综合与试验讲义

1、基础化学实验教程（V）综合与设计性实验讲义吉林化工学院基础化学教学与实验中心 编 TOC o 1-5 h z 实验七葡萄糖酸锌的制备和分析(综合性化学实验) 15实验八 1, 2, 4-三晚的制备(设计性化学实验) 18 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 实验十香豆素-3族酸的制备20实验七 补锌口服液葡萄糖酸锌的综合实验(综合性实验)一、实验目的葡萄糖酸锌是近年来开发的的一种补锌四品添加剂。人体缺锌会造成生长停滞、自发性味觉减退或创伤愈合不良等现象， 从而发生各种疾病。以往常用硫酸 锌作添加剂，但它对人体的肠胃道有一定的刺激作用，而且吸收率也

2、比较低。葡 萄糖酸锌则有吸收率高、副作用少、使用方便等特点，是20世纪80年代中期发 展起来的一种补锌添加剂，特别是作为儿童食品、糖果的添加剂，应用日趋广泛。合成葡萄糖酸锌的方法很多，可分为直接合成法和间接合成法两大类。葡萄 糖酸锌的纯度分析可采用络合滴定法。通过本实验要求达到如下目的：(1)学习和掌握合成简单药物的基本方法。(2)学习并掌握葡萄糖酸锌的合成。(3)进一步巩固络合滴定分析法。(4) 了解锌的生物意义。二、实验原理葡萄糖酸锌为白色或接近白色的结晶性粉末，无臭略有不适味，溶于水，易溶于沸水，15c时饱和溶液白质量分数为25%,不溶于无水乙醇、氯仿和乙醴。葡萄糖酸锌是以葡萄糖酸钙和硫

3、酸锌 (或硝酸锌)等为原料直接合成。其反 应为：Ca(C6H1107)2 + ZnSO4 = Zn(C6H11O7 + CaSO4这类方法的缺点是产率低、产品纯度差。在pH=10的溶液中，铭黑T (EBT)与Zn+形成比较稳定的酒红色螯合物 (Zn-EBT),而EDTA与Zn+能形成更为稳定的无色螯合物。因此滴定至终点时， 铭黑T便被EDTA从Zn-EBT中置换出来，游离的铭黑T在pH值在811之间 的溶液中呈纯蓝色。Zn-EBT + EDTA = Zn-EDTA + EBT洒红色纯蓝色葡萄糖酸锌溶液中游离的锌离子也可与 EDTA形成稳定的络合物，因此 EDTA滴定法能确定葡萄糖酸锌的含量。三

4、、实验用品.仪器台秤，蒸发皿，布氏漏斗，吸滤瓶，电子天平，滴定管(50mL),移液管(25mL), 烧杯，容量瓶。.试剂葡萄糖酸钙，ZnSO4.7H2O,硫酸(1mol/L),乙醇(95%), NH3.H2O-NH4CI 缓冲溶液(pH=10),活性炭，乙二胺四乙酸二钠盐(简称 EDTA, AR), Zn粒， 氨水(1:1), HCl(6mol/L),铭黑 T (s, 1%)。四、实验步骤.葡萄糖酸锌的合成。称取葡萄糖酸钙4.5g,放入50mL烧杯中，加入12mL 蒸储水。另称取Zn-SO4.7H2O3.0g,用12mL蒸储水使之溶解，在不断搅拌下， 把ZnSO4溶液逐滴加入葡萄糖酸钙溶液中，

5、加完后在 90c水浴中保温约20min, 抽滤除去CaSO4沉淀，溶液转入烧杯，加热近沸，加入少量活性炭脱色，趁热 抽滤。滤液冷却至室温，加10mL95%乙醇(降低葡萄糖酸锌的溶解度),并不断 搅拌，此时有胶状葡萄糖酸锌析出，充分搅拌后，用倾析法去除乙醇液，得葡萄 糖酸锌粗品。用适量水溶解葡萄糖酸锌粗品，加热(90 C)至溶解，趁热抽滤，滤液冷却 至室温，加10mL95%乙醇，充分搅拌，结晶析出后抽滤至干，得精品，在50c烘干，称量，可得供压制片剂的葡萄糖酸锌。本品可作为营养增补剂(锌强化剂)。 用于代乳品时，每升代乳品含锌量不得超过 6mg0.葡萄糖酸锌含量测定：设计 EDTA滴定法测定葡萄

6、糖酸锌含量的实验步 骤。五、注意事项(1)反应需在90。叵温水浴中进行。这是由于温度太高，葡萄糖酸锌会分 解，温度太低，则葡萄糖酸锌的溶解度降低。(2)用乙醇为溶剂进行重结晶时，开始有大量胶状葡萄糖酸锌析出，不易 搅拌，可用竹棒代替玻璃棒进行搅拌。乙醇溶液全部回收。(3)在装柱过程中注意保持液面始终高于树脂层。(4)配制锌标准溶液时，为防止锌与酸剧烈反应，必须加盖表面皿，定量 转移须吹洗表面皿并多次淋洗烧杯。(5)葡萄糖酸锌加水不溶时，可微热。六、结果和讨论(1)计算葡萄糖酸锌的产率。(2)列表记录EDTA标定过程，计算EDTA的量浓度。(3)列表记录葡萄糖酸锌测定过程，计算葡萄糖酸锌产品的纯

7、度。七、思考题.根据葡萄糖酸锌制备的原理和步骤，比较直接法和间接法制备葡萄糖酸 锌的优缺点。.葡萄糖酸锌可以用哪几种方法进行结晶？.可否用如下的化合物与葡萄糖酸钙反应来制备葡萄糖酸锌？为什么？ZnO, ZnCO3, ZnCl2, Zn(CH3COO)2.设计一方案制备葡萄糖酸亚铁。.试解释以铭黑T为指示剂的标定实验中的几个现象：(1)滴加氨水至开始出现白色沉淀；(2)假如缓冲溶液后沉淀又消失；(3)用EDTA标准溶液滴定至溶液由洒红色变为纯蓝色。6.用铭黑T作指示剂时，为什么要控制pH-10?八、参考文献(1)无机精细化学品的制备和应用，熊加林等，北京：化学工业出版社， 1999。(2)无机化

8、学实验，周惠琳等，广州：暨南大学出版社，1993。(3)大学化学实验，浙江大学、华东理工大学、四川大学合编，北京： 高等教育出版社，2002。模块三实验八 1, 2, 4,-三门坐的制备(设计性实验) Preparation of 1H-1,2,4-三口坐-triazole 一、实验目的了解无取代三晚环的合成和应用；了解文献资料的收集和整理；学会对实验数据的处理和分析。二、实验原理根据实验数据和文献资料写出本实验的可能反应机理。应用与发展根据文献资料用自己的语言总结出该化合物的应用、意义等。三、实验仪器和试剂(实验前要根据实验内容写出详细的实验仪器名称，熟悉实验仪器及所涉及到仪 器设备的使用)

9、带机械搅拌蒸储装置(尾气吸收)等，有机溶剂重结晶反应装置。水合肥C.P.80%甲酰胺C.P.99.5%常用溶剂四、实验内容在配有温度计，蒸储头、直型冷凝器，机械搅拌和恒压滴液漏斗的100ml四口瓶中，加入甲酰胺(0.8mol),加热搅拌至一定温度，搅拌并在一定时间内 滴加80%水合肥，逸出的氨气和甲酸引入吸收瓶(内盛20%-30%H2SO4)吸收。 滴加完毕，在于180-185C下继续反应一段时间，然后冷至 130-140C,倾倒于 烧杯或表面皿中，用玻璃棒搅拌冷却析出固体，过滤得粗产品1,2,4-三口坐，记录产品质量，用溶剂重结晶得白色结晶，记录产量，换算产率。熔点 117-120C。_-1

10、(IR v: 3129,3097,3055,2926,1764,1532,1484,1362,1272,1258,1180cm)为了了解反应及反应条件对反应的影响，完成了几组实验数据如下:1:改变物料配比加入甲酰胺后，使用电炉子加热至180C,使反应液保持在180c下滴加80% 的水合肥，滴加时间为90min。滴毕，180C保温30min,撤掉热源，冷至130-140C, 倾倒于烧杯中，析出固体，过滤，称量质量。甲酰胺的量0.8mol 36.0g水合肿物质的量（mol）40.280.320.360.400.440.480.520.560.6080%水合肿的质量（g）10.

11、012.515.017.520.022.525.027.530.032.535.037.6水合肿甲酰胺物 料比00.350.400.450.500.550.600.650.700.75三陛理论质量（g）11.013.816.619.022.124.827.627.627.627.627.627.6同学甲三陛实际质量（g）11.114.816.217.717.116.020.919.918.6实验粗产率（）38.0454.3556.0258.4266.9765.3264.1361.9657.9775.7272.1067.39同学乙三陛实际质量（g）3.16

12、.18.013.815.617.016.714.913.621.318.621.6实验粗产率（）28.1849.2048.1972.6370.5968.5560.5153.9948.2878.8967.3978.26同学丙三陛实际质量（g）8.113.315.718.316.017.420.318.121.915.419.4实验粗产率（）58.6980.1282.6382.8164.5263.0473.5565.5879.3555.7971.01改变滴加时间加入22.6g （2mol）甲酰胺后，使用电炉子加热至180C,使反应液保持在 180c下滴加80%的水合肥12.6g。滴毕，180c保温

13、30min,撤掉热源，冷至 130-140C,倾倒于烧杯中，析出固体，过滤，称量质量。甲酰胺的量0.5mol, 22.6g水合肿物质的量0.25mol , 12.6 (80%水合朋9水合肿甲酰胺物 料比2： 1三陛理论质量（g）17.3g同学丁滴加时间（小时/h）0.50.751.052.053.0实验粗产率（）8.910.410.08.87.6三陛实际质量（g）11.114.816.217.717.116.020.919.918.6实验粗产率（）38.0454.3556.0258.4266.9765

14、.3264.1361.9657.9775.7272.1067.39同学乙三陛实际质量（g）13.815.617.016.714.913.621.318.621.6实验粗产率（%）28.1849.2048.1972.6370.5968.5560.5153.9948.2878.8967.3978.26同学丙三陛实际质量(g)8.113.315.718.316.017.420.318.121.915.419.4实验粗产率()58.6980.1282.6382.8164.5263.0473.5565.5879.3555.7971.01注：同学们应在实验前认真熟悉所用磨口仪器的安装及其

15、注意事项。参考文献：1Panw D D E . New antifungal agents and preparations工.International Journal of Antimicrobial Agents2000, 16: 147150.2周文明，王昌钊，李长杰，等.新三陛类化合物的合 成及抑菌活性研究J.西北农林科技大学学报， 2005, 33(6) : 147-150.3白雪，周成合，米佳丽.三陛类化合物研究与应用J.化学研究与应用，2007, 19(7) : 721729.N . H. Nam et a1 . Carboxylic acid and phosphate es

16、ter derivatives of Flueonazole : synthesis and antifunhal activitiesJ . Bioorganic and Medicinal Chemistry Lette 墙，2004, 12(12) : 6255-6269.5Khana F R , Smithb L J . Evaluating fungicides for controlling Cercospom leaf spot on sugar beetJ . Crop Protection , 2005, 24： 7986.6Horsley R D , Pederson J

17、D , Sehwarz P B , et a1 . Integrated use of tebueonazole and fnsarium head blight胁sistant barleygenotypesJ . Asrono . J. 2006, 98(1): 194197.7杨典文.1 , 2, 4.三陛类化合物的合成 J.浙江化工，2004, 35(7) : 4-5 .8马晓燕，王国强，田战省. 1, 2, 4-三陛的制备方法J.火炸药，1997(4) : 5152.9马晓燕，程永清，宁荣昌.1, 2, 4-三陛的合成工艺研究J.陕西化工，1998(3) : 2628.10杜斌.1H

18、 1, 2, 4,三陛的制备J.中国医药工业杂志， 2000, 31(11) : 515.实验十香豆素-3-竣酸的制备(综合性实验)一、实验目的.学习利用Knoevenagel反应制备香豆素的原理和实验方法。. 了解酯水解法制竣酸。二、实验原理本实验以水杨醛和丙二酸二乙酯在六氢叱噬存在下发生Knoevenage缩合反应制得香豆素-3-竣酸酯，然后在碱性条件下水解制得目标产物。反应式为：三、基本操作训练：(含仪器装置和主要流程)回流与无水操作、结晶、抽滤、洗涤、重结晶等基本操作；IR测定与分析4【操作步骤】1、在25mL圆底烧瓶中依次加入ImLzK杨醛、1.2mL丙二酸二乙酯、5mL无水乙 醇和

19、0.1mL六氢叱噬及一滴冰醋酸，在无水条件下搅拌回流1.5h,待反应物稍冷后拿掉干燥管，从冷凝管顶端加入约 6mL冷水，待结晶析出后抽滤并用 1mL被冰水冷却过的50叱醇洗两次，粗品可用25%醇重结晶，干燥后得到 香豆素-3-竣酸乙酯，熔点93Co2、在25mL圆底烧瓶中加入0.8g香豆素-3-竣酸乙酯、0.6g氢氧化钾、4mL乙醇 和2mLzK,加热回流约15min。趁热将反应产物倒入20mL浓盐酸和10mLzK 的混合物中，立即有白色结晶析出，冰浴冷却后过滤，用少量冰水洗涤，干 燥后的粗品约1.6g,可用水重结晶，熔点190c （分解）。四、实验关键及注意事项1、实验中除了加六氢叱噬外，还

20、加入少量冰醋酸，反应很可能是水杨醛先与六氢叱噬在酸催化下形成亚胺化合物，然后再与丙二酸二乙酯的负离子反应2、用冰过的50叱醇洗涤可以减少酯在乙醇中的溶解。五、主要试剂及产品的物理常数：（文献值）名称分子 量性 状比重熔点c沸 点C溶解度：克/100ml溶剂水醇醴香豆素-3-竣酸190.15白色结晶190 （分解）六、产品性状、外观、物理常数：（与文献值对照）己内酰胺为白色粉末或者白色片状固体七、产率计算：八、提问纲要1、试写出用水杨醛制香豆素-3-竣酸的反应机理。2、竣酸盐在酸化得竣酸沉淀析出的操作中应如何避免酸的损失，提高酸的产量九、主要试剂用量、规格水杨醛、丙二酸二乙酯、无水乙醇、六氢叱噬

21、、冰醋酸、浓盐酸、氢氧化钾、无 水氯化钙。三草酸根合铁（III ）酸钾的制备、性质和组成分析（综合性实验）一、实验目的.掌握三草酸根合铁（III）酸钾的制备方法。.熟悉化学分析、热分析、电导率测定等方法在化合物组成分析中的应用.了解三草酸根合铁（III）酸钾的光化学性质。二、实验原理三草酸根合铁（III）酸合成工艺有多种，例如，可采用氢氧化铁和草酸氢钾 反应；也可用硫酸亚铁俊与草酸反应得到草酸亚铁，再在过量草酸根存在下用过氧化（）本实验采用三氯化铁和草酸钾直接反应制备。K3Fe（C2O4）3 3H2O为亮绿色晶体,溶于水（0 c时4.7g/100g水,100 c时 117.7g/100g水），

22、难溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。110c失去结晶水，230c分解。 该配合物对光敏感；可进行下列光反应：K3Fe（C2O4）3 = 2FeC2O4+3K2c2O4+2CO2t因此，在实验室中可用碱草酸根含铁（III）酸钾作成感光纸；进行感光实验。 另外，由于它具有光的化学性质，能定量进行化学反应，常用作化学光量计材料。用稀H2SO4可使三草酸根合铁III酸钾分解产生Fe3+和C2O4用高钮酸钾标准溶液滴定试样中的C2O2-此时Fe3+不干扰测定滴定后的溶液用锌粉还原为。过滤除去过量的锌粉，使用高钮酸钾标准溶液滴定Fe2+通过消耗高钮酸钾标 准溶液的体积及浓液计算得到C2o4-和Fe3+的含量。用电

23、导体测定配合物的摩尔电导体 Km可确定阴，阳离子数目之比，从而确 定配合物离子的电荷数，进一步确定化学式和原子结合的方式三、主要仪器和试剂天平，台秤，电导率仪，抽滤瓶，布氏漏斗循环水泵，棕色容量瓶，烧杯 量筒蒸发皿。草酸钾（k2c2O4 H2O化学纯）三绿化铁（FeCl3 6H2O,化学纯）,K3 Fe（cn）6（化学纯），NaoH（2mol/L）,H 2SO4 （2mol/L,0.2mol/L）, kMno4 标准溶液（0.0200mol/L）锌粉（分析纯）,丙酮。四、实验内容与步骤.三草酸根合铁（III）酸钾的制备称取12g草酸钾放入100mL烧杯中，加20mL水，加热使全部溶解.在溶液近

24、沸 时边搅拌加入8mL,三氯化铁溶液（0.4g/mL）,将此溶液在冷水中冷却既有绿色 晶体析出，析出完全后减压过滤得粗产品。将粗产品溶解在约20mL热水中，趁热过滤。将滤液在冰水中冷却，待结 品完全后抽滤晶体产物先用少量冰水和丙酮洗涤，晾干，称重，计算，产率.配合物的组成分析C2O2-的测定 准确称取约1g合成的三草酸合铁(III)酸钾绿色晶体于烧杯中，加入25mL 3mol/L的硫酸使之溶解再转移至250mL容器瓶中，稀释至 刻度，摇均。移取25mL试液于锥形瓶中加入 20mL3mol/L硫酸，在7080c水浴中加热5min 后，趁热用高钮酸钾标准溶液滴定到溶液呈浅粉色，且30s不褪色即为终

25、点，计下读数。平行测定三次，每次滴定完后溶液保留。F*的测定往上述滴定后的每份溶液中加入 1g锌粉、5mL3moL/L硫酸 振荡810min后，过滤除去过量的锌粉，滤纸用另一个锥行瓶承接。用 40mL0.2mol/L的硫酸溶液洗涤原锥行瓶和沉淀，然后用高钮酸钾标准溶液滴定 到溶液呈浅粉色，30s不褪色即为终点计下读数平行测定三次。配离子电荷的确定，称取产品0.1g,配成100mL溶液。在电导率仪上测 其电导然后求出摩尔电导率km值根据上述结果分析配合物的组成.光化学性质将少量产品放在表面皿或点滴板上， 在日光下放置一段时间，观察晶体颜 色的化与放在暗处的晶体比较。称取0.5g产物和0.4K3

26、Fe(cn)6,加5mL水配成溶液，用玻璃棒或毛笔在纸上涂画，在日光直照下，观察变化。或者将此混合液均匀涂在纸上，放 暗处晾干后，附上图案，在强光下照射，观察变化。五、注意事项制备三草酸根合铁(III)酸钾时，可以往溶液中加入少量丙酮或乙醇，促使 晶体析出完全。六、思考题写出Fe(C2O4)3广的结构式。.三草酸根合铁(III)酸钾固体和溶液应如何保存？.用化学式表示本实验5*和C2O4的测定原理。.K3Fe(C2O4)3与K3Fe(CN)6混合物为什么在光照产生蓝色物质？.设计实验方案，定性说明产物中的 Fe3+ffi C2O2-是处在配合物的外界还是 内界。.产物中的K+可以用什么方法进行定性和定量分析？实验十二彩色固体酒精的制备及燃烧热测定、实验目的.了解彩色固体酒精的制备原理、用途，掌握其制备方法。.了解燃烧热的定义、氧弹量热计的结构、工作原理，学会用氧弹量热计测 定固体酒精的燃烧热。二、实验原理固