2.9　升　　華

2.9.1　應用背景

具有較高蒸氣壓的固態物質加熱時不經過液態而直接變為氣態，這個過程即為升華。然而對有機化合物的提純來說重要的卻是一些物質的蒸氣不經過液態而直接轉變成固態，這樣能得到高純度的物質。一般情況下，對稱性較高的固態物質，具有較高的熔點，而且在熔點溫度以下具有較高（高于2.67kPa）的蒸氣壓，才可采用升華法來提純。另外，利用升華法還可以除去不揮發性雜質或分離揮發性明顯不同的固體混合物。

2.9.2　實驗目的和要求

①了解升華的基本原理和方法。

②掌握升華的基本操作技能。

2.9.3　實驗原理

一種物質的正常熔點是其固、液兩相在標準大氣壓下平衡時的溫度。在三相點時的壓力是固、液、氣三相的平衡蒸氣壓，所以三相點時的溫度和正常的熔點有些差別，通常差別只有幾分之一攝氏度。溫度在三相點以下，物質只有固、氣兩相，若降低溫度，蒸氣就不經過液態而直接轉變成固態；若升高溫度，固體也不經過液態而直接轉變成氣態。若某物質在三相點溫度以下的蒸氣壓很高，則其汽化速率很大，就可以較容易地從固體轉換為蒸氣。物質蒸氣壓隨溫度降低而下降非常顯著，稍降低溫度即能由蒸氣直接轉變成固體，則此物質可在常壓下用升華方法進行提純。

2.9.4　實驗儀器、試劑與材料

儀器與材料：電熱套或酒精燈、蒸發皿、短頸玻璃漏斗、石棉網、脫脂棉、濾紙、燒杯等。

試劑：粗萘。

2.9.5　實驗操作

（1）實驗裝置

實驗裝置如圖2-29所示。蒸發皿上蓋一張扎過數個小孔的濾紙，濾紙上倒扣一個口徑略小的短頸玻璃漏斗，漏斗頸部塞一些脫脂棉。實驗過程中，用電熱套或酒精燈加熱。

（2）升華實驗操作

稱取0.5g烘干的粗萘，放入蒸發皿中，鋪勻。取一大小合適的短頸玻璃漏斗，將頸口處用少量脫脂棉堵住【1】，選一張略大于漏斗底口的濾紙，在濾紙上扎一些小孔后蓋在蒸發皿上，用漏斗蓋住。將蒸發皿放在石棉網上，用電加熱套或酒精燈緩慢加熱，控制在80℃以下，數分鐘后，可輕輕取下漏斗，小心翻起濾紙，如發現下面已掛滿了萘【2】，則可將其移入干燥的樣品瓶或燒杯中，并立即重復上述操作，直到萘升華完畢，使雜質留在蒸發皿底部。稱重可得約0.4g純萘，為白色晶體，萘的熔點為80.6℃。

本實驗約需2h。

2.9.6　注釋

【1】將頸口處用少量脫脂棉堵住，以免蒸氣外逸，造成產品損失。

【2】當蒸氣開始通過濾紙上升至漏斗中時，可以看到濾紙和漏斗壁上有晶體析出。如晶體不能及時析出，可在漏斗外面用濕布冷卻。

2.9.7　思考題

①升華分離方法的必要條件和適用范圍是什么？

②升華法用于物質的提純優缺點是什么？