有机化学实验

有机化学实验实验一基础化学实验II的一般知识；仪器的认领、洗涤、干燥实验二蒸馏和沸点的测定（P60、78）1）蒸馏时温度计的位置偏高和偏低，馏出液的速度太慢或太快，对沸点的读数有何影响？如果温度计水银球位于支管口之上，蒸气还未达到温度计水银球就已从支管流出，测定沸点时，将使数值偏低。若按规定的温度范围集取馏份，则按此温度计位置集取的馏份比规定的温度偏高，并且将有一定量的该收集的馏份误作为前馏份而损失，使收集量偏少。如果温度计的水银球位于支管口之下或液面之上，测定沸点时，数值将偏高。但若按规定的温度范围集取馏份时，则按此温度计位置集取的馏份比要求的温度偏低，并且将有一定量的该收集的馏份误认为后馏份而损失。馏出液速度太慢沸点偏低或不规则。馏出液速度太快沸点偏高。2）如果蒸馏出的物质易受潮分解、易挥发、易燃或有毒，应该采取什么方法？蒸馏低沸点易燃或有毒液体时，可在尾接管的支接管接一根长橡皮管通入水槽的下水管内或引入室外，并将接受瓶在冰水浴中冷却。如果蒸馏出的产品易潮分解，可在尾接管的支管处接一个氯化钙干燥管，以防潮气进入。3）蒸馏时为什么要加沸石，如果加热后才发现未加入沸石，应怎样处理？应移走热源，使液体冷却到沸点以下后才能加入。4）蒸馏操作有何用途？蒸馏是分离和提纯液态有机化合物的最常用的方法之一。应用这一方法，不仅可以把挥发性物质与不挥发性物质分离，还可以把沸点相差较大的物质以及有色杂质等分离。5）影响液体沸点的因素有哪些？液体的性质，外界气压6）简述沸石的作用，为什么第二次蒸馏要另加沸石？沸石为多孔性物质，它在溶液中受热时会产生一股稳定而细小的空气泡流，这一泡流以及随之而产生的湍动，能使液体中的大气泡破裂，成为液体分子的气化中心，从而使液体平稳地沸腾，防止了液体因过热而产生的暴沸。重新开始蒸馏时，因液体已被吸入沸石的空隙中，再加热已不能产生细小的空气流而失效，必须重新补加沸石。7）为什么蒸馏时最好控制馏出液的速度为1－2滴／为宜？在整个蒸馏过程中，应使温度计水银球上常有被冷凝的液滴，让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡。所以要控制加热温度，调节蒸馏速度，通常以1－2滴／为宜，否则不成平衡。蒸馏时加热的火焰不能太大，否则会在蒸馏瓶的颈部造成过热现象，使一部分液体的蒸气直接受到火焰的热量，这样由温度计读得的沸点会偏高；另一方面，蒸馏也不能进行的太慢否则由于温度计的水银球不能为馏出液蒸气充分浸润而使温度计上所读得的沸点偏低或不规则。8）如果液体具有恒定的沸点，那么能否认为它是单纯物质？纯粹的液体有机化合物，在一定的压力下具有一定的沸点，但是具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物，因为某些有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物，它们也有一定的沸点。9）蒸馏时加热的快慢，对实验结果有何影响？为什么？蒸馏时加热过猛，火焰太大，易造成蒸馏瓶局部过热现象，使实验数据不准确，而且馏份纯度也不高。加热太慢，蒸气达不到支口处，不仅蒸馏进行得太慢，而且因温度计水银球不能被蒸气包围或瞬间蒸气中断，使得温度计的读数不规则，读数偏低。10）冷凝管通水方向是由下而上，反过来行吗？为什么？冷凝管通水是由下而上，反过来不行。因为这样冷凝管不能充满水，由此可能带来两个后果：其一，气体的冷凝效果不好。其二，冷凝管的内管可能炸裂。11）什么叫沸点？液体的沸点和外部压强有什么关系？当液体的蒸气压增大到与外界施加给液体的总压力相等时，就有大量气泡不断从液体内部逸出，这时的温度称为该外界压力下液体化合物的沸点。液体化合物的沸点随外界压力改变而变化，外界压力增大，沸点升高外界压力减小，沸点降低。实验三分馏（P82）1）分馏操作时影响分离效率的因素有哪些？影响分离效率的因素除混合物的本性外，主要在于分馏柱设备装置的精密性以及操作的科学性（回流比）。2）若加热太快，馏出液每秒钟的滴数超过要求量，用分馏法分离两种液体的能力会显著下降，为什么？因为加热太快，馏出速度太快，热量来不及交换（易挥发组分和难挥发组分），致使水银球周围液滴和蒸气未达平衡，一部分难挥发组分也被气化上升而冷凝，来不及分离就一道被蒸出，所以分离两种液体的能力会显著下降。3）为了取得较好的分离效果，为什么分馏柱必须保持回流液？保持回流液的目的在于让上升的蒸气和回流液体，充分进行热交换，促使易挥发组分上升，难挥发组分下降，从而达到彻底分离它们的目的。4）在分离两种沸点相近的液体时，为什么装有填料的分馏柱比不装填料的效率高？装有填料的分馏柱上升蒸气和下降液体（回流）之间的接触面加大，更有利于它们充分进行热交换，使易挥发的组分和难挥发组分更好地分开所以效率比不装填料的要高。5）在分馏时通常用水浴或油浴加热，它比直接火加热有什么优点？在分馏时通常用水浴或油浴，使液体受热均匀，不易产生局部过热，这比直接火加热要好得多。6）分馏与简单蒸馏在原理、装置和用途上有何区别？利用蒸馏和分馏来分离混合物的原理是一样的，实际上分馏就是多次的蒸馏。分馏是借助于分馏往使一系列的蒸馏不需多次重复。一次得以完成的蒸馏。装置上分馏实验中增加了分馏柱。用途上，简单蒸馏可以分离两种或两种以上沸点相差较大（大于30°C）的液体混合物，而对于沸点相差较小的或沸点接近的液体混合物仅用一次蒸馏不可能把它们分开。若要获得良好的分离效果，就非得采用分馏不可。7）分馏丙酮—水溶液时，加热一段时间后，发现温度计读数下降，说明什么问题？为什么？说明低沸点的丙酮被蒸馏出来了。蒸发吸热。8）如何用分馏曲线和蒸馏曲线比较分馏和蒸馏的分离效率？在同一坐标轴上作出相同温度所得馏分量的多少。9）什么叫共沸物？为什么不能用分馏法分离共沸混合物？当某两种或三种液体以一定比例混合，可组成具有固定沸点的混合物，将这种混合物加热至沸腾时，在气液平衡体系中，气相组成和液相组成一样，故不能使用分馏法将其分离出来，只能得到按一定比例组成的混合物，这种混合物称为共沸混合物或恒沸混合物。实验四萃取（P75）1）选择萃取剂要要考虑哪些因素？萃取的原则是？选择萃取剂一般要求为：a.与原溶剂不相混溶，两相间应保持一定的密度差，以利于两相的分层。b.被萃取物质的溶解度较大。c.纯度高，并具有良好的化学稳定性。d.沸点低，便于回收。e.毒性小°f.价格低。萃取的原则是少量多次。2）使用分液漏斗前必须检查哪些项目？分液漏斗用完后又应如何处理？使用前必须检查分液漏斗的顶塞和旋塞是否紧密配套。使用后，应用水冲洗干净，玻璃塞用薄纸包裹后塞回去。3）如何判断水层和有机层的位置？这两种液体应如何放出才合适？取少量下层液体置一小试管中，用滴管轻轻滴入几滴水后观察是否互溶。若互溶则分液漏斗下层是水层，否则为有机层。下层液体应经活塞放出，上层液体应从上口倒出。4）振荡过激，乳化后如何破乳？加入少量稀硫酸破除乳状液。5）什么是萃取？什么是洗涤？指出两者的异同点。萃取是从混合物中抽取所需要的物质；洗涤是将混合物中所不需要的物质除掉。萃取和洗涤均是利用物质在不同溶剂中的溶解度不同来进行分离操作，二者在原理上是相同的，只是目的不同。从混合物中提取的物质，如果是我们所需要的，这种操作叫萃取；如果不是我们所需要的，这种操作叫洗涤。6）从分液漏斗下端放出液体时为何不要流得太快？当界面接近旋塞时，为什么要将旋塞关闭，静止片刻后再进行分离？分液漏斗下端放出液体时太快会不易控制结束。当界面接近旋塞时，将旋塞关闭静止片刻后下层液体往往会增多一点。8）在100ml水中溶有5.0g有机化合物，用50ml乙醚萃取，计算用50ml一次萃取和分两次萃取后有机物在水中的残余量分别是多少？（设分配系数为乙醚：水=3）实验五重结晶（P69）1）活性炭为什么要在固体物质全溶后加入？又为什么不能在溶液沸腾时加入？活性炭可吸附有色杂质、树脂状物质以及均匀分散的物质。因为有色杂质虽可溶于沸腾的溶剂中，但当冷却析出结晶体时，部分杂质又会被结晶吸附，使得产物带色。所以用活性炭脱色要待固体物质完全溶解后才加入，并煮沸5—10min。要注意活性炭不能加入已沸腾的溶液中，以一免溶液暴沸而从容器中冲出。2）在热过滤时，溶剂挥发对重结晶有何影响？如何减少溶剂挥发？溶剂挥发多了，会有部分晶体热过滤时析出留在滤纸上和漏斗颈中，造成损失，若用有机溶剂，挥发多了，造成浪费，还污染环境。为此，过滤时漏斗应盖上表面皿（凹面向下），可减少溶剂的挥发。盛溶液的容器一般用锥形瓶（水溶液除外），也可减少溶剂的挥发。3）停止抽滤时如不先打开安全瓶上的活塞就关闭水泵，可能会产生什么后果？为什么？如不先打开安全瓶上的活塞就关水泵，会发生水倒吸入抽滤瓶内，若需要的是滤液问题就大了。4）如何选择重结晶溶剂？加热溶解样品时，为什么先加入比计算量略少的溶剂，而逐渐添加至完全溶解后却还要多加少量的溶剂？理想溶剂的条件：a.溶剂不与被提纯物起化学反应。b.较高温度时溶剂能溶解被提纯物，而在室温或更低温度时被提纯物的溶解量却很少。c.杂质在该溶剂中的溶解度要么非常小，要么非常大。d.溶剂的沸点适中。e.被提纯物在该溶剂中能析出较好的晶体°f.价廉易得，毒性低，回收率高，操作安全。待重结晶物质中可能含有少量杂质，所以先加入比计算量略少的溶剂由于在热过滤时溶剂的挥发、温度的降低会引起晶体过早地在滤纸上析出而造成产品损失，所以逐渐添加至完全溶解后却还要多加少量溶剂。5）抽滤过程中如何防止滤纸被穿破？应先暂缓抽气，待加料后再继续抽气过滤。6）如果溶剂量过多造成晶体析出太少或根本不析出，应如何处理？投入少量晶种（同一种物质的晶体；若无此晶体，可将玻璃棒沾一些溶液，溶剂挥发后即会析出晶体）供给定型晶核，使晶体形成。7）重结晶操作过程中，固体用溶剂加热溶解后，若溶液呈无色透明、无不溶性杂质，此后应如何操作？应使热溶液冷却结晶，然后进行抽滤与洗涤，最后进行干燥。实验六熔点的测定（P56）1）如何检验两种熔点相近的物质是否为同一纯净物？熔点是固体有机化合物固液两态在大气压力下达成平衡的温度，纯净的固体有机化合物一般都有固定的熔点，固液两态之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔（称为熔程）温度不超过0.5-l°C。2）测熔点时，若有下列情况将产生什么结果？（1）熔点管壁太厚。（2）样品研得不细。（3）熔点管不洁净。（4）样品未完全干燥或含有杂质。（5）样品研得不细或装得不紧密。（6）加热太快。（7）样品装得太多。（8）读数过慢。（1）管壁太厚样品受热不均匀，熔点测不准，熔点数据易偏高，熔程大。（2）熔点偏低，熔程大。（3）熔点管不洁净，等于样品中有杂质，致使测得熔点偏低，熔程加大。（4）样品未完全干燥，内有水分和其它溶剂，加热，溶剂气化，使样品松动熔化，也使所测熔点数据偏低，熔程加大．样品含有杂质的话情况同上。（5）样品研得不细和装得不紧密，里面含有空隙，充满空气，而空气导热系数小传热慢，会使所测熔点数据偏高熔程大。（6）加热太快，升温大快，会使所测熔点数据偏高，熔程大。（7）熔点不变，熔程大。（8）熔点偏高，熔程大。3）是否可以使用第一次测过熔点时已经熔化的有机化合物再作第二次测定呢？为什么？不可以，这是因为第一次测过熔点后，有时有些物质会产生部分分解，有些会转变成具有不同熔点的其它结晶形式。4）测得A、B两种样品的熔点相同，将它们研细，并以等量混合（1）测得混合物的熔点有下降现象且熔程增宽；（2）测得混合物的熔点与纯A纯B的熔点均相同。试分析以上情况各说明什么？（1）说明A、B两个样品不是同一种物质，一种物质在此充当了另一种物质的杂质，故混合物的熔点降低，熔程增宽。（2）除少数情况（如形成固熔体）外，一般可认为这两个样品为同一化合物。实验七水蒸气蒸馏和旋光度的测定（P87、P62）1）水蒸气蒸馏具有哪些用途，但又必须符合哪些条件？适用于下列情况：1.高沸点化合物常压蒸馏分离时易被破坏，或存在安全隐患；2.液体化合物中混有固体或不挥发性杂质，用其它蒸馏或萃取等方法难于分离；3.从较多的固体反应混合物中分离出被吸附的液体或除去挥发性的有机杂质。用水蒸气蒸馏的物质应具备下列条件：1.被提纯物难溶于水。2.共沸情况下与水不发生反应。3.在100°C左右有一定的蒸气压。2）安全管与T形管的作用？安全管主要起压力指示计的作用，通过观察管中水柱高度判断水蒸气的压力；同时有安全阀的作用，当水蒸气蒸馏系统堵塞时，水蒸气压力急剧升高，水就可从安全管的上口冲出，使系统压力下降，保护了玻璃仪器免受破裂。T形管可以除去水蒸汽中冷凝下来的水分；在发现不正常现象时，随时与大气相通。3）蒸馏部分，蒸汽导入管的末端为什么要插入到接近于容器底部？什么情况下要辅助加热？插入容器底部的目的是使瓶内液体充分加热和搅拌，有利于更有效地进行水蒸汽蒸馏。馏出液速度太慢时，可进行辅助加热。4）如何判断水蒸气蒸馏可以结束？当流出液澄清透明不再含有有机物质的油滴时，即可断定水蒸汽蒸馏结束。5）水蒸气蒸馏结束时，为何要先打开螺旋夹？使系统与大气相通，然后移去热源，以免发生倒吸现象。6）水蒸气发生瓶与蒸馏烧瓶中都要加沸石吗？水蒸气发生瓶中药加沸石，蒸馏烧瓶中不加。实验八环己烯的制备（P103）1）采用分馏装置制备环己烯，要控制分馏柱顶端温度不超过90°C,为什么？主要由反应产物（b.p.82.98C）和几种恒沸物和生成水的沸点决定的。2）在粗制的环己醇中加入精盐，使水层饱和的目的是什么？进行盐析，提高产率3）用磷酸作脱水剂比用硫酸作脱水剂有什么优点？1.磷酸的氧化性小于浓硫酸，不易使反应物碳化；2.无刺激性气体SO2放出。4）如果实验产率太低，试分析主要是哪些操作步骤中造成损失？1.环己醇的粘度较大，尤其室温低时，量筒内的环己醇很难倒净而影响产率。2.磷酸和环己醇混合不均，加热时产生碳化。3.反应温度过高、馏出速度过快，使未反应的环己醇因于水形成共沸混合物或产物环己烯与水形成共沸混合物而影响产率。4.干燥剂用量过多或干燥时间过短，致使最后蒸馏是前馏份增多而影响产率。实验九7,7—二氯二环［4.1.0］庚烷的制备（P113）1）根据相转移反应的原理，写出本反应中离子的转移和二氯卡宾的产生及反应过程。2）本实验反应过程中为什么要剧烈搅拌反应混合物？本反应为非均相的相转移催化反应，必须在强烈的搅拌下进行。3）本实验中为什么要使用大大过量的氯仿？防止反应中氯仿损失对实验结果造成影响。实验十正溴丁烷的制备和折光率的测定（Pill、P62）1）溴丁烷制备实验为什么用回流反应装置？此反应较慢，需要在较高的温度下、长时间反应，而玻璃反应装置可达到的最高反应温度是回流温度，所以采用回流反应装置。2）溴丁烷制备实验为什么用球型而不用直型冷凝管做回流冷凝管？因为球型冷凝管冷凝面积大，各处截面积不同，冷凝物易回流下来。3）反应时硫酸浓度太高或太低会带来什么结果？硫酸浓度太高：（1）会使NaBr氧化成Br2，而Br2不是亲核试剂。2NaBr+3H2S04（浓）一Br2+S02+2H20+2NaHS04（2）加热回流时可能有大量HBr气体从冷凝管顶端逸出形成酸雾。硫酸浓度太低：生成的HBr量不足，使反应难以进行。4）反应后的粗产物中有哪些杂质？各步洗涤的目的是什么？正丁醇、正丁醚、和HBr等用硫酸洗涤：除去未反应的正丁醇及副产物1－丁烯和正丁醚。第一次水洗：除去部分硫酸及水溶性杂质。碱洗（Na2C03）:中和残余的硫酸。第二次水洗：除去残留的碱、硫酸盐及水溶性杂质。5）本实验有哪些副反应？如何减少副反应？加料时，在水中加浓硫酸后待冷却至室温，再加正丁醇和溴化钠；（2）溴化钠要研细，且应分批加。反应过程中经常振摇，防止溴化钠结块和使反应物充分接触；（3）严格控制反应温度，保持反应液呈微沸状态；（4）加料时加适量的水稀释浓硫酸。6）测定有机化合物折射率的意义是什么？折射率是液体有机物的重要物理常数之一，比沸点更可靠，是衡量有机化合物纯度的标志之一，是定性鉴定有机化合物的手段之一。折射率也可以用于确定液体混合物的组成。7）测定折射率时有哪些因素会影响结果？温度、介质、物质和波长等实验-一2—甲基一2—己醇的制备（P116）1）实验中，将Grignard试剂与加成物反应水解前各步中，为什么使用的药品、仪器均需绝对干燥？应采取什么措施？由于格氏试剂化学性质活泼，反应体系应避免有水、氧气和二氧化碳的存在，因此实验前所用的仪器应全部干燥，试剂要经过严格无水处理。进行实验时，装置的安装及试剂的量取动作都应快捷，迅速，并注意防湿气侵入！乙醚必须事先经无水处理；正溴丁烷事先用无水氯化钙干燥并蒸馏纯化；丙酮用无水碳酸钾干燥，亦经蒸馏纯化。反应过程中冷凝管上必须装带有氯化钙的干燥管。2）实验中有哪些可能的副反应？应如何避免？RMg某+H20—RH+Mg（0H）某2RMg某+02—2R0Mg某RMg某+R，OHfRH+R/OMg某RMg某+R某-R-R+Mg某2（偶联反应）RMg某+CO2-RCO2Mg某由于格氏试剂化学性质活泼，反应体系应避免有水、氧气和二氧化碳的存在，因此实验前所用的仪器应全部干燥，试剂要经过严格无水处理。3）如反应未开始前，加入大量正溴丁烷有什么不好？反应未开始前加入大量正溴丁烷，会发生偶联反应生成正辛烷。造成原料损耗和分离困难。4)为什么本实验得到的粗产物不能用无水氯化钙干燥？因氯化钙能与醇形成络合物。补充：学生实验中经常使用的冷凝管有哪些？各用在什么地方？答：学生实验中经常使用的冷凝管有：直形冷凝管，球形冷凝管，空气冷凝管及刺形分馏柱等。直形冷凝管一般用于沸点低于140°C的液体有机化合物的沸点测定和蒸馏操作中；沸点大于140C的有机化合物的蒸馏可用空气冷凝管。球形冷凝管一般用于回流反应即有机化合物的合成装置中(因其冷凝面积较大，冷凝效果较好)；刺形分馏柱用于精馏操作中，即用于沸点差别不太大的液体混合物的分离操作中。硫酸浓度太低：生成的HBr量不足，使反应难以进行。反应后的粗产物中有哪些杂质？各步洗涤的目的是什么？正丁醇、正丁醚、和HBr等用硫酸洗涤：除去未反应的正丁醇及副产物1－丁烯和正丁醚。第一次水洗：除去部分硫酸及水溶性杂质。碱洗(Na2C03):中和残余的硫酸。第二次水洗：除去残留的碱、硫酸盐及水溶性杂质。5)本实验有哪些副反应？如何减少副反应？加料时，在水中加浓硫酸后待冷却至室温，再加正丁醇和溴化钠；(2)溴化钠要研细，且应分批加。反应过程中经常振摇，防止溴化钠结块和使反应物充分接触；(3)严格控制反应温度，保持反应液呈微沸状态；(4)加料时加适量的水稀释浓硫酸。6)测定有机化合物折射率的意