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1、熔點(diǎn)的測(cè)定和溫度計(jì)刻度的校正一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募盎疽?物質(zhì)熔點(diǎn)的測(cè)定是有機(jī)化學(xué)工作者經(jīng)常用的一種技術(shù),所得的數(shù)據(jù)可用來鑒定晶狀的有機(jī)化合物,并作為該化合物純度的一種指標(biāo)。 目前測(cè)熔點(diǎn)的方法有:(1)毛細(xì)管法測(cè)熔點(diǎn); (2)熔點(diǎn)測(cè)定儀測(cè)熔點(diǎn)。 通過實(shí)驗(yàn)主要是要讓學(xué)生掌握用毛細(xì)管法測(cè)定固體有機(jī)物質(zhì)熔點(diǎn)的操作方法,了解顯微熔點(diǎn)測(cè)定法原理及操作技術(shù)。二、基本原理物質(zhì)的溫度與蒸氣壓的關(guān)系如下圖所示 曲線SM物質(zhì)固相的蒸氣壓與溫度的關(guān)系 曲線ML物質(zhì)液相的蒸氣壓與溫度的關(guān)系(因?yàn)閮蓷l線斜率不同,所以有交點(diǎn)) M固液兩相蒸氣壓一致,固液兩相平衡共存,這時(shí)的溫度TM即為該物質(zhì)的熔點(diǎn)。三、操作要點(diǎn)和說明 影響毛細(xì)

2、管法測(cè)熔點(diǎn)的主要因素及措施有: 1、熔點(diǎn)管本身要干凈,管壁不能太厚,封口要均勻。初學(xué)者容易出現(xiàn)的問題是,封口一端發(fā)生彎曲和封口端壁太厚,所以在毛細(xì)管封口時(shí),一端在火焰上加熱時(shí)要盡量讓毛細(xì)管接近垂直方向,火焰溫度不宜太高,最好用酒精燈,斷斷續(xù)續(xù)地加熱,封口要圓滑,以不漏氣為原則。2、樣品一定要干燥,并要研成細(xì)粉末,往毛細(xì)管內(nèi)裝樣品時(shí),一定要反復(fù)沖撞夯實(shí),管外樣品要用衛(wèi)生紙擦干凈。 3、用橡皮圈將毛細(xì)管縛在溫度計(jì)旁,并使裝樣部分和溫度計(jì)水銀球處在同一水平位置,同時(shí)要使溫度計(jì)水銀球處于b形管兩側(cè)管中心部位。 4、升溫速度不宜太快,特別是當(dāng)溫度將要接近該樣品的熔點(diǎn)時(shí),升溫速度更不能快。一般情況是,開始

3、升溫時(shí)速度可稍快些(5min)但接近該樣品熔點(diǎn)時(shí),升溫速度要慢(12min),對(duì)未知物熔點(diǎn)的測(cè)定,第一次可快速升溫,測(cè)定化合物的大概熔點(diǎn)。 5、熔點(diǎn)溫度范圍(熔程、熔點(diǎn)、熔距)的觀察和記錄,注意觀察時(shí),樣品開始萎縮(蹋落)并非熔化開始的指示信號(hào),實(shí)際的熔化開始于能看到第一滴液體時(shí),記下此時(shí)的溫度,到所有晶體完全消失呈透明液體時(shí)再記下這時(shí)的溫度,這兩個(gè)溫度即為該樣品的熔點(diǎn)范圍。 6、熔點(diǎn)的測(cè)定至少要有兩次重復(fù)的數(shù)據(jù),每一次測(cè)定都必須用新的熔點(diǎn)管,裝新樣品。進(jìn)行第二次測(cè)定時(shí),要等浴溫冷至其熔點(diǎn)以下約30左右再進(jìn)行。 7、使用硫酸作加熱浴液(加熱介質(zhì))要特別小心,不能讓有機(jī)物碰到濃硫酸,否則使溶液顏

4、色變深,有礙熔點(diǎn)的觀察。若出現(xiàn)這種情況,可加人少許硝酸鉀晶體共熱后使之脫色。采用濃硫酸作熱浴,適用于測(cè)熔點(diǎn)在220以下的樣品。若要測(cè)熔點(diǎn)在220以上的樣品可用其它熱浴液。見蘭大、復(fù)旦書P431。 8、測(cè)定工作結(jié)束,一定要等浴液冷卻后方可將濃硫酸倒回瓶中。溫度計(jì)也要等冷卻后,用廢紙擦去硫酸方可用水沖洗,否則溫度計(jì)極易炸裂。 9、用熔點(diǎn)儀測(cè)熔點(diǎn)見北師大化學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)范 P256。四、思考題 1、測(cè)熔點(diǎn)時(shí),若有下列情況將產(chǎn)生什么結(jié)果?(1)熔點(diǎn)管壁太厚。(2)熔點(diǎn)管底部未完全封閉,尚有一針孔。(3)熔點(diǎn)管不潔凈。(4)樣品未完全干燥或含有雜質(zhì)。(5)樣品研得不細(xì)或裝得不緊密。(6)加熱太快。答:(1)管

5、壁太厚樣品受熱不均勻,熔點(diǎn)測(cè)不準(zhǔn),熔點(diǎn)數(shù)據(jù)易偏高,熔程大。 (2)熔點(diǎn)管底部未完全封閉有一針孔,空氣會(huì)進(jìn)人,加熱時(shí),可看到有氣泡從溶液中跑出接著溶液進(jìn)人,結(jié)晶很快熔化,也測(cè)不準(zhǔn),偏低。 (3)熔點(diǎn)管不潔凈,等于樣品中有雜質(zhì),致使測(cè)得熔點(diǎn)偏低,熔程加大。 (4)樣品未完全干燥,內(nèi)有水分和其它溶劑,加熱,溶劑氣化,使樣品松動(dòng)熔化,也使所測(cè)熔點(diǎn)數(shù)據(jù)偏低,熔程加大樣品含有雜質(zhì)的話情況同上。 (5)樣品研得不細(xì)和裝得不緊密,里面含有空隙,充滿空氣,而空氣導(dǎo)熱系數(shù)小傳熱慢,會(huì)使所測(cè)熔點(diǎn)數(shù)據(jù)偏高熔程大。 (6)加熱太快,升溫大快,會(huì)使所測(cè)熔點(diǎn)數(shù)據(jù)偏高,熔程大,所以加熱不能太快。這一方面是為了保證有充分的時(shí)間

6、讓熱量由管外傳至管內(nèi),以使固體熔化。另一方面因觀察者不能同時(shí)觀察溫度計(jì)所示度數(shù)和樣品的變化情況,只有緩慢加熱才能使此項(xiàng)誤差變小。 2、是否可以使用第一次測(cè)過熔點(diǎn)時(shí)已經(jīng)熔化的有機(jī)化合物再作第二次測(cè)定呢?為什么?答:不可以,這是因?yàn)榈谝淮螠y(cè)過熔點(diǎn)后,有時(shí)有些物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生部分分解,有些會(huì)轉(zhuǎn)變成具有不同熔點(diǎn)的其它結(jié)晶形式。蒸餾、分餾和沸點(diǎn)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮突疽?蒸餾和分餾的基本原理是一樣的,都是利用有機(jī)物質(zhì)的沸點(diǎn)不同,在蒸餾過程中低沸點(diǎn)的組分先蒸出,高沸點(diǎn)的組分后蒸出,從而達(dá)到分離提純的目的。不同的是,分餾是借助于分餾柱使一系列的蒸餾不需多次重復(fù),一次得以完成的蒸餾(分餾就是多次蒸餾),應(yīng)用范圍也

7、不同,蒸餾時(shí)混合液體中各組分的沸點(diǎn)要相差30以上,才可以進(jìn)行分離,而要徹底分離沸點(diǎn)要相差110以上。分餾可使沸點(diǎn)相近的互溶液體混合物(甚至沸點(diǎn)僅相差12)得到分離和純化。 通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生:(1)理解蒸餾和分餾的基本原理,應(yīng)用范圍,什么情況下用蒸餾,什么情況下用分餾。(2)熟練掌握蒸餾裝置的安裝和使用方法。(3)掌握分餾柱的工作原理和常壓下的簡(jiǎn)單分餾操作方法。二、基本原理 當(dāng)液態(tài)物質(zhì)受熱時(shí)蒸氣壓增大,待蒸氣壓大到與大氣壓或所給壓力相等時(shí)液體沸騰,即達(dá)到沸點(diǎn)。所謂蒸餾就是將液態(tài)物質(zhì)加熱到沸騰變?yōu)檎魵猓謱⒄魵饫鋮s為液體這兩個(gè)過程的聯(lián)合操作。 分餾:如果將兩種揮發(fā)性液體混合物進(jìn)行蒸餾,在沸騰溫度下,

8、其氣相與液相達(dá)成平衡,出來的蒸氣中含有較多量易揮發(fā)物質(zhì)的組分,將此蒸氣冷凝成液體,其組成與氣相組成等同(即含有較多的易揮發(fā)組分),而殘 留物中卻含有較多量的高沸點(diǎn)組分(難揮發(fā)組分),這就是進(jìn)行了一次簡(jiǎn)單的蒸餾。 如果將蒸氣凝成的液體重新蒸餾,即又進(jìn)行一次氣液平衡,再度產(chǎn)生的蒸氣中,所含的易揮發(fā)物質(zhì)組分又有增高,同樣,將此蒸氣再經(jīng)冷凝而得到的液體中,易揮發(fā)物質(zhì)的組成當(dāng)然更高,這樣我們可以利用一連串的有系統(tǒng)的重復(fù)蒸餾,最后能得到接近純組分的兩種液體。 應(yīng)用這樣反復(fù)多次的簡(jiǎn)單蒸餾,雖然可以得到接近純組分的兩種液體,但是這樣做既浪費(fèi)時(shí)間,且在重復(fù)多次蒸餾操作中的損失又很大,設(shè)備復(fù)雜,所以,通常是利用分

9、餾柱進(jìn)行多次氣化和冷凝,這就是分餾。 在分餾柱內(nèi),當(dāng)上升的蒸氣與下降的冷凝液互凝相接觸時(shí),上升的蒸氣部分冷凝放出熱量使下降的冷凝液部分氣化,兩者之間發(fā)生了熱量交換,其結(jié)果,上升蒸氣中易揮發(fā)組分增加,而下降的冷凝液中高沸點(diǎn)組分(難揮發(fā)組分)增加,如果繼續(xù)多次,就等于進(jìn)行了多次的氣液平衡,即達(dá)到了多次蒸餾的效果。這樣靠近分餾柱頂部易揮發(fā)物質(zhì)的組分比率高,而在燒瓶里高沸點(diǎn)組分(難揮發(fā)組分)的比率高。這樣只要分餾柱足夠高,就可將這種組分完全徹底分開。工業(yè)上的精餾塔就相當(dāng)于分餾柱。三、操作要點(diǎn)和說明 1、進(jìn)行蒸餾操作時(shí),有時(shí)發(fā)現(xiàn)餾出物的沸點(diǎn)往往低于(或高于)該化合物的沸點(diǎn),有時(shí)餾出物的溫度一直在上升,這

10、可能是因?yàn)榛旌弦后w組成比較復(fù)雜,沸點(diǎn)又比較接近的緣故,簡(jiǎn)單蒸餾難以將它們分開,可考慮用分餾。 2、沸石的加入 為了清除在蒸餾過程中的過熱現(xiàn)象和保證沸騰的平穩(wěn)狀態(tài),常加沸石,或一端封口的毛細(xì)管,因?yàn)樗鼈兌寄芊乐辜訜釙r(shí)的暴沸現(xiàn)象,把它們稱做止暴劑又叫助沸劑,值得注意的是,不能在液體沸騰時(shí),加入止暴劑,不能用已使用過的止暴劑。 3、蒸餾及分餾效果好壞與操作條件有直接關(guān)系,其中最主要的是控制餾出液流出速度,以12滴s為宜(lmlmin),不能太快,否則達(dá)不到分離要求。 4、當(dāng)蒸餾沸點(diǎn)高于140的物質(zhì)時(shí),應(yīng)該使用空氣冷凝管。 5、如果維持原來加熱程度,不再有餾出液蒸出,溫度突然下降時(shí),就應(yīng)停止蒸餾,即使

11、雜質(zhì)量很少也不能蒸干,特別是蒸餾低沸點(diǎn)液體時(shí)更要注意不能蒸干,否則易發(fā)生意外事故。蒸餾完畢,先停止加熱,后停止通冷卻水,拆卸儀器,其程序和安裝時(shí)相反。 6、蒸餾低沸點(diǎn)易燃吸潮的液體時(shí),在接液管的支管處,連一于燥管,再?gòu)暮笳叱隹谔幗幽z管通入水槽或室外,并將接受瓶在冰浴中冷卻。 7、簡(jiǎn)單分餾操作和蒸餾大致相同,要很好地進(jìn)行分餾,必須注意下列幾點(diǎn): (1)分餾一定要緩慢進(jìn)行,控制好恒定的蒸餾速度(12/s),這樣,可以得到比較好的分餾效果。 (2)要使有相當(dāng)量的液體沿柱流回?zé)恐?,即要選擇合適的回流比,使上升的氣流和下降液體充分進(jìn)行熱交換,使易揮發(fā)組分量上升,難揮發(fā)組分盡量下降,分餾效果更好。 (3

12、)必須盡量減少分餾柱的熱量損失和波動(dòng)。柱的外圍可用石棉繩包住,這樣可以減少柱內(nèi)熱量的散發(fā),減少風(fēng)和室溫的影響也減少了熱量的損失和波動(dòng),使加熱均勻,分餾操作平穩(wěn)地進(jìn)行。四、思考題 1、什么叫沸點(diǎn)?液體的沸點(diǎn)和大氣壓有什么關(guān)系?文獻(xiàn)里記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn)是否即為你們那里的沸點(diǎn)溫度?答:將液體加熱,其蒸氣壓增大到和外界施于液面的總壓力(通常是大氣壓力)相等時(shí),液體沸騰,此時(shí)的溫度即為該液體的沸點(diǎn)。 文獻(xiàn)上記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn)不一定即為我們那里的沸點(diǎn)度,通常文獻(xiàn)上記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn),如不加說明,一般是一個(gè)大氣壓時(shí)的沸點(diǎn),如果我們那里的大氣壓不是一個(gè)大氣壓的話,該液體的沸點(diǎn)會(huì)有變化。 2、蒸餾時(shí)加入沸石的作

13、用是什么?如果蒸餾前忘記加沸石,能否立即將沸石加至將近沸騰的液體中?當(dāng)重新蒸餾時(shí),用過的沸石能否繼續(xù)使用?答:加入沸石的作用是起助沸作用,防止暴沸,因?yàn)榉惺砻婢形⒖?,?nèi)有空氣,所以可起助沸作用。不能將沸石加至將近沸騰的液體中,那樣溶液猛烈暴沸,液體易沖出瓶口,若是易燃液體,還會(huì)引起火災(zāi),要等沸騰的液體冷下來再加。 用過的沸石一般不能再繼續(xù)使用,因?yàn)樗奈⒖字幸殉錆M或留有雜質(zhì),孔經(jīng)變小或堵塞,不能再起助沸作用。 3、為什么蒸餾時(shí)最好控制餾出液的速度為12滴s為宜?答:在整個(gè)蒸餾過程中,應(yīng)使溫度計(jì)水銀球上常有被冷凝的液滴,讓水銀球上液滴和蒸氣溫度達(dá)到平衡。所以要控制加熱溫度,調(diào)節(jié)蒸餾速度,通常

14、以12滴s為宜,否則不成平衡。蒸餾時(shí)加熱的火焰不能太大,否則會(huì)在蒸餾瓶的頸部造成過熱現(xiàn)象,使一部分液體的蒸氣直接受到火焰的熱量,這樣由溫度計(jì)讀得的沸點(diǎn)會(huì)偏高;另一方面,蒸餾也不能進(jìn)行的太慢,否則由于溫度計(jì)的水銀球不能為餾出液蒸氣充分浸潤(rùn)而使溫度計(jì)上所讀得的沸點(diǎn)偏低或不規(guī)則。 4、如果液體具有恒定的沸點(diǎn),那么能否認(rèn)為它是單純物質(zhì)?答:純粹的液體有機(jī)化合物,在一定的壓力下具有一定的沸點(diǎn),但是具有固定沸點(diǎn)的液體不一定都是純粹的化合物,因?yàn)槟承┯袡C(jī)化合物常和其它組分形成二元或三元共沸混合物,它們也有一定的沸點(diǎn)。 5、分餾和蒸餾在原理及裝置上有哪些異同?如果是兩種沸點(diǎn)很接近的液體組成的混合物能否用分餾來

15、提純呢?答:利用蒸餾和分餾來分離混合物的原理是一樣的,實(shí)際上分餾就是多次的蒸餾。分餾是借助于分餾往使一系列的蒸餾不需多次重復(fù)。一次得以完成的蒸餾。 現(xiàn)在,最精密的分餾設(shè)備已能將沸點(diǎn)相差僅12混合物分開,所以兩種沸點(diǎn)很接近的液體組成的混合物能用分餾來提純。 6、若加熱太快,餾出液12滴s(每秒種的滴數(shù)超過要求量),用分餾分離兩種液體的能力會(huì)顯著下降,為什么?答:因?yàn)榧訜崽欤s出速度太快,熱量來不及交換(易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分),致使水銀球周圍液滴和蒸氣未達(dá)平衡,一部分難揮發(fā)組分也被氣化上升而冷凝,來不及分離就一道被蒸出,所以分離兩種液體的能力會(huì)顯著下降。 7、用分餾柱提純液體時(shí),為了取得較好的

16、分離效果,為什么分餾柱必須保持回流液?答:保持回流液的目的在于讓上升的蒸氣和回流液體,充分進(jìn)行熱交換,促使易揮發(fā)組分上升,難揮發(fā)組分下降,從而達(dá)到徹底分離它們的目的。 8、在分離兩種沸點(diǎn)相近的液體時(shí),為什么裝有填料的分餾柱比不裝填料的效率高?答:裝有填料的分餾柱上升蒸氣和下降液體(回流)之間的接觸面加大,更有利于它們充分進(jìn)行熱交換,使易揮發(fā)的組分和難揮發(fā)組分更好地分開,所以效率比不裝填料的要高。 9、什么叫共沸物?為什么不能用分餾法分離共沸混合物?答:當(dāng)某兩種或三種液體以一定比例混合,可組成具有固定沸點(diǎn)的混合物,將這種混合物加熱至沸騰時(shí),在氣液平衡體系中,氣相組成和液相組成一樣,故不能使用分餾

17、法將其分離出來,只能得到按一定比例組成的混合物,這種混合物稱為共沸混合物或恒沸混合物。 10、在分餾時(shí)通常用水浴或油浴加熱,它比直接火加熱有什么優(yōu)點(diǎn)?答:在分餾時(shí)通常用水浴或油浴,使液體受熱均勻,不易產(chǎn)生局部過熱,這比直接火加熱要好得多。重結(jié)晶提純法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮突疽?重結(jié)晶是純化精制固體有機(jī)化合物的手段。 通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生能熟練掌握用水、有機(jī)溶劑及混合溶劑重結(jié)晶純化固體有機(jī)物質(zhì)的各項(xiàng)具體的操作方法,其中包括以下幾點(diǎn): (1)樣品的溶解,突出用易燃的有機(jī)溶劑時(shí)溶解樣品應(yīng)采用儀器裝置及安會(huì)注意事項(xiàng)。 (2)過濾及熱過濾;菊花濾紙的折法。 (3)結(jié)晶及用活性炭脫色。 (4)抽濾:布氏漏斗、抽濾瓶

18、、安全瓶、循環(huán)水泵等的安裝及使用。 (5)產(chǎn)品的干燥,包括風(fēng)干(自然晾干)和烘干(使用烘箱、紅外干燥)時(shí)儀器的使用及注意事項(xiàng)。二、基本原理 固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度與溫度有密切關(guān)系。一般是溫度升高, 溶解度增大。利用溶劑對(duì)被提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同,可以使被提純物質(zhì)從過飽和溶液中析出,而讓雜質(zhì)全部或大部分仍留在溶液中,或者相反,從而達(dá)到分離、提純之目的。三、操作要點(diǎn)及說明 重結(jié)晶提純法的一般過程為:1、選擇適宜的溶劑在選擇溶劑時(shí)應(yīng)根據(jù)“相似相溶”的一般原理。溶質(zhì)往往溶于結(jié)構(gòu)與其相似的溶劑中。還可查閱有關(guān)的文獻(xiàn)和手冊(cè),了解某化合物在各種溶劑中不同溫度的溶解度。也可通過實(shí)驗(yàn)來確定化合物的溶解度

19、。即可取少量的重結(jié)晶物質(zhì)在試管中,加入不同種類的溶劑進(jìn)行預(yù)試。適宜溶劑應(yīng)符合的條件:見曾紹瓊書P61。 2、將待重結(jié)晶物質(zhì)制成熱的飽和溶液 制飽和溶液時(shí),溶劑可分批加入,邊加熱邊攪拌,至固體完全溶解后,再多加2O左右(這樣可避免熱過濾時(shí),晶體在漏斗上或漏斗頸中析出造成損失)。切不可再多加溶劑,否則冷后析不出晶體。 如需脫色,待溶液稍冷后,加入活性炭(用量為固體15),煮沸510min(切不可在沸騰的溶液中加入活性炭,那樣會(huì)有暴沸的危險(xiǎn)。) 3、乘熱過濾除去不溶性雜質(zhì) 乘熱過濾時(shí),先熟悉熱水漏斗的構(gòu)造,放入菊花濾紙(要使菊花濾紙向外突出的棱角,緊貼于漏斗壁上),先用少量熱的溶劑潤(rùn)濕濾紙(以免干濾

20、紙吸收溶液中的溶劑,使結(jié)晶析出而堵塞濾紙孔),將溶液沿玻棒倒入,過濾時(shí),漏斗上可蓋上表面皿(凹面向下)減少溶劑的揮發(fā),盛溶液的器皿一般用錐形瓶(只有水溶液才可收集在燒杯中)。 4、抽濾 抽濾前先熟悉布氏漏斗的構(gòu)造及連接方式,將剪好的濾紙放入,濾紙的直徑切不可大于漏斗底邊緣,否則濾紙會(huì)折過,濾液會(huì)從折邊處流過造成損失,將濾紙潤(rùn)濕后,可先倒入部分濾液(不要將溶液一次倒入)啟動(dòng)水循環(huán)泵,通過緩沖瓶(安全瓶)上二通活塞調(diào)節(jié)真空度,開始真空度可低些,這樣不致將濾紙抽破,待濾餅已結(jié)一層后,再將余下溶液倒入,此時(shí)真空度可逐漸升高些,直至抽“干”為止。 停泵時(shí),要先打開放空閥(二通活塞),再停泵,可避免倒吸。

21、 5、結(jié)晶的洗滌和干燥 用溶劑沖洗結(jié)晶再抽濾,除去附著的母液。抽濾和洗滌后的結(jié)晶,表面上吸附有少量溶劑,因此尚需用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行干燥。固體的干燥方法很多,可根據(jù)重結(jié)晶所用的溶劑及結(jié)晶的性質(zhì)來選擇,常用的方法有以卞幾種:空氣晾干的;烘干(紅外燈或烘彩);用濾紙吸干;置于干燥器中干燥。四、思考題 1、重結(jié)晶法一般包括哪幾個(gè)步驟?各步驟的主要目的如何?答:一般包括:(1)選擇適宜溶劑,制成熱的飽和溶液。(2)熱過濾,除去不溶性雜質(zhì)(包括脫色)。(3)抽濾、冷卻結(jié)晶,除去母液。(4)洗滌干燥,除去附著母液和溶劑。 2、重結(jié)晶時(shí),溶劑的用量為什么不能過量太多,也不能過少?正確的應(yīng)該如何?答:過量太多,不

22、能形成熱飽和溶液,冷卻時(shí)析不出結(jié)晶或結(jié)晶太少。過少,有部分待結(jié)晶的物質(zhì)熱溶時(shí)未溶解,熱過濾時(shí)和不溶性雜質(zhì)一起留在濾紙上,造成損失??紤]到熱過濾時(shí),有部分溶劑被蒸發(fā)損失掉,使部分晶體析出留在波紙上或漏斗頸中造成結(jié)晶損失,所以適宜用量是制成熱的飽和溶液后,再多加20左右。 3、用活性炭脫色為什單要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入?為什么不能在溶液沸騰時(shí)加入?答:活性炭可吸附有色雜質(zhì)、樹脂狀物質(zhì)以及均勻分散的物質(zhì)。因?yàn)橛猩s質(zhì)雖可溶于沸騰的溶劑中,但當(dāng)冷卻析出結(jié)晶體時(shí),部分雜質(zhì)又會(huì)被結(jié)晶吸附,使得產(chǎn)物帶色。所以用活性炭脫色要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入,并煮沸510min。要注意活性炭不能加入已沸騰的溶液中

23、,以一免溶液暴沸而從容器中沖出。 4、使用有機(jī)溶劑重結(jié)晶時(shí),哪些操作容易著火?怎樣才能避免呢?答:有機(jī)溶劑往往不是易燃就是有一定的毒性,也有兩者兼有的,操作時(shí)要熄滅鄰近的一切明火,最好在通風(fēng)櫥內(nèi)操作。常用三角燒瓶或圓底燒瓶作容器,因?yàn)樗鼈兤靠谳^窄,溶劑不易發(fā),又便于搖動(dòng),促使固體物質(zhì)溶解。若使用的溶劑是低沸點(diǎn)易燃的,嚴(yán)禁在石棉網(wǎng)上直接加熱,必須裝上回流冷凝管,并根據(jù)其沸點(diǎn)的高低,選用熱浴,若固體物質(zhì)在溶劑中溶解速度較慢,需要較長(zhǎng)時(shí)問,也要裝上回流冷凝管,以免溶劑損失。 5、用水重結(jié)晶乙酰苯胺,在溶解過程中有無(wú)油狀物出現(xiàn)?這是什么?答:在溶解過程中會(huì)出現(xiàn)油狀物,此油狀物不是雜質(zhì)。乙酰苯胺的熔點(diǎn)為

24、114,但當(dāng)乙酰苯胺用水重結(jié)晶時(shí),往往于83就熔化成液體,這時(shí)在水層有溶解的乙酰苯胺,在熔化的乙酰苯胺層中含有水,故油狀物為未溶于水而已熔化的乙酰苯胺,所以應(yīng)繼續(xù)加入溶劑,直至完全溶解。 6 、使用布氏漏斗過濾時(shí),如果濾紙大于漏斗瓷孔面時(shí),有什么不好?答:如果濾紙大于漏斗瓷孔面時(shí),濾紙將會(huì)折邊,那樣濾液在抽濾時(shí)將會(huì)自濾紙邊沿吸入瓶中,而造成晶體損失。所以不能大,只要蓋住瓷孔即可。 7、停止抽濾前,如不先拔除橡皮管就關(guān)住水閥(泵)會(huì)有什么問題產(chǎn)生?答:如不先拔除橡皮管就關(guān)水泵,會(huì)發(fā)生水倒吸入抽濾瓶?jī)?nèi),若需要的是濾液?jiǎn)栴}就大了。 8、某一有機(jī)化合物進(jìn)行重結(jié)晶,最適合的溶劑應(yīng)該具有哪些性質(zhì)?答:(1

25、)與被提純的有機(jī)化合物不起化學(xué)反應(yīng)。(2)因?qū)Ρ惶峒兊挠袡C(jī)物應(yīng)具有熱溶,冷不溶性質(zhì)。(3)雜質(zhì)和被提純物質(zhì),應(yīng)是一個(gè)熱溶,一個(gè)熱不溶。(4)對(duì)要提純的有機(jī)物能在其中形成較整齊的晶體。(5)溶劑的沸點(diǎn),不宜太低(易損),也不宜太高(難除)。(6)價(jià)廉易得無(wú)毒。 9、將溶液進(jìn)行熱過濾時(shí),為什么要盡可能減少溶劑的揮發(fā)?如何減少其揮發(fā)?答:溶劑揮發(fā)多了,會(huì)有部分晶體熱過濾時(shí)析出留在濾紙上和漏斗頸中,造成損失,若用有機(jī)溶劑,揮發(fā)多了,造成浪費(fèi),還污染環(huán)境。 為此,過濾時(shí)漏斗應(yīng)蓋上表面皿(凹面向下),可減少溶劑的揮發(fā)。盛溶液的容器,一般用錐形瓶(水溶液除外),也可減少溶劑的揮發(fā)。 10、在布氏漏斗中用溶劑

26、洗滌固體時(shí)應(yīng)該注意些什么?答:用重結(jié)晶的同一溶劑進(jìn)行洗滌,用量應(yīng)盡量少,以減少溶解損失。如重結(jié)晶的溶劑的熔點(diǎn)較高,在用原溶劑至少洗滌一次后??捎玫头悬c(diǎn)的溶劑洗滌,使最后的結(jié)晶產(chǎn)物易于干燥,(要注意此溶劑必須能和第一種溶劑互溶而對(duì)晶體是不溶或微溶的)。萃 取 一、 實(shí)驗(yàn)的目的及基本要求 應(yīng)用萃取可以從固體或液體混合物中提取所需要的物質(zhì),也可以用來洗去混合物中少量雜質(zhì)。通常稱前者為“抽提”或“萃取”,后者為“洗滌”,所以萃取是有機(jī)實(shí)驗(yàn)用來提取或純化有機(jī)化合物常用操作之一。 通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生 (1)了解萃取分離的基本原理,乳化及破乳化。 (2)熟練掌握分液漏斗的選擇及各項(xiàng)操作。二、基本原理 萃取是利用

27、物質(zhì)在兩種不互溶(或微溶)溶劑中溶解度或分配比的不同來達(dá)到分離、提取或純化目的一種操作。 例:將含有有機(jī)化合物的水溶液用有機(jī)溶劑萃取時(shí),有機(jī)化合物就在兩液相之間進(jìn)行分配。在一定溫度下,此有機(jī)化合物在有機(jī)相中和在水相中的濃度之比為一常數(shù),即所謂“分配定律”。三、操作要點(diǎn)和說明 在實(shí)驗(yàn)中用得最多的是水溶液中物質(zhì)的萃取,最常使用的萃取器皿為分液漏斗。 1、在使用分液漏斗前必須仔細(xì)檢查:玻璃塞和活塞是否緊密配套。然后在活塞孔兩邊輕輕地抹上一層凡士林,插上活塞旋轉(zhuǎn)一下,再看是否漏水。 2、將漏斗放于固定在鐵架上的鐵圈中,關(guān)好活塞,將要萃取的水溶液和萃取劑(一般為溶液體積的13)依次從上口倒入漏斗中,塞緊

28、塞子。3、取下分液漏斗,用右手撐頂住漏斗頂塞并握漏斗,左手握住漏斗活塞處,大拇指壓緊活塞,把漏斗放平,旋轉(zhuǎn)振搖,振搖幾次后,將漏斗的上口向下傾斜,下部的支管指向斜上方(朝無(wú)人處),左手仍握在活塞支管處,用拇指和食指旋開活塞放氣(釋放漏斗內(nèi)的壓力),如此重復(fù)幾次,將漏斗放回鐵圈中靜置,待兩層液體完全分開后,打開上面的玻璃塞,再將活塞緩緩旋開,下層液體自活塞放出,然后將上層液體從分液漏斗的上口倒出(切記?。⑺芤旱够胤植┒罚儆眯碌妮腿┹腿?。如此重復(fù)35次。 值得注意的是:(1)分液時(shí)一定要盡可能分離干凈,有時(shí)在兩相間可能出現(xiàn)一些絮狀物,也應(yīng)同時(shí)放去(下層)。(2)要弄清哪一層是水溶液。若搞

29、不清,可任取一層的少量液體,置于試管中,并滴少量自來水,若分為兩層,說明該液體為有機(jī)相,若加水后不分層則是水溶液。(3)在萃取時(shí),可利用“鹽析效應(yīng)”,即在水溶液中加入一定量的電解質(zhì)(如氯化鈉),以降低有機(jī)物在水中的溶解度,提高萃取效果。水洗操作時(shí),不加水而加飽和食鹽水也是這個(gè)道理。(4)在萃取時(shí),特別是當(dāng)溶液呈堿性時(shí),常常會(huì)產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。這樣很難將它們完全分離,所以要進(jìn)行破乳,可加些酸。 4、萃取溶劑的選擇要根據(jù)被萃取物質(zhì)在此溶劑中的溶解度而定,同時(shí)要易于和溶質(zhì)分離開。所以最好用低沸點(diǎn)的溶劑。一般水溶性較小的物質(zhì)可用石油醚萃取。水溶性大的物質(zhì)可用苯或乙醚;水溶性極大的物質(zhì)可用乙酸乙酯。 5、分

30、液漏斗使用后,應(yīng)用水沖洗干凈,玻璃塞和活塞用薄紙包裹后塞回去。四、思考題 1、影響萃取法的萃取效率因素有哪些?怎樣才能選擇好溶劑? 答:(1)用同一分量的溶劑,分多次用少量溶劑來萃取,其效率高于一次用全量溶劑來萃取。(2)在萃取時(shí),若在水溶液中先加入一定量的電解質(zhì)(如NaCI)利用所謂“鹽析效應(yīng)”以降低有機(jī)化合物在水溶液中的溶解度,常可提高萃取效果。萃取溶劑的選擇要根據(jù)被萃取物質(zhì)在此溶劑中的溶解度而定。同時(shí)要易于和溶質(zhì)分離開。所以最好選用低沸點(diǎn)的溶劑。 一般水溶性較小的物質(zhì)可用石油醚萃取;水溶性較大的物質(zhì)可用本或乙醚萃?。凰苄詷O大的物質(zhì)可用乙酸乙酯萃取。 2、使用分液漏斗的目的何在?使用分液

31、漏斗時(shí)要注意哪些事項(xiàng)?答:分液漏斗主要應(yīng)用于:(1)分離兩種分層而不起作用的液體。(2)從溶液中萃取某種成分。(3)用水、酸或堿洗滌某種產(chǎn)品。(4)用來滴加某種試劑(即代替滴液漏斗)。使用分液漏斗時(shí)應(yīng)注意:(1)不能把活塞上附有凡士林的漏斗放在烘箱內(nèi)烘干。(2)不能用手拿分液漏斗的下端。(3)不能用手拿分液漏斗的進(jìn)行分離。(4)玻塞打開后才能開啟活塞。(5)上層的液體不要從分液漏斗下口放出。 3、乙醚作為一種常用的萃取劑,其優(yōu)缺點(diǎn)是什么?答:一般水溶性較大的物質(zhì)可用乙醚或苯來萃取。乙醚沸點(diǎn)低,易除去是其優(yōu)點(diǎn)。但沸點(diǎn)低,易燃,是其缺點(diǎn)。環(huán)己烯的制備一、目的和要求1、學(xué)習(xí)以濃磷酸催化環(huán)已醇脫水制環(huán)

32、 已烯的原理和方法。2、初步掌握分餾和水浴蒸餾的基本操作。二、反應(yīng)原理 實(shí)驗(yàn)室小量制備常采用醇,酸催化脫水的方法。整個(gè)反應(yīng)是可逆的。為了促使反應(yīng)完成,必須不斷的將反應(yīng)生成沸點(diǎn)低的烯烴蒸出來。由于高濃度的酸會(huì)導(dǎo)致烯烴的聚合,分子間的失水及碳化,故常伴有副產(chǎn)物的生成。三、藥品試劑,操作步驟( 略)四、操作重點(diǎn)及注意事項(xiàng)1、本反應(yīng)是可逆的,故采用了在反應(yīng)過程中將產(chǎn)物的反應(yīng)體系分離出來的辦法,推動(dòng)反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),提高產(chǎn)物的產(chǎn)率。2、為了使產(chǎn)物以共沸物的形成分出反應(yīng)體系 ,又不夾帶原料環(huán)已醇。本實(shí)驗(yàn)采用分餾裝置。3、條件的控制及注意事項(xiàng)環(huán)己醇粘度大,尤其低溫,量筒內(nèi)的環(huán)已醇很難倒凈,會(huì)影響產(chǎn)率。磷

33、酸有一定的氧化性,加磷酸要搖勺后加熱,否則會(huì)被氧化。加熱一段時(shí)間后,再逐漸蒸出產(chǎn)物,調(diào)節(jié)滴加速度,保持反應(yīng)速度大于蒸出速度,才能使餾繼續(xù)進(jìn)行,控制柱頂?shù)臏囟确€(wěn)定在71不波動(dòng)。反應(yīng)終點(diǎn)的判斷可參考下面幾個(gè)參數(shù):a)反應(yīng)進(jìn)行40分鐘左右;b)分餾出的環(huán) 已烯水煮沸物達(dá)到理論值;c)反應(yīng)瓶中出現(xiàn)白霧;d)柱頂溫度下降后又升到85以上。五、思考題1、 采用分餾裝置制備環(huán)己烯,要控制分餾柱頂端溫度不超過90,為什么?答:主要由反應(yīng)產(chǎn)物()和幾種恒沸物和生成水的沸點(diǎn)決定的。2、在粗制的環(huán) 已醇加入精鹽,使水層飽和的目的是什么?答:進(jìn)行鹽析,提高產(chǎn)率。正溴丁烷的制備一、目的和要求1、學(xué)習(xí)以溴化鈉、濃硫酸和正

34、丁醇為原料制備1-溴丁烷的原理和方法。2、練習(xí)帶有吸收有害氣體裝置的回流加熱操作。二、反應(yīng)原理 NaBr + H2SO4 HBr + NaHSO4 n-C4H9OH + HBr n-C4H9Br + H2O 上述反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),本實(shí)驗(yàn)采用增加HBr的量來增大正丁醇的轉(zhuǎn)化率。若反應(yīng)體系溫度過高可能發(fā)生下列一系列副反應(yīng): 因此,反應(yīng)體系溫度的控制是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。三、藥品試劑,操作步驟( 略)四、操作重點(diǎn)和注意事項(xiàng)1、在圓底燒瓶中加入10ml水,然后加入14ml濃硫酸,等濃硫酸冷至室溫后才加入溴化鈉。2、正溴丁烷必須蒸完,否則會(huì)影響產(chǎn)率,這可以從以下幾個(gè)方面判斷:(1)溜出液是否由渾濁變?yōu)槌吻濉?/p>

35、(2)反應(yīng)瓶上層油層是否消失。(3)取一試管收集幾滴溜出液,加水振搖,觀察有無(wú)油珠出現(xiàn)。3、產(chǎn)物處理過程中,加入濃硫酸是為了除去未反應(yīng)的正丁醇,否則它與正溴丁烷形成共沸物而難以除去。五、思考題1、反應(yīng)后的粗產(chǎn)物中含有哪些雜質(zhì)?各步洗滌的目的何在?答:雜質(zhì)有正丁醚、未反應(yīng)的正丁醇和氫溴酸,加入濃硫酸是為了除去未反應(yīng)的正丁醇,有機(jī)相依次用水、飽和碳酸氫鈉和水洗滌的目的是除去未反應(yīng)的硫酸、氫溴酸和過量的碳酸氫鈉。 2、用分液漏斗洗滌產(chǎn)物時(shí),正溴丁烷時(shí)而在上層,時(shí)而在下層,若不知道產(chǎn)物的密度,可用什么簡(jiǎn)便的方法加以判斷?答:在分液漏斗中加入一些水,體積增大的那一層是水層,另一層是有機(jī)層。正丁醚的制備一、目的和要求1、掌握醇分子間脫水制醚的反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)方法。2、學(xué)習(xí)使用分水器的實(shí)驗(yàn)操作。二、反應(yīng)原理三、藥品試劑,操作步驟( 略)四、操作重點(diǎn)及注意事項(xiàng)1、醇轉(zhuǎn)變成醚如果是定量進(jìn)行

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