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1、?第二部分 基本操作實(shí)驗(yàn)一 常壓蒸餾和沸點(diǎn)的測(cè)定1、在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的玻璃冷凝管有哪些?它們各用在什么地方?答:學(xué)生實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的冷凝管有:直形冷凝管,球形冷凝管,空氣冷凝管及刺形分餾柱等。直形冷凝管一般用于沸點(diǎn)低于140的液體有機(jī)化合物的沸點(diǎn)測(cè)定和蒸餾操作中;沸點(diǎn)大于140的有機(jī)化合物的蒸餾可用空氣冷凝管。球形冷凝管一般用于回流反應(yīng)即有機(jī)化合物的合成裝置中(因其冷凝面積較大,冷凝效果較好);刺形分餾柱用于精餾操作中,即用于沸點(diǎn)差別不太大的液體混合物的分離操作中。2、蒸餾的原理是什么?寫(xiě)出蒸餾裝置中儀器的名稱。答:純的液態(tài)物質(zhì)在一定的壓力下具有確定的沸點(diǎn),不同的物質(zhì)具有的不同的沸點(diǎn)。
2、蒸餾操作就是利用不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差異對(duì)液態(tài)混合物進(jìn)行分離和純化。把一個(gè)液體化合物加熱,其蒸汽壓升高,當(dāng)與外界大氣壓相等時(shí),液體沸騰為蒸汽,再通過(guò)冷凝使蒸汽變?yōu)橐后w的過(guò)程。蒸餾適用于沸點(diǎn)相差30以上的混合物的分離。如果組分沸點(diǎn)差異不大,就需要采用分餾操作對(duì)液體混合物進(jìn)行分離和純化。蒸餾裝置主要由圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計(jì)、直形冷凝管、尾接管(又叫接液管)和接受瓶組成。3、純凈化合物的沸點(diǎn)是固定的,所以具有恒定沸點(diǎn)的液體就一定是純凈物,對(duì)不對(duì),為什么?答:在一定壓力下,純凈化合物的餓沸點(diǎn)是固定的。但是,具有恒定沸點(diǎn)的液體就不一定是純凈物。因?yàn)閮蓚€(gè)或兩個(gè)以上的化合物形成的共沸混合物也具有一定的沸點(diǎn)。4、
3、冷凝管通水方向是由下而上,反過(guò)來(lái)行嗎?為什么? 答:冷凝管通水是由下而上,反過(guò)來(lái)不行。因?yàn)檫@樣冷凝管不能充滿水,由此可能帶來(lái)兩個(gè)后果:其一,氣體的冷凝效果不好。其二,冷凝管的內(nèi)管可能炸裂。 5、蒸餾時(shí)加熱的快慢,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響?為什么? 答:蒸餾時(shí)加熱過(guò)猛,火焰太大,易造成蒸餾瓶局部過(guò)熱現(xiàn)象,使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,而且餾份純度也不高。加熱太慢,蒸氣達(dá)不到支口處,不僅蒸餾進(jìn)行得太慢,而且因溫度計(jì)水銀球不能被蒸氣包圍或瞬間蒸氣中斷,使得溫度計(jì)的讀數(shù)不規(guī)則,讀數(shù)偏低。6、有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,玻璃儀器為什么不能直接用火焰加熱?有哪些間接加熱方式?應(yīng)用范圍如何? 答:因?yàn)橹苯佑没鹧婕訜?,溫度變化劇烈且加熱不均?/p>
4、,易造成玻璃儀器損壞;同時(shí),由于局部過(guò)熱,還可能引起有機(jī)物的分解,縮合,氧化等副反應(yīng)發(fā)生。 間接加熱方式和應(yīng)用范圍如下:在石棉網(wǎng)上加熱,但加熱仍很不均勻。水浴加熱,被加熱物質(zhì)溫度只能達(dá)到80以下,需加熱至100時(shí),可用沸水浴或水蒸氣加熱。電熱套空氣浴加熱,對(duì)沸點(diǎn)高于80的液體原則上都可使用。油浴加熱,溫度一般在100250之間,可達(dá)到的最高溫度取決于所用油的種類(lèi),如甘油適用于100-150;透明石蠟油可加熱至220,硅油或真空泵油再250時(shí)仍很穩(wěn)定。砂浴加熱,可達(dá)到數(shù)百度以上。熔融鹽加熱,等量的KNO3和NaNO3在218熔化,在700以下穩(wěn)定,含有40%NaNO2,7% NaNO3和53%K
5、NO3的混合物,在142熔化,使用范圍為150-500。 7、蒸餾時(shí)為什么蒸餾燒瓶中所盛液體的量既不應(yīng)超過(guò)其容積的23,也不應(yīng)少于13? 答:如果裝入液體量過(guò)多,當(dāng)加熱到沸騰時(shí),液體可能沖出或飛沫被蒸氣帶走,混入餾出液中。如果裝入液體量太少,在蒸餾結(jié)束時(shí),相對(duì)地也會(huì)有較多的液體殘留在瓶?jī)?nèi)蒸不出來(lái)。8、蒸餾時(shí),如果餾出液易受潮分解,可以在接受器上連接一個(gè) ,以防止 的侵入。 答:干燥管;空氣中的水分。9、在進(jìn)行蒸餾操作時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題?答:應(yīng)注意: (1)漏斗下口在蒸餾支管的下方;(2)液體中要加入沸石,防止暴沸;(3)加熱前,檢查實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是否完成,并控制蒸餾速度為12 滴/秒。 10
6、、什么叫沸點(diǎn)?液體的沸點(diǎn)和大氣壓有什么關(guān)系?文獻(xiàn)里記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn)是否即為你們那里的沸點(diǎn)溫度?答:將液體加熱,其蒸氣壓增大到和外界施于液面的總壓力(通常是大氣壓力)相等時(shí),液體沸騰,此時(shí)的溫度即為該液體的沸點(diǎn)。 文獻(xiàn)上記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn)不一定即為我們那里的沸點(diǎn)度,通常文獻(xiàn)上記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn),如不加說(shuō)明,一般是一個(gè)大氣壓時(shí)的沸點(diǎn),如果我們那里的大氣壓不是一個(gè)大氣壓的話,該液體的沸點(diǎn)會(huì)有變化。11、為什么蒸餾時(shí)最好控制餾出液的速度為12滴s為宜?答:在整個(gè)蒸餾過(guò)程中,應(yīng)使溫度計(jì)水銀球上常有被冷凝的液滴,讓水銀球上液滴和蒸氣溫度達(dá)到平衡。所以要控制加熱溫度,調(diào)
7、節(jié)蒸餾速度,通常以12滴s為宜,否則不成平衡。蒸餾時(shí)加熱的火焰不能太大,否則會(huì)在蒸餾瓶的頸部造成過(guò)熱現(xiàn)象,使一部分液體的蒸氣直接受到火焰的熱量,這樣由溫度計(jì)讀得的沸點(diǎn)會(huì)偏高;另一方面,蒸餾也不能進(jìn)行的太慢,否則由于溫度計(jì)的水銀球不能為餾出液蒸氣充分浸潤(rùn)而使溫度計(jì)上所讀得的沸點(diǎn)偏低或不規(guī)則。12、蒸餾時(shí)加入沸石的作用是什么?沸石(即止暴劑或助沸劑)為什么能止暴?如果蒸餾前忘記加沸石,能否立即將沸石加至將近沸騰的液體中?當(dāng)重新蒸餾時(shí),用過(guò)的沸石能否繼續(xù)使用?答:加入沸石的作用是起助沸作用,防止暴沸,因?yàn)榉惺砻婢形⒖祝瑑?nèi)有空氣,所以可起助沸作用。止沸原理:沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生
8、一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣泡流,這一泡流以及隨之而產(chǎn)生的湍動(dòng),能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止了液體因過(guò)熱而產(chǎn)生的暴沸。不能將沸石加至將近沸騰的液體中,那樣溶液猛烈暴沸,液體易沖出瓶口,若是易燃液體,還會(huì)引起火災(zāi),要等沸騰的液體冷下來(lái)再加。 用過(guò)的沸石一般不能再繼續(xù)使用,因?yàn)樗奈⒖字幸殉錆M或留有雜質(zhì),孔經(jīng)變小或堵塞,再加熱已不能產(chǎn)生細(xì)小的空氣流而失效,不能再起助沸作用。13、在合成液體有機(jī)化合物時(shí),常常在反應(yīng)液中加幾粒沸石是為什么? 答:沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣流泡,這一流泡以及隨之而
9、生的湍動(dòng)能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止液體過(guò)熱而產(chǎn)生暴沸。14、實(shí)驗(yàn)安裝順序如何?答:安裝順序一般先從熱源處開(kāi)始,從下到上,從左到右(也可從右到左,要看實(shí)驗(yàn)環(huán)境而定!)。15、在蒸餾裝置中,溫度計(jì)水銀球的位置不符合要求會(huì)帶來(lái)什么結(jié)果 ?答:如果溫度計(jì)水銀球位于支管口之上,蒸氣還未達(dá)到溫度計(jì)水銀球就已從支管流出,測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),將使數(shù)值偏低。若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份,則按此溫度計(jì)位置集取的餾份比規(guī)定的溫度偏高,并且將有一定量的該收集的餾份誤作為前餾份而損失,使收集量偏少。如果溫度計(jì)的水銀球位于支管口之下或液面之上,測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度
10、范圍集取餾份時(shí),則按此溫度計(jì)位置集取的餾份比要求的溫度偏低,并且將有一定量的該收集的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。實(shí)驗(yàn)二 分餾1、什么情況下使用蒸餾?什么情況下使用分餾?蒸餾和分餾有什么異同點(diǎn)?如果是兩種沸點(diǎn)很接近的液體組成的混合物能否用分餾來(lái)提純呢?答:蒸餾沸點(diǎn)相差較大或分離要求不高的液體混合物的分離。分餾主要用于相差較小或分離要求較高的液體混合物的分離。兩者在原理上是相同的,分餾相當(dāng)于多次蒸餾。除了應(yīng)用范圍不同外,它們的裝置也不同,分餾裝置比蒸餾裝置多了一各分餾柱。它們?cè)诓僮魃橡s出速度也不同,蒸餾操作餾出速度尾12滴/s,而分餾餾出速度為1滴/(23)s。 現(xiàn)在,最精密的分餾設(shè)備已能
11、將沸點(diǎn)相差僅12混合物分開(kāi),所以兩種沸點(diǎn)很接近的液體組成的混合物能用分餾來(lái)提純。2、分餾操作中,用裝有填料的分餾柱的效率高還是沒(méi)裝填料的分餾柱高?為什么?影響分餾效率的因素有哪些?答:裝有填料的分餾柱的分餾效率高,因?yàn)樵诜逐s柱內(nèi),上升的蒸汽與下降的冷凝液互相接觸,通過(guò)熱交換和質(zhì)交換使冷凝液中的低沸點(diǎn)物質(zhì)吸熱而汽化,蒸汽中的高沸點(diǎn)物質(zhì)冷凝放出熱,結(jié)果是分餾柱越高,低沸點(diǎn)物質(zhì)的濃度越來(lái)越高,高沸點(diǎn)物質(zhì)的濃度越來(lái)越低,最后達(dá)到分離的目的。而填充物在柱中起到增加蒸汽與回流液接觸的作用,填充物比表面積越大,越有利于提高分離效率。這樣就可以更充分地進(jìn)行熱交換和質(zhì)交換。影響分餾效率的因素有:理論塔板;回流比
12、;柱的保溫3、何謂韋氏(Vigreux)分餾柱?使用韋氏分餾柱的優(yōu)點(diǎn)是什么? 答:韋氏(Vigreux)分餾柱,又稱刺形分餾柱,它是一根每隔一定距離就有一組向下傾斜的刺狀物,且各組刺狀物間呈螺旋狀排列的分餾管。 使用該分餾柱的優(yōu)點(diǎn)是:儀器裝配簡(jiǎn)單,操作方便,殘留在分餾柱中的液體少。4、進(jìn)行分餾操作時(shí)應(yīng)注意什么? 答:(1)在儀器裝配時(shí)應(yīng)使分餾柱盡可能與桌面垂直,以保證上面冷凝下來(lái)的液體與下面上升的氣體進(jìn)行充分的熱交換和質(zhì)交換,提高分離效果。 (2)根據(jù)分餾液體的沸點(diǎn)范圍,選用合適的熱浴加熱,不要在石棉網(wǎng)上用直接火加熱。用小火加熱熱浴,以便使浴溫緩慢而均勻地上升。(3)液體開(kāi)始沸騰,蒸氣進(jìn)入分餾
13、柱中時(shí),要注意調(diào)節(jié)浴溫,使蒸氣環(huán)緩慢而均勻地沿分餾柱壁上升。若室溫低或液體沸點(diǎn)較高,應(yīng)將分餾柱用石棉繩或玻璃布包裹起來(lái),以減少柱內(nèi)熱量的損失。 (4)當(dāng)蒸氣上升到分餾柱頂部,開(kāi)始有液體餾出時(shí),應(yīng)密切注意調(diào)節(jié)浴溫,控制餾出液的速度為每23秒一滴。如果分餾速度太快,產(chǎn)品純度下降;若速度太慢,會(huì)造成上升的蒸氣時(shí)斷時(shí)續(xù),餾出溫度波動(dòng)。 (5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)規(guī)定的要求,分段集取餾份,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),稱量各段餾份。5、若加熱太快,餾出液12滴s(每秒種的滴數(shù)超過(guò)要求量),用分餾分離兩種液體的能力會(huì)顯著下降,為什么?答:因?yàn)榧訜崽?,餾出速度太快,熱量來(lái)不及交換(易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分),致使水銀球周?chē)旱魏驼魵馕催_(dá)
14、平衡,一部分難揮發(fā)組分也被氣化上升而冷凝,來(lái)不及分離就一道被蒸出,所以分離兩種液體的能力會(huì)顯著下降。6、用分餾柱提純液體時(shí),為了取得較好的分離效果,為什么分餾柱必須保持回流液?答:保持回流液的目的在于讓上升的蒸氣和回流液體,充分進(jìn)行熱交換,促使易揮發(fā)組分上升,難揮發(fā)組分下降,從而達(dá)到徹底分離它們的目的。7、什么叫共沸物?為什么不能用分餾法分離共沸混合物?答:當(dāng)某兩種或三種液體以一定比例混合,可組成具有固定沸點(diǎn)的混合物,將這種混合物加熱至沸騰時(shí),在氣液平衡體系中,氣相組成和液相組成一樣,故不能使用分餾法將其分離出來(lái),只能得到按一定比例組成的混合物,這種混合物稱為共沸混合物或恒沸混合物。8、在分餾
15、時(shí)通常用水浴或油浴加熱,它比直接火加熱有什么優(yōu)點(diǎn)?答:在分餾時(shí)通常用水浴或油浴,使液體受熱均勻,不易產(chǎn)生局部過(guò)熱,這比直接火加熱要好得多。9、當(dāng)丙酮蒸餾完畢時(shí),溫度計(jì)有什么變化?為什么?答:當(dāng)丙酮蒸餾完畢時(shí),由于丙酮蒸汽斷斷續(xù)續(xù)上升,溫度計(jì)水銀球不能被丙酮蒸氣包圍,因此溫度計(jì)出現(xiàn)下降或波動(dòng)。要等到水蒸氣上升,溫度計(jì)才會(huì)上升至穩(wěn)定。思考:含水乙醇為何經(jīng)過(guò)反復(fù)分餾也得不到100%乙醇,為什么?要制取100%乙醇可采用哪些方法?實(shí)驗(yàn)三 重結(jié)晶提純法1、重結(jié)晶的基本原理? 答:固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度隨溫度的變化而改變。通常升高溫度溶解度增大,反之溶解度降低。熱飽和溶液,降低其溫度,溶解度下降,溶液
16、變成過(guò)飽和而析出結(jié)晶。利用溶劑對(duì)被提純化合物及雜質(zhì)的溶解度的不同,以達(dá)到分離純化的目的。2、在重結(jié)晶過(guò)程中,必須注意哪幾點(diǎn)才能使產(chǎn)品的產(chǎn)率高、質(zhì)量好? 答:(1)正確選擇溶劑; (2)溶劑的加入量要適當(dāng); (3)活性炭脫色時(shí),一是加入量要適當(dāng),二是切忌在沸騰時(shí)加入活性炭; (4)吸濾瓶和布氏漏斗必需充分預(yù)熱; (5)濾液應(yīng)自然冷卻,待有晶體析出后再適當(dāng)加快冷速度,以確保晶形完整; (6)最后抽濾時(shí)要盡可能將溶劑除去,并用母液洗滌有殘留產(chǎn)品的燒杯。3、選擇重結(jié)晶用的溶劑時(shí),應(yīng)考慮哪些因素?重結(jié)晶時(shí),溶劑的用量為什么不能過(guò)量太多,也不能過(guò)少?正確的應(yīng)該如何? 答:(1)溶劑不應(yīng)與重結(jié)晶物質(zhì)發(fā)生化學(xué)
17、反應(yīng); (2)重結(jié)晶物質(zhì)在溶劑中的溶解度應(yīng)隨溫度變化,即高溫時(shí)溶解度大,而低溫時(shí)溶解度??; (3)雜質(zhì)在溶劑中的溶解度或者很大,或者很小; (4)溶劑應(yīng)容易與重結(jié)晶物質(zhì)分離; (5)溶劑應(yīng)無(wú)毒,不易燃,價(jià)格合適并有利于回收利用。 重結(jié)晶時(shí),溶劑的用量過(guò)量太多,不能形成熱飽和溶液,冷卻時(shí)析不出結(jié)晶或結(jié)晶太少。過(guò)少,有部分待結(jié)晶的物質(zhì)熱溶時(shí)未溶解,熱過(guò)濾時(shí)和不溶性雜質(zhì)一起留在濾紙上,造成損失??紤]到熱過(guò)濾時(shí),有部分溶劑被蒸發(fā)損失掉,使部分晶體析出留在波紙上或漏斗頸中造成結(jié)晶損失,所以適宜用量是制成熱的飽和溶液后,再多加20左右。 4、重結(jié)晶的目的是什么?怎樣進(jìn)行重結(jié)晶?答:
18、從有機(jī)反應(yīng)中得到的固體產(chǎn)品往往不純,其中夾雜一些副產(chǎn)物、不反應(yīng)的原料及催化劑等。純化這類(lèi)物質(zhì)的有效方法就是選擇合適的溶劑進(jìn)行重結(jié)晶,其目的在于獲得最大回收率的精制品。進(jìn)行重結(jié)晶的一般過(guò)程是: 將待重結(jié)晶的物質(zhì)在溶劑沸點(diǎn)或接近溶劑沸點(diǎn)的溫度下溶解在合適的溶劑中,制成過(guò)飽和溶液。若待重結(jié)晶物質(zhì)的熔點(diǎn)較溶劑的沸點(diǎn)低,則應(yīng)制成在熔點(diǎn)以下的過(guò)飽和溶液。若待重結(jié)晶物質(zhì)含有色雜質(zhì),可加活性碳煮沸脫色。 趁熱過(guò)濾以除去不溶物質(zhì)和活性碳。 冷卻濾液,使晶體從過(guò)飽和溶液中析出,而可溶性雜質(zhì)仍留在溶液里。 減壓過(guò)濾,把晶體從母液中分離出來(lái),洗滌晶體以除去吸附在晶體表面上的母液。5、重結(jié)晶時(shí),如果溶液冷卻后不析出晶體
19、怎么辦? 答:可采用下列方法誘發(fā)結(jié)晶:(1)用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁。(2)用冰水或其它制冷溶液冷卻。(3)投入“晶種”。 6、粗乙酰苯胺進(jìn)行重結(jié)晶操作時(shí),注意哪幾點(diǎn)才能得到產(chǎn)量高、質(zhì)量好的產(chǎn)品? 答:在正確選擇溶劑的前提下,應(yīng)注意以下四點(diǎn):(1)溶解粗乙酰苯胺時(shí),若煮沸時(shí)仍有油珠存在,不可認(rèn)為是雜質(zhì)而拋棄,此乃溶液溫度>83 ,未溶于水,但已融化了乙酰苯胺,因其比重大于水而沉于器底,可補(bǔ)加少量的熱水,直至完全溶解(注意:加水量不可過(guò)多,否則,將影響結(jié)晶的產(chǎn)率)。 (2)脫色時(shí),加入活性炭的量不可太多,否則它會(huì)象吸附雜質(zhì)一樣吸附產(chǎn)物而影響產(chǎn)量。 (3)熱的濾液碰到冷的器壁,很快析出結(jié)晶,但其
20、質(zhì)量往往不好,所以布氏漏斗,吸濾瓶應(yīng)事先預(yù)熱。 (4)靜止等待結(jié)晶時(shí),一定要使濾液慢慢冷卻,以使所得結(jié)晶純凈,一般說(shuō)來(lái),溶液濃度大,冷卻速度快,析出結(jié)晶細(xì),晶體不夠純凈;二是要充分冷卻,用冷水或冰水冷卻容器,以使晶體更好的從母液中析出。7、如何除去液體化合物中的有色雜質(zhì)?如何除去固體化合物中的有色雜質(zhì)?除去固體化合物中的有色雜質(zhì)時(shí)應(yīng)注意什么? 答:除去液體化合物中的有色雜質(zhì),通常采用蒸餾的方法,因?yàn)殡s質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量大,留在殘液中。除去固體化合物中的有色雜質(zhì),通常采用在重結(jié)晶過(guò)程中加入活性炭,有色雜質(zhì)吸附在活性炭上,在熱過(guò)濾一步除去。除去固體化合物中的有色雜質(zhì)應(yīng)注意: (1)加入活性炭要適量,
21、加多會(huì)吸附產(chǎn)物,加少,顏色脫不掉; (2)不能在沸騰或接近沸騰的溫度下加入活性炭,以免暴沸; (3)加入活性炭后應(yīng)煮沸幾分鐘后才能熱過(guò)濾。 8、 減壓過(guò)濾(即:抽濾)的優(yōu)點(diǎn)有:(1) ;(2) ;(3) ; 答:(1)過(guò)濾和洗滌速度快;(2)固體和液體分離的比較完全;(3)濾出的固體容易干燥。9、用水重結(jié)晶乙酰苯胺,在溶解過(guò)程中有無(wú)油狀物出現(xiàn)?這是什么? 答:在溶解過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)油狀物,此油狀物不是雜質(zhì)。乙酰苯胺的熔點(diǎn)為114,但當(dāng)乙酰苯胺用水重結(jié)晶時(shí),往往于83就熔化成液體,這時(shí)在水層有溶解的乙酰苯胺,在熔化的乙酰苯胺層中含有水,故油狀物為未溶于水而已熔化的乙酰苯胺,所以應(yīng)繼續(xù)加入溶
22、劑,直至完全溶解。切不可認(rèn)為是雜質(zhì)而將其拋棄。10、用活性炭脫色為什單要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入?為什么不能在溶液沸騰時(shí)加入? 答:活性炭可吸附有色雜質(zhì)、樹(shù)脂狀物質(zhì)以及均勻分散的物質(zhì)。因?yàn)橛猩s質(zhì)雖可溶于沸騰的溶劑中,但當(dāng)冷卻析出結(jié)晶體時(shí),部分雜質(zhì)又會(huì)被結(jié)晶吸附,使得產(chǎn)物帶色。所以用活性炭脫色要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入,并煮沸510min。要注意活性炭不能加入已沸騰的溶液中,以免溶液暴沸而從容器中沖出。11、使用有機(jī)溶劑重結(jié)晶時(shí),哪些操作容易著火?怎樣才能避免呢? 答:有機(jī)溶劑往往不是易燃就是有一定的毒性,也有兩者兼有的,操作時(shí)要熄滅鄰近的一切明火,最好在通風(fēng)櫥內(nèi)操作。
23、常用三角燒瓶或圓底燒瓶作容器,因?yàn)樗鼈兤靠谳^窄,溶劑不易發(fā),又便于搖動(dòng),促使固體物質(zhì)溶解。若使用的溶劑是低沸點(diǎn)易燃的,嚴(yán)禁在石棉網(wǎng)上直接加熱,必須裝上回流冷凝管,并根據(jù)其沸點(diǎn)的高低,選用熱浴,若固體物質(zhì)在溶劑中溶解速度較慢,需要較長(zhǎng)時(shí)問(wèn),也要裝上回流冷凝管,以免溶劑損失。12、停止抽濾前,如不先拔除橡皮管就關(guān)住水閥(泵)會(huì)有什么問(wèn)題產(chǎn)生? 答:如不先拔除橡皮管就關(guān)水泵,會(huì)發(fā)生水倒吸入抽濾瓶?jī)?nèi),若需要的是濾液?jiǎn)栴}就大了。13、將溶液進(jìn)行熱過(guò)濾時(shí),為什么要盡可能減少溶劑的揮發(fā)?如何減少其揮發(fā)? 答:溶劑揮發(fā)多了,會(huì)有部分晶體熱過(guò)濾時(shí)析出留在濾紙上和漏斗頸中,造成損失,若用有機(jī)溶
24、劑,揮發(fā)多了,造成浪費(fèi),還污染環(huán)境。 為此,過(guò)濾時(shí)漏斗應(yīng)蓋上表面皿(凹面向下),可減少溶劑的揮發(fā)。盛溶液的容器,一般用錐形瓶(水溶液除外),也可減少溶劑的揮發(fā)。 14、在布氏漏斗中用溶劑洗滌固體時(shí)應(yīng)該注意些什么? 答:用重結(jié)晶的同一溶劑進(jìn)行洗滌,用量應(yīng)盡量少,以減少溶解損失。如重結(jié)晶的溶劑的熔點(diǎn)較高,在用原溶劑至少洗滌一次后??捎玫头悬c(diǎn)的溶劑洗滌,使最后的結(jié)晶產(chǎn)物易于干燥,(要注意此溶劑必須能和第一種溶劑互溶而對(duì)晶體是不溶或微溶的)。思考:在活性炭脫色熱抽濾時(shí),若發(fā)現(xiàn)母液中有少量活性炭,試分析可能由哪些原因引起的?應(yīng)如何處理?實(shí)驗(yàn)四 減壓蒸餾1、減壓
25、蒸餾裝置通常由 、 、 、 、 、 、 、 、 和 等組成。 答:克氏蒸餾燒瓶;冷凝管;兩尾或多尾真空接引管;接受器;水銀壓力計(jì);溫度計(jì);毛細(xì)管(副彈簧夾);干燥塔;緩沖瓶;減壓泵。2、減壓蒸餾時(shí),往往使用一毛細(xì)管插入蒸餾燒瓶底部,它能冒出 A ,成為液體的 B ,同時(shí)又起到攪拌作用,防止液體C。 答:A::氣泡; B:沸騰中心; C:暴沸。3、減壓蒸餾操作中使用磨口儀器,應(yīng)該將A部位仔細(xì)涂油;操作時(shí)必須先B后才能進(jìn)行 C蒸餾,不允許邊D邊E;在蒸餾結(jié)束以后應(yīng)該先停止 F,再使G,然后才能H。 答:A:磨口;B:調(diào)好壓力;C:加熱;D:調(diào)整壓力;E:加熱; F:加熱;G
26、:系統(tǒng)與大氣相同;H:停泵。4、在減壓蒸餾裝置中,氫氧化鈉塔用來(lái)吸收 A 和 B ,活性炭塔和塊狀石蠟用來(lái)吸收 C , 氯化鈣塔用來(lái)吸收 D 。 答:A:酸性氣體;B :水;C:有機(jī)氣體;D:水。 5、減壓蒸餾操作前,需估計(jì)在一定壓力下蒸餾物的 A ,或在一定溫度下蒸餾所需要的 B 。 答:A:沸點(diǎn);B:真空度。6、減壓蒸餾前,應(yīng)該將混合物中的 A 在常壓下首先 B 除去,防止大量 C 進(jìn)入吸收塔,甚至進(jìn)入 D ,降低 E 的效率。 答:A:低沸點(diǎn)的物質(zhì); B:蒸餾; C:有機(jī)蒸汽;D:泵油; E:油泵。7、何謂減壓蒸餾?適用于什么體系?減壓蒸餾裝置由哪些儀器、設(shè)備組成
27、,各起什么作用? 答:在低于大氣壓力下進(jìn)行的蒸餾稱為減壓蒸餾。減壓蒸餾是分離提純高沸點(diǎn)有機(jī)化合物的一種重要方法,特別適用于在常壓下蒸餾未達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)即受熱分解、氧化或聚合的物質(zhì)。減壓蒸餾裝置由四部分組成:蒸餾部分:主要儀器有蒸餾燒瓶,克氏蒸餾頭,毛細(xì)管,溫度計(jì),直形冷凝管,多頭接引管,接受器等,起分離作用。抽提部分:可用水泵或油泵,起產(chǎn)生低壓作用。油泵保護(hù)部分:有冷卻阱,有機(jī)蒸氣吸收塔,酸性蒸氣吸收塔,水蒸氣吸收塔,起保護(hù)油泵正常工作作用。測(cè)壓部分:主要是壓力計(jì),可以是水銀壓力計(jì)或真空計(jì)量表,起測(cè)量系統(tǒng)壓力的作用。 8、減壓蒸餾中毛細(xì)管的作用是什么?能否用沸石代替毛細(xì)管?如不用導(dǎo)氣毛細(xì)管, 用什
28、么方法可以代替?該替代辦法除起到毛細(xì)管的作用外,還有什么優(yōu)點(diǎn)? 答:減壓蒸餾時(shí),空氣由毛細(xì)管進(jìn)入燒瓶,冒出小氣泡,成為液體沸騰時(shí)的氣化中心,這樣不僅可以使液體平穩(wěn)沸騰,防止暴沸,同時(shí)又起一定的攪拌作用。 不能用沸石代替毛細(xì)管。如果不用毛細(xì)管,可以采用在磁力攪拌下減壓蒸餾。優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):不能提供惰性氣體保護(hù)。見(jiàn)下圖:9、在怎樣的情況下才用減壓蒸餾?答:沸點(diǎn)高的物質(zhì)以及在普通蒸餾時(shí)還沒(méi)達(dá)到沸點(diǎn)溫度就已分解,氧化或聚合的物質(zhì)才用減次蒸餾。10、使用油泵減壓時(shí),實(shí)有哪些吸收和保護(hù)裝置?其作用是什么?答:油泵的結(jié)構(gòu)較精密,工作條件要求較嚴(yán),蒸餾時(shí)如有揮發(fā)性的有機(jī)溶劑、水、酸蒸氣都會(huì)損壞泵和改變真
29、空度。所以要有吸收和保護(hù)裝置。主要有:(1)冷阱:使低沸點(diǎn)(易揮發(fā))物質(zhì)冷凝下來(lái)不致進(jìn)入真空泵。(2)無(wú)水CaCl2干燥塔,吸收水汽。(3)粒狀氫氧化鈉塔,吸收酸性氣體。(4)切片石臘:吸收烴類(lèi)物質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)五 水蒸氣蒸餾1、水蒸氣蒸餾是用來(lái)分離和提純有機(jī)化合物的重要方法之一,常用于下列情況:(1)混合物中含有大量的 ;(2)混合物中含有 物質(zhì);(3)在常壓下蒸餾會(huì)發(fā)生 的 有機(jī)物質(zhì)。 答:(1)固體;(2)焦油狀物質(zhì);(3)氧化分解;高沸點(diǎn)。2、什么情況下用水蒸氣蒸餾?用水蒸氣蒸餾的物質(zhì)應(yīng)具備什么條件? 答:下列情況可采用水蒸氣蒸餾: (1)混合物中含有大量的固體,通常的蒸餾、過(guò)濾
30、、萃取等方法都不適用。(2)混合物中含有焦油狀物質(zhì),采用通常的蒸餾、萃取等方法都不適用。 (3)在常壓下蒸餾會(huì)發(fā)生分解的高沸點(diǎn)有機(jī)物質(zhì)。用水蒸氣蒸餾的物質(zhì)應(yīng)具備下列條件: (1)隨水蒸氣蒸出的物質(zhì)應(yīng)不溶或難溶于水,且在沸騰下與水長(zhǎng)時(shí)間共存而不起化學(xué)變化。 (2)隨水蒸氣蒸出的物質(zhì),應(yīng)在比該物質(zhì)的沸點(diǎn)低得多的溫度,而且比水的沸點(diǎn)還要低得多的溫度下即可蒸出。 3、怎樣正確進(jìn)行水蒸汽蒸餾操作? 答:在進(jìn)行水蒸氣蒸餾之前,應(yīng)認(rèn)真檢查水蒸氣蒸餾裝置是否嚴(yán)密。 開(kāi)始蒸餾時(shí),應(yīng)將T形管的止水夾打開(kāi),待有蒸氣溢出時(shí)再旋緊夾子,使水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶中,并調(diào)整加熱速度,以餾出速度23滴/秒為宜。 操作中要隨時(shí)注意
31、安全管中的水柱是否有異?,F(xiàn)象發(fā)生,若有,應(yīng)立即打開(kāi)夾子,停止加熱,找出原因,排除故障后方可繼續(xù)加熱。4、怎樣判斷水蒸汽蒸餾操作是否結(jié)束?如何停止操作,為什么? 答:當(dāng)流出液澄清透明不再含有有機(jī)物質(zhì)的油滴時(shí),即可斷定水蒸汽蒸餾結(jié)束(也可用盛有少量清水的錐形瓶或燒杯來(lái)檢查是否有油珠存在)。在停止操作后,應(yīng)先旋開(kāi)T形管的螺旋夾,再停止水蒸氣發(fā)生器的加熱,以免發(fā)生蒸餾燒瓶?jī)?nèi)殘存液向水蒸氣發(fā)生器發(fā)生倒灌的現(xiàn)象。5、水蒸氣蒸餾裝置主要由幾大部分組成? 答:水蒸氣蒸餾裝置主要由水蒸氣發(fā)生器、三頸瓶和冷凝管三部分組成。6、水蒸氣發(fā)生器中的安全管的作用是什么?答:安全管主要起壓力指示計(jì)的作用,通過(guò)觀察管中水柱高
32、度判斷水蒸氣的壓力;同時(shí)有安全閥的作用,當(dāng)水蒸氣蒸餾系統(tǒng)堵塞時(shí),水蒸氣壓力急劇升高,水就可從安全管的上口沖出,使系統(tǒng)壓力下降,保護(hù)了玻璃儀器免受破裂。 思考:安全管和T型管各起些什么作用?以,為什么?第三部分 有機(jī)化合物的制備實(shí)驗(yàn)一 乙酸乙酯的制備1、在合成液體有機(jī)化合物時(shí),常常在反應(yīng)液中加幾粒沸石是為什么? 答:沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣流泡,這一流泡以及隨之而生的湍動(dòng)能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止液體過(guò)熱而產(chǎn)生暴沸。 2、何謂酯化反應(yīng)?有哪些物質(zhì)可以作為酯化反應(yīng)的催化劑? 答:羧酸和醇在少量酸催化作用下生成酯的反
33、應(yīng),稱為酯化反應(yīng)。常用的酸催化劑有:濃硫酸,磷酸等質(zhì)子酸,也可用固體超強(qiáng)酸及沸石分子篩等。3、有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,什么時(shí)候用蒸出反應(yīng)裝置?蒸出反應(yīng)裝置有哪些形式? 答:在有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,有兩種情況使用蒸出反應(yīng)裝置: 一種情況是反應(yīng)是可逆平衡的,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,常用蒸出裝置隨時(shí)將產(chǎn)物蒸出,使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 另一種情況是反應(yīng)產(chǎn)物在反應(yīng)條件下很容易進(jìn)行二次反應(yīng),需及時(shí)將產(chǎn)物從反應(yīng)體系中分離出來(lái),以保持較高的產(chǎn)率。 蒸出反應(yīng)裝置有三種形式:蒸餾裝置、分餾裝置和回流分水裝置。 4、有機(jī)實(shí)驗(yàn)中有哪些常用的冷卻介質(zhì)?應(yīng)用范圍如何? 答:有機(jī)實(shí)驗(yàn)中常用的冷卻介質(zhì)有:自來(lái)水,冰-水,冰-鹽-水等,分別可將被冷卻物冷
34、卻至室溫,室溫以下及0以下。5、用羧酸和醇制備酯的合成實(shí)驗(yàn)中,為了提高酯的收率和縮短反應(yīng)時(shí)間,應(yīng)采取哪些主要措施? 答:(1)提高反應(yīng)物之一的用量;(2)減少生成物的量(移去水或酯);(3)催化劑濃硫酸的用量要適當(dāng)(太少,反應(yīng)速度慢,太多,會(huì)使副產(chǎn)物增多);6、根據(jù)你做過(guò)的實(shí)驗(yàn),總結(jié)一下在什么情況下需用飽和食鹽水洗滌有機(jī)液體?答:當(dāng)被洗滌液體的相對(duì)密度與水接近且小于水時(shí),用飽和食鹽水洗滌,有利于分層。有機(jī)物與水易形成乳濁液時(shí),用飽和食鹽水洗滌,可以破壞乳濁液形成。被洗滌的有機(jī)物在水中的溶解度大,用飽和食鹽水洗滌可以降低有機(jī)物在水層中的溶解度,減少洗滌時(shí)的損失。 7、有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,什么時(shí)候利用回流
35、反應(yīng)裝置?怎樣操作回流反應(yīng)裝置? 答:有兩種情況需要使用回流反應(yīng)裝置: 是反應(yīng)為強(qiáng)放熱的、物料的沸點(diǎn)又低,用回流裝置將氣化的物料冷凝回到反應(yīng)體系中。 是反應(yīng)很難進(jìn)行,需要長(zhǎng)時(shí)間在較高的溫度下反應(yīng),需用回流裝置保持反應(yīng)物料在沸騰溫度下進(jìn)行反應(yīng)。 回流反應(yīng)裝置通常用球形冷凝管作回流冷凝管。進(jìn)行回流反應(yīng)操作應(yīng)注意: 根據(jù)反應(yīng)物的理化性質(zhì)選擇合適的加熱方式,如水浴、油浴或石棉網(wǎng)直接加熱。 不要忘記加沸石。 控制回流速度,一般以上升的氣環(huán)不超過(guò)冷凝管的1/3(即球形冷凝管的第一個(gè)球)。過(guò)高,蒸氣不易全部冷凝回到反應(yīng)燒瓶中;過(guò)低,反應(yīng)燒瓶中的溫度不能達(dá)到較高值。8、液體有機(jī)物干燥前,應(yīng)將被干燥液體中的 盡
36、可能 ,不應(yīng)見(jiàn)到有 。 答:水份;分離凈;水層。9、乙酸乙酯中含有()雜質(zhì)時(shí),可用簡(jiǎn)單蒸餾的方法提純乙酸乙酯。(A)丁醇 (B)有色有機(jī)雜質(zhì) (C)乙酸 (D)水. 答:B。思考:本次實(shí)驗(yàn)中一共排放了多少?gòu)U水與廢渣,你有什么治理方案?實(shí)驗(yàn)二 1-溴丁烷的制備1、在正溴丁烷制備實(shí)驗(yàn)中,硫酸濃度太高或太低會(huì)帶來(lái)什么結(jié)果?答:硫酸濃度太高:會(huì)使NaBr氧化成Br2,而B(niǎo)r2不是親核試劑。2 NaBr + 3 H2SO4(濃) Br2 + SO2 + 2 H2O +2NaHSO4 加熱回流時(shí)可能有大量HBr氣體從冷凝管頂端逸出形成酸霧。硫酸濃度太低:生成的HBr量不足,使反應(yīng)難以
37、進(jìn)行。 2、什么時(shí)候用氣體吸收裝置?如何選擇吸收劑? 答:反應(yīng)中生成的有毒和刺激性氣體(如鹵化氫、二氧化硫)或反應(yīng)時(shí)通入反應(yīng)體系而沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化的有毒氣體(如氯氣),進(jìn)入空氣中會(huì)污染環(huán)境,此時(shí)要用氣體吸收裝置吸收有害氣體。 選擇吸收劑要根據(jù)被吸收氣體的物理、化學(xué)性質(zhì)來(lái)決定。可以用物理吸收劑,如用水吸收鹵化氫;也可以用化學(xué)吸收劑,如用氫氧化鈉溶液吸收氯和其它酸性氣體。3、在正溴丁烷的合成實(shí)驗(yàn)中,蒸餾出的餾出液中正溴丁烷通常應(yīng)在下層,但有時(shí)可能出現(xiàn)在上層,為什么?若遇此現(xiàn)象如何處理? 答:若未反應(yīng)的正丁醇較多,或因蒸鎦過(guò)久而蒸出一些氫溴酸恒沸液,則液層的相對(duì)密度發(fā)生變化,正溴丁烷就可能懸浮或變?yōu)樯蠈?/p>
38、。遇此現(xiàn)象可加清水稀釋?zhuān)褂蛯?正溴丁烷)下沉。 4、用分液漏斗洗滌產(chǎn)物時(shí),正溴丁烷時(shí)而在上層,時(shí)而在下層,若不知道產(chǎn)物的密度,可用什么簡(jiǎn)便的方法加以判斷?答:在分液漏斗中加入一些水,體積增大的那一層是水層,另一層是有機(jī)層。5、最后蒸餾得到的產(chǎn)物1-溴丁烷有時(shí)不是無(wú)色透明的,而是渾濁的,這是為什么?如何處理?答:這是因?yàn)橛兴?。如果遇到這種情況,則應(yīng)重新用無(wú)水氯化鈣干燥,然后重新蒸餾。 思考:1、加料時(shí),如不按實(shí)驗(yàn)操作中的加料順序,如先使溴化鈉與濃硫酸混合然后再加正丁醇和水,將會(huì)出現(xiàn)何現(xiàn)象?2、從反應(yīng)混合物中分離出粗產(chǎn)品正溴丁烷時(shí),為什么用蒸餾的方法,而不直接用分液漏斗分離?3、本次實(shí)驗(yàn)中一共排
39、放了多少?gòu)U水與廢渣,你有什么治理方案?4、為什么蒸餾正溴丁烷之后殘余物應(yīng)趁熱倒出?實(shí)驗(yàn)室如何處理處理殘余物?實(shí)驗(yàn)三 乙酸正丁酯的制備1、在乙酸正丁酯的制備實(shí)驗(yàn)中,粗產(chǎn)品中除乙酸正丁酯外,還有哪些副產(chǎn)物?怎樣減少副產(chǎn)物的生成?答:主要副產(chǎn)物有:1丁烯和正丁醚。方法有:回流時(shí)要用小火加熱,保持微沸狀態(tài),以減少副反應(yīng)的發(fā)生。2、乙酸正丁酯的合成實(shí)驗(yàn)是根據(jù)什么原理來(lái)提高產(chǎn)品產(chǎn)量的?答:該反應(yīng)是可逆的。本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)正丁酯與水形成恒沸蒸餾的方法,在回流反應(yīng)裝置中加一分水器,以不斷除去酯化反應(yīng)生成的水,來(lái)打破平衡,使反應(yīng)向生成酯的方向進(jìn)行,從而達(dá)到提高乙酸正丁酯產(chǎn)率之目的。本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)正丁酯與水形成恒沸蒸餾
40、的方法,在回流反應(yīng)裝置中加一分水器,以不斷除去酯化反應(yīng)生成的水,來(lái)打破平衡,使反應(yīng)向生成酯的方向進(jìn)行,從而達(dá)到提高乙酸正丁酯產(chǎn)率之目的。4、對(duì)乙酸正丁酯的粗產(chǎn)品進(jìn)行水洗和堿洗的目的是什么?答:(1)水洗的目的是除去水溶性雜質(zhì),如未反應(yīng)的醇,過(guò)量堿及副產(chǎn)物少量的醛等。 (2)堿洗的目的是除去酸性雜質(zhì),如未反應(yīng)的醋酸,硫酸,亞硫酸甚至副產(chǎn)物丁酸。5、在合成反應(yīng)中,有些可逆反應(yīng)生成水,為了提高轉(zhuǎn)化率,常用帶水劑把水從反應(yīng)體系中分出來(lái),什么物質(zhì)可作為帶水劑?答:可作帶水劑的物質(zhì)必需與水有最低共沸點(diǎn),且在水中的溶解度很小,它可以是反應(yīng)物或產(chǎn)物,例如:環(huán)已烯合成是利用產(chǎn)物與水形成共沸物;乙酸異戊酯合成中,
41、反應(yīng)初期利用原料異戊醇與水形成二元共沸物或原料、產(chǎn)物和水形成三元共沸物,并用分水器分水,同時(shí)將原料送回反應(yīng)體系,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,原料減少,則利用產(chǎn)物乙酸異戊酯與水形成二元共沸物。帶水劑也可以是外加的第三組分,但第三組分必需是對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物不起反應(yīng)的物質(zhì),通常加入的第三組分有苯,環(huán)已烷,氯仿,四氯化碳等。6、在乙酸正丁酯的精制過(guò)程中,如果最后蒸餾時(shí)前餾分多,其原因是什么? 答:原因可能是: (1)酯化反應(yīng)不完全,經(jīng)洗滌后仍有少量的正丁醇等雜質(zhì)留在產(chǎn)物中。 (2)干燥不徹底,產(chǎn)物中仍有微量水分。酯、正丁醇和水能形成二元或三元恒沸物,因而前餾分較多。 7、如果最后蒸餾時(shí)得到的是乙酸正丁酯混濁液,什么
42、原因? 答:蒸餾系統(tǒng)所用儀器或粗產(chǎn)品干燥不徹底,使產(chǎn)品中混有微量的水分,該水分以乳濁液的形式存在于乙酸正丁酯中,因而使乙酸正丁酯混濁。8、精制乙酸正丁酯的最后一步精餾,所用儀器為什么均需干燥? 答:如果粗制品的最后一步蒸餾所用的儀器不干燥或干燥不徹底,則蒸出的產(chǎn)品將混有水份,導(dǎo)致產(chǎn)品不純、渾濁。9、用MgSO4干燥粗乙酸正丁酯,如何掌握干燥劑的用量? 答:干燥劑的用量可視粗產(chǎn)品的多少和混濁程度而定,用量過(guò)多,由于MgSO4干燥劑的表面吸附,會(huì)使乙酸正丁酯有損失;用量過(guò)少,則MgSO4便會(huì)溶解在所吸附的水中,一般干燥劑用量以搖動(dòng)錐形瓶時(shí),干燥劑可在瓶底自由移動(dòng),一段時(shí)間后溶液澄清為宜。 10、在
43、合成反應(yīng)中,有些可逆反應(yīng)生成水,為了提高轉(zhuǎn)化率,常用帶水劑把水從反應(yīng)體系中分出來(lái),什么物質(zhì)可作為帶水劑?答:可作帶水劑的物質(zhì)必需與水有最低共沸點(diǎn),且在水中的溶解度很小,它可以是反應(yīng)物或產(chǎn)物,例如:環(huán)已烯合成是利用產(chǎn)物與水形成共沸物;乙酸異戊酯合成中,反應(yīng)初期利用原料異戊醇與水形成二元共沸物或原料,產(chǎn)物和水形成三元共沸物,并用分水器分水,同時(shí)將原料送回反應(yīng)體系,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,原料減少,則利用產(chǎn)物乙酸異戊酯與水形成二元共沸物。帶水劑也可以是外加的第三組分,但第三組分必需是對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物不起反應(yīng)的物質(zhì),通常加入的第三組分有苯、環(huán)已烷、氯仿、四氯化碳等。思考:在提純粗產(chǎn)品的過(guò)程中,用碳酸鈉溶液洗滌主
44、要除去哪些雜質(zhì)?若改用NaOH溶液是否可思考題實(shí)驗(yàn)一 常壓蒸餾及沸點(diǎn)的測(cè)定1、解:當(dāng)液體混合物受熱時(shí),其蒸汽壓隨之升高。當(dāng)與外界大氣壓相等時(shí),液體變?yōu)檎羝?,再通過(guò)冷凝使蒸汽變?yōu)橐后w的兩個(gè)聯(lián)合操作的過(guò)程叫蒸餾。從安全和效果方面考慮,蒸餾實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意如下幾點(diǎn)。待蒸餾液的體積約占蒸餾燒瓶體積的1/32/3。沸石應(yīng)在液體未加熱前加入。液體接近沸騰溫度時(shí),不能加入沸石,要待液體冷卻后才能加入,用過(guò)的沸石不能再用。待蒸餾液的沸點(diǎn)如在140以下,可以選用直形冷凝管,若在140以上,則要選用空氣冷凝管。蒸餾低沸點(diǎn)易燃液體時(shí),不能明火加熱,應(yīng)改用水浴加熱。蒸餾燒瓶不能蒸干,以防意外。2、解:(1)溫度控制不
45、好,蒸出速度太快,此時(shí)溫度計(jì)的顯示會(huì)超過(guò)79,同時(shí)餾液中將會(huì)含有高沸點(diǎn)液體有機(jī)物而至產(chǎn)品不純,達(dá)不到蒸餾的目的。(2)如果溫度計(jì)水銀球位于支管口之上,蒸氣還未達(dá)到溫度計(jì)水銀球就已從支管流出,測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),將使數(shù)值偏低。若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份,則按此溫度計(jì)位置收集的餾份比規(guī)定的溫度偏高,并且將有少量的餾份誤作前餾份而損失,使收集量偏少。 如果溫度計(jì)的水銀球位于支管口之下,測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍收集餾份時(shí),則按此溫度計(jì)位置收集的餾份比要求的溫度偏低,并且將有少量的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。3、解:(1)沸石的作用:沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣泡
46、流,這一氣泡流以及隨之而產(chǎn)生的湍動(dòng),能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止了液體因過(guò)熱而產(chǎn)生的暴沸。簡(jiǎn)而言之,是為了防止暴沸! (2)如果加熱后才發(fā)現(xiàn)沒(méi)加沸石,應(yīng)立即停止加熱,待液體冷卻后再補(bǔ)加,切忌在加熱過(guò)程中補(bǔ)加,否則會(huì)引起劇烈的暴沸,甚至使部分液體沖出瓶外而引起著火。4、解:中途停止蒸餾,再重新開(kāi)始蒸餾時(shí),因液體已被吸入沸石的空隙中,再加熱已不能產(chǎn)生細(xì)小的空氣流而失效,必須重新補(bǔ)加沸石。5、解:應(yīng)立即停止加熱。(1)冷卻后補(bǔ)加新的沸石。用過(guò)的沸石一般不能再繼續(xù)使用,因?yàn)樗奈⒖字幸殉錆M或留有雜質(zhì),孔徑變小或堵塞,不能再起助沸作用。(2)如有餾液蒸出來(lái),
47、則須等到冷凝管冷卻后再通水。因?yàn)槔淠荏E冷會(huì)爆裂。實(shí)驗(yàn)二 分餾1、解:蒸餾可用于沸點(diǎn)相差較大或分離要求不高的液體混合物的分離。分餾主要用于相差較小或分離要求較高的液體混合物的分離。兩者在原理上是相同的,分餾相當(dāng)于多次蒸餾。除了應(yīng)用范圍不同外,它們的裝置也不同,分餾裝置比蒸餾裝置多了一個(gè)分餾柱。它們?cè)诓僮魃橡s出速度也不同,蒸餾操作餾出速度尾12滴/s,而分餾餾出速度為1滴/(23)s。2、解:不可以。如果把分餾柱頂上溫度計(jì)的水銀柱的位置向下插些,這樣測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份時(shí),則按此溫度計(jì)位置集取的餾份比要求的溫度偏低,并且將有少量的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。
48、;3、解:加熱過(guò)快,餾液滴數(shù)增加,使得上升的蒸汽來(lái)不及熱交換就直接進(jìn)入冷凝管,所以分離能力會(huì)下降。4、解:這樣可以保證上面冷凝下來(lái)的液體與下面上升的氣體進(jìn)行充分的熱交換和質(zhì)交換,提高分離效果。5、解:填充物在柱中起到增加蒸汽與回流液接觸的作用,填充物比表面積越大,越有利于提高分離效率。所以有填充物的柱比不裝填料的效率高。實(shí)驗(yàn)三 重結(jié)晶1、解:一般包括:(1)選擇適宜溶劑,目的在于獲得最大回收率的精制品。(2)制成熱的飽和溶液。目的是脫色。(2)熱過(guò)濾,目的是為了除去不溶性雜質(zhì)(包括活性炭)。(3)晶體的析出,目的是為了形成整齊的晶體。(4)晶體的收集和洗滌,除去易溶的雜質(zhì),除去存在于晶體表面的母液。(4)晶體的干燥,除去附著于晶體表面的母液和溶劑。2、解:控制溶劑用量,利于配制飽和溶液。3、解:應(yīng)注意:(1)加入活性炭要適量,加多會(huì)吸附產(chǎn)物,加少,顏色脫不掉;用量為固體重量的15%為合適。(2)不能在沸騰或接近沸騰的溫度下加入活性炭,以免暴沸;(3)加入活性炭后應(yīng)煮沸幾分鐘后才能熱過(guò)濾。4、解:如果濾紙大于漏斗瓷孔面時(shí),濾紙將會(huì)折邊,那樣濾液在抽濾時(shí)將會(huì)自濾紙邊沿吸入瓶中,而造成晶體損失。所以不能大,只要蓋住瓷孔即可。5、解:與第一次析出的晶體相比,純度下降。因?yàn)槟敢褐须s質(zhì)的濃度會(huì)更高,所以結(jié)晶產(chǎn)品中雜質(zhì)含量也相對(duì)較高。6、解:注意:(1)邊加熱邊趁熱過(guò)濾。要
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