蘇州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院課程教案

1、蘇州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院課程教案實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)鄰硝基苯胺和對(duì)硝基苯胺的制備二教學(xué)目標(biāo)穩(wěn)固薄層層析，掌握水蒸氣蒸餾及柱層析別離的操作技能。教學(xué)重點(diǎn)水蒸氣蒸餾及柱層析別離的原理和操作技術(shù)。教學(xué)難點(diǎn)水蒸氣蒸餾及柱層析別離的原理、應(yīng)用和操作技術(shù)。教學(xué)方法討論法，演示法，講述法教學(xué)過(guò)程引言【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】鄰硝基苯胺和對(duì)硝基苯胺的制備二【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹糠€(wěn)固薄層層析，掌握水蒸氣蒸餾及柱層析別離的操作技能講述【實(shí)驗(yàn)理論：水蒸氣蒸餾】?水蒸氣蒸餾：有機(jī)物與水一起共熱，當(dāng)體系總的蒸氣壓等于大氣壓力時(shí)，體系沸騰，此 時(shí)，有機(jī)物在低于100 C的溫度下隨蒸氣一起蒸出來(lái)，這樣的操作叫做水蒸氣蒸餾。?水蒸氣蒸餾的用途及適用場(chǎng)合：水蒸氣蒸餾

2、是用來(lái)別離和提純液態(tài)或固態(tài)有機(jī)化合物的一種方法，常用于以下場(chǎng)合：1某些沸點(diǎn)高的有機(jī)化合物，在常壓蒸餾雖可與副產(chǎn)品別離，但易將其破壞。2 混合物中含有大量樹(shù)枝狀雜質(zhì)或不揮發(fā)性雜質(zhì)，采用蒸餾、萃取等方法都難于別離；3從較多固體反響物中別離出被吸附的液體。?被提純物質(zhì)必須具備以下幾個(gè)條件：1不溶或難溶于水；2共沸騰下與水不發(fā)生化學(xué)反響；3 在100 C左右時(shí)，必須具有一定的蒸氣壓至少666.5 1333 Pa5 10 mmHg演示【實(shí)驗(yàn)裝置圖】水蒸氣蒸餾裝置包括：水蒸氣發(fā)生器、蒸餾局部、冷凝局部和接受器四個(gè)局部。1 水蒸氣發(fā)生器中用一根玻璃管作為平安管，通過(guò)其中水面的上下可判斷整個(gè)水蒸氣蒸餾系統(tǒng)是否

3、通暢。假設(shè)平安管水位快速升高， 那么說(shuō)明系統(tǒng)阻塞，應(yīng)立即松開(kāi)彈簧夾1，移去熱源, 拆下裝置進(jìn)行檢查、處理。2.玻璃三通T型管用來(lái)除去水蒸氣中冷凝下來(lái)的水，和T型管相連的左、右水蒸氣流通管盡可能短些，以減少水蒸氣的冷凝。3導(dǎo)氣管要盡可能接近蒸餾瓶底部，與樣品充分接觸。平安管講述【操作要點(diǎn)】在水蒸氣發(fā)生瓶中，參加約占容器3/4的熱水。待檢查整個(gè)裝置不漏氣后，松開(kāi)T型管的彈簧夾，加熱至沸騰，當(dāng)有大量水蒸氣從T型管的支管沖出時(shí)，立即上緊彈簧夾1，水蒸氣進(jìn)入蒸餾局部，開(kāi)始蒸餾。此時(shí)可以預(yù)熱盛有樣品的蒸餾瓶，注意不能使瓶?jī)?nèi)液體暴 沸，以免發(fā)生意外；也要留神蒸干，保持反響瓶中水位1/3瓶左右；蒸餾速度控制約

4、2-3滴/秒。蒸餾過(guò)程中要時(shí)刻關(guān)注平安管中的水位。當(dāng)餾出液無(wú)明顯油珠時(shí)，便可停止蒸餾。此 時(shí)先松開(kāi)彈簧夾，然后移開(kāi)熱源，防止倒吸。講述【實(shí)驗(yàn)步驟】?鄰、對(duì)硝基苯胺的別離將制得的鄰、對(duì)硝基苯胺混合物0.5 g放在100 mL圓底燒瓶中，參加 50 mL熱水進(jìn)行水蒸氣蒸餾2。先蒸出100 mL餾出液，收集在一只錐形瓶中，繼續(xù)蒸出150-200 mL餾出液3，至沒(méi)有油滴餾出，餾分顏色很淡可結(jié)束。用20 mL CH 2CI2分兩次對(duì) 含較多產(chǎn)品的餾出液進(jìn)行萃取，分出有機(jī)層，用無(wú)水硫酸鎂枯燥，然后水浴蒸餾至燒瓶中剩余3-5 mL5液體，將其倒入結(jié)晶皿中，待溶劑揮發(fā)6后即有橙黃色結(jié)晶析出，此為鄰硝基苯胺。

5、水蒸氣蒸餾結(jié)束后，圓底燒瓶中剩余的溶液在冷卻過(guò)程中即有粗對(duì)硝基苯胺析出，抽濾，洗滌，烘干，稱(chēng)量。?鄰、對(duì)硝基苯胺的薄層層析取少量樣品溶于1 mL展開(kāi)劑中，以5?3的石油醚-丙酮為展開(kāi)劑進(jìn)行薄層分析，在薄板上可得兩個(gè)點(diǎn)，分別測(cè)定它們的Rf值8。3個(gè)樣品進(jìn)行比對(duì)，分別是約0.05 g鄰、對(duì)硝基苯胺混合物水解產(chǎn)物，水蒸氣蒸餾的產(chǎn)品餾出物和粗對(duì)硝基苯胺水蒸氣蒸餾殘液中的晶體。講述【實(shí)驗(yàn)理論：柱色譜 Column Chromatography 簡(jiǎn)介】【柱色譜的原理】液體樣品從柱頂參加，流經(jīng)吸附柱時(shí)，即被吸附在柱中固定相吸附劑的上端，然后從柱頂參加流動(dòng)相洗脫劑淋洗，由于固定相對(duì)各組分吸附能力不同，以不同速

6、度沿柱下移，吸附能力弱的組分隨洗脫劑首先流出，吸附能力強(qiáng)的組分后流出，分段接收，以此到達(dá)別離、提純的目的。【柱色譜的一般過(guò)程】1. 選擇吸附劑：常用的吸附劑：氧化鋁，硅膠，氧化鎂，碳酸鈣，活性炭等選擇規(guī)那么：吸附劑必須與被吸附物質(zhì)和展開(kāi)劑無(wú)化學(xué)作用；吸附劑的顆粒大小要適中；可以根據(jù)被提純物質(zhì)的酸、堿性選擇適宜的吸附劑?；衔锏奈侥芰εc分子極性的關(guān)系：分子極性越強(qiáng)或分子中所含極性較大的基團(tuán)其吸附能力也較強(qiáng)。極性基團(tuán)的吸附能力排序如下： _ zCI-, Br-, I- C、 -OCH 3 -CO2R 、C = O -CHO -SH -NH 2 -OH -CO 2H2. 選洗脫劑：根據(jù)被別離物各組

7、分的極性和溶解度選擇相應(yīng)極性的溶劑，當(dāng)單一溶劑無(wú)法很好洗脫時(shí)，可考慮選擇混合溶劑。溶劑的洗脫能力按遞增次序排列如下：己烷石油醚、四氯化碳、甲苯、苯、二氯甲烷、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、丙醇、乙醇、甲醇、水。3. 裝柱：色譜柱的大小應(yīng)視處理量而定，柱長(zhǎng)與直徑之比，一般為10:1 20:1。固定相用量與別離物質(zhì)用量比約為 50:1 100:1。裝柱的方法分濕法和干法兩種，無(wú)論哪一種，裝柱的過(guò)程中都要嚴(yán)格排除空氣，吸附劑不能有裂縫。上樣前必須使吸附劑在洗脫劑的流動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行沉降至高度不變?yōu)橹?，此為壓柱?上樣：將要?jiǎng)e離的混合物用適當(dāng)?shù)娜軇┤芙夂?用滴管沿柱壁慢慢參加吸附劑外表。5.淋洗別離：當(dāng)被別

8、離物的溶液面降至吸附劑外表時(shí)，立即參加洗脫劑進(jìn)行淋洗，此時(shí)可以配合薄層層析來(lái)確定各組分的別離情況。講述 【實(shí)驗(yàn)步驟】? 對(duì)硝基苯胺的柱層析提純 9裝柱：選擇一根層析柱， 關(guān)閉活塞，參加 5 mL CH 2Cl 2，翻開(kāi)活塞控制流出速度1 d/s10；從柱頂參加活性氧化鋁15 g,邊加邊輕敲層析柱，使填裝緊密、均勻，且氧化鋁頂端水平；參加剩余洗脫劑，壓柱。制樣：取約0.05 g粗品溶于1 mL CH2CI2中11。當(dāng)洗脫劑CH 2CI2的液面剛好降至氧化鋁上端外表時(shí)12，迅速用滴管沿柱壁滴加上述配好的樣品溶液。當(dāng)樣品溶液面再次降至氧化鋁外表時(shí)12，用滴管沿柱壁參加 CH 2CI2淋洗。可觀察到色

9、帶的形成和別離。講述 【注釋】1 謹(jǐn)防蒸汽燙傷！2 濾紙和外表皿上沾著的樣品可留作薄層層析用； 水蒸氣發(fā)生器用煤氣燈加熱, 樣品蒸餾器用酒精燈加熱,注意樣品應(yīng)裝在哪一個(gè)燒瓶里！3 目的是盡量除盡鄰位體,確保別離效果。4 萃取顏色較深的餾出液,大局部同學(xué)是前一瓶。分液靜置一定要充分。5 用 70-80 oC 水浴蒸餾,留 3-5 mL 便于轉(zhuǎn)移。6 放在通風(fēng)櫥里進(jìn)行揮發(fā),得到的晶體可作為純樣品進(jìn)行薄層層析。7 當(dāng)水蒸氣蒸餾接近尾聲時(shí),停止通入水蒸氣,只加熱蒸餾瓶中溶液并濃縮至體積約80 mL。將殘液趁熱倒入小燒杯中，自然冷卻，可析出粗產(chǎn)品晶體。8 薄板從層析缸中取出時(shí)要標(biāo)記溶劑前沿； 得到的兩個(gè)點(diǎn)可能會(huì)比擬靠近, 注意測(cè)量準(zhǔn)確，學(xué)會(huì)判斷哪一個(gè)是鄰位體，哪一個(gè)是對(duì)位體。教師參考值：Rf鄰=0.54, Rf對(duì)=0.359 兩人一組,每組 25 mL 溶劑；柱層析結(jié)束后,立即清洗層析柱,將活塞卸下洗凈。10 固定相氧化鋁要致密,不能夾帶氣泡。這樣做的就是為了趕盡