理95%的乙醇，以制备99%的乙醇。但不能用于干燥酸性物质或酯。

3.干燥剂使用范围

4. 其他注意事项

一般的说，酸性干燥剂不能干燥碱性气体，碱性干燥剂不能干燥酸性气体，中性干燥剂可以干燥各种气体。这是从酸碱反应角度来考虑，同时还应考虑规律之外的一些特殊性，如气体与干燥剂之间若发生了氧化还原反应，或生成络合物，加合物等，就不能用这种干燥剂来干燥该气体了。例如：

不能用浓硫酸干燥H2S、HBr、HI等还原性气体，二者会发生氧化还原反应，如：H2S+H2SO4=2H2O+SO2+S；

不能用无水硫酸铜干燥H2S气体，二者会反应：CuSO4+H2S=H2SO4+CuS；

不能用无水硫酸铜、无水CaCl2干燥NH3，二者可发生反应生成络合物：CuSO4+NH3=CuSO4·NH3、CaCl2+4NH3=CaCl2*4NH3、CaCl2+8NH3=CaCl2*8NH3。

5. 绝对无水乙醇

在无水乙醇中，加入五十分之一的金属钠，待反应完毕，再加入过量的二十分之一重量的邻苯二甲酸二乙酯或草酸二乙酯，回流2~3小时，然后进行蒸馏。金属钠虽能与乙醇中的水作用，产生氢气和氢氧化钠，生成的氢氧化钠与乙醇发生平衡反应，因此单独使用金属钠不能完全除去乙醇中的水，须加入过量的高沸点酯，如邻苯二甲酸二乙酯与生成的氢氧化钠作用，高沸点酯水解成酸与醇，抑制上述反应，从而达到进一步脱水的目的。

在无水乙醇中，加入十分之一重量的镁和百分之一的碘，待镁溶解生成醇镁后，再加入20倍质量的无水乙醇，回流5h后，蒸馏可得到水分为0.05%绝对无水乙醇。由于乙醇具有非常强的吸湿性，所以在操作时，动作要迅速，尽量减少转移次数以防止空气中的水分进入，同时所用仪器必须事前干燥好。