實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)(一)

1、n 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)（一）培訓(xùn)主題 o 培訓(xùn)主題:實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)（一）o 培訓(xùn)日期:2013年10月o 教材編號(hào): /o 培訓(xùn)地點(diǎn):培訓(xùn)室o 培訓(xùn)講師:o 培訓(xùn)方式:講授培訓(xùn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)（一）o 一、常用玻璃儀器及實(shí)驗(yàn)裝置o 二、蒸餾蒸餾o 三、分餾三、分餾o 四、四、水蒸氣蒸餾水蒸氣蒸餾o 五、五、熔點(diǎn)測(cè)定熔點(diǎn)測(cè)定o 六、沸點(diǎn)測(cè)定六、沸點(diǎn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)-常用玻璃儀器及實(shí)驗(yàn)裝置o1.1.常用玻璃儀器及實(shí)驗(yàn)裝置o在有機(jī)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)用到一些玻璃儀器及實(shí)驗(yàn)裝置，熟悉這些儀器、裝置及其維護(hù)方法是十分必要的。o1.1.1玻璃儀器o 常用的玻璃儀器分為兩類，普通玻璃儀器和標(biāo)準(zhǔn)磨口儀器。o

2、 標(biāo)準(zhǔn)磨口，顧名思義，接口部位的尺寸大小都是統(tǒng)一的，即標(biāo)準(zhǔn)化的。例如，14口、19口、24口指的就是磨口的最大端直徑分別為 14 mm、19 mm和 24 mm。只要是相同尺寸的標(biāo)準(zhǔn)磨口，相互之間便可以裝配吻合。對(duì)不同尺寸的磨口儀器，還可以通過相應(yīng)尺寸的大小磨口接頭使之相互連接。o 在使用標(biāo)準(zhǔn)磨口儀器的過程中應(yīng)該注意，裝配時(shí)要對(duì)齊，不可用力過猛，以免破裂。一般情況下，磨口處不必涂潤(rùn)滑劑。若作減壓蒸餾時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)赝磕ㄕ婵罩?。?shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)及時(shí)拆卸儀器，以免粘結(jié)難卸。常用標(biāo)準(zhǔn)磨口儀器及其他玻璃儀器見圖2-1圖2-3。o 與普通玻璃儀器相比，標(biāo)準(zhǔn)磨口儀器要貴得多，不過，由于標(biāo)準(zhǔn)磨口儀器的裝配、拆卸非常

3、方便，因而得到廣泛的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o 1.1.2常用儀器裝置常用儀器裝置 在圖2-1、圖2-2中，列出了一些常用的標(biāo)準(zhǔn)磨口儀器，利用這些基本“配件”可以搭建出一般常規(guī)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所需要的實(shí)驗(yàn)裝置，如蒸餾、分餾、回流、攪拌、氣體吸收等裝置。 圓底燒瓶 三口燒瓶 直形冷凝管 球形冷凝管 蛇形冷凝管 圖2-1 常用標(biāo)準(zhǔn)磨口儀器 滴液漏斗 恒壓漏斗 空氣冷凝管 蒸餾頭 克氏蒸餾頭 25020015010050真空尾接管 尾接管 接頭 塞子 溫度計(jì)套管 圖2-2 常用標(biāo)準(zhǔn)磨口儀器 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn) 燒杯 錐形瓶三角漏斗 粉末漏斗 布氏漏斗 吸濾瓶 圖2-3 其他玻璃儀器 實(shí)驗(yàn)操

4、作技能培訓(xùn)o圖2-4是一組常見回流裝置 。當(dāng)回流溫度不太高時(shí)（低于140），通常選用球形冷凝管或直形冷凝管，不過前者較之后者冷凝效果要好一些。如果實(shí)驗(yàn)要求干燥無水，在冷凝管上端還應(yīng)配置干燥管（見圖2-4（2）。當(dāng)回流溫度較高時(shí)（高于150），就要選用空氣冷凝管（見圖2-1），因?yàn)榍蛐位蛑毙卫淠茉诟邷叵氯菀渍选?(1)(2) 圖2-4 回流裝置實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)(1)(2)(3)圖2-5 反應(yīng)裝置 圖2-6 攪拌反應(yīng)裝置圖 o圖2-5是一個(gè)常用的反應(yīng)裝置。圖2-6是一組常用的攪拌反應(yīng)裝置。如果只是要求攪拌、回流和滴加試劑，采用圖2-6（1）所示裝置即可。如果不僅要滿足上述要求，而且還要經(jīng)常測(cè)試

5、反應(yīng)溫度，這就需要采用圖2-6（2）和（3）所示裝置，或采用四口燒瓶來裝配反應(yīng)裝置。當(dāng)然，如果用磁力攪拌器代替機(jī)械攪拌器。若所添加的試劑對(duì)空氣和水敏感，反應(yīng)要求干燥無水，則應(yīng)采用恒壓滴液漏斗和干燥管（如圖2.6（3）所示）。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o圖2-7是一組氣體吸收裝置。如果反應(yīng)過程中有氣體產(chǎn)生，那就要安裝如圖2-7所示的氣體吸收裝置。在圖2-7的燒杯或吸濾瓶中可裝入一些氣體吸收液，如酸液或堿液， 以吸收反應(yīng)過程中產(chǎn)生的堿性或酸性氣體。 圖2.7 氣體吸收裝置實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.1.3注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)o （l）磨口儀器如果粘結(jié)在一起，不可使勁拆卸?？上扔秒姶碉L(fēng)對(duì)著粘結(jié)接口處加熱，然后再試著拆

6、卸。o （2）對(duì)玻璃儀器加熱，除了試管外一般都不可直接用火加熱，以防破裂。o （3）厚壁玻璃儀器如吸濾瓶受熱易破裂，故不可直接對(duì)其加熱。計(jì)量類容器如量筒受熱會(huì)影響計(jì)量準(zhǔn)確度，洗凈后宜涼干而不宜置于高溫下烘烤。o （4）具塞玻璃儀器（如滴液漏斗）不用時(shí)，應(yīng)該將旋塞與磨口之間用紙片隔離開來，以免粘牢。o （5）如果用滴液漏斗或者三口燒瓶等玻璃儀器盛裝堿性溶液，使用完后應(yīng)及時(shí)洗滌，以防止粘結(jié)。o （6）清洗玻璃儀器時(shí)，可用去污粉或者家用洗潔精進(jìn)行洗滌，清洗完畢，用清水沖凈，倒置在玻璃儀器架上涼干。如果需要快速?zèng)龈?，可用少許丙酮或乙醇進(jìn)行涮洗，洗畢后用電吹風(fēng)干燥。o （7）在回流裝置中，一般多采用球形

7、冷凝管。因?yàn)檎魵馀c冷凝管接觸面積較大，冷凝效果較好，尤其適合于低沸點(diǎn)溶劑的回流操作。如果回流溫度較高，也可采用直形冷凝管。當(dāng)然，當(dāng)回流溫度高于150時(shí)就該用空氣冷凝管。o （8）在攪拌反應(yīng)中，如果反應(yīng)混合物量較大，或較粘稠，或含有固體物質(zhì)，這時(shí)，用磁力攪拌效果不佳，而應(yīng)以機(jī)械攪拌器攪拌為宜。o （9）在采用氣體吸收裝置時(shí)（見圖2-7），應(yīng)密切注意觀察氣體吸收情況。有時(shí)會(huì)因?yàn)榉磻?yīng)溫度的變化而導(dǎo)致體系內(nèi)形成一定的負(fù)壓，從而發(fā)生氣體吸收液倒吸現(xiàn)象。解決的辦法很簡(jiǎn)單：保持玻璃漏斗或玻璃管懸在近離吸收液的液面上，使反應(yīng)體系與大氣相通，消除負(fù)壓。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.2蒸餾蒸餾o液態(tài)物質(zhì)受熱沸騰化為蒸氣

8、，蒸氣經(jīng)冷凝又轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，這個(gè)操作過程就稱作蒸餾（Distillation）。蒸餾是純化和分離液態(tài)物質(zhì)的一種常用方法，通過蒸餾還可以測(cè)定純液態(tài)物質(zhì)的沸點(diǎn)。o1.2.1.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理o純的液態(tài)物質(zhì)在一定壓力下具有確定的沸點(diǎn)，不同的物質(zhì)具有不同的沸點(diǎn)。蒸餾操作就是利用不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差異對(duì)液態(tài)混合物進(jìn)行分離和純化。當(dāng)液態(tài)混合物受熱時(shí)，由于低沸點(diǎn)物質(zhì)易揮發(fā)，首先被蒸出，而高沸點(diǎn)物質(zhì)因不易揮發(fā)或揮發(fā)出的少量氣體易被冷凝而滯留在蒸餾瓶中，從而使混合物得以分離。不過，只有當(dāng)組分沸點(diǎn)相差在30以上時(shí)，蒸餾才有較好的分離效果。如果組分沸點(diǎn)差異不大，就需要采用分餾操作對(duì)液態(tài)混合物進(jìn)行分離和純化。o需要指出的是

9、，具有恒定沸點(diǎn)的液體并非都是純化合物，因?yàn)橛行┗衔锵嗷ブg可以形成二元或三元共沸混合物，而共沸混合物是不能通過蒸餾操作進(jìn)行分離的。通常，純化合物的沸程（沸點(diǎn)范圍）較小（約0.5l），而混合物的沸程較大。因此，蒸餾操作既可用來定性地鑒定化合物，也可用以判定化合物的純度。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.2.2實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法o安裝好蒸餾燒瓶、冷凝管、接引管和接受瓶（見圖2-8），然后將待蒸餾液體通過漏斗從蒸餾燒瓶頸口加入到瓶中，投入l2粒沸石，再配置溫度計(jì)。o 接通冷凝水，開始加熱，使瓶中液體沸騰。調(diào)節(jié)火焰，控制蒸餾速度，以12滴秒為宜。在蒸餾過程中，注意溫度計(jì)讀數(shù)的變化，記下第一滴餾出液流出時(shí)的溫度。

10、當(dāng)溫度計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后，另?yè)Q一個(gè)接受瓶收集餾分。如果仍然保持平穩(wěn)加熱，但不再有餾分流出，而且溫度會(huì)突然下降，這表明該段餾分已近蒸完，需停止加熱，記下該段餾分的沸程和體積（或質(zhì)量）。餾分的溫度范圍愈小，其純度就愈高。o有時(shí)，在有機(jī)反應(yīng)結(jié)束后，需要對(duì)反應(yīng)混合物直接蒸餾，此時(shí)，可以將三口燒瓶作蒸餾瓶組裝成蒸餾裝置直接進(jìn)行蒸餾（見圖2-9）。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)圖2-9 由反應(yīng)裝置改裝的蒸餾裝置圖 圖2-8 簡(jiǎn)單蒸餾裝置圖 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.2.3注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)o （1）蒸餾燒瓶大小的選擇依待蒸餾液體的量而定。通常，待蒸餾液體的體積約占蒸餾燒瓶體積的1/32/3。o （2）當(dāng)待蒸餾液體的沸點(diǎn)在140以

11、下時(shí)，應(yīng)選用直形冷凝管；沸點(diǎn)在140以上時(shí)，就要選用空氣冷凝管，若仍用直形冷凝管則易發(fā)生爆裂。o （3）如果蒸餾裝置中所用的接引管無側(cè)管，則接引管和接受瓶之間應(yīng)留有空隙，以確保蒸餾裝置與大氣相通。否則，封閉體系受熱后會(huì)引發(fā)事故。o （4）沸石是一種帶多孔性的物質(zhì)，如素瓷片或毛細(xì)管。當(dāng)液體受熱沸騰時(shí)，沸石內(nèi)的小氣泡就成為氣化中心，使液體保持平穩(wěn)沸騰。如果蒸餾已經(jīng)開始，但忘了投沸石，此時(shí)千萬(wàn)不要直接投放沸石，以免引發(fā)暴沸。正確的做法是，先停止加熱，待液體稍冷片刻后再補(bǔ)加沸石。o（5）蒸餾低沸點(diǎn)易燃液體（如乙醚）時(shí)，千萬(wàn)不可用明火加熱，此時(shí)可用熱水浴加熱。在蒸餾沸點(diǎn)較高的液體時(shí)，可以用明火加熱。明火

12、加熱時(shí)，燒瓶底部一定要置放石棉網(wǎng)，以防因受熱不勻而炸裂。o（6）無論何時(shí)，都不要使蒸餾燒瓶蒸干，以防意外。o1.3 分餾分餾o 簡(jiǎn)單蒸餾只能對(duì)沸點(diǎn)差異較大的混合物作有效的分離，而采用分餾柱進(jìn)行蒸餾則可對(duì)沸點(diǎn)相近的混合物進(jìn)行分離和提純，這種操作方法稱為分餾（Fractional Distillation）。簡(jiǎn)單地說，分餾就是多次蒸餾，利用分餾技術(shù)甚至可以將沸點(diǎn)相距12的混合物分離開來。o1.3.1實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理o 當(dāng)混合物受熱沸騰時(shí)，其蒸汽首先進(jìn)入分餾柱。由于柱內(nèi)外存在溫差，柱內(nèi)蒸汽中高沸點(diǎn)組分受柱外空氣的冷卻而被冷凝，并流回至燒瓶，從而導(dǎo)致繼續(xù)上升的蒸汽中低沸點(diǎn)組分的含量相對(duì)增加。這一個(gè)過程

13、可以看作是一次簡(jiǎn)單的蒸餾。當(dāng)高沸點(diǎn)冷凝液在回流途中遇到新蒸上來的蒸汽時(shí)，兩者之間發(fā)生熱交換，上升的蒸汽中，同樣是高沸點(diǎn)組分被冷凝，低沸點(diǎn)組分繼續(xù)上升。這又可以看作是一次簡(jiǎn)單蒸餾。蒸汽就是這樣在分餾柱內(nèi)反復(fù)地進(jìn)行著氣化、冷凝和回流的過程，或者說，重復(fù)地進(jìn)行著多次簡(jiǎn)單蒸餾。因此，只要分餾柱的效率足夠高，從分餾柱上端蒸出的蒸汽組分就能接近低沸點(diǎn)單組分的純度，而高沸點(diǎn)組分仍回流到蒸餾燒瓶中。需要指出的是，由于共沸混合物具有恒定的沸點(diǎn)，與蒸餾一樣，分餾操作也不可用來分離共沸混合物。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.3.2實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法o將待分餾物質(zhì)裝入圓底燒瓶，并投放幾粒沸石，然后依序安裝分餾柱、溫度計(jì)、冷凝管

14、、接引管及接受瓶（見圖2-10）。 o接通冷凝水，開始加熱，使液體平穩(wěn)沸騰。當(dāng)蒸汽緩緩上升時(shí)，注意控制溫度，使餾出速度維持在23秒鐘一滴。記錄第一滴餾出液滴入接受瓶時(shí)的溫度，然后根據(jù)具體要求分段收集餾分，并記錄各餾分的沸點(diǎn)范圍及體積。 圖2-10 分餾裝置圖 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.3.3注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)o （1）蒸餾瓶及冷凝管的選擇參見2.1.2中的圖2-1。o （2）分餾柱柱高是影響分餾效率的重要因素之一。一般來講，分餾柱越高，上升蒸氣與冷凝液間的熱交換次數(shù)就越多，分離效果就越好。但是，如果分餾柱過高，則會(huì)影響?zhàn)s出速度。o （3）分餾柱內(nèi)的填充物也是影響分餾效率的一個(gè)重要因素。填充物在柱中起

15、到增加蒸氣與回流液接觸的作用，填充物比表面積越大，越有利于提高分離效率。不過，需要指出的是，填充物之間要保持一定的空隙，否則會(huì)導(dǎo)致蒸餾困難。實(shí)驗(yàn)室中常用的韋氏（Vigreux）分餾柱是一種柱內(nèi)呈刺狀的簡(jiǎn)易分餾柱，不需另加填料。o （4）當(dāng)室溫較低或待分餾液體的沸點(diǎn)較高時(shí)，分餾柱的絕熱性能就會(huì)對(duì)分餾效率產(chǎn)生顯著影響。在這種情況下，如果分餾柱的絕熱性能差，其散熱就快，因而難以維持柱內(nèi)氣液兩相間的熱平衡，從而影響分離效果。為了提高分餾柱的絕熱性能，可用玻璃布等保溫材料將柱身裹起來。o （5）在分餾過程中，要注意調(diào)節(jié)加熱溫度，使餾出速度適中。如果餾出速度太快，就會(huì)產(chǎn)生液泛現(xiàn)象，即回流液來不及流回至燒瓶

16、，并逐漸在分餾柱中形成液柱。若出現(xiàn)這種現(xiàn)象，應(yīng)停止加熱，待液柱消失后重新加熱，使氣液達(dá)到平衡，再恢復(fù)收集餾分。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.4 水蒸氣蒸餾水蒸氣蒸餾o 將水蒸氣通入不溶于水的有機(jī)物中或使有機(jī)物與水經(jīng)過共沸而蒸出，這個(gè)操作過程稱為水蒸氣蒸餾（Steam Distillation）。水蒸氣蒸餾是分離和提純液態(tài)或固態(tài)有機(jī)物的一種方法。o1.4.1實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理o 根據(jù)分壓定律，當(dāng)水與有機(jī)物混合共熱時(shí)，其蒸氣壓為各組分之和。即o P混合物=P水+P有機(jī)物 o如果水的蒸氣壓和有機(jī)物的蒸氣壓之和等于大氣壓，混合物就會(huì)沸騰，有機(jī)物和水就會(huì)一起被蒸出。顯然，混合物沸騰時(shí)的溫度要低于其中任一組分的沸

17、點(diǎn)。換句話說，有機(jī)物可以在低于其沸點(diǎn)的溫度條件下被蒸出。從理論上講，餾出液中有機(jī)物（W有機(jī)物）與水（W水）的重量之比，應(yīng)等于兩者的分壓（P有機(jī)物和P水）與各自分子量（M有機(jī)物和M水）乘積之比。o 例如，對(duì)1-辛醇進(jìn)行水蒸氣蒸餾時(shí)，l-辛醇與水的混合物在994沸騰。通過查閱手冊(cè)不難得知，純水在99.4時(shí)的蒸氣壓力99.18 kPa（744 mmHg）。按分壓定律，水的蒸氣壓與 l-辛醇的蒸氣壓之和等于 101.31 kPa（760 mmHg）。因此，1-辛醇在 99.4時(shí)的蒸氣壓必為 2.13kPa（16 mmHg）。故每蒸出 1g水便有 0.16 g1-辛醇被蒸出。o 由于有機(jī)物與水共熱沸騰的

18、溫度總在100以下，因此，水蒸氣蒸餾操作特別適用于在高溫下易發(fā)生變化的有機(jī)物分離。當(dāng)然，有機(jī)物還須具有至少為 0.7 kPa（5 mmHg）的蒸氣壓，且不溶于水。此外，那些含有大量樹脂狀雜質(zhì)、直接用蒸餾或重結(jié)晶等方法難以分離的混合物也可以采用水蒸氣蒸餾的方法來分離。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.4.2實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法o 依序安裝水蒸氣發(fā)生器、圓底燒瓶、克氏蒸餾頭、溫度計(jì)、冷凝管、接引管和接受瓶（參見圖2-11（1）。將待分離混合物轉(zhuǎn)入燒瓶中，將T形管活塞打開，加熱水蒸氣發(fā)生器使水沸騰。當(dāng)有水蒸氣從T形管支口噴出時(shí)，將支管口關(guān)閉，使水蒸氣通入燒瓶。連通冷卻水，使混合蒸氣能在冷凝管中迅速冷凝而流入接受瓶

19、。餾出速度以2滴秒為宜，通過調(diào)節(jié)火焰加以控制。當(dāng)餾出液清亮透明、不再含有油狀物時(shí)，即可停止蒸餾。先打開T形管支口，然后停止加熱。將收集液轉(zhuǎn)入分液漏斗，靜置分層，除去水層，即得分離產(chǎn)物。o 如果不用水蒸氣發(fā)生器而采用一種更為簡(jiǎn)單的水蒸氣蒸餾裝置也可以正常地進(jìn)行水蒸氣蒸餾操作（見圖2-11（2）。其操作方法也很簡(jiǎn)單，先將待分離有機(jī)物和適量的水置人圓底燒瓶中，再投人幾粒沸石，接通冷凝水，開始加熱，保持平穩(wěn)沸騰。其他操作同前面敘述相同，只是當(dāng)燒瓶?jī)?nèi)的水經(jīng)連續(xù)不斷地蒸餾而減少時(shí)，可通過蒸餾頭上配置的滴液漏斗補(bǔ)加水。如果依裝置圖2-11（2）進(jìn)行水蒸氣蒸餾操作容易使混合物濺入冷凝管，使分離純化受到影響，那

20、么采用圖2-11（3）來操作就可以有效地避免這個(gè)問題。不過，由于克氏蒸餾頭彎管段較長(zhǎng)，蒸氣易冷凝，影響有效蒸餾。此時(shí)，可以用玻璃棉等絕熱材料纏繞，以避免熱量迅速散失，從而提高蒸餾效率。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)(1)(3)(2)圖2-11 水蒸氣蒸餾 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.4.3注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)o （1）水蒸氣發(fā)生器中一定要配置安全管。可選用一根長(zhǎng)玻璃管作安全管，管子下端要接近水蒸氣發(fā)生器底部。使用時(shí)，注入的水不要過多，一般不要超出其容積的2/3。o （2）水蒸氣發(fā)生器與燒瓶之間的連接管路應(yīng)盡可能短，以減少水蒸氣在導(dǎo)入過程中的熱損耗。o （3）導(dǎo)入水蒸氣的玻璃管應(yīng)盡量接近圓底燒瓶底部，以利提高蒸餾效率

21、。o （4）在蒸餾過程中，如果有較多的水蒸氣因冷凝而積聚在圓底燒瓶中，可以用小火隔著石棉網(wǎng)在圓底燒瓶底部加熱。o （5）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)經(jīng)常注意觀察安全管。如果其中的水柱出現(xiàn)不正常上升，應(yīng)立即打開T形管，停止加熱，找出原因，排除故障后再重新蒸餾。 o （6）停止蒸餾時(shí)，一定要先打開T形管，然后停止加熱。如果先停止加熱，水蒸氣發(fā)生器因冷卻而產(chǎn)生負(fù)壓，會(huì)使燒瓶?jī)?nèi)的混合液發(fā)生倒吸。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.5 減壓蒸餾減壓蒸餾o 有些有機(jī)化合物熱穩(wěn)定性較差，常常在受熱溫度還未到達(dá)其沸點(diǎn)就已發(fā)生分解、氧化或聚合。對(duì)這類化合物的純化或分離就不宜采取常壓蒸餾的方法而應(yīng)該在減壓條件下進(jìn)行蒸餾。減壓蒸餾又稱真空蒸餾（

22、Vacuum Distillation），可以將有機(jī)化合物在低于其沸點(diǎn)的溫度下蒸餾出來。減壓蒸餾尤其適合于蒸餾那些沸點(diǎn)高、熱穩(wěn)定性差的有機(jī)化合物。o1.5.1實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理o 液體化合物的沸點(diǎn)與外界壓力有密切的關(guān)系。當(dāng)外界壓力降低時(shí)，使液體表面分子逸出而沸騰所需要的能量也會(huì)降低。換句話說，如果降低外界壓力，液體沸點(diǎn)就會(huì)隨之下降。例如，苯甲醛在常壓下的沸點(diǎn)為 179101.3 kPa（760 mmHg），當(dāng)壓力降至 6.7 kPa（50 mmHg）時(shí)，其沸點(diǎn)已降低到 95。通常，當(dāng)壓力降低到 2.67 kPa（20 mmHg）時(shí)，多數(shù)有機(jī)化合物的沸點(diǎn)要比其常壓下的沸點(diǎn)低100左右。沸點(diǎn)與壓力的

23、關(guān)系可近似地用圖2-12推出。例如，某一化合物在常壓下的沸點(diǎn)為 200，若要在 4.0 kPa（30 mmHg）的減壓條件下進(jìn)行蒸餾操作，那么其蒸出沸點(diǎn)是多少呢？首先在圖2-12中常壓沸點(diǎn)刻度線上找到200標(biāo)示點(diǎn)，在系統(tǒng)壓力曲線上找出 4.0 kPa（30 mmHg）標(biāo)示點(diǎn)，然后將這兩點(diǎn)連接成一直線并向減壓沸點(diǎn)刻度線延長(zhǎng)相交，其交點(diǎn)所示的數(shù)字就是該化合物在 40 kPa（30 mmHg）減壓條件下的沸點(diǎn)，即 100。在沒有其他資料來源的情況下，由此法所得估計(jì)值對(duì)于實(shí)際減壓蒸餾操作還是具有一定的參考價(jià)值。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)n A（減壓沸點(diǎn)） B（常壓沸點(diǎn)） C（系統(tǒng)壓力mmHg）n圖2-12 液

24、體在常壓和減壓下的沸點(diǎn)近似關(guān)系圖 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.5.2實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法o 通常，減壓蒸餾系統(tǒng)是由蒸餾裝置、安全瓶、氣體吸收裝置、緩沖瓶及測(cè)壓裝置組成。在作減壓蒸餾操作時(shí)，依次裝配蒸餾燒瓶、克氏蒸餾頭、冷凝管、真空接引管及接受瓶，以玻璃漏斗將待蒸餾物質(zhì)注入蒸餾燒瓶中，配置毛細(xì)管，使毛細(xì)管盡量接近瓶底（見圖2-13(1)）。o將真空接引管用厚壁真空橡皮管依序與安全瓶、冷卻阱、真空計(jì)、氣體吸收塔、緩沖瓶及油泵相連接（見圖2-14）。冷卻阱可置于廣口保溫瓶中，用液氮或冰-鹽冷卻劑冷卻。 o 先打開安全瓶上的活塞，使體系與大氣相通。然后開啟油泵抽氣，慢慢關(guān)閉安全瓶上的旋塞，同時(shí)注意觀察壓力計(jì)讀數(shù)

25、的變化。通過小心旋轉(zhuǎn)安全瓶上的旋塞，使體系真空度調(diào)節(jié)至所需值。o 接通冷凝管上的冷凝水，開始用熱浴液對(duì)蒸餾燒瓶加熱，通常浴液溫度要高出待蒸餾物質(zhì)減壓時(shí)的沸點(diǎn)30左右。蒸餾速度以12滴秒為宜。當(dāng)有餾分蒸出時(shí)，記錄其沸點(diǎn)及相應(yīng)的壓力讀數(shù)。如果待蒸餾物中有幾種不同沸點(diǎn)的餾分，可通過旋轉(zhuǎn)多頭接引管、收集不同的餾分。o蒸餾結(jié)束后，停止加熱，慢慢打開安全瓶上的旋塞，待系統(tǒng)內(nèi)外的壓力達(dá)到平衡后，關(guān)閉油泵。實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)(1)圖2-13 減壓蒸餾裝置實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)圖2-14 n 在使用油泵進(jìn)行減壓蒸餾前，通常要對(duì)待蒸餾混合物作預(yù)處理，或者在常壓下進(jìn)行簡(jiǎn)單蒸餾（見2.2），或者在水泵減壓下利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸餾

26、（見圖2-14），以蒸除低沸點(diǎn)組分。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.5.3注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)o （l）在減壓蒸餾裝置中，從克氏蒸餾頭直插蒸餾瓶底的是末端如細(xì)針般的毛細(xì)管，它起到引入氣化中心的作用，使蒸餾平穩(wěn)。如果蒸餾瓶中裝入磁力攪拌子，在減壓蒸餾過程中，開啟磁力攪拌器，也可保持平穩(wěn)蒸餾，這樣就不必安裝毛細(xì)管（見圖2-13（2）。如果待蒸餾物對(duì)空氣敏感，在磁力攪拌下減壓蒸餾就比較合適。此時(shí)若仍使用毛細(xì)管，則應(yīng)通過毛細(xì)管導(dǎo)入惰性氣體（如氮?dú)猓?，來加以防護(hù)。o （2）打開油泵后，要注意觀察壓力計(jì)。如果發(fā)現(xiàn)體系壓力無多大變化，或系統(tǒng)不能達(dá)到油泵應(yīng)該達(dá)到的真空度，那么就該檢查系統(tǒng)是否漏氣。檢查前先將油泵關(guān)閉，再分

27、段查那些連接部位。如果是蒸餾裝置漏氣，可以在蒸餾裝置的各個(gè)連接部位適當(dāng)?shù)赝恳稽c(diǎn)真空脂，并通過旋轉(zhuǎn)使磨口接頭處吻合致密。若在氣體吸收塔及壓力計(jì)等其他相串連的接合部位漏氣，可涂上少許熔化的石蠟，并用電吹風(fēng)加熱熔融（或涂上真空脂）。檢查完畢，即可按實(shí)驗(yàn)方法所述程序開啟油泵。o （3）減壓蒸餾時(shí)，一定要采取油?。ɑ蛩。┑姆椒ㄟM(jìn)行均勻加熱。一般浴溫要高出待蒸餾物在減壓時(shí)的沸點(diǎn)30左右。o （4）如果蒸餾少量高沸點(diǎn)物質(zhì)或低熔點(diǎn)物質(zhì)，則可采用圖2-13（3）所示裝置進(jìn)行蒸餾，即省去冷凝管。如果蒸餾溫度較高，在高溫蒸餾時(shí)，為了減少散熱，可在克氏蒸餾頭處用玻璃棉等絕熱材料纏繞起來。如果在減壓條件下，液體沸點(diǎn)低

28、于140150，可用冷水浴對(duì)接受瓶冷卻。實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn) 圖2-15 n1.5.3注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)n （5）使用油泵時(shí)，應(yīng)注意防護(hù)與保養(yǎng)，不可使水分、有機(jī)物質(zhì)或酸性氣體侵入泵內(nèi)，否則會(huì)嚴(yán)重降低油泵的效率。在蒸餾裝置與油泵之間所安裝的安全瓶、冷卻阱、氣體吸收塔及緩沖瓶，目的就是為了保護(hù)油泵。倘若在蒸餾時(shí)，突然發(fā)生暴沸或沖料，安全瓶就起到防護(hù)作用。有時(shí)，由于系統(tǒng)內(nèi)壓力發(fā)生突然變化，從而導(dǎo)致泵油倒吸，緩沖瓶的設(shè)置就可以避免泵油沖入氣體吸收塔。另外，裝在安全瓶口上的帶旋塞雙通管可用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力或放氣。對(duì)于那些被抽出來的沸點(diǎn)較低的組分，可視具體情況將冷卻阱浸入到盛有液氮或干冰或冰-水或冰-鹽等冷卻劑的

29、廣口保溫瓶中進(jìn)行冷卻。吸收塔，也稱干燥塔，一般設(shè)23個(gè)。這些干燥塔中分別裝有無水氯化鈣、顆粒狀氫氧化鈉及片狀固體石蠟，用以吸收水分、酸性氣體及烴類氣體。應(yīng)該指出的是，在用油泵減壓蒸餾前，一定要先作簡(jiǎn)單蒸餾或用水泵減壓蒸餾，以蒸除低沸點(diǎn)物質(zhì)，防止低沸點(diǎn)物質(zhì)抽入油泵。n（6）圖2-15為封閉式水銀壓力計(jì)，常用于測(cè)量減壓系統(tǒng)的真空度。其兩臂汞面高度之差即為減壓系統(tǒng)的真空度。使用時(shí)應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)減壓操作結(jié)束時(shí)，要小心旋開安全瓶上的雙通旋塞，讓氣體慢慢進(jìn)入系統(tǒng)，使壓力計(jì)中的水銀柱緩緩復(fù)原，以避免因系統(tǒng)內(nèi)的壓力突增使水銀柱沖破玻璃管。實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.6 熔點(diǎn)測(cè)定熔點(diǎn)測(cè)定o在大氣壓力下，化合物受熱由固態(tài)

30、轉(zhuǎn)化為液態(tài)時(shí)的溫度稱為該化合物的熔點(diǎn)。熔點(diǎn)是固體有機(jī)化合物的物理常數(shù)之一，通過測(cè)定熔點(diǎn)不僅可以鑒別不同的有機(jī)化合物，而且還可判斷其純度。o1.6.1實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理o 嚴(yán)格地說，所謂熔點(diǎn)指的是在大氣壓力下化合物的固-液兩相達(dá)到平衡時(shí)的溫度。通常純的有機(jī)化合物都具有確定的熔點(diǎn)，而且從固體初熔到全熔的溫度范圍（稱熔程或熔距）很窄，一般不超過051。但是，如果樣品中含有雜質(zhì)，就會(huì)導(dǎo)致熔點(diǎn)下降、熔距變寬。因此，通過測(cè)定熔點(diǎn)，觀察熔距，可以很方便地鑒別未知物，并判斷其純度。顯然，這一性質(zhì)可用來鑒別兩種具有相近或相同熔點(diǎn)的化合物究竟是否為同一化合物。方法十分簡(jiǎn)單，只要將這兩種化合物混合在一起，并觀測(cè)其熔點(diǎn)

31、。如果熔點(diǎn)下降，而且熔距變寬，那必定是兩種性質(zhì)不同的化合物。需要指出的是，有少數(shù)化合物，受熱時(shí)易發(fā)生分解。因此，即使其純度很高，也不具有確定的熔點(diǎn)，而且熔距較寬。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.6.2實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法o將干燥過的待測(cè)樣品置放在干燥潔凈的表面皿上，用玻璃棒將其研細(xì)。然后用測(cè)熔點(diǎn)毛細(xì)管開口的一端垂直插入粉末狀的樣品中，即見有些許樣品進(jìn)入毛細(xì)管。再將毛細(xì)管開口端朝上，讓毛細(xì)管封口端在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上輕擊幾下，樣品便落入毛細(xì)管底部。如此操作反復(fù)幾次，然后讓毛細(xì)管封口端朝下，在一長(zhǎng)約50cm直立于表面皿上的玻璃管中自由落下，反復(fù)操作幾次，使毛細(xì)管中的樣品裝得致密均勻；樣品高約 4 mm。然后將裝有樣品的

32、毛細(xì)管用細(xì)橡皮圈固定在溫度計(jì)上，并使毛細(xì)管裝樣部位位于水銀球處（見圖2-16）。o將悌勒（Thiele）熔點(diǎn)測(cè)定管固定在鐵架臺(tái)上，注入導(dǎo)熱液，使導(dǎo)熱液液面位于悌勒熔點(diǎn)測(cè)定管交叉口處。管口配置開有小槽的軟本塞，將帶有測(cè)熔毛細(xì)管的溫度計(jì)插入其中，使溫度計(jì)的水銀球位于悌勒熔點(diǎn)測(cè)定管兩支管的中間。o粗測(cè)時(shí)，用小火在悌勒熔點(diǎn)測(cè)定管底部加熱，升溫速度以5min為宜。仔細(xì)觀察溫度的變化及樣品是否熔化。記錄樣品熔化時(shí)的溫度，即得試樣的粗測(cè)熔點(diǎn)。移去火焰，讓導(dǎo)熱液溫度降至粗測(cè)熔點(diǎn)以下約30，即可參考粗測(cè)熔點(diǎn)進(jìn)行精測(cè)。 o精測(cè)時(shí)，將溫度計(jì)從悌勒熔點(diǎn)測(cè)定管中取出，換上第二根熔點(diǎn)管后便可加熱測(cè)定。初始升溫可以快一些，

33、約5min；當(dāng)溫度升至離粗測(cè)熔點(diǎn)約10時(shí)，要控制升溫速度在1min左右。如果熔點(diǎn)管中的樣品出現(xiàn)塌落、濕潤(rùn)，甚至顯現(xiàn)出小液滴，即表明開始熔化，記錄此時(shí)的溫度（即初熔溫度）。繼續(xù)緩緩的升溫，直至樣品全熔，記錄全熔（即管中絕大部分固體已熔化，只剩少許即將消失的細(xì)少晶體）時(shí)的溫度。固體熔化過程參見圖2-17。 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)樣品初始態(tài) 出現(xiàn)塌落 剛出現(xiàn)液滴 即將消失的晶體 液體 圖-16 實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)o1.6.3注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)o（1）用悌勒熔點(diǎn)測(cè)定管測(cè)定熔點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)室中常用的一種測(cè)定熔點(diǎn)的方法。此外，還可采用顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀或數(shù)字熔點(diǎn)儀。其中，用顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀測(cè)定熔點(diǎn)具有使用樣品少、可測(cè)高熔點(diǎn)樣品、可觀察樣品在受熱過程中的變化等特點(diǎn)。o（2）待測(cè)樣品一定要經(jīng)充分干燥后再進(jìn)行測(cè)定熔點(diǎn)。否則，含有水分的樣品會(huì)導(dǎo)致其熔點(diǎn)下降、熔距變寬。另外，樣品還應(yīng)充分研細(xì)，裝樣要致密均勻，否則，樣品顆粒間傳熱不勻，也會(huì)使熔距變寬。o（3）導(dǎo)熱介質(zhì)的選擇可根據(jù)待測(cè)物質(zhì)的熔點(diǎn)而定。若熔點(diǎn)在95以下，可以用水作導(dǎo)熱液；若熔點(diǎn)在95220范圍內(nèi)，可選用液體石蠟油；若熔點(diǎn)溫度再高些，可用濃硫酸（250270），但需注意安全。o（4）在向悌勒熔點(diǎn)測(cè)定管注入導(dǎo)熱液時(shí)不要過量。要考慮到導(dǎo)熱液受熱后，其體積會(huì)膨脹的因素。另外，用于固定熔點(diǎn)管