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文档简介
实验一工业乙醇的蒸馏
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
学习普通蒸馏的原理及意义。
掌握蒸馏装置的安装、拆除及实验操作技能。
二实验原理
将液体加热至沸,使液体变为气体,然后再
将蒸气冷凝为液体,这两个过程的联合操作称为
蒸馏。
基本原理:
纯的液态物质在一定的压力下具有确定的沸
点,蒸馏操作就是基于能互溶又不形成共沸物的
液态混合物之间沸点的显著差异而进行的分离纯
化技术。当液体混合物受热时,由于低沸点物质
易挥发,首先被蒸出,而高沸点物质因不易挥发
或挥发的少量气体易被冷凝而滞留在蒸馏瓶中,
从而使混合物得以分离。
二实验原理
蒸馏是分离和纯化液体有机混合物的重要方法之一。
它主要用于以下几个方面:
(1)分离沸点有显著区别(相差30℃以上)的液体混合物。
(2)常量法测定沸点及判断液体的纯度。
(3)除去液体中所含的不挥发性物质。
(4)回收溶剂或因浓缩液体的需要而蒸出部分的溶剂。
常量蒸馏装置
半微量-微量蒸馏装置
三实验步骤及注意事项
(1)安装好蒸馏装置,量取30mL95%工业乙醇,通过长颈
玻璃漏斗慢慢的从蒸馏头将加入到50mL圆底烧瓶中,加
入几粒沸石。
【温度计水银球上端应与蒸馏头侧管口的下限在同一水平
线上。】
【沸石应在加热前加入,在蒸馏过程中,若发现未加沸石,
则应先停止加热,稍冷(待液体温度下降到沸点以下),
方可加入沸石。】
三实验步骤及注意事项
(2)缓慢开通冷凝水,用电热套加热,使液体平稳沸
腾。蒸馏速度控制在2~3滴/秒,并保持温度计水
银球始终附着有冷凝的液滴。此时的温度即为馏
出液体的沸点。
三实验步骤及注意事项
(3)收集馏分:
准备两个干燥的接收瓶,一个收集前馏分,一个
收集产品。记下馏分开始馏出时和最后一滴馏出时的
温度,即该馏分的沸程。需要收集不同馏分时,按要
求更换接收瓶。
【蒸馏时液体不能蒸干,即使温度计读数仍在沸点范
围内,也应在被蒸液体剩0.5~1mL时停止蒸馏,以免
馏瓶破裂或发生其他意外事故。】
三实验步骤及注意事项
(4)蒸馏完毕
注意观察温度计读数的变化,如果发现温度计所
温度突然下降或突然上升即为蒸馏完成。
【结束蒸馏操作时应先停止加热,移去热源,稍冷再关
凝水。拆除仪器的顺序与仪器安装顺序相反。】
实验二固体有机化合物熔点测定
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
学习熔点测定的原理和意义。
毛细管法和显微熔点测定法测定熔点的工作原理和
操作方法。
二实验原理
物质的蒸汽压与温度的关系
三仪器装置
毛细管法
用毛细管法测固体切口木塞
有机化合物的熔点,所温度计
用仪器一般为提勒
橡皮圈
(Thiele)管,又称b200℃时载体液面
形管,故毛细管法又称室温时载体液面热载体
提勒管法。
熔点毛细管
灯
三仪器装置
显微熔点测定法
四实验步骤与注意事项
(一)毛细管法
切口木塞
1在提勒管内加入浓硫温度计
酸(或其他载热体)为
加热液体,浴液面的高
橡皮圈
度应与b形管上侧管上线200℃时载体液面
平齐为宜。室温时载体液面热载体
熔点毛细管
灯
四实验步骤与注意事项
2装样
(1)样品高度约为2~3mm,紧密堆实!
(2)将毛细管用小橡皮圈固定在温度计上,样品位于温度计
水银球的中部。
(3)把温度计固定在已有开口的软木塞或带有孔眼的温度计
套管中。注意温度计水银球部分的位置。
毛细管
温度计
玻璃管橡皮圈
表面皿熔点毛细管
样品
四实验步骤与注意事项
3加热
开始加热时,升温速度4~6℃/min.
距熔点约10℃时,升温速度1~2℃/min.
接近熔点时,升温速度0.2~0.3℃/min.以减少测定误
差。
初熔——样品开始塌落并呈现湿润
全熔——固体完全消失,全部液化
熔程——初熔~全熔的温度
四实验步骤与注意事项
4测定内容
二苯胺
乙酰苯胺
未知样品(1次粗测,2次精密测定)
四实验步骤与注意事项
5注意事项
每个样品至少要测2~3次,至少要有两次重复的数据。
每一次测试都必须用新的熔点管另装样品,并待浴温冷
至熔点以下约30℃左右再进行另一次测试。
若同时测定几个不同的已知样品,应按照先低后高的原
则分别测定;测定未知熔点的样品,加热时,可采用先
快后慢的操作方法。
四实验步骤与注意事项
(二)显微熔点测定法
仪器构造
1—控制面板
2—冷却风扇
3—显微镜锁紧旋钮
4—显微镜调焦旋钮
5—目镜
6—物镜
7—毛细管插入孔
8—温度计探头插入孔
9—保险丝座
10—电源插座
四实验步骤和注意事项
(1)将电源线及传感器按要求连接好。
(2)取两片载玻片,洗净晾干后,取几颗粒待测样品放在
一载玻片上,并用另一载玻片盖上,轻轻压实,然后将
其置于加热台中心,盖上隔热玻璃。
(3)调节显微镜,使其焦点对准样品。
四实验步骤和注意事项
(4)打开电源开关,测定待测样品熔点,让升温由快→
渐慢→平缓。
(5)观察被测样品的熔化过程。当结晶棱角开始变圆并
有液体产生时为初溶,晶体完全液化为全溶。
(6)如需重复测试,需使温度降至熔点值以下40℃。
实验三重结晶
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
学习重结晶提纯固体有机化合物的原理和方法。
掌握重结晶的实验操作技能。
二实验原理
固体有机物在溶剂中的溶解度随温度的变化而改变。
通常升高温度溶解度增大,反之则溶解度降低。热饱和溶
液,降低其温度,溶解度下降,溶液变成过饱和而析出结
晶。利用溶剂对被提纯化合物及杂质的溶解度的不同,以
达到分离纯化的目的。
重结晶适合提纯杂质含量在5%以下的固体有机物。
二实验原理
重结晶是有机制备实验中常用也是最重要的技术
之一。大多数固态有机化合物的精制常用重结晶提纯。
其操作过程一般如下:
(1)选择适宜的溶剂(2)加热,制成饱和溶液
(3)加活性炭,脱色(4)趁热过滤
(5)冷却,结晶(6)抽滤,洗涤
(7)干燥
二实验原理
理想溶剂的条件
不与被提纯化合物起化学反应;
在升高和降低温度时,被提纯化合物的溶解度应有显
著差别;
对杂质的溶解度在降低温度时很大或在升高温度时很
小;
能生成较好的结晶;
溶剂沸点适中,容易挥发,易与结晶分离;
廉价易得,毒性小。
二实验原理
混合溶剂混合溶剂
由两种能以任意比例混溶的溶剂组成,其中一种对
被提纯物的溶解度大,另一种对被提纯物的溶解度小。
常用混合溶剂:
乙醇-水,丙酮-水,乙醚-甲酸,乙醚-石油醚,乙
酸-水,吡啶-水,乙醚-丙酮,苯-石油醚
三实验操作及注意事项
(一)、乙酰苯胺的重结晶
(1)溶解:将2g乙酰苯胺放入150mL烧杯中,加入
大约40mL水,加热搅拌至沸,观察是否完全溶解,如
果未溶,分批(每次5mL水)添加至全溶。
(判断不溶物是否为机械杂质)
三实验操作及注意事项
(2)加过量溶剂(20~25mL)溶
液稍降温后加入适量的活性炭,继
续煮沸5~10min。
〖活性炭不可在沸腾时加入〗
(3)用折叠滤纸在保温漏斗(或短
颈漏斗)上趁热过滤。
〖应事先作好准备,操作要迅速〗
三实验操作及注意事项
(4)冷却,结晶。
结晶时切忌骤冷或搅动,应将滤液静置自然冷却,
若冷却较长时间无晶体析出,可用玻璃棒沿瓶壁上下摩
擦或可投入几颗晶种(同一种物质的纯晶体)。
三实验操作及注意事项
(5)抽滤。
滤纸的直径应比布氏
漏斗内径略小,但应盖
住所有孔洞。
停止抽滤时,应注意
先将橡皮管从吸滤瓶上
拔下,后关闭抽气泵,
以防止倒吸。
三实验操作及注意事项
(6)洗涤:将少量溶剂均匀洒在固体上,使溶剂淹盖住
固体为宜。
可用玻璃棒小心搅动,但不能使滤纸松动或破损!
一般要洗涤一到两次。洗涤时,要用和重结晶相同
的冷溶剂,不能边抽边洗!
(7)晶体干燥。
三实验操作及注意事项
(二)肉桂酸的重结晶
(1)热溶解:100ml圆底烧瓶,
加入2g肉桂酸,40ml1:3乙
醇水溶液和2颗沸石,装上回流
装置,通冷凝水,加热回流5~
10min。
〖若固体有机物不全溶,则从冷
凝管上端加适量的溶剂,继续
回流至固体全溶〗
三实验操作及注意事项
(2)添加过量溶剂:停止加热,加入过量溶剂25~30
ml。
(3)脱色、热过滤、冷却,结晶、抽滤、洗涤、
干燥同“乙酰苯胺”。
实验四乙酰苯胺的制备
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
掌握制备乙酰苯胺的原理和方法;了解芳胺乙酰化反
应在有机合成中的应有。
学习并掌握分馏的原理和实验操作技能。
进一步巩固重结晶的实验操作技能。
二实验原理
反应原理
NH2
NHCOCH3
Heat
CH3CHOOH
H2O
分馏原理
利用分馏柱使原先需要多次重复的蒸馏,一次得
以完成的操作叫分馏。分馏就是多次的蒸馏,原理
与蒸馏相同。
三实验装置图
三实验步骤及注意事项
(1)在10mL圆底烧瓶中依次加入2.5mL新蒸的苯胺、3.7mL
冰醋酸和少量锌粉。
(2)加入沸石,安装分馏装置。
(3)通冷却水,加热回流0.5hr后,升温,保持温度计读数
在105~110℃。
尽量减少分馏柱上热量的损失及温度波动,如有必要
应包裹分馏柱进行保温。
后期用电热套蒸不出时,可改用酒精灯,但要注意控
温,不可过高!
三实验步骤及注意事项
【在恒定的加热条件下,当温度持续下降(80℃以
下),馏出液约为2mL时,则表示反应已经完成。】
(4)在搅拌下趁热将反应物倒入盛有20mL冷水的烧杯中,
另用5∼10mL热水洗涤反应瓶,并入烧杯中。
(5)冷却后抽滤,洗涤。粗产物可用水重结晶。
(6)干燥,称重,计算产率。
实验五正溴丁烷的制备
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
了解并掌握由醇制备卤代烃的原理和方法。
掌握气体吸收回流装置的安装及使用。
了解并掌握萃取和洗涤的原理及实验操作技能。
掌握干燥剂的原理和使用。
学习液体有机化合物折光率的测定。
进一步巩固蒸馏的实验操作技能。
二实验原理
主反应
NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4
H2SO4
n-C4H9OH+HBrn-C4H9Br+H2O
副反应
H2SO4
n-C4H9OHCH3CH2CH=CH2+CH3CH=CHCH3+(n-C4H9)2O+H2O
NaBr+H2SO4Br2+SO2+H2O+NaHSO4
萃取的原理及操作
原理:
萃取是利用化合物在两种不互溶的溶剂中溶解度或分
配比的不同来达到分离̖提取或纯化目的的一种操作。
操作:
(1)在分液漏斗的二通活塞上均匀涂好润滑脂(若为聚
四氟活塞则不需涂润滑脂),关上活塞,装入待萃取物和
萃取溶剂。
萃取的原理及操作
(2)塞好塞子。先用右手食指末节将漏斗上端玻塞顶住,
再用大拇指及食指和中指握住漏斗,用左手的食指和中指蜷
握在活塞的柄上。如下图所示:
萃取的原理及操作
(3)轻轻振摇,应及时将分液漏斗的尾部向上倾斜(指
向无人、无明火处),放气。
(4)振荡后将分液漏斗置于铁圈上静置。待两相完全分
开后,先打开分液漏斗上口的活塞,再缓慢打开二通活塞,
使下层液体从漏斗下口慢慢放出,下层放净后,上层液体
自漏斗上口倒出。
萃取的原理及操作
注意:
不能用手持分液漏斗进行分液。
分液时要先快后慢,不要一步到位,应采取二次(或多
次)分液,即先将大部分下层液体分出,静置一会儿,再进
行第二次分液,要尽量避免将水层分到有机层中,否则会给
后面的干燥带来很多问题。
在分液时,上层液应从漏斗上口倒出,不能经过二通活
塞从下口放出,否则上层液体不可避免又混进了下层的液体。
分液漏斗烘干时,要注意将二个塞子取下,否则因塞子
和分液漏斗瓶壁膨胀系数不同,会使分液漏斗破裂或塞子难
于打开。
干燥剂的原理
干燥是用来除去固体,液体或气体中含有的少量水份
或溶剂的方法。有物理法和化学法两种,化学方法是利用
干燥剂与水反应除去水,达到干燥的目的。根据除水作用
原理又可分为两类:第一类能与水可逆的结合成水合物,
如氯化钙,硫酸镁;第二类与水发生不可逆的化学反应而
生成一个新的化合物,如金属钠,五氧化二磷等。
CaCl
2+6H2OCaCl2.6H2O第一类
2Na+
2H2O2NaOH+H2第二类
干燥剂的使用
干燥剂的选择
干燥剂的用量
干燥剂的吸水容量和干燥效能
液体有机化合物折光率的测定
折光率是液体有机化合物的物理常数之一,通过
测定折光率可以判断有机化合物的纯度,也可以鉴定
未知物。
液体有机化合物折光率的测定
将待测液体滴在洗净并擦干的棱镜面上,合上棱
镜,关紧,转动左边刻度盘螺旋及右边消色镜调节器,
使分界线对准十字叉交线中心。读数。
目镜视野图
三实验步骤与注意事项
(1)在50mL圆底烧瓶中加入13mL硫酸-水溶液。
(2)加入5mL正丁醇及6.8g研细的溴化钠,振摇,加沸石。
加料顺序不能颠倒,烧瓶磨口处应用棉花擦干净,应
使冷凝管与烧瓶紧密连接,以防泄漏。
三实验步骤与注意事项
(3)安装回流、气体吸收装置,
小火加热回流40~50min。
安装气体吸收装置时,
不能让漏斗全部浸在液面下。
回流结束后,应先将气体吸
收装置中的漏斗从吸收液中
取出,以防倒吸。
三实验步骤与注意事项
(4)稍冷,改成蒸馏装置,重加
沸石两颗,蒸出正溴丁烷和水。
可从下列三方面来判断蒸馏
是否结束:
馏液是否由混浊变澄清?
蒸馏烧瓶中上层油层是否已
蒸完?
取一支试管收集几滴馏液,
加入少许水摇动,有无无油珠出
现?
三实验步骤与注意事项
(5)将粗产物移入分液漏斗中,用5mL水洗涤后,换一
干燥分液漏斗,用3mL浓硫酸洗涤。再依次用3mL水,3
mL饱和碳酸钠,3mL水洗涤。
洗涤时应及时放气,不然液体易冲出!
三实验步骤与注意事项
(6)粗产物用无水CaCl2干燥。
干燥剂颗粒大小要适中,先投入少量的干燥剂,盖好
塞子,振摇,若干燥剂不够,再加少量的干燥剂,振摇,
直到干燥剂可以“流动”(不互相粘结或附在瓶壁上)。
三实验步骤与注意事项
(7)干燥后的产物通过塞有棉花的小漏斗滤入10mL干
燥的园底烧瓶中,蒸馏,收集99~103℃馏分。
(8)测定折光率。
(9)称量,计算产率。
实验六醋酸正丁酯的制备
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
了解从有机酸合成酯的一般原理和方法。
掌握分水回流装置的安装和使用。
进一步巩固萃取、洗涤、干燥和蒸馏的实验操
作技能。
二实验原理
1制备原理
H+
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
2分水器的使用
二实验原理
3分水回流装置
三实验步骤和注意事项
(1)在25mL圆底烧瓶中加入6mL正丁醇,3.7mL冰醋酸和
3∼4滴浓硫酸,几粒沸石,混合均匀。
(2)装上分水器(预先加入适量水)及球形冷凝管,注意
冷凝管的位置。
(3)加热回流,注意控制加热回流速度以免反应物炭化。
注意观察分水器中水层的液面高度,始终控制在距支管
下沿0.5~1.0cm。
三实验步骤和注意事项
(4)约40min,分水器不再生成新的水珠且分出水的体
积接近理论值,反应结束,停止加热,冷却。
(5)将分水器中的酯层和反应瓶的液体转移到分液漏
斗,分别用5mL水、5mL10%碳酸钠水溶液(碳酸钠
水溶液洗涤后应检验水层的pH值)和5mL水洗涤有机相。
三实验步骤和注意事项
(6)将有机相转移至干燥的锥形瓶中,用无水硫酸镁
干燥30min。
(7)过滤,在10mL圆底烧瓶中蒸馏,收集122~1260C
的馏分。
(8)称重,测折光率。
实验七肉桂酸的制备
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
通过肉桂酸的制备,加深对Perkin反应原理的理解和认
识。
学习并掌握水蒸气蒸馏的原理,应用,装置的安装及
实验操作技能。
二实验原理
Perkin反应
芳香醛和酸酐在碱性催化剂的作用下,发生类似羟
醛缩合作用,生成α,β-不饱和芳香酸,称为Perkin反
应。催化剂通常是相应酸酐的羧酸钾或钠盐,也可以用
叔胺、氟化钾或碳酸钾。
二实验原理
反应式
CHOCHCHCOOH
CH3CO2K
+(CHCO)O
32140~180oC+CH3CO2H
二实验原理
反应机理
三水蒸气蒸馏
水蒸气蒸馏操作是将水蒸气通入含有不溶或难溶于水
但有一定挥发性的有机物质的混合物中,根据Dalton分压
定律,使该化合物在低于1000C的温度下随水蒸气一起蒸馏
出来。
水蒸气蒸馏是分离和提纯液态或固态有机物的一种方
法。常用于下面几种情况:(1)从大量树脂状杂质或不挥
发杂质中分离有机物(2)除去不挥发性的有机杂质(3)
从固体多的反应混合物中分离被吸附的液体产物(4)某些
沸点高于1000C的有机物在其自身的沸点温度时容易被破坏,
可用水蒸气蒸馏在1000C以下蒸出。
三水蒸气蒸馏
被提纯化合物应具备下列条件:
(1)不溶或难溶于水。
(2)在沸腾下不于水起化学反应。
(3)在1000C左右该化合物应具有一定的蒸气压。
(一般不小于1333Pa,10mmHg)
三水蒸气蒸馏
水蒸气蒸馏装置
三水蒸气蒸馏
操作
(1)在水蒸气发生器中,加入约占容积2/3的水,检查整
装置不漏气后,开T形管的弹簧夹,加热至沸腾。
(2)当有水蒸气从T行管冲出时,立即旋紧弹簧夹,使水蒸
气进入蒸馏部分,开始蒸馏。
(在蒸馏过程中,必须经常检查安全管中的水位是否正常,
有无倒吸现象,蒸馏部分混合物溅飞是否厉害。)
(3)当馏出液无明显油珠时,便可停止蒸馏,此时必须先
旋开弹簧夹,然后移开热源,以免发生倒吸现象。
返回实验步骤
四实验步骤及注意事项
(1)在100mL装有空气冷凝管的三颈瓶中
加入3.5g碳酸钾,7mL醋酸酐和2.5
新蒸的苯甲醛加热回流1hr。
〖该实验需在无水条件下进行。醋酸酐
及苯甲醛需重蒸,碳酸钾及仪器装置要
干燥!〗
〖刚开始加热不能太快,否则会有大量泡
沫产生。等发泡结束后,再慢慢升高反
应温度,保持微沸。〗
四实验步骤及注意事项
(2)反应完毕,冷却,加入20∼30mL水。在振摇下慢慢加
入约5g碳酸钠,至弱碱性。
(3)进行水蒸气蒸馏至馏出液无油珠。
水蒸气蒸馏操作
四实验步骤及注意事项
(4)残留液加入适量水使总体积60∼70mL,再加入适量活性
炭,加热回流10min。
(5)趁热过滤。滤液在冷却搅拌下,用浓盐酸酸化至沉淀析
出完全(PH=2~3)。〖酸化操作需在公用通风橱内进
行〗冷却,抽滤,洗涤,干燥。
实验八从茶叶中提取咖啡因
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一一实验目的实验目的
了解并掌握从茶叶中提取咖啡因的原理和方法。
了解并掌握升华的原理及实验操作技能。
掌握索氏提取器的原理及使用。
二实验原理
茶叶中含有多种生物碱,
其中以咖啡因为主。咖啡因OCH3
在1000C时失去结晶水,并
0CH31N7
开始升华,120C升华相当N65
显著。
8
3
O2N4N
咖啡因易溶于水,乙醇等溶剂。9
为了提取茶叶中的咖啡因,CH3
常利用适当的溶剂在脂肪提取
器中连续提取,然后蒸去溶剂
咖啡因
即得粗咖啡因,可利用升华进(1,3,7-三甲基-2,6-二氧嘌呤)
一步提纯。
二实验原理
通过提取,可将所要的成分尽可能多提取出来,而不要
的成分尽可能少的提取。
一般常见的提取法有溶剂提取法,水蒸气蒸馏法,升华
法等;分离法有溶剂分离法,萃取法,盐析法,离子交换法,
透析法,层析法等,在实际操作中,经常需要将数种提取分
离法配合使用,才能达到预期的目的。
三升华的原理及操作
物质自固态不经过液态而直接转变成蒸气或不经液态
而直接转变成固态的过程,称为升华。
利用升华可除去不挥发性杂质,或分离挥发度差别
大的固体混合物。但是只有在其熔点温度以下具有相当高
的蒸气压的固态物质,才可用升华法来提纯。
三升华的原理及操作
基本原理
根据固体混合物的蒸气压或挥发度不同,将不纯净的
固体化合物在熔点温度以下加热,利用产物蒸气压高,杂
质蒸气压低的特点,使产物不经液体过程而直接气化,遇
冷后固化,而杂质不发生这一过程,达到分离固体混合物
的目的。
三升华的原理及操作
VW
Liquit
升华原理可通过固,液,
Solid
气三相平衡图来加以PT
明:
gas
S
T
物质三相平衡图
操作
四索氏提取器的原理及使用
1原理
利用溶剂回流和虹吸,使固体物质每一次都能被纯
的溶剂所萃取,因而效率高。
2使用
五实验步骤及注意事项
(1)抽提:在100mL圆底烧瓶中加入25mL的95%乙醇和沸
石,装上索氏提取器。将装有10g茶叶末的纸套筒(凹面朝
上)放入索氏提取器中,装上蛇形冷凝管,从其上口加适
量乙醇,至刚好虹吸下去为止。
(2)加热回流约2hr,提取液颜色变浅可终止抽提。(待
最后一次冷凝液刚好虹吸下去时,立即停止加热。)
五实验步骤及注意事项
(3)将提取液转移到100mL蒸馏烧瓶中,加1~2粒
沸石,安装蒸馏装置,进行蒸馏。
待剩余液20mL左右时即可停止蒸馏。
五实验步骤及注意事项
(4)把剩余液倒入蒸发皿中。烧瓶用少量的乙醇荡洗,
并入蒸发皿,加入3g生石灰粉(CaO主要起吸水、中和作
用),在蒸气浴上搅拌、蒸干、研磨至浅绿色粉末。
可在一个小烧杯中放入小半杯的水,然后把烧杯放在
电热套中加热,利用蒸气浴来加热蒸发。注意不能用明火,
刚开始加热不能太快,否则会爆沸。在整个蒸发过程中,一
定要不停的搅拌,以免爆沸。块状固体要用玻璃塞研细,粉
末一定要足够干燥。
五实验步骤及注意事项
(5)升华:把放有样品的蒸发皿上盖上一张已刺有许多小
孔的滤纸,然后放在预先加热的砂浴中,再用一个无颈
漏斗盖在滤纸上进行升华。
漏斗颈应用一团棉花塞紧,以防升华的蒸气逸散到
空气中,造成损失。滤纸要有足够的孔洞,以利蒸气升
腾,且应使滤纸孔洞毛刺口朝上。
常压升华装置
五实验步骤及注意事项
(6)在升华的过程中,应仔细观察,当滤纸上出现大量白色
针状晶体时,即可停止加热。
升华初期,漏斗壁上会有水汽产生,应用棉花擦干。
(7)冷却后用硬卡片把附在滤纸和漏斗上的晶体刮在一个干
净的表面皿中。残渣经搅拌后,用较大的火进行第二次升
华。
热的蒸发皿不能直接放到桌面上,以免烫坏桌面。
实验九柱色谱
--亚甲基蓝与荧光黄的分离
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
学习并掌握色谱法的原理及其应用。
学习并掌握柱色谱的实验操作技能。
二实验原理
色谱法亦称色层法,层析法等,是分离,纯化和鉴定
有机化合物的重要方法之一。
色谱法的基本原理是利用混合物各组分在某一物质中
的吸附或溶解性能(即分配)的不同,或其它亲和作用性
能的差异,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,从而将各组分分开。
叶绿素的石油醚石油醚
溶液
色谱分离法色谱分离法
1905年
俄国植物学家
M.G.茨维特
CaCO3固定相
stationaryphase
CaCO3
石油醚流动相
mobilephase
色谱分离法的分类
(按操作条件的不同)
流动相:气体、液体、固定相:液体、固体
超临界流体
柱色谱
薄层色谱
纸色谱
气相色谱
液相色谱
色谱分离法的分类
(按组分在固定相中的作用原理不同)
吸附色谱吸附能力的差异
Adsorptionchromatography
排阻色谱分子尺寸的大小不同
(凝胶色谱)Exclusionchromatography
Gel-permeationchromatography
分配色谱两相中分配系数的不同
Partitionchromatography
离子交换色谱亲和力的差异
Ion-exchangechromatography
亲和色谱特异性亲和力
Affinitychromatography
色谱法的应用
色谱法在有机化学中的应用主要包括以下几个方面:
(1)分离混合物
(2)精致提纯化合物
(3)利用比移值(Rf)鉴定化合物
(4)跟踪反应进程
柱色谱
滤纸
柱色谱常用的有吸附色
谱和分配色谱两类。前者常
吸附剂
用氧化铝或硅胶为吸附剂。
后者以硅胶,硅藻土和纤维
砂
素为支持剂,以吸收大量的
液体为固定相。
玻璃棉
柱色谱
当加入的洗脱剂流下时,
由于不同化合物吸附能力不同,
因而以不同的速度沿柱向下流
动,继续洗脱时,吸附能力弱
的组分随溶剂首先流出。在连
续洗脱过程中,不同组分或不
同色带就能分别收集,从而达
到分离纯化的目的。
柱色谱
1吸附剂
常用的吸附剂:氧化铝,硅胶,氧化镁,碳酸钙,活性炭
或纤维素粉。
选择吸附剂的首要条件:不与被分离物或展开剂发生化学反
应。
吸附能力与以下几点有关:
(1)吸附剂颗粒大小
(2)吸附剂含水量
柱色谱
2溶剂
通常根据被分离物中各组分的极性、溶解度和吸附活
性等来考虑。
先将带分离的样品溶于尽量少的非极性溶剂中,从柱
顶流入柱中,依次增大溶剂的极性,将不同化合物依次洗
脱。
常用洗脱剂的极性:
石油醚<环己烷<四氯化碳<甲苯<苯<二氯
甲烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<丙酮<乙醇<
甲醇<水<乙酸
三实验步骤及注意事项
(1)取一支色谱柱,在柱子的收缩部塞一小团脱脂棉花,
注意松紧要适度。然后在棉花上铺一层粗硅胶或石英砂。
(2)将色谱柱垂直固定在铁架台上,往柱内加适量70%乙
醇溶液,打开活塞,赶走气泡。
三实验步骤及注意事项
(3)再向柱中倒入适量70%乙醇溶液,打开活塞,控制滴
速为1滴/秒,用小锥型瓶承接,同时通过漏斗慢慢装
入5gAl2O3,使其逐渐沉入底部。
【在装吸附剂的过程中,应用质软的物体如试管夹、
吸耳球等轻轻敲击柱身,促使吸附剂装填紧密,排除
气泡。最终应使吸附剂的上端平整,无凹凸面。】
三实验步骤及注意事项
(4)加完吸附剂后,在吸附剂上再盖一张直径大小合适的小
滤纸。
(5)当溶剂的液面刚好流至滤纸面时关闭二通活塞,立即
用移液管加入1mL亚甲基蓝和荧光黄的乙醇混合液,尽量
免待分离混合液粘附在柱的内壁上。
三实验步骤及注意事项
(6)打开二通活塞,等柱内的溶剂恰好流到滤纸面时,
关闭二通活塞,向柱内加入70%乙醇,打开二通活塞进
行洗脱。
(7)用锥形瓶收集蓝色的亚甲基蓝溶液。【洗脱时切勿
使溶剂流干!】
三实验步骤及注意事项
(8)当蓝色溶液收集完后,等柱内的70%乙醇溶液恰好流
到滤纸面时,关闭二通活塞,加入适量2%氨水作为洗
脱剂。打开二通活塞收集黄绿色的荧光黄溶液,直到
其完全被洗出。
(9)用量筒分别量取所分离出来的亚甲基蓝和荧光黄溶液
的体积后,倒入指定的回收瓶中。
三实验步骤及注意事项
(10)分离结束后,应先让溶剂尽量流干,然后倒置,用
吸耳球从活塞口向管内挤压空气,将吸附剂从柱顶挤压
出。使用过的吸附剂倒入垃圾桶里,切勿倒入水槽,以
免堵塞水槽。
实验十阿司匹林的制备(小量)
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
了解阿司匹灵的药效。
通过阿司匹灵的制备,掌握酚酯制备的原理和方法。
利用酚的性质检验产品的纯度。
二实验原理
乙酰水杨酸又称阿司匹灵,具有镇痛、退热和抗
风湿病等作用。广泛应用于临床治疗和预防心脑血管疾
病,近年来还不断发现它的新用途,它可由水杨酸和乙
酸酐反应得到。
二实验原理
反应式
COOH
COOH
H+
+(CH3CO)2O+CH3COOH
-OCCH3
OH或OH
O
高聚副产物形成
O
O
COOHC
C
O
nO
OH
n/2
三实验步骤及注意事项
(1)将1.38g水杨酸、4mL乙酸酐和4滴磷酸置于干燥
25mL锥形瓶中。
(2)加入磁搅拌子,在70~80℃的水浴下,加热搅拌5
min。(控温!)
(3)冷却至室温,在搅拌下慢慢加入3~4mL水。
三实验步骤及注意事项
(4)用冰水冷却,搅拌至固体析出完全后,加入10mL冰
水。
〖若无沉淀析出,不能加入冰水。可用玻棒摩擦瓶壁直
至沉淀析出。〗
(5)抽滤。
(6)将粗产品放入小烧杯中,在搅拌下加入约20mL的饱
NaHCO3溶液,至无CO2气体产生为止。
三实验步骤及注意事项
(7)抽滤,除去高聚物(若无高聚物生成,此步可省略)。
在不断搅拌下,往滤液中慢慢加入10mL6moL/LHCl。
(8)冷却,抽滤,冰水洗涤,干燥。
(9)产品可用FeCl3检验纯度。
实验十一甲基橙的制备(微量)
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
通过甲基橙的制备加深对重氮化反应及偶联反应
原理的认识和理解。
学习重氮化反应及偶联反应在有机合成中的应用。
二实验原理
重氮化反应:
芳香族伯胺和亚硝酸钠在强酸性介质下生成重氮盐
的反应称为重氮化反应。
【反应一般在低温下进行,伯胺和酸的摩尔比为1:
2.5】
0~5oC
PhNHNaNO+PhN++
2+2+H2+Na+H2O
二实验原理
一般制备重氮盐的方法是:将一级芳香胺溶于酸水
溶液中,然后冷却至0~5℃,在搅拌下慢慢滴加亚硝酸
钠水溶液进行反应,即得到重氮盐的水溶液。
重氮盐的用途很广,其反应可分为两类。一类是在
卤化物、氰化亚铜或其他试剂的作用下,重氮基被一H、
-OH、一F、-Cl、-Br、-CN、-NO2、-SH等基团取
代,制备出相应的芳香族化合物;另一类是通过偶联反
应,制备偶氮染料。
二实验原理
反应式
NaNO2,HCl
H2NSO3H+NaOHH2NSO3Na
0~5℃
CH3
NCH3
+CH+
HOSNN-3Ac-
3ClHO3SN=NNCH3
HAcH
CH
NaOH3
NaO3SN=NN
CH3
三实验步骤及注意事项
一对氨基苯磺酸的重氮化
(1)在锥形瓶中,加入0.5mL冰水及0.15mL浓盐酸,锥形
瓶置于冰浴备用。
(2)在小试管中加入100mg对氨基苯磺酸及0.5mL
5%NaOH,温热溶解。冷至室温,加入0.25~0.35mL
NaNO2溶液。
【若不能全溶,可加入适量水。】
三实验步骤及注意事项
(3)在不断搅拌下,将该混合溶液滴加到冰浴冷却的锥形
瓶中。
【控制温度在5℃以下!】
(4)在冰浴中搅拌10min以上。用淀粉-碘化钾试纸检
8~10秒显蓝色正好
三实验步骤及注意事项
二偶联
(5)在试管中滴加0.07mLN,N-二甲基苯胺和0.05mL
冰醋酸,混匀,在搅拌下慢慢滴加到重氮盐溶液中,室温
搅拌20min。
【充分搅拌!】
(6)加入1.0mL5%NaOH溶液,直至反应物变为橙色。
三实验步骤及注意事项
(7)加热至沸,自然冷却至室温后在冰水浴中冷却。
(8)用玻璃钉漏斗抽滤,依次用少量水、乙醇、乙醚
洗涤,称重。
实验十一甲基橙的制备(小量)
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
通过甲基橙的制备加深对重氮化反应及偶联反应原理的
认识和理解。
学习重氮化反应及偶联反应在有机合成中的运用。
二实验原理
重氮化反应:
芳香族伯胺和亚硝酸钠在强酸性介质下生成重氮盐
的反应称为重氮化反应。
【反应一般在低温下进行,伯胺和酸的摩尔比为1:
2.5】
0~5oC
PhNHNaNO+PhN++
2+2+H2+Na+H2O
二实验原理
一般制备重氮盐的方法是:将一级芳香胺溶于酸水
溶液中,然后冷却至0~5℃,在搅拌下慢慢滴加亚硝酸
钠水溶液进行反应,即得到重氮盐的水溶液。
重氮盐的用途很广,其反应可分为两类。一类是在
化物、氰化亚铜或其他试剂的作用下,重氮基被一H、-
OH、一F、-Cl、-Br、-CN、-NO2、-SH等基团取代,
制备出相应的芳香族化合物;另一类是通过偶联反应,
备偶氮染料。
二实验原理
反应式
NaNO2,HCl
H2NSO3H+NaOHH2NSO3Na
0~5℃
CH3
NCH3
+CH+
HOSNN-3Ac-
3ClHO3SN=NNCH3
HAcH
CH
NaOH3
NaO3SN=NN
CH3
三实验步骤及注意事项
一对氨基苯磺酸的重氮化
(1)在小烧杯中,加入5mL冰水及1.6mL浓盐酸,锥形瓶
置于冰浴备用。
(2)在试管中加入1g对氨基苯磺酸及5mL5%NaOH,温热
溶解,冷至室温,加入2.5mLNaNO2溶液。
【若不能全溶,可加入适量水。】
三实验步骤及注意事项
(3)在不断搅拌下,将该混合溶液滴加到冰浴冷却的小烧
杯中。
【控制温度在5℃以下】
(4)在冰浴中搅拌10min以上,用淀粉-碘化钾试纸检验。
【8~10秒显蓝色正好】
(5)滴加5%NaOH溶液,至pH=4为止。
三实验步骤及注意事项
二偶联
(6)在试管中滴加0.8mLN,N-二甲基苯胺和0.5mL冰
酸,混匀,在搅拌下慢慢滴加到重氮盐溶液中,室温搅拌
20min。【充分搅拌!】
(7)加入15mL5%NaOH溶液,直至反应物变为橙色。
三实验步骤及注意事项
(8)加热至沸,自然冷却至室温后在冰水浴中冷却。
(9)抽滤,依次用少量水、乙醇、乙醚洗涤,称重。
实验十二呋喃甲醇和呋喃甲酸的
制备
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
通过呋喃甲醇、呋喃甲酸的制备,加深对Cannizzaro
反应原理的理解和认识。
进一步巩固萃取、蒸馏、重结晶等的基本操作。
二实验原理
Cannizzaro反应
不含α-氢的醛在强碱存在下,可进行氧化还原反
应,即一分子醛被还原成醇,另一分子醛被氧化成酸,
这个反应通称为Cannizzaro反应。
NaOH-
2ArCHOArCH2OH+ArCOO
二实验原理
α-呋喃甲醛经Cannizzaro反应,生成α-呋喃甲
和α-呋喃甲酸。
反应式
2+NaOH+
CHOCH2OHCOONa
OOO
COONa+HClCOOH+NaCl
OO
二实验原理
反应机理
O
OO-CH
OH-O
CHCH
OO
OH
+--+
COOHCH2OCOOCH2OH
OOOO
三实验步骤及注意事项
(1)将7.2mL33%NaOH溶液置于烧杯中,冰水浴冷却至
5℃,(避免冰水溢入反应烧杯中)在不断搅拌下,慢慢
滴加8.2mL新蒸的呋喃甲醛(约20Min内加完),控制反
应温度在8~12℃。
【刚开始要注意判断反应是否引发!】
(2)继续搅拌30min。(冰浴下搅拌15min后,室温下搅
拌15min。)
三实验步骤及注意事项
(3)在搅拌下加入适量的水(约7~8mL)使沉淀恰好溶解。
将溶液用4×8mL乙醚萃取,合并萃取液,用无水硫
酸干燥。
【水不能多加!否则会造成呋喃甲醇的溶解损失!】
(4)蒸乙醚(温度不可过高!),再蒸呋喃甲醇(空气
凝管),收集169~172℃的馏分。
三实验步骤及注意事项
(5)乙醚萃取过的水溶液在不断搅拌下用浓盐酸酸化至
PH≈3,冷却,抽滤,用少量水洗涤。
【酸化操作需在公用通风橱内进行。】
(6)粗产物用适量的水重结晶。
【加热煮沸时间不宜太长。】
实验十三苯氧乙酸及对氯苯氧
乙酸的制备
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
了解Williamson醚的合成法。
了解并掌握芳卤的制备原理和方法。
初步了解并掌握微波在有机合成中的应用。
学习电动搅拌装置的安装及使用。
二实验原理
Williamson合成法是制备混合醚的一种方法,由
卤代烃与醇钠或酚钠作用而得。
RX+NaOR'ROR'+NaX
RX+NaO-ArR-O-Ar+NaX
二实验原理
苯氧乙酸的制备
OHOCH2COOH
1)NaOH
+ClCH2COOH
2)HCl
二实验原理
对氯苯氧乙酸的制备
OCH2COOH
OCH2COOH
FeCl3
+HCl/H2O2
Cl
2HCl+H2O2Cl2+2H2O
三仪器装置
电动搅拌器微波反应器
四实验步骤及注意事项
【苯氧乙酸的制备微波辐射法】
(1)往50mL烧杯中加入2.4mL苯酚,2.6g氢氧化钠,用7
mL水溶解。
(2)冷却,加入3.0g氯乙酸,溶解后,放置于大烧杯中,
盖上表面皿,放入微波炉腔内。
【氯乙酸和苯酚腐蚀性强,取用要小心!】
四实验步骤及注意事项
(3)在中火(637W)下辐射65~70秒。
(4)稍冷,加入50mL水溶解。用浓盐酸中和至pH=2~3。
抽滤,冰水洗涤。
【酸化在通风橱中进行。盐酸不可过量太多,否则会生成
盐而溶解。】
四实验步骤及注意事项
对氯苯氧乙酸的制备
(1)在装有搅拌器,回流冷凝管和滴液漏斗的100mL三颈瓶
加入自制的苯氧乙酸、适量冰醋酸。
搅拌棒要垂直安装!
确定搅拌器可正常旋
转后,才能进行反应。
四实验步骤及注意事项
(2)开动搅拌器,用水浴加热。当水浴温度升至55℃时,加
入浓盐酸和绿豆大的FeCl3。
【FeCl3不可加多,否则影响产品的颜色。】
四实验步骤及注意事项
(3)控制水浴温度60~70℃,20min内慢慢滴加过氧化氢,
滴完后再搅拌反应30min,可观察到白色沉淀生成。
【若无沉淀产生可能是反应温度太高,或氯气挥发。可降
低温度再加入适量的浓盐酸或过氧化氢。】
(4)升温溶解固体,趁热转移至烧杯中,冷却,结晶,抽
滤,洗涤。
实验十四乙酰乙酸乙酯的制备
厦门大学化学化工学院
基础化学实验二
一实验目的
了解并掌握制备乙酰乙酸乙酯的原理和方法,加深对
Claisen酯缩合反应原理的理解和认识。
掌握减压蒸馏的原理、装置的安装及实验操作技能。
二实验原理
Claisen缩合
在强碱条件下含有α-H的酯进行缩合,可得到β-羰基
酸酯。
C2H5ONa
2CH3CO2C2H5CH3COCH2CO2C2H5+C2H5OH
本实验以无水乙酸乙酯和金属钠为原料,以过量
的乙酸乙酯为溶剂,进行Claisen酯缩合制备乙酰乙酸
乙酯。
二实验原理
反应式
OO
C2H5ONaHOAc
2CH3CO2C2H5Na(CH3CCHCOC2H5)CH3COCH2CO2C2H5+NaOAc
反应机理
O
CH3COC2H5O
CHCOCH+OCH
322525CH2COOC2H5CH3CCH2COOC2H5
OC2H5
OO
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