大学基础化学实验.ppt

《大学基础化学实验.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学基础化学实验.ppt（180页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、1,大学基础化学实验有机化学实验,2,实验室安全教育基本仪器和装置基本操作实验验证性实验综合性实验设计性实验,3,实验教材“大学基础化学实验丛书：有机化学实验”，林桂汕，段文贵，张淑琼编，华东理工大学出版社，2005。参考资料“有机化学实验”（第二版），兰州大学、复旦大学编，高教出版社,4,有机化学实验-I（理科）（43+69学时）,成绩评定：平时实验成绩70%考试实验成绩30%,5,第一学期（共43学时）,6,第二学期（共69学时）,7,有机化学实验-II（工科）（42学时）,8,9,有机化学实验-III(农科类）（22学时）,10,11,实验须知、安全教育,广西大学学生实验守则实验室安全制

2、度实验室安全事故的预防与处理返回,12,13,三、实验前应核对自己所用的仪器、工具等，如有问题立即向指导教师报告。四、一切准备工作就绪后，经指导教师同意后方可动用仪器设备进行实验；实验中要严格遵守操作规程，细心观察，如实记录，不得擅自离开岗位，不得抄袭他组数据。五、实验中要注意安全，出现意外事故时要保持镇静，并迅速采取措施（切断电源、气源等），防止事故扩大，并注意保护现场，及时向指导教师报告。六、爱护仪器设备，节约用水、用电和实验材料，未经许可不准动用与本实验无关的仪器设备。七、实验过程中，若仪器设备发生故障或损坏时，应及时报告指导教师处理。凡损坏仪器设备、器皿、工具者，应主动说明原因并接受检

3、查，填写报损单，由指导教师根据情况，按有关规定处理；对违反操作或擅自动用其它设备造成损坏者，由事故人作书面检查，并赔偿损失。同时，视情节轻重，酌情免予或给予处分。八、实验完成后，须整理好使用的仪器设备，清理实验场地，经指导教师同意后，方可离开实验室。本守则由实验设备处负责解释。,14,（二）实验室安全制度,一、实验室是教学科研的重要基地，实验室的安全卫生是实验工作正常进行的基本保证。凡进入实验室工作、学习的人员必须遵守实验室安全卫生制度。二、实验室的剧毒、易燃、易爆、放射性等物品及贵重物资器材、大精仪器设备等由专人保管，定点定位存放和使用，并按有关规定及时做好使用记录。三、实验操作前要进行消防

4、安全设施、设备的检查，严禁在实验过程中违章搭、截用电。四、进入实验室的人员，必须遵守实验室规章制度；未经实验室或设备管理教师同意不得擅自启用实验室的设备、设施；实验操作时要服从指导，遵守相关实验和设备操作规程，不得擅离职守。,15,五、实验室设备的设置和器材的存放必须遵循安全、整洁、科学、规范、文明、有序的原则。每次实验结束后必须安排值班人员打扫清洁卫生，并定期进行大扫除。进入实验室的所有人员要爱护室内公共卫生，不得在室内就食、吸烟；学生实验结束后应在实验室管理人员的指导下做好实验场所及仪具的清洁，并有序地存放好所用的设备器材，使之处于待用的正常状态。六、实验人员离开实验室前要检查门窗、水、电

5、、煤气等设施的关闭情况，确认安全无误，方可离室。七、对发现的违反实验室安全卫生制度的各种情况，要及时向实验室教师报告。,返回,16,实验室安全事故的预防与处理,实验物品常见警告标识符号实验时的一般注意事项火灾、爆炸、中毒及触电事故的预防 火灾预防 爆炸预防 中毒预防与触电预防灭火器及其使用方法意外事故处理返回,17,实验物品常见警告标识符号,返回,18,实验时的一般注意事项,返回,19,火灾、爆炸、中毒及触电事故的预防,火灾预防,火柴用后要立即熄灭，不得乱扔；实验完毕就立即关闭煤气（液化气）和电器开关；注意一些能在空气中自燃的试剂的使用与保存，（如煤油中的钾、钠和水中的白磷）；使用易燃溶剂时必

6、须远离明火，用毕立即盖紧盛放溶剂的瓶塞；尽量不用明火直接加热盛有有机溶剂的反应装置；不得在实验室内存放大量易燃化学试剂；,返回,20,爆炸预防,不允许随意混合各种化学药品；混有空气的不纯氢气、CO等遇火易爆炸；有些有机化合物遇氧化剂时亦发生猛烈爆炸或燃烧；在室温时就具有较大的蒸气压的某些易燃溶剂的蒸气达到某一极限时，遇有明火即发生燃烧爆炸（常用易燃溶剂蒸汽爆炸极限见表1.2-1）；开启贮有挥发性液体的瓶塞和安瓿时，必须先充分冷却，开启时瓶口必须指向无人处；不能研磨某些强氧化剂（如氯酸钾、硝酸钾、高锰酸钾等）或其混合物；为防止爆沸危险，常压蒸馏或回流要加沸石或搅拌；减压蒸馏要装毛细管或搅拌；常压

7、操作时，不可造成密闭体系；减压操作时，不可用平底瓶；加压操作时，要有一定的防护措施；存放药品时，应将强氧化剂和一般化学试剂分开存放。,返回,21,中毒预防与触电预防,严禁在实验室内饮水、就食、吸烟；可能生成的有毒或有腐蚀性气体的实验应在通风橱内进行（实验中不要将头伸入橱内）。使用后的器皿应及时清洗；不要俯视实验容器，不要直接嗅闻实验放出的气味；接触固体或液体有毒物质时，必须戴橡皮手套，操作后立即洗手；不要用湿的手、物接触电源。所有实验电器装置都应可靠连接地线；,返回,22,灭火器及其使用方法,23,常用灭火器种类及其适用范围,返回,24,意外事故处理,火灾发生时，要镇静。少量溶剂可以根据危险程

8、度处理湿布覆盖等大量溶剂着火时，用灭火器灭火（根据溶剂性质选用不同灭火器）。注意！人的生命放在第一位。必须杜绝不顾生命危险的行为。,25,割伤用水冲洗伤口，清除异物，再涂上碘水。必要时上医院处理。烫伤热烫第一时间用冷水冲洗冷却，减少烫伤程度，然后敷药。试剂烫伤-大量水洗,洗掉危害品,再进行敷药处理。强腐蚀性试剂一旦触及人体及衣物，即用大量水冲洗。再进行后处理。,26,中毒进入口腔尚未进入食道的有毒物马上吐出，并马上用大量水冲洗口腔。进入食道的有毒物：酸大量饮水，后服用氢氧化铝类药剂，或蛋白碱饮用大量水，后服用稀醋，酸性果汁饮料，蛋白。其他试剂不慎摄入，没有其他排除方法时要洗胃，送医院处理。吸入

9、有毒气体，马上转移至安全地方，马上送医院。,返回,27,基本仪器和装置,常用仪器常用实验仪器装置返回,28,常用玻璃仪器,29,30,31,32,返回,33,常用装置,蒸馏装置 蒸馏是分离两种以上沸点相差较大的液体和除去有机溶剂的常用方法，下面是几种常用蒸馏的装置：,简单蒸馏装置,34,沸点较高液体的蒸馏装置,蒸馏较大量溶剂的装置,35,水蒸气蒸馏装置,减压蒸馏装置,36,二.简单分馏 对于沸点相差较小或沸点接近的液体混合物的分离和提纯则是采用分馏的办法。下图是实验室常用的简单分馏装置。,37,三、回流装置 很多有机化学反应需要在反应体系的溶剂或液体反应物的沸点进行，这时就要用回流装置，下面是

10、几种常见的回流装置。,38,四、气体吸收装置,某些反应过程中会产生刺激性或有毒的气体，我们必须除去，不可释放于空气中，以免污染空气引起中毒。下面是几种常见的气体吸收装置。,（1）和（2）可作少量气体的吸收,39,五、搅拌装置,如果反应在非均相中进行，或反应物之一是逐渐滴加，为了尽可能使其迅速均匀混合，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；有时反应物是固体，如不搅拌将影响反应顺利进行，在这些情况下均需进行搅拌操作。下面是常见的几种搅拌装置，和搅拌棒密封示意图。,带有加液的回流的搅拌装置 带有测温滴液回流的搅拌装置,40,搅拌棒常用密封方法,41,六、脂肪提取仪,脂肪提取仪（索

11、氏（Soxhlet）提取仪）是实验中常使用的固-液萃取的装置。它利用了溶剂回流和虹吸的原理，使固体物质不断被新的纯溶剂萃取，从而达到利用少量溶剂从固体中萃取的效果，它萃取效率较高。右图为脂肪提取仪的装置。,42,滤纸折叠,43,过滤漏斗,44,萃取分离原理与技术,设在VmL的水中溶解W0 g的物质，每次用SmL与水不互溶的有机溶剂重复萃取。假如W1 g为萃取一次后剩留在水中的物质量，则在水中的浓度和在有机相中的浓度就分别为W1/V和（W0-W1）/S，两者之比等于K，即：,或,设W2 g为萃取两次后在水中的剩留量，则有：,或,在萃取n次后的剩留量Wn应为：,45,分液漏斗振摇手法,摇振中的放气

12、；分液方法：上层溶液从漏斗口倾出下层溶液通过打开活塞放出,46,萃取装置,47,薄层色谱分离原理与操作,薄层色谱示意图,48,氧化铝板与硅胶软板活性与各偶氮染料比移值的关系,49,薄层板的展开,50,柱色谱分离原理与操作,吸附剂的含水量和活性等级关系,柱色谱分离示意,返回,51,基本操作实验,实验一 蒸馏及沸点的测定 实验二 熔点测定实验三 重结晶与升华实验四 减压蒸馏实验五 水蒸气蒸馏返回,52,实验一 蒸馏及沸点的测定,目的要求1、初步掌握蒸馏装置的安装及其操作；2、正确掌握常量法（即蒸馏法）和微量法测定沸点的原理及其方法。主要仪器与药品50ml蒸馏瓶、蒸馏头、直型冷凝管、接收尾管、锥形瓶

13、。工业酒精、环已烷,53,原理 将液体加热，其蒸气压Pi随着温度的升高而增大，当其蒸气压增大至与外界施加于液体表面的压强Pa相等时，就会有大量的气泡从液体内部逸出，即液体沸腾，这时的温度称为液体的沸点。,蒸馏装置,注意：温度计的位置！,54,安装仪器顺序一般是先从热源开始，自下而上，从左到右，准确端正，稳固牢靠，无论从正面或侧面观察，全套仪器的轴线都要在同一平面内。铁架都应整齐地放在仪器的背面。安装仪器之前，首先要根据蒸馏物的量，选择大小合适的蒸馏瓶。蒸馏物液体的体积一般不要超过蒸馏瓶容积的2/3，也不要少于1/3。蒸馏瓶宜用铁夹固定，注意瓶底应距石棉网12mm，不要触及石棉网；用水浴或油浴时

14、，瓶底应距水浴（或油浴）锅底12cm。安装冷凝管时，应先调整它的位置使与已装好的蒸馏瓶高度相适应并与蒸馏头的支管同轴，然后松开固定冷凝管的铁夹，使冷凝管沿此轴移动与蒸馏瓶连接。注意：铁夹不可夹得太紧或太松，以夹住后稍用力尚能转动为宜。完好的铁夹内通常垫以橡皮等软性物质，以免夹破仪器。在冷凝管出口处通过接液管连接接受瓶（用锥形瓶或圆底烧瓶），接受瓶必须干净，正式接受馏液的接受瓶应事先称重并做记录。,常量蒸馏装置测定沸点,55,.蒸馏操作 加料：将一定体积的待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏瓶中。加入几粒助沸物，塞好温度计套管和温度计。再一次检查仪器的各部分连接是否紧密和妥善。加热：打开冷凝水开关，

15、水从冷凝管上端流出并引入水槽，然后开始加热。加热时可以看见蒸馏瓶中液体逐渐沸腾，蒸气逐渐上升，温度计的读数也略有上升。当蒸气的顶端达到温度计水银球部位时，温度计读数就急剧上升。此时应适当调小加热速率使瓶颈上部和温度计受热，让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡。控制加热温度，调节蒸馏速度，通常以每秒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滴下。此时的温度即为液体与蒸气平衡时的温度。温度计指示的温度即为液体（馏出液）的沸点。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，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

16、气充分浸润而使读数偏低或不规则。,56,进行蒸馏前，至少要准备两个接受瓶。因为在达到预期物质的沸点前，常有沸点较低的液体先蒸出，这部分馏出液称为“前馏分”或“馏头”。前馏分蒸完，温度趋于稳定后，蒸出的就是较纯的物质，这时应更换一个洁净干燥的接受瓶接受。并记下这部分液体开始馏出时和最后一滴时温度计的读数，即是该馏分的沸程。在所需的馏分蒸出后，若维持原来的加热温度，就不会再有馏液蒸出，温度会突然下降，这时应停止蒸馏。即使杂质含量极少，也不要蒸干，以免蒸馏瓶破裂及发生其他意外事故。蒸馏完毕，应先停止加热，然后停止通水，再拆除仪器。拆除仪器的顺序和装配的顺序相反，即先取下接受器，然后拆下接液管、冷凝管

17、、蒸馏头和蒸馏瓶等。液体的沸程常可代表它的纯度，纯粹的液体沸程一般不超过12。,57,微量法测定沸点是置12滴样品于沸点管（5mm50mm）中，再放入1根上端封闭的毛细管（1mm），然后将沸点管用小橡皮圈固定于温度计旁，放入提勒（Thiele）管的热浴中进行缓慢加热。加热时，由于毛细管中的气体膨胀，会有小气泡缓缓逸出。在到达该液体的沸点时，将有一连串的小气泡开始快速的逸出，此时可停止加热，使浴温自行降低，气泡逸出的速度即渐渐减慢。当气泡不再冒出而液体刚要进入毛细管的瞬间（即最后1个气泡开始缩至毛细管中时），表示毛细管内的蒸气压与外界压力相等，此时的温度即为该液体的沸点。,58,微量测定沸点装置

18、,返回,59,实验二 熔点测定,一、目的：1、理解熔点，熔点测定的原理、应用。2、掌握毛细管熔点测定法。二、原理及应用 1、熔点：当晶体加热到一定温度时，随即从固态转变为液态，此时的温度可视为该物质的熔点。熔点范围（熔距、始熔、全熔）。2、应用：A、测定固体化合物的熔点。B、鉴定有机化合物的纯度。C、鉴别熔点相同的化合物是否同一化合物。,60,毛细管熔点测定法1、装置：热浴、温度计、熔点管装配而成。(胶塞的打孔和熔点测定装置的安装)2、测定操作：a 样品的干燥和研磨b 装样（把两头封闭长度约1012cm的熔点管中间割裂，开口的一端插入样品粉末中，装样约高34mm，倒转填紧后，样高23mm）c

19、把装样品的毛细管附于温度计上（样品部分在水银球中部）d 放入热浴（温度计水银球在热浴中部，水银球不能碰瓶底也不能离开热浴液面）e 加热、控温（开始升温可快，接近熔点10时，控制升温速度12/minf 观察熔点（始熔：固体收缩，当样品开始塌落并出现液相时，即为始熔；全熔：固体完全消失而成透明的液体时，即为全熔）g 记录结果（熔点范围，即始熔至全熔温度）。h 要有二次以上重复的数据（通常不取平均值），第二次要用新装样品的熔点管，浴温要低于熔点20以上才放入。,61,毛细管熔点测定装置,62,测准熔点必须注意的问题：1、仪器因素：a 温度计要校正；b 熔点管要干净，管壁要薄。2、操作因素：a 样品必

20、须干燥并研磨细、装填紧密；b 严格控制升温速度观察准确。3、样品不能反复使用。,63,熔点法校正温度计,返回,64,目的掌握重结晶的原理和方法，以及应用。掌握升华的原理，实验方法和应用。,实验三 重结晶与升华,65,二、重结晶实验原理1、固体有机物在不同溶剂中具有不同的溶解度。2、固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切关系，温度升高溶解度增大。3、把固体化合物溶解在热溶液中成近饱和溶液，该溶液冷却后成过饱和溶液并析出结晶，而杂质不溶被热过滤或溶解度大而溶在溶剂中被除去，达到分离提纯的目的，这一操作过程叫重结晶。*重结晶适用于提纯杂质含量5%以下的固体化合物。,66,三、操作步骤 1、加热溶解圆

21、底瓶或锥型瓶，有机溶剂不能用直接火。2、脱色常用活性炭（用量约是被提纯物的5%；注意不能加到沸腾的溶液中）。3、趁热过滤无颈漏斗、折叠滤纸、锥型瓶接收（仪器要预热和用热溶剂湿润滤纸，漏斗用铁环固定）。4、冷却析出结晶静置、缓慢冷却（如结晶析出过快则要复溶）；难析出结晶时可加晶种或磨擦引导；如析出油状物可配成较稀的溶液而不使析出油状 物，或在搅拌下急冷（冰水）使快速析出结晶的方法处理。,67,5、抽滤收集结晶布氏漏斗、抽滤瓶、滤纸；用母液把固体全部转移到布氏漏斗，把固体与母液较彻底分开。6、洗涤加入少量新鲜溶剂（停止抽气）洗涤固体，除净固体表面的母液（二次）。7、干燥空气晾干、加热烘干（温度低于

22、固体熔点10以上）、干燥器干燥等。,68,四、影响重结晶的几个问题1、溶剂选择的条件与被提纯物不起化学反应、溶解度随温度变化大、对杂质溶解度大或几乎不溶、获得结晶好、易挥发、廉价、无毒等；溶剂用量通常过量20%。2、趁热过滤在滤纸上析出较多结晶过滤慢、滤液冷了（无预热仪器、没用热溶液湿润滤纸），溶剂量偏少，操作不规范等。3、结晶不完全结晶时间不足、未进一步用冰水冷却等。4、洗涤溶剂过多溶解部分结晶而损失产品。5、溶剂未抽干，烘干时易融化。,69,升华,原理固体物资直接汽化变成气体，然后由气体变成固体的过程，即为升华。用于一些化合物的分离纯化。,70,实验操作 最简单的常压升华装置如图所示。在蒸

23、发皿中放置粗萘，上面覆盖一张刺有许多小孔的滤纸(最好在蒸发皿的边缘上先放置大小合适的用石棉纸做成的窄圈，用以支持此滤纸)。然后将大小合适的玻璃漏斗倒盖在上面，漏斗的颈部塞有玻璃毛或脱脂棉花团，以减少蒸气逃逸。用水域加热，控制浴温低于被升华物质的熔点，使其慢慢升华。蒸气通过滤纸小孔上升，冷却后凝结在滤纸上或漏斗壁上。必要时外壁可用湿布冷却。,注意事项：温度必须控制在样品的熔点以下。返回,71,实验四 减压蒸馏,目的掌握减压蒸馏的原理了解减压蒸馏的仪器装置和使用方法减压蒸馏是分离和提纯有机化合物的一种重要方法。它特别适用于那些在常压蒸馏时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合的物质。,72,基本原理,液

24、体的沸点是指它的蒸气压等于外界大气压时的温度，所以液体沸腾的温度是随外界压力的降低而降低的。因而如用真空泵连接盛有液体的容器，使液体表面上的压力降低，即可降低液体的沸点。这种在较低压力下进行蒸馏的操作称为减压蒸馏。,73,减压蒸馏时因物质的沸点与压力有关，故在进行减压蒸馏之前，应先查阅待蒸馏液体在所选择的压力下相应的沸点。当压力降到2.67kPa(20mmHg)时，大多数有机物的沸点都比常压下的沸点低100120左右。如苯甲醛在101.3kPa(760mmHg)时沸点为178；当压力降至2.67kPa时，相应的沸点为75。因此，当要进行减压蒸馏时，预先粗略地估计出相应的沸点，对具体操作和选择合

25、适的温度计与热浴都有一定的参考价值。在给定压力下的沸点还可以近似地从下列公式求出：P为蒸气压，T为沸点（绝对温度），A、B为常数。如以lgp为纵坐标，1/T为横坐标作图，可以近似地得到一直线。,74,二 实验操作 1减压蒸馏的装置常用的减压蒸馏系统可分为蒸馏、抽气（减压）、安全系统和测压四部分，如图（减压蒸馏装置）。整套仪器必须装配紧密，所有接头需润滑并密封，防止漏气，这是保证减压蒸馏顺利进行的先决条件。,图一,75,图二,76,（1）蒸馏部分 减压蒸馏瓶又称克氏(Claisen)蒸馏瓶,为了避免减压蒸馏时瓶内液体由于沸腾而冲入冷凝管，在磨口仪器中用克氏蒸馏头配圆底烧瓶,瓶的一颈中插入温度计；

26、另一颈中插入一根毛细管。其长度恰好使其下端距瓶底12mm。毛细管上端连有一段带螺旋夹的橡皮管。螺旋夹用以调节进入空气的量，使有极少量的空气进入液体，呈微小气泡冒出，作为液体沸腾的气化中心，使蒸馏平稳进行。接受器可用蒸馏瓶或抽滤瓶代替，注意切不可用平底烧瓶或锥形瓶。蒸馏时若要收集不同的馏分而又不中断蒸馏，则可选用两尾或多尾接液管，多尾接液管与圆底烧瓶连接起来。根据蒸出液体的沸点不同，选择适当的热浴和冷凝管。如果蒸馏的液体量不多而且沸点很高，或是低熔点的固体，也可以不用冷凝管，而将克氏瓶的支管通过接液管直接插入接受瓶的球形部分中。蒸馏沸点较高的物质时，最好用石棉绳或石棉布包裹蒸馏瓶的两颈，以减少散

27、热。热浴的温度一般控制在比液体的沸点高2030左右。,77,（2）减压部分实验室通常用水泵或油泵进行减压。水泵：水泵所能达到的最低压力为当时室温下的水蒸气压。例如在水温为68时，水蒸气压为0.931.07kPa；在夏天，若水温为30，则水蒸气压为4.2kPa左右。用水循环泵代替简单的水泵，方便、实用和节水。油泵：好的油泵能抽至真空度为133.3Pa，一般使用油泵时，系统的压力常控制在0.67-1.33kPa之间，因为在沸腾液体表面上要获得0.67kPa以下的压力比较困难。这是由于蒸气从瓶内的蒸发面逸出而经过瓶颈和支管（内径为45mm）时，需要有0.131.07kPa的压力差，如果要获得较低的压

28、力，可选用短颈和支管粗的克氏蒸馏瓶。,78,当用油泵进行减压时，为了防止易挥发的有机溶剂、酸性物质和水汽进入油泵，必须在接受器和油泵之间顺次安装冷却阱和几种吸收塔，以免污染油泵用油，腐蚀机件致使真空度降低。冷却阱的构造如图所示，将它置于盛有冷却剂的广口保温瓶中，冷却剂的选择随需要而定，可选择冰水、冰盐、冰、干冰与丙酮等。后者能使温度降至-78。吸收塔（又称干燥塔）依次为无水CaCl2（或硅胶）吸收塔、NaOH吸收塔和石蜡片吸收塔。,79,(3)压力测定装置 实验室通常采用水银压力计来测量减压系统的压力。图2为开口式水银压力计，两臂汞柱高度之差，即为大气压力与系统中压力之差。因此蒸馏系统内的实际

29、压力（真空度）应是大气压力减去这一压力差。其优点是量压较准确，装水银也较容易，缺点是比较笨重，读数方式比较麻烦。封闭式水银压力计图1，两臂液面高度之差即为蒸馏系统中的真空度。测定压力时，可将管后木座上的滑动标尺的零点调整到右臂的汞柱顶端线上，这时左臂的汞柱顶端线所指示的刻度即为系统的真空度。其优点是比较轻巧，读数方便，比较安全，缺点是较麻烦，如果汞内混有少许空气，则导致读数不够准确，需用开口式来校正。,80,2.减压蒸馏操作 将待蒸馏液体装入克氏蒸馏烧瓶中，不得超过蒸馏瓶容积的1/2。按图2.2所示安装好仪器。仪器安装好后，需先检查系统是否漏气，方法是：旋紧毛细管上的螺旋夹D，将安全瓶上的安全

30、阀G打开，然后开泵抽气（如用水泵，这时应开至最大流量）。再逐渐关闭安全阀G，从压力计F上观察系统所能达到的真空度。如果是因为漏气（而不是因水泵、油泵本身效率的限制）而不能达到所需的真空度，可检查各部分塞子和橡皮管的连接是否紧密等。必要时可用熔融的固体石蜡密封（密封应在解除真空后才能进行）。如果超过所需的真空度，可小心的旋转活塞G，慢慢地引进少量空气，以调节到所需的真空度。调节螺旋夹D，使液体中有连续平稳的小气泡通过（如无气泡可能因毛细管已阻塞，应予更换）。开启冷凝水，选用合适的热浴加热蒸馏。加热时，克氏瓶的圆球部位至少应有2/3浸入浴液中。在浴液中放一温度计，控制浴温比待蒸馏液体的沸点约高20

31、30，使每秒馏出1滴2滴，在整个蒸馏过程中都要注意瓶颈上的温度计和压力的读数。,81,蒸馏完毕时，和蒸馏过程中需要中断时（例如调换毛细管、接受瓶、加料），停止加热，撤去热浴，打开毛细管上的螺旋夹，稍冷后再慢慢【注意：急速打开通气阀将导致水银柱急剧回冲，有可能导致水银冲出（开口水银柱），或冲破压力计（封闭式水银柱）】打开安全瓶上的安全阀，使系统内、外压力平衡后方可关闭油泵。否则，由于系统的压力较低，油泵中的油或水泵中的水有吸入吸滤瓶或吸收塔的可能。此外，还应注意压力计的玻璃管不要被冲破。,82,乙酰乙酸乙酯的减压蒸馏,实验1.乙酰乙酸乙酯的蒸馏 市售的乙酰乙酸乙酯中常含有少量的乙酸乙酯、乙酸和水

32、，由于乙酰乙酸乙酯在常压蒸馏时容易分解产生去水乙酸，故必须通过减压蒸馏进行提纯。在50mL蒸馏瓶中，加入20mL乙酰乙酸乙酯，按减压蒸馏装置图2.2装好仪器，通过减压蒸馏进行纯化。2.苯甲醛、呋喃甲醛或苯胺的蒸馏 用蒸馏乙酰乙酸乙酯同样的方法，通过减压蒸馏提纯苯甲醛、呋喃甲醛或苯胺。减压蒸馏苯甲醛时，要避免被空气中的氧所氧化。在蒸馏之前，应先从手册上查出它们在不同压力下的沸点，供减压蒸馏时参考。,83,注意事项1在减压蒸馏装置中，从克氏蒸馏头直插蒸馏瓶底的是末端如细针般的毛细管，它起到引入气化中心的作用，使蒸馏平稳。在减压蒸馏中加入沸石一般对防止暴沸是无效的。蒸馏时，为了控制毛细管的进气量，可

33、在露于瓶外的毛细玻璃管上套一段乳胶管，并夹一螺旋夹，最好在橡皮管中插入一段细铁丝，以免因螺旋夹夹紧后不通气，或夹不紧进气量过大。2减压蒸馏时，可用水浴、油浴、空气浴等方法进行均匀加热。一般浴温要高出待蒸馏物在减压时的沸点30左右。3在使用水泵时应特别注意因水压突然降低而使水泵不能维持已经达到的真空度，蒸馏系统中的真空度比此时水泵所产生的真空度高，因此，水会流入蒸馏系统玷污产品。为了防止这种情况，需在水泵和蒸馏系统间安装安全瓶。,84,思考题1.具有什么性质的化合物需用减压蒸馏进行提纯？2.在减压蒸馏的操作中，为什么必须先抽真空后加热？3.当减压蒸完所要的化合物后，应如何停止减压蒸馏？为什么？返

34、回,85,实验五 水蒸气蒸馏,目的掌握水蒸气蒸馏的原理了解水蒸气蒸馏的仪器,86,水蒸气蒸馏是分离和纯化有机化合物的常用方法之一，尤其是在反应产物中有大量树脂状杂质的情况下，效果较一般蒸馏或重结晶为好。使用这种方法时，被提纯物质应该具备下列条件：不溶（或几乎不溶）于水；在沸腾下与水长时间共存而不起化学变化；在100左右时必须具有一定蒸气压（一般不小于1.33kPa，即10mmHg）。许多不溶于水或微溶于水的有机化合物，无论是固体还是液体，只要在100左右具有一定的蒸气压，即有一定的挥发性时，若与水在一起加热就能与水同时蒸馏出来，这就称为水蒸气蒸馏。利用水蒸气蒸馏可把这些化合物同其它挥发性更低的

35、物质分开而达到分离提纯的目的。水蒸气蒸馏也是从动植物中提取芳香油等天然产物最常用的方法之一。,87,基本原理,当与水不相混溶的物质与水一起存在时，根据道尔顿（Dalton）分压定律，整个体系的蒸气压应为各组份蒸气压之和。对于二组份体系，有：PPA+PB式中：P为总的蒸气压；PA为水的蒸气压；PB为与水不相溶物质的蒸气压。当混合物中各组分蒸气压总和等于外界大气压时，这时的温度即为它们的沸点。此沸点必定较任一组分的沸点都低。因此，在常压下应用水蒸气蒸馏，就能在低于100的温度下将高沸点组分与水一起安全地蒸出来。,88,此法特别适用于分离那些在其沸点附近易分解的物质；也适用于从难挥发物质或不需要的树

36、脂状物质中分离出所需的组分。蒸馏时混合物的沸点保持不变，直到其中一组分几乎全部蒸出（因总的蒸气压与混合物中二者间的相对量无关），温度才上升到留在瓶中液体的沸点。根据理想气体状态方程：pV=nRT，在一定容积（V）和温度（T）下，混合物蒸气中各气体分压（PA,PB）之比等于它们的物质的量之比。即：而；。其中mA、mB为各物质在一定容积中蒸气的质量。MA、MB为物质A和B的相对分子质量。因此：可见，这两种物质在馏出液中的相对质量(就是它们在蒸气中的相对质量)与它们的蒸气压和摩尔质量的乘积成正比。,89,若已知被提纯物与水的共沸温度以及水在此温度下的分压，就可以计算出馏出液中被提纯物与水的质量之比。

37、例如，溴苯的沸点为135，且和水不相混溶。当和水用水蒸气蒸馏时，其共沸腾温度为95.5，在此温度下水的蒸气压是86.1kPa，溴苯的蒸气压是15.2kPa，溴苯的摩尔质量为157g/mol，代入上式：即蒸出6.5g水能够带出10g溴苯。溴苯在溶液中的组分占61%。上述关系式只适用于与水互不相溶的物质。而实际上很多化合物在水中或多或少有些溶解。因此这样的计算只是近似的。,90,如果蒸气压在0.13-0.67kPa，则其在馏液中的含量仅占1%，甚至更低。为使馏液中的含量增高，就要想办法提高此物质的蒸气压，也就是说要提高温度，使蒸气的温度超过100，即要用过热水蒸气蒸馏。例如苯甲醛（沸点178）进行

38、水蒸气蒸馏时，在97.9沸腾（这时PA=93.8kPa,PB=7.5kPa）,馏出液中的苯甲醛占32.1%。假如导入133的过热蒸气，这时苯甲醛的蒸气压可达29.3kPa,因而只要有72kPa的水蒸气压，就可使体系沸腾。故有：,91,这时馏出液中苯甲醛的含量就可达到：应用过热水蒸气还具有使水蒸气冷凝少的优点，这样可以省去在盛蒸馏物的容器下加热等操作。为了防止过热蒸气冷凝，可在盛物的容器下以油浴保持和蒸气相同的温度。在实验操作中，过热蒸气可应用在100时具有0.13-0.67kPa的物质。例如在分离苯酚的硝化产物中，邻硝基苯酚可用一般的水蒸气蒸馏蒸出。在蒸完邻位异构体后，如果提高蒸气温度，也可以

39、蒸馏出对位产物。,92,水蒸气蒸馏的装置和操作,依序安装水蒸气发生器A、圆底烧瓶D、克氏蒸馏头、温度计、冷凝管、接液管和接受瓶H（见图）。水蒸气发生器内的盛水量以其容积的3/4为宜，如果太满，沸腾时水将冲至烧瓶。长玻璃管为安全管，管的下端几乎插到发生器的底部。,93,发生器的支管和水蒸气导管之间用一个T形管G相连接。在T形管的支管上套一段短橡皮管，用螺旋夹旋紧，它可以用来除去水蒸气中冷凝下来的水分。在操作中，如果发生不正常现象，应立刻打开夹子，使与大气相通。,94,操作 进行水蒸气蒸馏时，先将要蒸馏的物质倒入烧瓶中。开始蒸馏时，先把T形管上的夹子打开，加热水蒸气发生器，直至接近沸腾后才将夹子夹

40、紧，使水蒸气均匀地进入烧瓶中。为了使蒸气不至于在烧瓶中冷凝而积聚过多，必要时可在烧瓶底部放一石棉网，用小火加热。必须控制加热速度，使蒸气能全部在冷凝管中冷凝下来。如果随水蒸气挥发的物质具有较高的熔点，在冷凝后易于析出固体，则应调小冷凝水的流速，使它冷凝后仍然保持液态。假如已有固体析出，并且接近阻塞时，可暂时停止冷凝水的流通，甚至需要将冷凝水暂时放去，以使物质熔融后随水流入接受器中。必须注意，当冷凝管夹套中要重新通入冷却水时，要小心而缓慢，以免冷凝管因骤冷而破裂。万一冷凝管已被阻塞，应立即停止蒸馏，并设法疏通（如用玻棒将阻塞的晶体捅出或用电吹风的热风吹化结晶，也可在冷凝管夹套中灌以热水使之熔出）

41、。,95,水蒸气蒸馏过程中，可以看见一滴滴混浊液随热蒸气冷凝聚集在接收瓶中，当被蒸物质全部蒸出后，蒸出液由混浊变澄清，此时不要结束蒸馏，要再多蒸出10-20mL的透明馏出液方可停止蒸馏。在中断或结束蒸馏时，一定要先打开T形管的螺旋夹，使体系通大气，然后再停止加热，拆下接收瓶后，再按顺序拆除各部分装置。,96,注意事项,1水蒸气发生器中一定要配置安全管。可选用一根长玻璃管作安全管，管子下端接近水蒸气发生器底部。使用时，注入的水不要过多，一般不要超出其容积的2/3。2水蒸气发生器与烧瓶之间的连接管路应尽可能短，以减少水蒸气在导入过程中的热损耗。3导入水蒸气的玻璃管应尽量接近圆底烧瓶底部，以利提高蒸

42、馏效率。4在蒸馏过程中，如果有较多的水蒸气因冷凝而积聚在烧瓶中，可以用小火隔着石棉网在烧瓶底部加热。5实验中，应经常注意观察安全管。如果其中的水柱出现不正常上升，应立即打开T形管，停止加热，找出原因，排除故障后再重新蒸馏。6停止蒸馏时，一定要先打开T形管，然后停止加热。如果先停止加热，水蒸气发生器因冷却而产生负压，会使烧瓶内的混合液发生倒吸。,返回,97,验证性实验,实验一 正溴丁烷的制备实验二 环已酮的制备实验三 乙酸乙酯的制备实验四 环己烯的制备实验五 从茶叶中提取咖啡因实验六 二苯酮制备实验七 2硝基1，3苯二酚的制备返回,98,实验一 正溴丁烷的制备,一、实验目的1、了解由正丁醇制备1

43、-溴丁烷的原理和有气体吸收的回流反应装置；2、理解蒸馏原理，学会蒸馏装置的安装和练习蒸馏操作；3、理解有机液体的萃取与洗涤原理，学会分液漏斗的使用；4、了解有机液体的干燥剂及其使用；,99,实验原理在实验室中，脂肪族卤代烃通常是由醇和氢卤酸、三卤化磷和氯化亚砜共热来制备。将正丁醇与溴化钠、浓硫酸共热即得正溴丁烷。1、反应 CH3CH2CH2CH2OH+HBr CH3CH2CH2CH2Br+H2OKBr+H2SO4 HBr+KHSO42、副反应 CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3；及 CH3CH2CH=CH2；CH3CH2CH2CHO；CH3CH2C

44、H2CO2H等氧化物。3、减少副反应的措施 稀释硫酸，减小硫酸的氧化性、脱水性；室温混合原料，并摇荡均匀（防止局部试剂浓度过大，引发副反应）。,100,制备正溴丁烷装置,三、反应装置：1、增加反应速度则提高反应温度用回流装置（回流蒸气在第一个冷凝球以下）；2、反应有HBr气体放出气体吸收装置（要防止倒吸）3、仪器的安装顺序按自下而上、再接气体吸收系统的原则。先铁环（离灯斗34cm），圆底瓶，球形冷凝管（冷凝水下进上出），气体吸收导管、吸收瓶（管口离吸收液液面0.5cm）。拆卸装置顺序相反。,101,四、实验应注意的问题,1、稀释硫酸要注意安全2、混合原料时每加入一个都应摇均匀，在加入正丁醇时溶

45、液应先经冷却。3、最后加完KBr固体，粘在烧瓶磨口的固体应清除干净，以防漏气。4、加热前要加入沸石5、反应发生及产物生成的判断生成不溶于水的油层。,102,五、产物的分离提纯,1-溴丁烷，99103,103,实验中使用的方法,蒸馏1、原理：液体的气化、沸腾、沸点、蒸馏；沸点是一个常数，对吗？把液体加热沸腾气化为蒸气，蒸气被冷凝再形成原来的液体，并收集起来，这一操作称为蒸馏。2、应用：分离不同沸点的液体混合物（相差大于30）；测沸点（常量法）；提纯液体及低熔点固体，以除去不挥发的杂质；回收溶剂；浓缩溶液。3、蒸馏装置 组成：蒸馏瓶装液量1/32/3，最好为1/2。冷凝管bp130用空气冷凝管。接

46、收器接收高沸点物可敞口，如遇易挥发、易燃物时，接收瓶要用冰水冷却，并要接上尾气管。热浴比蒸出物沸点高20以上。,104,4、蒸馏操作 安装装置（仪器的安装顺序由下而上，从左至右。最后装温度计（示范）。仪器须干燥；装置不能是密闭系统）。加入被蒸液体（用有颈漏斗和棉花直接滤入蒸馏瓶）。加入沸石及装上温度计（温度计水银球上端应在蒸馏瓶支管管口下方的水平延线上）。加热和控制蒸出速度（12d/s）。收集各馏分。（接收瓶要预先称重）注意，不能蒸干。从反应液中蒸出粗产品时，判断是否被完全蒸出的方。5、蒸馏记录：第一滴温度；前馏分、馏分的温度范围；各馏分及残留液的外观和重量。（记在报告六：实验步骤与现象的现象

47、拦中）6、提醒：蒸完粗1-溴丁烷后烧瓶中的残留液要回收。蒸完粗1-溴丁烷后蒸产品前必须干燥仪器。由于温度计不标准，如何正确接收产品馏分。,105,液体的萃取与洗涤分液漏斗的使用,1、液体的萃取原理：被分离物在两不相溶的液相中具有不同的溶解度或分配比。2、实验室常用萃取与洗涤的仪器分液漏斗。3、分液漏斗的使用：（示范）检查（是否匹配）、存放（长放活塞垫纸片）、洗涤（用后即洗干净）、烘干（把活塞和塞盖取下放入烘箱）。装液（总装液量2/3，萃取液一般是被萃取液的1/51/3）。振摇（常用旋摇方法，振摇时要注意放气，放气时不对人、不对火，为什么？）。,106,静置（放于铁环上，明显分层后再分开两层液体

48、）。分液（下层液体由活塞放出，上层液体由上口倒出）。4、注意问题 未拿到所要物质前，不要丢弃分出液。乳浊液的处理方法：a.长时间静置；b.若碱性，加少量酸破坏；c.加入少量无机电解质或几滴乙醇。盐析可加速萃取。用浓硫酸洗涤要用干燥的分液漏斗。洗涤后的硫酸应倒到指定的回收瓶。使用低沸点有机溶剂进行萃取操作时，应熄灭附近的火源。,107,有机液体的干燥,1、干燥剂种类与水结合可逆和与水作用反应不可逆两大类。2、与水结合可逆干燥剂的用量是否合适的判断方法：液体由浊变清；干燥剂不附着在瓶壁上并不互相粘结。3、注意问题 乘液瓶要干燥。干燥剂的适用性（考虑不与被干燥物作用、结合；考虑吸水能力和干燥效能等）

49、。干燥时间大于30分钟，并加盖（防止空气中的水汽进入）。已吸水干燥剂受热后又会脱水，故蒸馏之前要滤去干燥剂。返回,108,实验二 环已酮的制备,一、目的：1、理解用氧化剂氧化环己醇制备环己酮的原理及操作。2、学习搅拌反应操作3、懂得回流反应、滴加原料、测量反应温度、有毒气体吸收装置的应用。,109,实验原理 实验室制备脂肪和脂环醛、酮最常用的方法是将伯醇和仲醇用铬酸氧化。铬酸是重铬酸盐与40-50%硫酸的混合液。制备相对分子量低的醛，可以将铬酸滴加到热的酸性醇溶液中，以防止反应混合物中有过量的氧化剂存在，同时将较低沸点的醛不断蒸出，可以达到中等产率。尽管如此，仍有部分醛被进一步氧化成羧酸，并生

50、成少量的酯。用此法制备酮，酮对氧化剂比较稳定，不易进一步被氧化，铬酸氧化醇是放热反应，必须严格控制反应温度以免反应过于剧烈。,110,仪器和药品仪器：三颈瓶、搅拌器、Y型管、球形冷凝管、恒压滴液漏斗、温度计、圆底烧瓶、蒸馏头、直形冷凝管、接收尾管、锥形瓶。药品：浓硫酸，环已醇，10g（约10.5ml,0.1mol），重铬酸钠10.5g，（Na2Cr2O72H2O，0.35mol），草酸、氯化钠，无水碳酸钾,111,仪器装置,112,三 实验步骤在250mL圆底烧瓶内，放入60mL冰水，一边摇动烧瓶，一边慢慢地加入10mL浓硫酸，再小心地加入10。4mL环已醇。将溶液冷却至15。在100mL烧杯