有机化学实验

熔、沸点的测定

一、实验目的

1、了解熔、沸点测定的意义。

2、掌握用b形管测定熔、沸点的原理和方法。

二、实验原理

为什么测熔、沸点？

1、作为特定物理常数，在化合物的初步鉴定、分离和纯化过程中具有重要的意义。

2、可用于初步判断化合物的纯度。

熔点：在标准大气压下，物质的固态和液态处于平衡时的温度，即为该物质的熔点。通

常只有纯净的物质才有固定的熔点，并且熔化范围极短，约为0.5～1℃；而不纯的物质由

于杂质的存在，而使熔点降低，熔化温度范围变宽；通常把物质从开始熔化到完全熔化的温

度范围称为熔程。物质的杂质越多，其熔程就越大，不同的化合物有不同的熔程。因此，通

过熔程的测定，可用于化合物的初步鉴定，同时也可根据熔程的长短来定性的判断有机化合

物的纯度。常用毛细管法、显微熔点仪来测定。

沸点：当化合物受热时，其蒸气压升高，当蒸汽压达到与外界压力（通常为1个大气压，

0.1Mpa，760mmHg）相等时，液体开始沸腾的温度，就是该物质的沸点。由于物质的沸点与

外界大气压的有关，因此，在讨论或报道一个化合物的沸点时，一定要注明测定时的外界大

气压，如果没注明，就是默认的一个大气压。纯液态有机化合物在蒸馏过程中沸点范围很小

（0.5～1℃），常用微量法（毛细管法）和常量法（蒸馏法）来测量。当用毛细管法测定时，

先加热到内管有连续气泡快速逸出后，停止加热，使温度自行下降，气泡逸出速度逐渐减慢，

当最后一个气泡刚要缩进内管而还没有缩进，即与内管管口平行时，这时待测液体的蒸气压

就正好等于外界大气压，这时的温度就是待测液体的沸点。

三、药品及物理常数

待测分子量比重熔点沸点折光率水溶解度

20性状

物质(molwt)(d4)（℃）（℃）ｎD（g/100g）

二苯胺169.101.16052.5-53.5302无色晶体稍溶

丙酮58.050.7898-94.656.5无色液体1.359易溶

未知液体

未知固体

四、仪器装置图

温

度

计温温

开口软木塞度度

计计

沸点外管

毛

b细

形管沸点内管

管

液体样品

固体样品

熔点、沸点测定装置

1

五、实验流程

1、熔点测定

制备固定观察记录

装样固定缓慢

毛细管毛细管温度计加热初熔和全

熔的温度

2、沸点测定

装样

制备固定加热到连观察记录最后一

倒扣固定

内管外管串气泡从个气泡刚要缩进

内管温度计内管时的温度

内管逸出

六、注意事项：

1、制作毛细管时，封端头不能带尖，不能弯曲，应整体一样粗细，端头熔成一个小玻璃球。

3、固体样品应事先粉碎，装样要实而密，高度2～3ｍｍ。液体样品装1～2cm高。

4、固定样品时，样品应靠近温度计水银球的正中间。

3、在齐列管上固定温度计时，要紧握温度计，防止滑下打破齐列管和温度计。熔点的毛细

管和沸点的外管上口不能没入导热油中。

4、加热升温过程中，当接近熔、沸点前10～15℃，要小火缓慢升温，这是本实验影响数据

准确性和重现性之关键。

5、固、液样品不能重复使用，每次测试都应用新样品。但测沸点的外管可以重复使用。

6、每个样品只少测两次，如果重现性不好，应测第三次，取接近的两次作实验结果。

六、数据处理

样品内容样品名第一次第二次结果

////

二苯胺ｔ1-ｔ2ｔ1-ｔ2(ｔ1+ｔ1)/2—(ｔ2+ｔ2)/2

固体熔点

////

未知Ⅰｔ1-ｔ2ｔ1-ｔ2(ｔ1+ｔ1)/2—(ｔ2+ｔ2)/2

丙酮ｔｔ/(ｔ+ｔ/)/2

液体沸点

未知Ⅱｔｔ/(ｔ+ｔ/)/2

七、问题研究讨论

1、温度计的校正在用上述方法测定熔点、沸点时，温度计上的读数与真实熔点、沸点之

间常有一定的偏差。这可能是由于温度计的质量等原因所引起的，因此在精确测定时，

就必须校正温度计。其校正方法详见讲义P44。

2、引导学生讨论或回答在测定熔点时，若遇到下列情况，将会产生什么结果？

（1）熔点管壁太厚。

（2）熔点管底部未完全封闭，尚有一针空。

（3）熔点管不干净。

（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。

3、引导学生讨论或回答在测定沸点时，遇到的问题。

（1）为什么当最后一个气泡刚要缩进内管而还没有缩进内管时的温度就是其沸点？

（2）待测液体为什么不能重复使用？

2

2-硝基-1,3-苯二酚的制备

一、实验目的

1、复习、巩固芳环定位规律和活性位置保护的应用。

2、掌握磺化、硝化的原理和实验方法。

2、在了解水蒸汽蒸馏原理的基础上，掌握水蒸汽蒸馏装置的安装与操作。

3、练习、掌握减压过滤技术。

二、实验原理

HONO2

OHHOOHHOOHHO

HNO,HSO2H2OOH

2H2SO4324

℃100℃

<65HOSSOH<30℃SOH

33HO3S3

酚羟基是较强的邻对位定位基，也是较强的致活基团。如果让间苯二酚直接硝化，由于

反应太剧烈，不易控制；另外，由于空间效应，硝基会优先进入4、6位，很难进入2位。

本实验利用磺酸基的强吸电子性和磺化反应的可逆性，先磺化，在4、6位引入磺酸基，即

降低了芳环的活性，又占据了活性位置。再硝化时，受定位规律的支配，硝基只有进行2

位，最后进行水蒸气蒸馏，即把磺酸基水解掉，又同时把产物随水一起蒸出来。本反应是磺

酸基起到了占位、定位和钝化的作用。

三、药品及物理常数

分子量熔点沸点比重水溶解度

药品名称20

(molwt)(℃)(℃)(d4)(g/100ml)

间苯二酚110.11109-1102811.285111

2-硝基-1,3-苯二酚15584-8578.40.7893易溶于水

尿素60.061351.330微溶于水

浓硫酸（98%）98.0710.493381.834易溶于水

浓硝酸63.01－42861.5027易溶于水

四、实验装置图（P80图3.6）

水蒸气蒸馏装置图

3

五、实验流程图

5.6ml浓硫酸冰水浴冷

配混酸

4ml浓硝酸至0-10℃

5.5克间苯二酚磺化放置15分钟冰水浴冷

25ml浓硫酸室温-60℃充分磺化至0-10℃

硝化放置15分钟稀释

水蒸气蒸馏

〈30℃充分硝化转移

10克碎冰，0.1克尿素

抽滤洗涤抽干称重，计算产率

5毫升水+5毫升乙醇

六、注意事项及操作要点

1、本实验一定注意先磺化，后硝化。否则会剧烈反应，甚至产生事故。

2、间苯二酚很硬，要充分研碎，否则，磺化只能在颗粒表面进行，磺化不完全。

3、酚的磺化在室温就可进行，如果反应太慢，10min不变白，可用60℃的水温热，加速反

应。

3、硝化反应比较快，因此硝化前，磺化混合物要先在冰水浴中冷却，混酸也要冷却，最好

在10℃以下；硝化时，也要在冷却下，边搅拌，边慢慢滴加混酸，否则，反应物易被氧

化而变成灰色或黑色。

4、水蒸汽蒸馏时，冷凝水要控制的很小，一滴一滴的滴，否则产物凝结于冷凝管壁的上端，

会造成堵塞。

5、反应液转入长颈烧瓶时，应顺着玻璃棒加入，加入10g碎冰稀释，温度不能超过50℃。

再用5ml冰水洗涤烧杯，并入烧瓶。切记，加冰水不能太多，否则，水蒸气蒸馏时，会蒸

不出产品。

6、晶体用10ml50%的乙醇水溶液（5ml水+5ml乙醇）洗涤，不要太多，否则损失产品。

七、组织讨论以下问题

1、产率低（10%左右），文献为30—35%，为什么？

①磺化时，浓H2SO4氧化反应物；

②硝化时，磺酸基被硝基置换；

③间苯二酚本身的氧化（空气中即成醌显红色）。

2、为么不能直接硝化，而要先磺化？

若直接硝化：

OHOHOHOHOH

HSONO2

24NO2ONNO

+HNO3+++22

OHOHOHOHOH

NO2NO

2NO2

4

坏处：（1）产率低

（2）剧烈的氧化反应，得不到硝化产物

为什么先磺化？

（1）—SO3H为致钝基团，可降低芳环活性，不易被氧化。

（2）—SO3H可先占4、6位，迫使—NO2进入2位。

（3）—SO3H与—OH定位效应一致，均为2位，所以—NO2易进入2位

（4）磺化反应可逆，可通常在稀酸中加热的方法将—SO3H水解掉。

3、水蒸汽蒸馏原理P78-82

什么情况下用水蒸汽蒸馏提纯或分离有化合物？

①产物呈粘稠状，不能用蒸馏法、重结晶法分离；

②产物沸点高，常压蒸馏会分解。

水蒸汽蒸馏的条件：

①被蒸的产物不溶于水或几乎不溶于水，与水长期共沸不发生反应。

②产物在100℃有一定蒸汽压（≥10mmHg），低于100℃可随水蒸汽一起蒸出去。

本实验的特殊之处是，边发生磺酸基水解反应，边蒸出生成的产物。

5

1－溴丁烷的制备

一、实验目的

1.学习由醇制备溴代烃的原理及方法。

2.练习回流及有害气体吸收装置的安装与操作。

3.进一步练习液体产品的纯化方法——洗涤、干燥、蒸馏等操作。

二、实验原理

主反应NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4

C4H9OH+HBrC4H9Br+H2O

H2SO4

副反应C4H9OHC2H5CHCH2+H2O

H2SO4

2C4H9OHC4H9OC4H9+H2O

HBr+H2SO4Br2+SO2+H2O

本实验主反应为可逆反应，提高产率的措施是让HBr过量，并用NaBr和H2SO4代替

HBr，边生成HBr边参与反应，这样可提高HBr的利用率；H2SO4还起到催化脱水作用。

反应中，为防止反应物醇被蒸出，采用了回流装置。由于HBr有毒害，为防止HBr逸出，

污染环境，需安装气体吸收装置。回流后再进行粗蒸馏，一方面使生成的产品1－溴丁烷分

离出来，便于后面的洗涤操作；另一方面，粗蒸过程可进一步使醇与HBr的反应趋于完全。

粗产品中含有未反应的醇和副反应生成的醚，用浓H2SO4洗涤可将它们除去。因为二

者能与浓H2SO4形成佯盐：

C4H9OH+H2SO4C4H9OH2HSO4

C4H9OC4H9+H2SO4C4H9OC4H9HSO4

H

如果1－溴丁烷中正丁醇，蒸馏时会形成沸点较低的前馏分（1－溴丁烷和正丁醇的共沸混

合物沸点为98.6℃，含正丁醇13%），而导致精制品产率降低。

三、实验药品及物理常数

分子量用量熔点沸点比重水溶解度

药品名称20

(molwt)(ml、g、mol)(℃)(℃)(d4)(g/100ml)

正丁醇74.126.2ml（0.068mol）117.70.80987.9

1－溴丁烷137.03101.61.276不溶于水

溴化钠102.898.3（0.08mol）77.10.9005微溶于水

浓硫酸9810＋31.84易溶于水

其它药品10%碳酸钠溶液、无水氯化钙

6

四、实验装置图

温

导管

球度

形计

冷

凝分蒸

小漏斗

管流馏

漏头

斗

直形冷

圆凝管接引管

底蒸馏瓶

烧

瓶烧杯锥形瓶

五、实验流程图

10mlH2O

配混酸

10mlH2SO4

分四次

6.2ml正丁醇蒸出

加样品回流反应分去浓硫酸

8.3gNaBr30min.粗产品水层洗涤

水洗收集99－102度

CaCl

加NaHSO3碱洗水洗2蒸馏产品称重，计算

除Br2干燥产率。

六、实验步骤

在100ml圆底烧瓶是安装球形冷凝管，冷凝管的上口接一气体吸收装置（见实验装置

图），用自来水作吸收液。

在圆底烧瓶中加入10ml水，并小心缓慢地加入10ml浓硫酸，混合均匀后冷至室温。再

依次加入6.2ml正丁醇、8.3g无水溴化钠，充分摇匀后加入几粒沸石，装上回流冷凝管和

气体吸收装置。用石棉网小火加热至沸，调节火焰使反应物保持沸腾而又平稳回流。由于无

机盐水溶液密度较大，不久会产生分层，上层液体为正溴丁烷，回流约需30min。

反应完成后，待反应液冷却，卸下回流冷凝管，换上75°弯管，改为蒸馏装置，蒸出

粗产品正溴丁烷，仔细观察馏出液，直到无油滴蒸出为止。

将馏出液转入分液漏斗中，用等体积的水洗涤，将油层从下面放入一个干燥的小锥形瓶

中，分两次加入3ml浓硫酸，每一次都要充分摇匀，如果混合物发热。可用冷水浴冷却。

将混合物转入分液漏斗中，静置分层，放出下层的浓硫酸。有机相依次用等体积的水（如果

产品有颜色，在这步洗涤时，可加入少量亚硫酸氢钠，振摇几次就可除去）、10%的碳酸钠

溶液、水洗涤后，转入干燥的锥形瓶中，加入2g左右的块状无水氯化钙干燥，间歇摇动锥

7

形瓶，至溶液澄清为止。

将干燥好的产物转入蒸馏瓶中（小心，勿使干燥剂进入烧瓶中），加入几粒沸石，用石

棉网加热蒸馏，收集99－103℃的馏分，产量约6.5g。

七、操作要点和注意事项

1、加料时，不要让溴化钠粘附在液面以上的烧瓶壁上，加完物料后要充分摇匀，防止硫酸

局部过浓，一加热就会产生氧化副反应，使产品颜色加深。

2NaBrHSO

+324Br2+SO2++22H2ONaHSO4

2、加热时，一开始不要加热过猛，否则，反应生成的HBr来不及反应就会逸出，另外反应

混合物的颜色也会很快变深。操作情况良好时，油层仅呈浅黄色，冷凝管顶端应无明显

的HBr逸出。

3、粗蒸正溴丁烷时，黄色的油层会逐渐被蒸出，应蒸至油层消失后，馏出液无油滴蒸出为

止。检验的方法是用一个小锥形瓶，里面事先装一定的水，用其接一两滴馏出液，观察

其滴入水中的情况，如果滴入水中后，扩散开来，说明已无产品蒸出；如果滴入水中后，

呈油珠下沉，说明仍有产品蒸出。当无产品蒸出后，若继续蒸馏，馏出液又会逐渐变黄，

呈强酸性。这是由于蒸出的是HBr水溶液和HBr被硫酸氧化生成的Br2，不利于后续的

纯化。

4、如果用磨口仪器，粗蒸时，也可将75°弯管换成蒸馏头进行蒸馏，用温度计观察蒸气出

口的温度，当蒸气温度持续上升到105℃以上而馏出液增加甚慢时即可停止蒸馏，这样

判断蒸馏终点比观察馏出液有无油滴更为方便准确。用浓硫酸洗涤粗产品时，一定要事

先将油层与水层彻底分开，否则浓硫酸被稀释而降低洗涤的效果。如果粗蒸时蒸出的

HBr洗涤前未分离除尽，加入浓硫酸后就被氧化生成Br2，而使油层和酸层都变为橙黄

色或橙红色。

5、酸洗后，如果油层有颜色，是由于氧化生成的Br2造成的，在随后水洗时，可加入少量

NaHSO3，充分振摇而除去。

Br2++3NaHSO32NaBr+NaHSO4+2SO2H2O

6、用无水氯化钙干燥时，一般用块状的，粉沫的容易造成悬浮而不好分离。氯化钙的用量

视粗产品中含水量而定。一般加2－3块，摇动后，如果溶液变澄清，氯化钙表面没有

变化就可以了。如果粗产品中含水量较多，摇动后，氯化钙表面会变湿润，这时应再补

加适量的氯化钙。用氯化钙干燥产品，一般至少放置半个小时，最好放置过夜，才能干

燥完全，但实验中由于时间关系，只能干燥5－10分钟。有时干燥前溶液呈混浊，经干

燥后溶液变澄清，但这并不一定说明它已不含水分。干燥后，干燥剂可通过过滤而除去，

但本实验为了省事，可用倾倒的方法，用玻璃棒挡住别让干燥剂进入蒸馏瓶中就可以了。

7、本实验最后蒸馏收集99－103℃的馏分，但是，由于干燥时间较短，水一般除不尽，因

此，水和产品形成的共沸物会在99℃以前就被蒸出来，这称为前馏分，不能做为产品收

集，要另用瓶接收，等到99℃后，再用事先称重的干燥的锥形瓶接收产品。

八、问题研究与讨论

1、硫酸的浓度制备1－溴丁烷通常采用NaBr－H2SO4法。过去曾用68.2%的H2SO（420ml

浓硫酸＋15ml水），加热回流时有大量的HBr气体从冷凝管顶端逸出生成酸雾。如果降

低硫酸的浓度，可使逸出的HBr气体大大减少。实验发现，如果采用62.2%的H2SO（410ml

浓硫酸＋10ml水），加热回流时，基本上没有HBr气体从冷凝管顶端逸出。因此，本实

验采用后种方法。但是，如果操作马虎，或加料不准确，或加热太剧烈，仍会产生酸雾。

为了避免产生酸雾，减轻实验室的空气污染，对补学者还是要求安装气体吸收装置。

2、回流时间为了探讨最佳的反应时间，做了以下实验：用5g正丁醇，8.3g溴化钠10ml

浓硫酸加10ml水，加热回流一定时间后，用分液漏斗分出油层，用10%碳酸钠溶液洗

8

涤，再用水洗涤，无水氯化钙干燥，所得产品做气相色谱分析，结果见表8－1。

表8－1回流反应时间对正溴丁烷产量的影响

回流时间/min粗产物中正丁醇含量/%1－溴丁烷的产量/g

104.995.0

302.196.5

501.446.5

由实验结果可以看出，回流30min后，反应已基本完成，再增加反应时间，1－溴丁烷

的含量并没增加，因此，最佳反应时间为30min。

3、副产物正丁醚用气相色谱分析发现粗产物中含有正丁醚，而且不论回流时间长短，正

丁醚的含量都是0.2%－0.5%。将62.2%的硫酸用量增加一倍，粗产物中正丁醚的含量仍

然相同。

4、浓硫酸洗涤的效果实验发现7ml粗产物用1ml浓硫酸洗涤后，所含的正丁醇几乎全部

除去。如用1ml浓盐酸洗涤，则尚有少量正丁醇残留，需用3－5ml浓盐酸才能将正丁

醇除尽。本实验采用3ml浓硫酸洗涤，完全可以除去粗产物中的正丁醇和正丁醚。

九、教学方法

1、这个实验包括加热回流、蒸馏、洗涤、干燥等步骤，操作方法较齐全，现象明显，容易

解释，也便于提问和引导学生思考。实验容易成功，初学者只要认真操作，按教材上的

小量规模实验，产量一般可达5g以上。在课时不多，实验个数较少的课程中，适合于

安排为第一个制备实验。预习和准备工作做得较好的学生，4小时就可从容地完成本实

验。

2、在条件许可时，可以组织几个学生为一组做这个实验，分别采用不条件（如不同的回流

时间，不同的硫酸浓度和用量等），互相比较，一同总结实验的结果。

3、在实验课时较多的课程中，可以让学生做选做实验或文献实验，用不同的醇（如异丙醇、

仲丁醇、异戊醇等）制备溴代烷。用异丁醇为原料时，产物中有近一半不是预期的异丁

基溴，可以引导学生去思考产生这个异常现象的原因。同样还可以用3－甲基－2－丁醇

（旋光性戊醇）做原料，考察反应的产物。

9

薄层层析

一、实验目的

１．学习层析法的原理

２．掌握薄层层析的操作技术

二、实验原理

色谱法的基本原理是利用混合物中各组分在某一物质中的吸附或溶解性能的不同，或和其

它亲和作用性能的差异，使混合物的溶液流经该种物质，进行反复的吸附或分配等作用，从

而将各组份分开。薄层层析是一种微量、快速和简便的色谱方法。由于各种化合物的极性不

同，吸附能力不相同，在展开剂上移动，进行不同程度的解析，根据原点至主斑点中心及展

开剂前沿的距离，计算比移值（Ｒf）：

溶质的最高浓度中心至原点中心的距离

Rf

溶剂前沿至原点中心的距离

化合物的吸附能力与它们的极性成正比，具有较大极性的化合物吸附较强，因此Rf值

较小。在给定的条件下（吸附剂、展开剂、板层厚度等），化合物移动的距离和展开剂移动

的距离之比是一定的，即Rf值是化合物的物理常数，其大小只与化合物本身的结构有关，

因此可以根据Rf值鉴别化合物。

薄层层析可适用小量样品（几到几十微克甚至0.01μg）的分离：也可用于多达５０

０mg样品的分离，是近代有机化学中用于定性，定量的一种重要手段。特别适用于那些挥

发性小的化合物，以及在高温下易发生化学变化而不能用气相色谱分析的物质。

三、试剂及物理常数

名称分子量用量状态熔点(℃)沸点(℃)密度

苏丹黄249溶液

苏丹红380溶液

顺式：70-71

偶氮苯172溶液

反式:68

Ａ1２Ｏ３1023g固体

CCl4：CH3COCH325：1（ml）

四、实验流程：

铺板点样展开计算Rf值

10

五、仪器装置

展开板

展开槽b

a3

a2

a1

a1

Rf1

b

展开板

六、操作要点和说明

１．铺板

薄层板制备得好坏直接影响色谱的结果，薄层应尽量均匀，厚度为0.5－１mm，否

则在展开时溶剂前沿不整齐，色谱结果也不易重复。薄层板分为干板和湿板，本实

验用干板（本实验用Ａ1２Ｏ３是：“层析用氧化铝”，实验室前由教师烘干）

２．点样

将样品溶于低沸点溶剂中，配制成溶液，用口径小于１mm，管口平整的毛细管点样，

样点距玻璃板１cm，样点直径不超过２mm，三个样点间距５－６mm。如果样点太

稀（例如偶氮苯）一次点样往往不够，可以在上次点样溶剂挥发后重点。这样可以

防止样点过大，造成拖尾、扩散等现象，影响Ｒf值。

３．展开

薄层色谱的展开，需要在密闭容器中进行。本实验用长方形盒式展开槽。展开方式

采用倾斜上行法，色谱板倾斜15０角。

４．计算Rf值

准确地找出原点，溶剂前沿以及三个样品展开后斑点的中心，分别测量溶剂前沿和

样点在薄层板上移动的距离，求出其Ｒf值。

七、教学法

１．本实验原理及某个广泛的用途可以详细介绍，例如，根据组份在固定相中的作用

原理不同，可分为吸附色谱，分配色谱，离子交换色谱等；根据操作条件不同，

又可分为柱色谱、纸色谱、薄层色谱、气相色谱及高效液相色谱等。使学生以通

过该实验对其它方法也有一定认识。

２．本实验操作比较简单，需要的是有耐心、细心、不能毛毛糙糙。

３．因为是干板、铺板时手要平稳，否则容易不均匀。

４．点样时几个样点要在一条直线上，大小要合适，间距５－６mm。

５．点样用的毛细管不能交叉使用。

６．放板时手要平稳，否则走出斜线，实验失败。

７．氧化铝用完要密封，否则吸水，影响活度。

８．实验完成后，仪器不用水洗，用滤纸擦净即可。

11

对硝基苯甲酸的制备

一、实验目的

1、掌握利用对硝基甲苯制备对硝基苯甲酸的原理及方法。

2、掌握电动搅拌装置的安装及使用。

3、练习并掌握固体酸性产品的纯化方法。

二、实验原理

CH3COOH

+NaCrO

227+4H2SO4+Na2SO4+Cr2(SO4)3+5H2O

NO

2NO2

该反应为两相反应，还要不断滴加浓硫酸，为了增加两相的接触面，为了尽可能使其迅

速均匀地混合，以避免因局部过浓、过热而导致其它副反应的发生或有机物的分解，本实验

采用电动搅拌装置。这样不但可以较好地控制反应温度，同时也能缩短反应时间和提高产率。

生成的粗产品为酸性固体物质，可通过加碱溶解、再酸化的办法来纯化。纯化的产品用

蒸汽浴干燥。

三、实验药品用量及物理常数

分子量用量熔点沸点比重水溶解度

药品名称20

(molwt)(ml、g、mol)(℃)(℃)(d4)(g/100ml)

对硝基甲苯137.142g（0.015mol）51.3237.71.286不溶

Na2Cr2O4298.056g（0.02mol）356.74002.348易溶

浓硫酸9810ml(0.18mol)10.42901.84

对硝基苯甲酸167.122421.610难溶

15%硫酸20ml

5%氢氧化钠25ml

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四、实验装置图

电动搅拌机

布氏漏斗

球

滴形

液冷

表面皿

漏凝

斗管抽

滤烧

瓶杯

三颈瓶

SE

抽滤装置干燥装置

反应装置

五、实验流程图

浓硫酸

对硝基甲苯搅拌加到

加入三搅拌抽滤

重铬酸钠加热冷却ml

口瓶中滴加酸40水洗

15ml水反应冷水中

30分钟

碱溶抽滤称重

抽滤酸化蒸汽浴

<50度水洗干燥计算

产率

六、实验注意事项

1、安装仪器前，要先检查电动搅拌装置转动是否正常，搅拌棒要垂直安装，安装好仪器后，

再检查转动是否正常。

2、从滴加浓硫酸开始，整个反应过程中，一致保持搅拌。

3、滴加浓硫酸时，只搅拌，不加热；加浓硫酸的速度不能太快，否则会引起剧烈反应。

4、转入到40ml冷水中后，可用少量（约10ml）冷水再洗涤烧瓶。

5、碱溶时，可适当温热，但温度不能超过50℃，以防未反应的对硝基甲苯熔化，进入溶液。

6、酸化时，将滤液倒入酸中，不能反过来将酸倒入滤液中。

7、纯化后的产品，用蒸汽浴干燥。

七、教学方法

1、本实验为芳烃侧链的氧化反应。可组织学生讨论芳环侧链的氧化方法有哪些？氧化的规

律有哪些？试写出下列化合物氧化的产物：（1）对甲异丙苯（2）邻氯甲苯（3）萘（4）

对叔丁基甲苯（5）苯

2、本实验为非均相反应，可组织学生讨论提高非均相反应的措施除了电动搅拌外，还有哪

些措施？

3、组织学生讨论滴液漏斗和分液漏斗的区别，直形冷凝管和球形冷凝管的区别。

4、组织学生讨论为什么酸化时，要将滤液倒入酸中，而不能反过来将酸倒入滤液中。

13

乙酰苯胺的制备

一.实验目的

1.学习实验室制备芳香族酰胺的原理和方法。

2.训练固体有机物的过滤、溶解、洗涤、脱色、重结晶、干燥等纯化技术。

二.实验原理

Zn粉

+HO

NH2+CH3COOHNHCOCH32

芳香族酰胺通常用伯或仲芳胺与酸酐或羧酸反应制备，因为酸酐的价格较贵，所以一般

选羧酸。本反应是可逆的，为提高平衡转化率，加入了过量的冰醋酸，同时不断地把生成的

水移出反应体系，可以使反应接近完成。为了让生成的水蒸出，而又仅可能地让沸点接近的

醋酸少蒸出来，本实验采用较长的分馏柱进行分馏。实验加入少量的锌粉，是为了防止反应

过程中苯胺被氧化。

三.试剂及物理常数

分子用量或状熔点沸点水中折光

名称密度

量理论产量态（℃）（℃）溶解度率

液

苯胺93.125ml（0.055mol）-6.31841.022

体

固

冰醋酸60.057.4ml(0.13mol)117.91.0492

体

固

锌粉65.370.1g419.59087.14

体

固

活性炭12.000.5g

体

固5.2%(83.2

乙酰苯胺1317.4g114.3305

体℃)

四、实验流程

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5ml苯胺小火加热微沸反应40－50分趁热转入100ml

7.4ml冰醋酸15分钟后升至钟蒸馏出少量水中，冷却，抽滤

0.1g锌粉105℃液体析出粗产品

稍冷

5－10ml水100ml水中趁热滤液冷

加0.5g活性炭

洗涤过滤却结晶

加热溶解搅拌加热5min

称重

抽滤蒸汽浴

炒干计算产率

五、仪器装置

温度计

接引管

刺

形

分锥形瓶

馏

柱

布氏漏斗

表面皿

抽

滤烧

瓶杯

反应装置抽滤装置干燥装置

六、操作要点和说明

15

1.合成

（1）.反应物量的确定：

本实验反应是可逆的，采用乙酸过量和从反应体系中分出水的方法来提高乙酰苯胺

的产率，但随之会增加副产物二乙酰基苯胺的生成量。二乙酰苯胺很容易水解成乙酰苯胺和

乙酸，在产物精制过程中通过水洗、重结晶等操作，二乙酰基苯胺水解成乙酰苯胺和乙酸，

经过滤可除去乙酸，不影响乙酰苯胺的产率和纯度。

苯胺极易氧化，在空气中放置会变成红色，使用时必须重新蒸馏除去其中的杂质。

反应过程中加入少许锌粉。锌粉在酸性介质中可使苯胺中有色物质还原，防止苯胺继续氧化。

在实验中可以看到，锌粉加得适量，反应混合物呈淡黄色或接近无色。但锌粉不能加得太多，

一方面消耗乙酸，另一方面在精制过程中乙酸锌水解成氢氧化锌，很难从乙酰苯胺中分离出

来。

（2）.合成反应装置的设计：

水沸点为100℃，乙酸沸点为117℃，两者仅差17℃，若要分离出水而不夹带更多的乙酸，

必须使用分馏反应装置，而不能用蒸馏的反应装置。本实验用分馏柱。

一般有机反应用耐压、耐液体沸腾冲出的圆形瓶作反应器。由于乙酰苯胺的熔点为114

℃，稍冷即固化，不易从圆形瓶中倒出，因此用锥形瓶作反应器更方便。

分出的水量很少，分馏柱可以不连接冷凝管，在分馏柱支口上直接连尾接管，兼作空气

冷凝管即可，使装置更简单。

为控制反应温度，在分馏柱顶口插温度计。

（3）.操作条件的控制

保持分馏柱顶温度低于105℃的稳定操作，开始缓慢加热，使反应进行一段时间，有水

生成后，再调节反应温度使蒸汽缓慢进入分馏柱，只要生成水的速度大于或等于分出水的速

度，即可稳定操作，要避免开始强烈加热。

反应终点可由下列参数决定：

a.反应进行40-60min。

b.分出水量超过理论水量（1g），但这和操作情况和分馏柱的效率有关，如果乙酸蒸出

量大，分出的“水量”就应该多。

c.反应液温度升高，瓶内出现白雾。

2.产物的分离精制

产物经洗涤,过滤等操作后，用重结晶的方法进行精制，乙酸苯胺重结晶常用的溶剂有

甲苯，乙醇与水的混合溶剂和水等。本实验用水作重结晶的溶剂，其优点是价格便宜，操作

简化，减少实验环境污染等。又将用活性炭脱色与重结晶两个操作结合在一起，进一步简化

了分离纯化操作过程。

根据乙酸苯胺－水的相图可知乙酸苯胺在水中的溶解度与温度的关系为：

温度（℃）25315060708083.290100

乙酰苯胺饱和浓度（%）0.520.631.252.03.24.55.25.86.5

乙酰苯胺在水中的含量为5.2％时，重结晶效率好，乙酰苯胺重结晶产率最大。在体系

中的含量稍低于5.2％，加热到83.2℃时不会出现油相，水相又接近饱和溶液，继续加热到

100℃，进行热过滤除去不溶性杂质和脱色用的活性炭，滤液冷却，乙酰苯胺开始结晶，继

续冷却至室温（20℃）,过滤得到的晶体乙酰苯胺纯度很高，可溶性杂质留在母液中。

本实验乙酰苯胺的理论产量为7.4g，需150ml水才能配制含量为5.2%的溶液，但每个学

生的转化率不同，在前几步过滤、洗涤等操作中又有不同的损失，同学间的乙酰苯胺量会有

很大差别，很难估计用水量。一个经验的办法是按操作步骤给出的产量5g（初做的学生很难

达到）,估计需水量为100ml,加热至83.2℃,如果有油珠，补加热水，直至油珠溶完为止。个

16

别同学加水过量，可蒸发部分水，直至出现油珠，再补加少量水即可。

为使热过滤顺利进行，避免乙酰苯胺析出，必须先将漏斗预热充分,迅速取出、装配、

过滤，被滤液也应加热至沸马上过滤。

重结晶操作时，乙酰苯胺不宜长时间加热煮沸。

热过滤的滤纸要用优质滤纸。滤纸要剪好，防止穿滤。

减压抽滤时，真空度不宜太高，否则滤纸在热溶液作用下易破。

3.产品的鉴定

最简单的方法是测其熔点，有条件的可作红外光谱。

七、教学法

1.本实验合成部分较易操作，产品的精制特别是重结晶、热过滤操作较难。穿滤，产品

损失多发生在此步。最好把该实验安排为第二个固体合成实验，学生有了固体化合物

的过滤、洗涤操作经验，再做此实验收获会更大。

2.如果时间允许，建议安排测熔点，可以巩固已有的操作，也可以让学生亲自体会到测

熔点的用处。

3.引导学生深刻理解体会操作步骤的表述。例如：“在不断的搅拌下把反应混合物趁热

以细流慢慢倒入100ML水的烧杯中”有符号的含义，有利于培养学生对文献资

料的理解能力。

4.学生在做操作流程图时，对产物精制操作的目的，除去什么副产物，杂质等写不清楚，

应加强辅导。

5.引导学生正确使用科学术语，例如：饱和溶液，滤液，结晶，晶体等概念要清楚，使

用要准确。

6.计算反应的理论产率和实际产率，培养学生物料平衡的概念。

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乙酸乙酯的制备

一、实验目的

1．掌握乙酸乙酯的制备原理及方法，掌握可逆反应提高产率的措施。

2．掌握分馏的原理及分馏柱的作用。

3．进一步练习并熟练掌握液体产品的纯化方法。

二、实验原理

乙酸乙酯的合成方法很多，例如：可由乙酸或其衍生物与乙醇反应制取，也可由乙酸钠

与卤乙烷反应来合成等。其中最常用的方法是在酸催化下由乙酸和乙醇直接酯化法。常用浓

硫酸、氯化氢、对甲苯磺酸或强酸性阳离子交换树脂等作催化剂。若用浓硫酸作催化剂，其

用量是醇的0.3%即可。其反应为：

H2SO4

主反应：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O

H2SO4

副反应：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O

H2SO4

CH3CH2OHCH2CH2+H2O

酯化反应为可逆反应，提高产率的措施为：一方面加入过量的乙醇，另一方面在反应过

程中不断蒸出生成的产物和水，促进平衡向生成酯的方向移动。但是，酯和水或乙醇的共沸

物沸点与乙醇接近，为了能蒸出生成的酯和水，又尽量使乙醇少蒸出来，本实验采用了较长

的分馏柱进行分馏。

三、药品及物理常数

分子量用量熔点沸点比重水溶解度

药品名称20

(molwt)(ml、g、mol)(℃)(℃)(d4)(g/100ml)

冰醋酸60.058ml（0.14mol）16.71181.049易溶于水

95%乙醇46.0714ml（0.23mol）78.40.7893易溶于水

乙酸乙酯88.1277.10.9005微溶于水

浓硫酸5ml1.84易溶于水