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文檔簡介
1、實驗三 海帶中碘的提取及分析一、實驗目的1. 掌握碘離子和單質碘的化學反應。2. 熟悉萃取、減壓抽濾等基本操作。3. 掌握碘量法測定海帶中碘的含量的實驗原理和方法。 二、實驗原理 海帶中的碘主要以堿金屬碘化物和有機碘化物形式存在。利用灰化法將海帶中有機碘化物轉化為碘化物的形式,溶解過濾。在堿性條件下,海帶中I-離子被KMnO4氧化為IO3-(過量的KMnO4在弱酸條件下用(COOH)2溶液除去)。然后在酸性條件下,加入KI與IO3-反應生成I2,再用Na2S2O3溶液滴定。碘含量0.7-0.8mg/g。所涉及的化學反應方程式為:I- + 6MnO4- + 6OH- = IO3- + 6MnO4
2、2- + 3H2O 5(COOH)2 + 2 MnO4- + 6H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O IO3- + 5 I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O I2 + I- = I3- I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-三、儀器與試劑1.儀器真空泵,布氏漏斗,抽濾瓶,堿式滴定管,錐形瓶。2. 試劑海帶,0.10 mol/L NaOH,0.10 mol/L KMnO4溶液,1.0 mol/L HCl,0.10 mol/L KI溶液,1%淀粉指示劑,5.010-3 mol/L Na2S2O3溶液,10% (COOH)2溶液。四、實驗步驟1. 海帶中碘的提取將
3、市售海帶洗凈、烘干、粉碎。稱取5.0克海帶樣品,于酒精燈上完全灼燒至灰白色海帶灰,冷卻后轉移至燒杯中,加適量蒸餾水溶解,過濾得濾液。將濾液和洗液移入錐形瓶中加入1.0 mL 0.10 mol/L NaOH和2.0 mL 1.0 mol/L KMnO4溶液,搖勻后反應5min,之后加入1.0 mL 1.0 mol/L HCl溶液,邊搖邊加入(COOH)2溶液至溶液中高錳酸鉀的顏色恰好消失。加入5.0 mL 0.10 mol/L KI溶液,溶液將變?yōu)辄S色。2. 海帶中碘含量的分析用5.010-3 mol/L Na2S2O3標準溶液滴定,至溶液呈淺黃色時,加入2 mL 1%淀粉指示劑,搖勻后,繼續(xù)滴
4、定至顏色恰好消失,即為終點。五、結果與討論稱取5.0海帶樣品按照實驗步驟1處理得黃色I3-溶液。取20. 00mL試液進行平行測定。結果如表1。表1樣品分析結果編號樣品溶液/mLNa2S2O3標液用量/ mL碘含量/g/mL碘含量/g/g平均值/g/g120. 00220. 00320. 00六、思考題 1. 為什么要將海帶進行灼燒?灼燒后海帶中的碘主要以何種形式存在?答:海帶中的碘主要以堿金屬碘化物和有機碘化物形式存在。利用灰化法將海帶中有機碘化物轉化為碘化物的形式。2. 海帶樣品溶液中錳離子的存在對碘的測定有無影響,為什么? 答:有影響,Mn2+多的時候是淺粉紅色的,少的時候趨于無色,Mn
5、O42-是綠色,MnO4-是紫色,它們的存在會干擾滴定終點的判定,導致實驗存在誤差。3. 如何配制和保存Na2S2O3溶液? 答:用五水硫代硫酸鈉溶于新煮沸放冷的蒸餾水,并在溶液中加入少量的碳酸鈉,放置幾天天,待溶液濃度趨于穩(wěn)定后再用,貯存于棕色試劑瓶中,密封避光放置。(保持堿性環(huán)境:S2O3 2-是弱酸根,酸性環(huán)境下不穩(wěn)定,隔絕空氣:S2O32-有強還原性,會被空氣中的氧氣氧化)4. 用Na2S2O3標準溶液滴定樣品溶液時,淀粉指示劑應何時加入,為什么? 答:淀粉溶液中的淀粉是大分子結構,滴定前的碘濃度較高,淀粉大分子對碘有吸附、包裹的作用,使碘不能定量完全反應,導致結果偏低。通常是滴定至終
6、點前,即成淡黃色時,再加入淀粉。這時碘的濃度較低,使結果相對準確。三草酸合鐵酸鉀的合成及組成分析一、實驗目的1、掌握三草酸合鐵(III)酸鉀的合成方法;2、掌握確定化合物化學式的基本原理和方法;3、鞏固無機合成、滴定分析和重量分析的基本操作。二、實驗原理三草酸合鐵(III)酸鉀K3Fe(C2O4)33H2O為亮綠色單斜晶體,易溶于水而難溶于乙醇、丙酮等有機溶劑,受熱時,在110下可失去結晶水,到230即分解。該配合物為光敏物質,光照下易分解。本實驗首先利用(NH4)2Fe(SO4)2與H2C2O4反應制取FeC2O4:(NH4)2Fe(SO4)2H2C2O4FeC2O4(NH4)2SO4H2S
7、O4在過量K2C2O4存在下,用H2O2氧化FeC2O4,即可制得產物:6FeC2O43H2O26K2C2O44K3Fe(C2O4)32Fe(OH3反應中產生的Fe(OH)3可加入適量的H2C2O4也將其轉化為產物:2Fe(OH)33H2C2O43K2C2O42K3Fe(C2O4)36H2O該配合物的組成可通過重量分析法和滴定方法確定。(1)用重量分析法測定結晶水含量將一定量產物在110下干燥,根據(jù)失重的情況便可計算出結晶水的含量。(2)用高錳酸鉀法測定草酸根含量C2O42-在酸性介質中可被MnO4-定量氧化,反應式為:5C2O42-2MnO4-16H2Mn210CO28H2O用已知濃度的KM
8、nO4標準溶液滴定C2O42-,由消耗KMnO4的量,便可計算出C2O42的含量。(3)用高錳酸鉀法測定鐵含量先用過量的Zn粉將Fe3還原為Fe2,然后用KMnO4標準溶液滴定Fe2:Zn2Fe32Fe2Zn25Fe2MnO4-8H5Fe3Mn24H2O由消耗KMnO4的量,便可計算出Fe3的含量。(4)確定鉀含量根據(jù)配合物中結晶水、C2O42-、Fe3的含量便可計算出K含量。三、實驗儀器及藥品儀器:分析天平、烘箱等。試劑:H2SO4(6molL-1)、H2C2O4(飽和)、K2C2O4(飽和)、H2O2(為0.05)、C2H5OH(為0.95和0.5)、KMnO4標準溶液(0.02molL-
9、1)、(NH4)2Fe(SO4)26H2O(s)、Zn粉、丙酮。四、實驗步驟1三草酸合鐵(III)酸鉀的合成(1)將5g(NH4)2Fe(SO4)26H2O(s)溶于20mL去離子水中,加入5滴6molL-1H2SO4酸化,加熱使其溶解。(2)再加入25mL飽和H2C2O4溶液,然后將其加熱至沸,靜置。待黃色的FeC2O4沉淀完全沉降后,用傾析法棄去上層清液,洗滌沉淀2-3次,每次用水約15mL。(3)在上述沉淀中加入10mL飽和K2C2O4溶液,在水浴上加熱至40,用滴管緩慢地滴加12mL質量分數(shù)為0.05的上H2O2溶液,邊加邊攪拌并維持溫度在40左右,此時溶液中有棕色的Fe(OH)3沉淀
10、產生。(4)加完H2O2后將溶液加熱至沸,分兩批共加入8mL飽和H2C2O4溶液(先加入5mL,然后慢慢滴加3mL),這時體系應該變成亮綠色透明溶液(體積控制在30mL左右)。如果體系混濁可趁熱過濾。在濾液中加入10mL質量分數(shù)為0.95的乙醇,這時溶液如果混濁,微熱使其變清。(5)將所得溶液放置暗處、冷卻、結晶。抽濾,用質量分數(shù)為0.5的乙醇溶液洗滌晶體,抽干,在空氣中干燥。稱量,計算產率。產物應避光保存。2組成分析(1)結晶水含量的測定稱量0.3gK3Fe(C2O4)33H2O樣品于燒杯中放在烘箱內在110條件下烘1h后,冷卻稱量m0g,計算結晶水含量。(2)草酸根含量的測定 將合成的三草
11、酸合鐵(III)酸鉀粉末用分析天平稱取0.2g樣品,放入250毫升錐形瓶中,加入50毫升水和5毫升濃度為6molL的H2SO4調節(jié)溶液酸度為0.5-1mol/L,從滴定管放出約10毫升已標定的高錳酸鉀溶液到錐形瓶中,加熱至7585(不高于85),直到紫紅色消失,再用高錳酸鉀溶液滴定熱溶液,直到微紅色在30S內不消失,記下消耗的高錳酸鉀溶液體積,計算配合中所含草酸根的m1值。滴定完的溶液保留待用。(3)鐵含量測定將上述實驗中所保留的溶液中加入還原劑鋅粉,直到黃色捎失,加熱溶液2min以上,使Fe3還原為Fe2+,過濾去多余的鋅粉,濾液放入另一個干凈的錐形瓶中,洗滌鋅粉,使Fe2+定量轉移到濾液中
12、,再用高錳酸鉀標準溶液滴定至微紅色,計算所含鐵的m2值。保持足夠的酸度是為了抑制Fe2+的水解。(4)鉀含量確定由測得H2O、C2O42-、Fe3的含量m0、m1、m2可計算出K+的含量m3,確定配合物的化學式。五、注意事項1三草酸合鐵()酸鉀見光易分解,避光保存。2嚴格控制實驗的溫度。3.K3Fe(C2O4)33H2O樣品在110下烘干1h,結晶水才能全部失去。4.用高錳酸鉀溶液滴定C2O42-,為了加快反應速率需升溫至7585,但不能超過85,否則草酸容易分解。5.加入還原劑的鋅粉需過量,為了保證Zn能把Fe3完全還原為Fe2,反應體系需要加熱。鋅粉除與Fe3反應外,也與溶液中H+反應,因
13、此溶液需要保持一定酸度,以免Fe3、Fe2水解。6.滴定前過量的鋅粉應過濾除去,過濾時要做到使Fe2定量的轉移到濾液中,因此過濾后要對漏斗中的鋅粉進行洗滌。洗滌液與濾液合并用來滴定。另外,洗滌不能用水而要用稀硫酸洗滌。六、思考題1、合成過程中,滴完H2O2后為什么還要煮沸溶液?答:除去過量的過氧化氫。煮沸時間不能過長,否則會因氫氧化鐵的團聚而使得顆粒較粗大且致密,導致酸溶配位反應速度緩慢,影響產品的產率及純度。2、 合成產物的最后一步,加入質量分數(shù)為0.95的乙醇,其作用是什么?能否用蒸干溶液的方法提高產率?為什么?答:使得三草酸合鐵酸鉀析晶出來。不能用蒸干的方法,由于產品含有結晶水,如果用蒸
14、干的方法,如果蒸干過程溫度太高,會失去結晶水。3、 產物為什么要經過多次洗滌?洗滌不充分對其組成測定會產生怎樣的影響?答:洗去殘留的一些雜質,如果洗滌不充分,產品中含有一些雜質離子,導致測定結果與實際產生偏差。4、K3Fe(C2O4)33H2O可用加熱脫水法測定其結晶水含量,含結晶水的物質能否都可用這種方法進行測定?為什么?答:不是都可以用這種方法,如果加熱后,化合物除失去結晶水后,還會發(fā)生分解產生氣體,由于加熱過程中的失重既包括結晶水的含量,又包括氣體,那么就不能使用這種方法。5、氧化FeC2O42H2O時,氧化溫度控制在40,不能太高。為什么? 答:氧化FeC2O42H2O時,氧化溫度不能
15、太高(保持在40),以免H2O2分解,同時需不斷攪拌,使Fe2+充分被氧化。6、 最后洗滌產品時,為何要用乙醇洗滌?能否用蒸餾水洗滌?答:最后的產品是三草酸合鐵酸鉀屬于無機化合物,用乙醇洗滌時因為其不溶于乙醇,如果用蒸餾水洗滌的話,會有產品溶于蒸餾水中,降低產率。乙酰水楊酸(阿司匹林)的合成及紫外分光光度法測定合成1、 實驗原理副反應: 2、 實驗步驟將1.25mL的乙酸酐、0.5g的水楊酸和1滴濃硫酸的混合液在水浴上加熱8min。冷卻析出結晶。再加12mL水,用冰水冷卻使結晶析出完全。結晶經飽和碳酸氫鈉溶液堿化,鹽酸酸化后,在次析晶。結晶經水洗,干燥后,既得乙酰水楊酸。3、 注意事項1、熱過
16、濾時,應該避免明火,以防著火。2、為了檢驗產品中是否還有水楊酸,利用水楊酸屬酚類物質可與三氯化鐵發(fā)生顏色反應的特點,用幾粒結晶加入盛有3mL 水的試管中,加入12滴1% FeCl3溶液,觀察有無顏色反應(紫色)。3、產品乙酰水楊酸易受熱分解,因此熔點不明顯,它的分解溫度為128135。因此重結晶時不宜長時間加熱,控制水溫,產品采取自然晾干。用毛細管測熔點時宜先將溶液加熱至120左右,再放入樣品管測定。4、儀器要全部干燥,藥品也要實現(xiàn)經干燥處理,醋酐要使用新蒸餾的,收集139140的餾分。5、本實驗中要注意控制好溫度(水溫90)6、產品用乙醇-水或苯-石油醚(6090)重結晶。三、思考題1、為什
17、么使用新蒸餾的乙酸酐?答:長時間放置的乙酸酐遇空氣中的水,容易分解成乙酸,所以在使用前必須重新蒸餾,收集139-140餾分。2、怎樣洗滌產品?答:洗滌時,應先撥開吸濾瓶上的橡皮管,加少量溶劑在濾餅上,溶劑用量以使晶體剛好濕潤為宜,再接上橡皮管將溶劑抽干。3、乙酰水楊酸還可以使用溶劑進行重結晶?重結晶時需要注意什么?答:還可以用乙醇-水、乙酸、苯、石油醚(30-60)等溶劑進行重結晶。重結晶時,溶液不能加熱過久,以免乙酰水楊酸分解。當用有機溶劑重結晶時,不能用燒杯等敞口容器進行,而應用回流裝置,以免溶劑的蒸氣的散發(fā)或火災事故的發(fā)生。熱過濾時,應避免明火,以防著火。4、熔點測定時需要注意什么問題?
18、答:產品乙酰水楊酸易受熱分解,因此熔點不明顯,它的分解溫度為128135。因此重結晶時不宜長時間加熱,控制水溫,產品采取自然晾干。用毛細管測熔點時宜先將溶液加熱至120左右,再放入樣品管測定。5、水楊酸與醋酐的反應過程中,濃硫酸的作用是什么?答:濃硫酸作為催化劑。6、若在硫酸的存在下,水楊酸于乙醇作用將得到什么產物?寫出反應方程式。答:將得到水楊酸乙酯,反應式如下:7、本實驗中可產生什么副產物?答:本實驗的副產物包括水楊酰水楊酸酯、乙酰水楊酰水楊酸酯、乙酰水楊酸酐和聚合物。8、通過什么樣的簡便方法可以鑒定出阿斯匹林是否變質?答:為了檢驗產品中是否還有水楊酸,利用水楊酸屬酚類物質可與三氯化鐵發(fā)生
19、顏色反應的特點,用幾粒結晶加入盛有3mL 水的試管中,加入12滴1% FeCl3溶液,觀察有無顏色反應(紫色)。9、混合溶劑重結晶的方法是什么?答;當一種物質在一些溶劑中的溶解度太大,而在另一些溶劑中的溶劑度又太小,不能選擇到一種合適的溶劑時,常可使用混合溶劑而得到滿意的結果。所謂混合溶劑,就是把對此物質溶解度很大的和溶解度很小的而又能互溶的兩種溶劑(例如水和乙醇)混合起來,這樣可以獲得新的良好的溶解性能。用混合溶劑重結晶時,可以先將待純化的物質在接近良溶劑的沸點時溶于良溶劑中(在此溶劑中極易溶解)。不有不溶物,趁熱濾去;若有色,則用適量(如1-2%)活性炭煮沸脫色后趁熱過濾。于此熱溶液中小心
20、地加入熱的不良溶劑(物質在此溶劑中溶解度很?。敝了霈F(xiàn)的渾濁不再消失為止,再加入少量溶劑或稍熱使恰好透明。然后將混合液冷卻至室溫,使結晶從溶液中析出。有時也可以將兩種溶劑先進行混合,如1:1(體積比)的乙醇和水,則其操作和使用單一溶劑時相同。10、那么副產物中的高聚物如何出去呢? 答:用NaHCO3溶液。副產物聚合物不能溶于NaHCO3溶液,而乙酰水楊酸中含羧基,能與NaHCO3 溶液反應生成可溶性鹽。11、反應容器為什么要干燥無水? 答:以防止乙酸酐水解轉化成乙酸 。12、 為什么用乙酸酐而不用乙酸? 答:不可以。由于酚存在共軛體系,氧原子上的電子云向苯環(huán)移動,使羥基氧上的電子云密度降低
21、,導致酚羥基親核能力較弱,進攻乙酸羰基碳的能力較弱,所以反應很難發(fā)生。測定一、基本原理 阿司匹林制備樣品用稀NaOH水溶液溶解,乙酰水楊酸水解成水楊酸鈉進入水溶液,該提取液在295nm左右有一個吸收峰,測出稀釋成一定濃度的提取液的吸光度值,并用已知濃度的水楊酸的NaOH水溶液做出一條標準曲線,則可從標準曲線上求出相當于乙酰水楊酸的含量。根據(jù)兩者的分子量,即可求得APC中乙酰水楊酸的含量。溶劑和其他成分不干擾測定。二、儀器和試劑儀器 紫外可見分光光度計;50mL容量瓶;10mL吸量管、5ml吸量管。試劑 0.5000mgmL-1水楊酸貯備液:稱取0.5000g水楊酸先溶于少量0.1moLL-1N
22、aOH溶液中,然后用蒸餾水定容于100mL容量瓶中;0.1moLL-1 NaOH 溶液。4、 實驗內容1、對照液的配制:將七個100.00mL容量瓶按0-6依次編號。分別移取水楊酸儲備液0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL于相應編號容量瓶中,各加入2.0mL 0.1moLL-1 NaOH溶液,先用蒸餾水稀釋至30mL左右,80水浴加熱10分鐘,冷卻至室溫,稀釋至刻度,搖勻。2、試樣溶液的配制:準確稱取適量阿司匹林樣品于100mL燒杯中,加入2.0mL0.1moLL-1 NaOH溶解,定量轉移至100mL容量瓶中,用蒸餾水稀釋至刻度,搖勻。3、樣品測定:從100mL容
23、量瓶中取一定量的試樣溶液至另一個100mL容量瓶中,蒸餾水稀釋至60mL左右,80水浴加熱10分鐘,冷卻至室溫,稀釋至刻度,搖勻。在紫外分光光度計上對標樣3進行掃描,波長范圍是320280nm,找出最大吸收波長,并在該波長下由低濃度到高濃度測定標準溶液的吸光度,最后測定未知液的吸光度。4. 數(shù)據(jù)處理(1)以吸光度A為縱坐標,水楊酸濃度C為橫坐標作標準曲線。(2)根據(jù)試樣溶液的吸光度值,在標準曲線上求出相應的濃度(mg/mL),并換算成乙酰水楊酸的含量。五、注意事項1、水浴加熱時容量瓶塞子要松松塞住,防止加熱氣體膨脹,塞子沖出。2、測量前用待測液潤洗比色皿,測量由低濃度到高濃度依次進行。3、從實
24、驗步驟可知,試樣是兩次稀釋后,用很稀的濃度進行吸光度測試的,因此提取和各步轉移必須嚴格定量,制作標準曲線的標樣濃度也必須很準確,不然就會使求得的試樣濃度產生較大的誤差。六、思考題1、實驗中為什么要加熱?答:乙酰水楊酸微溶于水,加熱可以增大其溶解度。2、引起誤差的因素有哪些?如何減少誤差?答:樣品稱重時出現(xiàn)誤差,溶液配制過程中移液不標準。 避免:1.在燒杯中稱量藥品。 2.在移取液體時,要適先搖勻,正確、標準操作。 3.測定時要潤洗比色皿,測定標準曲線時一定要由低濃度向高濃度。無水乙醇的制備和蒸汽壓、摩爾汽化焓及沸點的測定制備1、 實驗原理普通的工業(yè)酒精是含乙醇95.6%和4.4%水的恒沸混合物
25、,其沸點為78.15。用蒸餾的方法不能將乙醇中的水進一步除去。要制得無水乙醇,在實驗室中,加入生石灰回流,使水分與生石灰結合后再進行蒸餾,得到無水乙醇,純度最高可達99.5%,如果再高,就必須用金屬鎂或金屬鈉對無水乙醇進行處理。 CaO+H2OCa(OH)2二、主要試劑及儀器1.主要試劑:95%乙醇,氧化鈣,無水氯化鈣,氫氧化鈉。2.儀器:100ml圓底燒瓶,直形冷凝管,球形冷凝管,干燥管,100溫度計,錐形瓶,鐵架臺,電爐,水浴鍋等。三、實驗裝置圖4、 實驗步驟1. 量取100ml燈用酒精,稱量30g生石灰氧化鈣,并與2-3顆沸石,一起加到圓底燒瓶中,裝好裝置。2. 水浴或者直接加熱回流1.
26、5h,小心暴沸;后停止加熱,稍冷改為蒸餾裝置,收集溫度變化較小的范圍內的餾分,當溫度上升或下降較多時停止,保留前餾分和收集餾分,量取收集餾分體積,計算產率。5、 注意事項1.儀器應事先干燥。2.接引管支口上應接干燥管。3.務必使用顆粒狀的氧化鈣,用粉末狀的氧化鈣,則暴沸嚴重。4.在氧化鈣中還應該加入少許氫氧化鈉。六、思考題1.為什么接引管支口上應接干燥管?答:回流過程要求無水操作,則應在球形冷凝管上端安裝一干燥管防潮。2.為什么要在氧化鈣中加入少許氫氧化鈉?答:除去95%乙醇中少量的醛等雜質。3. 精致無水乙醇的方法?答:先利用蒸餾的方法將乙醇蒸出,產品的純度最高可達99.5%,如果再高,就必
27、須用金屬鎂或金屬鈉對乙醇進行處理。測定1、 注意事項1. 等位計中兩邊液面間的空氣必須排凈。2. 抽氣速度要合適,必須防止等位計內液體沸騰過劇,致使等位計管內液體被抽盡。3. 在操作過程中要防止氣體倒吸,一但倒吸,重新排氣。4. 蒸汽壓與溫度有關,溫度波動不能太大。2、 思考題1、真空泵在開關之前為什么要先通大氣? 答案:保護真空泵,防止真空泵油被倒抽出來而損壞真空泵。2、 本實驗中緩沖壓力罐有什么作用? 答案:緩沖壓力和調節(jié)壓力。 3、 如何判斷等壓計中的空氣已被抽盡? 答案:重新抽氣3分鐘,若同一溫度下兩次壓力讀數(shù)相同則說明等壓計中的空氣已被抽盡。 4、 如何判斷等壓計中的氣體和液體已達氣
28、液平衡? 答案:等壓計中的B、C兩管液面不再移動。5、 說明飽和蒸汽壓、正常沸點,沸騰溫度的含義。答:飽和蒸汽壓:是一定溫度下,純液體及其蒸氣的汽化、液化過程平衡時該蒸氣的分壓;正常沸點:當飽和蒸汽壓等于標準大氣壓時的溫度稱為該液體的正常沸點;沸騰溫度:飽和蒸汽壓等于外界壓力時的溫度稱為該液體在該溫度下的沸騰溫度。6、 克勞修斯克拉貝龍方程在什么條件下才能使用?為什么本實驗測定的只是平均蒸發(fā)焓? 答:(1)克克方程在:蒸氣可視為理想氣體,液體體積相較氣體體積可以忽略,且體系內氣、液兩相平衡時可以使用。 (2)由于蒸發(fā)焓與測定溫度有關(即不同溫度下摩爾蒸發(fā)焓不同),而本實驗測定中認為蒸發(fā)焓為常數(shù)
29、,以方便積分運算,所以本實驗是利用克克方程和一定溫度范圍內的實驗數(shù)據(jù)進行蒸發(fā)焓計算,所得結果只是這一溫度區(qū)間的平均蒸發(fā)焓。五水硫代硫酸鈉的合成及差熱分析1、 實驗目的 1掌握五水硫代硫酸鈉合成的基本原理。 2熟悉結晶法合成無機化合物的方法。 3熟悉減壓抽濾等基本操作。 二、實驗原理 五水硫代硫酸鈉為無色透明單斜晶體,空氣中加熱易分解成硫酸鈉和二氧化硫,易溶于水但不溶于乙醇。反應式為:Na2SO3 + S + 5H2O = Na2S2O35H2O 3、 主要儀器與試劑 儀器:真空泵、布氏漏斗、抽濾瓶、酒精燈等。 試劑:亞硫酸鈉固體、硫單質粉末、 硫代硫鈉晶體。 4、 實驗步驟 稱取2.0克硫單質
30、粉末,置于50 mL燒杯中,加1.0 mL乙醇將其潤濕,再稱取6.0克亞硫酸鈉固體,將其加入盛有硫單質的燒杯中,并加入15 mL至20 mL蒸餾水,將燒杯置于酒精燈上加熱至劇烈沸騰后,保持劇烈沸騰狀態(tài)25至30分鐘。(在此過程中適時補加少量沸水,以保持溶液體積在15 mL至20 mL。)反應后,立即趁熱過濾,得濾液。 將此濾液置于酒精燈上加熱蒸發(fā)濃縮,直至溶液產生連續(xù)不斷的大量細小氣泡為止。取下燒杯,將其置于冰水浴中冷卻至室溫以下,然后投入一顆硫代硫酸鈉晶體,觀察記錄現(xiàn)象。一段時間后,減壓過濾,并用少量乙醇洗滌產品抽干后用濾紙吸干產品上的水分。稱量,計算產率。 5、 注意事項(差熱分析)1.
31、樣品和參比物要等質量,要在分析天平上準確稱取,在坩堝底部要均勻攤開。2. 用Sn測定常數(shù)C和做Na2S2O3.5H2O樣品時,實驗條件要一致。 3. 差熱分析儀為專門建檔管理的大型精密貴重儀器,使用時務必嚴格按照操作規(guī)程進行, 避免損壞儀器。特別要注意: (1) 升起爐體后,旋出及旋回爐體前務必仔細檢查樣品桿頂部是否完全露出爐膛;下降 爐體后務必仔細檢查樣品桿頂端是否位于爐膛中心,以免折斷樣品桿! (2) 開冷卻水時,務必緩慢開啟,同時觀察冷卻水出水為玻棒大小即可,切忌開啟過大 過猛,造成膠管崩脫,水澆到儀器上損毀儀器!乳膠管為進水管,橡皮管為出水管,勿要接反。6、 思考題1. 反應過程中,為
32、何要保持劇烈沸騰? 答:為了提高反應溫度,又使反應物充分接觸,提高實驗產率。2. 投入一顆硫代硫酸鈉晶體的目的是什么?答:作為晶種,使晶體充分析出。3. 硫磺粉稍有過量,為什么? 答:增加反應的產率,硫磺價格便宜。 4. 如果沒有晶體析出,該如何處理? 答:(1)加入少量晶種;(2)用玻璃棒摩擦燒杯壁;(3)降低溫度。 5. 蒸發(fā)濃縮時,為什么不可將溶液蒸干?答:脫色。 6. 為什么加入乙醇?目的何在? 答: 降低水的表面張力,增大亞硫酸鈉與硫磺的接觸機會,增加反應速度,減少反應時間。 7. 差熱峰的方向與樣品吸放熱的關系。答: 差熱峰的方向和兩個因素有關,首先,差熱分析中是以參比物還是試樣為
33、基準來算差值(即TS-TR=T還是TR -TS =T);其次,發(fā)生的反應本身是吸熱還是放熱的。在本次實驗中以試樣為基準,由于是吸熱反應,因此差熱峰向下。乙酸異戊酯的制備及醇結構對反應速率常數(shù)的影響1、 實驗原理乙酸異戊酯為無色透明液體,不溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。它是一種香精,因具有香蕉氣味,又稱為香蕉油。實驗室通常采用冰醋酸和異戊醇在濃硫酸的催化下發(fā)生酯化反應來制取。反應式如下:酯化反應是可逆的,本實驗采取加入過量冰醋酸,并除去反應中生成的水,使反應不斷向右進行,提高酯的產率。生成的乙酸異戊酯中混有過量的冰醋酸、未完全轉化的異戊醇、起催化作用的硫酸及副產物醚類,經過洗滌、干燥和蒸餾
34、予以除去。操作流程如下:二、儀器及藥品: 儀器: 三頸燒瓶(250mL)、球形冷凝管、分水器、蒸餾燒瓶(100mL)、直形冷凝管、接液管、分液漏斗(100mL)、量筒(25mL)、溫度計(200)、錐形瓶(100mL) 、電熱套。藥品:異戊醇(18mL)、 冰醋酸(15mL)、 硫酸(98)、 碳酸鈉溶液(10)、 食鹽水(飽和)、硫酸鎂(無水)名稱質性物理狀態(tài)顏色熔點沸點折射率比重異戊醇液體無色-117.2132.50.81冰醋酸吸濕性液體無色16 .6117 .91.37161.0492乙酸異戊酯中性液體無色-781421.4000.8763、 實驗步驟(1)酯化 在干燥的三頸燒瓶1中加入
35、18mL異戊醇和15mL冰醋酸,在振搖與冷卻下加入1.5mL濃硫酸,混勻后放入12粒沸石。安裝帶分水器的回流裝置,三頸瓶中口安裝分水器,分水器中事先充水至支管口處,然后放出3.2mL水。一側口安裝溫度計(溫度計應浸入液面以下),另一側口用磨口塞塞住。檢查裝置氣密性后,用電熱套(或甘油?。┚従徏訜?,當溫度升至約108時,三頸瓶中的液體開始沸騰。繼續(xù)升溫,控制回流速度,使蒸氣浸潤面不超過冷凝管下端的第一個球,當分水器充滿水,反應溫度達到130時,反應基本完成,大約需要1.5h。(2)洗滌 停止加熱,稍冷后拆除回流裝置。將燒瓶中的反應液倒入分液漏斗2中,用15mL冷水淋洗燒瓶內壁,洗滌液并入分液漏斗
36、。充分振搖,接通大氣靜置,待分界面清晰后,分去水層。再用15mL冷水重復操作一次。然后酯層用20mL10碳酸鈉溶液分兩次洗滌。最后再用15mL飽和食鹽水3洗滌一次。(3)干燥 經過水洗、堿洗和食鹽水洗滌后的酯層由分液漏斗上口倒入干燥的錐形瓶中,加入2g無水硫酸鎂,配上塞子,充分振搖后,放置30min。(4) 蒸餾 安裝一套普通蒸餾裝置。將干燥好的粗酯小心濾入干燥的蒸餾燒瓶中,放入12粒沸石,加熱蒸餾。用干燥的量筒4收集138142餾分,量取體積并計算產率。注釋【1】可用圓底燒瓶作反應器,反應裝置見圖15-1 (d)。反應進行的程度可根據(jù)分水量來判斷?!?】不要將沸石(或小瓷環(huán))倒入分液漏斗中。
37、【3】用飽和食鹽水洗滌,可降低酯在水中的溶解度,減少酯的損失?!?】也可用稱量過質量的錐形瓶作接受器。4、 注意事項 加濃硫酸時,要分批加入,并在冷卻下充分振搖,以防止異戊醇被氧化。 回流酯化時,要緩慢均勻加熱,以防止碳化并確保完全反應。 分液漏斗使用前要涂凡士林試漏,防止洗滌時漏液,造成產品損失。 堿洗時放出大量熱并有二氧化碳產生,因此洗滌時要不斷放氣,防止分液漏斗內的液體沖出來。 最后蒸餾時儀器要干燥,不得將干燥劑倒入蒸餾瓶內。 冰醋酸具有強烈刺激性,要在通風櫥內取用。5、 思考題(有機)制備乙酸異戊酯時,使用的哪些儀器必須是干燥的,為什么?答:三頸燒瓶 、冷凝管、錐形瓶。分水器內為什么事先要充有一定量水? 答:固定程序、防止儀器破壞。開始分出來的水不多,為了保證順利回流,事先加水.計算時要注意除去事先加進去的.酯化反應制得的粗酯中含有哪些雜質?是如何除去的?洗滌時能否先堿洗再水洗?答:有冰醋酸、水、異戊醇及少量醚,先用飽和碳酸鈉溶液洗滌出去冰醋酸,然后用氯化鈉溶液出去異戊醇,最后用飽和氯化鈣溶液洗滌,除去碳酸根離子.酯可用哪些干燥劑干燥?為什么不能使用無水氯化鈣進行干燥? 答:酯類等物質的共同特點是都有氧孤對電子,易與鈣離子形成配合鍵.用無水氯化鈣來干燥的話,容易吸附或者部分溶于這些物質中.
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