有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

.PAGE.v第一部分有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般知識(shí)1.1實(shí)驗(yàn)須知有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)組成部分。盡管現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，使有機(jī)化學(xué)從經(jīng)驗(yàn)科學(xué)走向理論科學(xué)，但它仍是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，特別是新的實(shí)驗(yàn)手段的普遍應(yīng)用，使有機(jī)化學(xué)面貌煥然一新。在教學(xué)計(jì)劃中，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所占比重是比較大的。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的和任務(wù)：（1）通過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作方面獲得較全面的訓(xùn)練。（2）配合課堂講授，驗(yàn)證和鞏固擴(kuò)大課堂講授的基本理論和知識(shí)。（3）培養(yǎng)學(xué)生正確選擇有機(jī)化合物的合成和鑒定的方法，及分析和解決實(shí)驗(yàn)中所遇到問題的能力。（4）培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是、嚴(yán)格認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和良好的工作習(xí)慣。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室規(guī)則為了保證實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行和培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)室作風(fēng)，學(xué)生必須遵守下列實(shí)驗(yàn)室規(guī)則：（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)做好—切準(zhǔn)備工作。如復(fù)習(xí)教材中有關(guān)的章節(jié)，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書等，做到心中有數(shù)；防止實(shí)驗(yàn)時(shí)邊看邊做，降低實(shí)驗(yàn)效果。還要充分考慮防止事故的發(fā)生，和發(fā)生后所采用的安全措施。（2）進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)，應(yīng)熟悉實(shí)驗(yàn)室及其周圍的環(huán)境，熟悉滅火器材，急救藥品的使用和放置的地方。嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的安全規(guī)則和每個(gè)具體實(shí)驗(yàn)操作中的安全注意事項(xiàng)。如有意外事故發(fā)生，應(yīng)報(bào)請老師處理。（3）實(shí)驗(yàn)室應(yīng)保持安靜和遵守紀(jì)律，不準(zhǔn)用散頁紙記錄，以免散失。實(shí)驗(yàn)過程中精力要集中，操作要認(rèn)真，觀察要細(xì)致，思考要積極。（4）遵從教師的指導(dǎo)，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書所規(guī)定的步驟，試劑的規(guī)格和用量，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生若有新的見解或建議，要改變實(shí)驗(yàn)步驟和試劑規(guī)格及用量時(shí)，須征教師同意方可。（5）實(shí)驗(yàn)臺(tái)面和地面要經(jīng)常保持整潔，暫時(shí)不用的器材，不要放在臺(tái)面上，以免碰倒損壞。污水、污物、殘?jiān)⒒鸩窆?、廢紙、塞芯和玻璃屑等，應(yīng)分別放入指定的地方，不要亂拋亂丟，更不能丟入水槽，以免堵塞下水道；廢酸和廢堿應(yīng)倒入廢液缸中，不能倒入水槽。（6）要愛護(hù)公物。公共器材用完后，須整理好并放回原處。如損壞儀器，要辦理登記手續(xù)。要節(jié)約水、電、煤氣及消耗性藥品，嚴(yán)格控制藥品的用量。（7）學(xué)生輪流值日。值日生應(yīng)負(fù)責(zé)管理公用器材，打掃實(shí)驗(yàn)室，倒換廢液缸，檢查水、電、煤氣，關(guān)好門窗。1.2實(shí)驗(yàn)室的安全事項(xiàng)進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)常要使用易燃溶劑，如乙醚、乙醇、丙酮和苯等；易燃易爆的氣體和藥品，如氫氣、乙炔和干燥的苦味酸(2，4，6—三硝基苯酚)等；有毒藥品，如氰化鈉、硝基苯和某些有機(jī)磷化合物等；有腐蝕性的藥品，如氯磺酸、濃硫酸、濃硝酸、濃鹽酸、燒堿及溴等。這些藥品使用不當(dāng)，就有可能產(chǎn)生著火、爆炸、燒傷、中毒等事故。此外，碎的玻璃器皿、煤氣、電器設(shè)備等使用處理不當(dāng)也會(huì)產(chǎn)生事故。但是這些事故都是可以預(yù)防的。只要實(shí)驗(yàn)者集中注意力，而不是掉以輕心，樹立愛護(hù)國家財(cái)產(chǎn)的觀念，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，加強(qiáng)安全措施，就一定能有效地維護(hù)實(shí)驗(yàn)室的安全，正常地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列事項(xiàng)應(yīng)引起高度重視，并認(rèn)真執(zhí)行。實(shí)驗(yàn)時(shí)的一般注意事項(xiàng)（1）實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)檢查儀器是否完整無損，裝置是否正確穩(wěn)妥。（2）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)應(yīng)該經(jīng)常注意儀器有無漏氣、碎裂，反應(yīng)進(jìn)行是否正常等情況。（3）估計(jì)可能發(fā)生危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)，在操作時(shí)應(yīng)使用防護(hù)眼鏡、面罩、手套等防護(hù)設(shè)備。（4）實(shí)驗(yàn)中所用藥品，不得隨意散失、遺棄。對反應(yīng)中產(chǎn)生有害氣體的實(shí)驗(yàn)應(yīng)按規(guī)定處理，以免污染環(huán)境，影響身體健康。（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要細(xì)心洗手，嚴(yán)禁在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)吸煙或吃飲食物。（6）將玻璃管(棒)或溫度計(jì)插入塞中時(shí)，應(yīng)先檢查塞孔大小是否合適；玻璃是否平光，并用布裹住或涂些甘油等潤滑劑后旋轉(zhuǎn)而入。握玻璃管(棒)的手應(yīng)靠近塞子，防止因玻管折斷而割傷皮膚。（7）充分熟悉安全用具如滅火器、砂桶以及急救箱的放置地點(diǎn)和使用方法，并妥加愛護(hù)。安全用具及急救藥品不準(zhǔn)移作他用?；馂?zāi)、爆炸、中毒、觸電事故的預(yù)防（1）實(shí)驗(yàn)中使用的有機(jī)溶劑大多是易燃的。因此，著火是有機(jī)實(shí)驗(yàn)中常見的事故。防火的基本原則是使火源與溶劑盡可能離得遠(yuǎn)些。盛有易燃有機(jī)溶劑的容器不得靠近火源，數(shù)量較多的易燃有機(jī)溶劑應(yīng)放在危險(xiǎn)藥品櫥內(nèi)。回流或蒸餾液體時(shí)應(yīng)放沸石，以防溶液因過熱暴沸而沖出。若在加熱后發(fā)現(xiàn)未放沸石，則應(yīng)停止加熱，待稍冷后再放。否則在過熱溶液中放入沸石會(huì)導(dǎo)致液體迅速沸騰，沖出瓶外而引起火災(zāi)。不要用火焰直接加熱燒瓶，而應(yīng)根據(jù)液體沸點(diǎn)高低使用石棉網(wǎng)、油浴或水浴。冷凝水要保持暢通，若冷凝管忘記通水，大量蒸氣來不及冷凝而逸出也易造成火災(zāi)。（2）煤氣開關(guān)應(yīng)經(jīng)常檢查，并保持完好。煤氣燈及其橡皮管在使用時(shí)亦應(yīng)仔細(xì)檢查。發(fā)現(xiàn)漏氣應(yīng)立即熄滅火源，打開窗戶，用肥皂水檢查漏氣的地方。若不能自行解決者，應(yīng)急告有關(guān)單位馬上搶修。（3）常壓操作時(shí)，應(yīng)使全套裝置有一定的地方通向大氣，切勿造成密閉體系。減壓蒸餾時(shí)，要用圓底燒瓶或吸濾瓶作接受器，不可用錐形瓶，否則可能會(huì)發(fā)生炸裂。加壓操作時(shí)(如高壓釜、封管等)應(yīng)經(jīng)常注意釜內(nèi)壓力有無超過安全負(fù)荷，選用封管的玻管厚度是否適當(dāng)、管壁是否均勻，并要有一定的防護(hù)措施。（4）有些有機(jī)化合物遇氧化劑時(shí)會(huì)發(fā)生猛烈爆炸或燃燒，操作時(shí)應(yīng)特別小心。存放藥品時(shí)，應(yīng)將氯酸鉀、過氧化物、濃硝酸等強(qiáng)氧化劑和有機(jī)藥品分開存放。（5）有些實(shí)驗(yàn)可能生成有危險(xiǎn)性的化合物，操作時(shí)需特別小心。有些類型的化合物具有爆炸性，如疊氮化物、干燥的重氮鹽、硝酸酯、多硝基化合物等，使用時(shí)須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。有些有機(jī)化合物如醚或共軛烯烴，久置后會(huì)生成易爆炸的過氧化合物，須特殊處理后才能應(yīng)用。（6）在反應(yīng)過程中可能生成有毒或有腐蝕性氣體的實(shí)驗(yàn)應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行。使用后的器皿應(yīng)及時(shí)清洗。在使用通風(fēng)櫥時(shí)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)開始后不要把頭伸入櫥內(nèi)。（7）使用電器時(shí)，應(yīng)防止人體與電器導(dǎo)電部分直接接觸，不能用濕的手或手握濕物接觸電插頭。為了防止觸電，裝置和設(shè)備的金屬外殼等都應(yīng)連接地線。實(shí)驗(yàn)后應(yīng)切斷電源，再將連接電源的插頭拔下。1.2.3事故的處理和急救倘遇事故應(yīng)立即采取適當(dāng)措施并報(bào)告教師。（1）火災(zāi)如一旦發(fā)生了火災(zāi)，應(yīng)保持沉著鎮(zhèn)靜，不必驚慌失措，并立即采取各種相應(yīng)措施，以減少事故損失。首先，應(yīng)立即熄滅附近所有火源(關(guān)閉煤氣)，切斷電源，并移開附近的易燃物質(zhì)。少量溶劑(幾毫升)著火，可任其燒完。錐形瓶內(nèi)溶劑著火可用石棉網(wǎng)或濕布蓋熄。小火可用濕布或黃砂蓋熄。油浴和有機(jī)溶劑著火時(shí)絕對不能用水澆，因?yàn)檫@樣反而會(huì)使火焰蔓延開來。若衣服著火，切勿奔跑，用厚的外衣包裹使熄。較嚴(yán)重者應(yīng)躺在地上(以免火焰燒向頭部)用防火毯緊緊包住，直至火熄，或打開附近的自來水開關(guān)用水沖淋熄滅。燒傷嚴(yán)重者應(yīng)急送醫(yī)療單位。（2）割傷取出傷口中的玻璃或固體物，用蒸餾水洗后涂上紅藥水，用繃帶扎住。大傷口則應(yīng)先按緊主血管以防止大量出血，急送醫(yī)療單位。（3）燙傷輕傷涂以玉樹油或鞣酸油膏，重傷涂以燙傷油膏后送醫(yī)院。（4）試劑灼傷酸：立即用大量水洗，再以3—5%碳酸氫鈉溶液洗，最后用水洗。嚴(yán)重時(shí)要消毒，拭干后涂燙傷油膏。堿：立即用大量水洗，再以2%醋酸液洗，最后用水洗。嚴(yán)重時(shí)同上處理。溴：立即用大量水洗，再用酒精擦至無溴液存在為止，然后涂上甘油或燙傷油膏。鈉：可見的小塊用鑷子移去，其余與堿灼傷處理相同。（5）試劑濺入眼內(nèi)任何情況下都要先洗滌，急救后送醫(yī)療單位。酸：用大量水洗，再用1%碳酸氫鈉溶液洗。堿：用大量水洗，再用1％硼酸溶液洗。溴：用大量水洗，再用1%碳酸氫鈉溶液洗。玻璃：，用鑷子移去碎玻璃，或在盆中用水洗，切勿用手揉動(dòng)。（6）中毒吸入氣體中毒者，將中毒者移至室外，解開衣領(lǐng)及鈕扣。吸入少量氯氣或溴者，可用碳酸氫鈉溶液嗽口。為處理事故需要，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)備有急救箱，內(nèi)置有以下一些物品：①繃帶、紗布、棉花、橡皮膏、醫(yī)用鑷子、剪刀等。②凡士林、玉樹油或鞣酸油膏、燙傷油膏及消毒劑等。③醋酸溶液(2%)、硼酸溶液(1%)、碳酸氫鈉溶液(1%及飽和)、酒精、甘油、紅汞、龍膽紫等。1.3有機(jī)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備及裝置進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用的儀器有玻璃儀器、金屬用具及其他一些儀器設(shè)備。在使用時(shí)，有的公用，有的由各人保管使用，茲分別介紹如下：玻璃器皿使用玻璃儀器皆應(yīng)輕拿輕放，除試管等少數(shù)外都不能直接用火加熱。錐形瓶不耐壓，不能作減壓用。厚壁玻璃器皿(如抽濾瓶)不耐熱，故不能加熱。廣口容器(如燒杯)不能貯放有機(jī)溶劑。帶活塞的玻璃器皿用過洗凈后，在活塞與磨口間應(yīng)墊上紙片，以防粘住。如已粘住可在磨口四周涂上潤滑劑后用電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，或用水煮后再輕敲塞子，使之松開。此外，不能用溫度計(jì)作攪拌棒用，也不能用來測量超過刻度范圍的溫度。溫度計(jì)用后要緩慢冷卻，不可立即用冷水沖洗以免炸裂。如圖1—1所示。（1）試管（2）)燒杯(3)圓底燒瓶（4）平底燒瓶圖1—1普通有機(jī)實(shí)驗(yàn)玻璃儀器在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中還常用帶有標(biāo)準(zhǔn)磨口的玻璃儀器，統(tǒng)稱標(biāo)準(zhǔn)口玻璃儀器。這種儀器可以和相同編號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)磨口相互連接。這樣，既可免去配塞子及鉆孔等手續(xù)，又能避免反應(yīng)物或產(chǎn)物被軟木塞(或橡皮塞)所沾污。常用的一些標(biāo)準(zhǔn)口玻璃儀器見圖1—2。圖1—2標(biāo)準(zhǔn)口玻璃儀器由于玻璃儀器容量大小及用途不一，故有不同編號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)磨口。通常應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)磨口有10、14、19、24、29、34、40、50等多種。這里的數(shù)字編號(hào)是指磨口最大端直徑的毫米數(shù)。相同編號(hào)的內(nèi)外磨口可以緊密相接。有的磨口玻璃儀器也常用兩個(gè)數(shù)字表示磨口大小，例如10／30則表示此磨口最大處直徑為10毫米，磨口長度為30毫米。有時(shí)兩玻璃儀器因磨口編號(hào)不同無法直接連接，則可借助于不同編號(hào)的磨口接頭[見圖1.2(10)]使之連接。使用標(biāo)準(zhǔn)口玻璃儀器時(shí)須注意：(1)磨口處必須潔凈，若粘有固體雜物，則使磨口對接不密致，導(dǎo)致漏氣，若雜物甚硬更會(huì)損壞磨口。(2)用后應(yīng)拆卸洗凈。否則若長期放置，磨口的連接處常會(huì)粘牢，難以拆開。(3)一般使用時(shí)磨口無需涂潤滑劑，以免沾污反應(yīng)物或產(chǎn)物。若反應(yīng)中有強(qiáng)堿，則應(yīng)涂潤滑劑，以免磨口連接處因堿腐蝕粘牢而無法拆開。(4)安裝標(biāo)準(zhǔn)磨口玻璃儀器裝置時(shí)應(yīng)注意安得整齊、正確，使磨口連接處不受歪斜的應(yīng)力，否則常易將儀器折斷，特別在加熱時(shí)，儀器受熱，應(yīng)力更大其他儀器設(shè)備金屬用具鐵夾、鐵架、鐵圈、三腳架、水浴鍋、熱水漏斗、鑷子、剪刀、三角銼刀、圓銼刀、打孔器、壓塞機(jī)、水蒸汽發(fā)生器、煤氣燈、魚尾燈頭、不銹鋼刮刀鋼瓶又稱高壓氣瓶，是一種在加壓下貯存或運(yùn)送氣體的容器，通常有鑄鋼、低合金鋼和玻璃鋼(即玻璃增強(qiáng)塑料)的等。氫氣、氧氣、氮?dú)?、空氣等在鋼瓶中呈壓縮氣狀態(tài)，二氧化碳、氨、氯、石油氣等在鋼瓶中呈液化狀態(tài)。乙炔鋼瓶內(nèi)裝有多孔性物質(zhì)（如木屑、活性炭等)和丙酮，乙炔氣體在壓力下溶于其中。玻璃鋼瓶因內(nèi)襯系純鋁制成，故只能裝氧氣、氮?dú)夂蛪嚎s空氣，不得充裝氫氣以及有腐蝕性的或在高壓下能與鋁發(fā)生反應(yīng)的氣體。為了防止各種鋼瓶混用，全國統(tǒng)一規(guī)定了瓶身、橫條以及標(biāo)字的顏色，以資區(qū)別。現(xiàn)將常用的幾種鋼瓶的標(biāo)色摘錄如下：氣體類別瓶身顏色橫條顏色標(biāo)字顏色氮空氣二氧化碳氧氫氯氨其他一切可燃?xì)怏w其他一切不可燃?xì)怏w黑黑黑天藍(lán)深綠草綠黃紅黑棕紅白黃白黃黑紅白黑1.4儀器的清洗、干燥儀器的清洗在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了避免雜質(zhì)混入反應(yīng)物中，必須用清潔的玻璃儀器。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中最簡單而常用的清洗玻璃儀器的方法是用長柄毛刷(試管刷)和去污粉刷洗器壁，直至玻璃表面的污物除去為止，最后再用自來水清洗。有時(shí)去污粉的微小粒子會(huì)粘附在玻璃器皿壁上，不易被水沖走，此時(shí)可用2%鹽酸搖洗一次，再用自來水清洗。當(dāng)儀器倒置，器壁不掛水珠時(shí)，即已洗凈，可供一般實(shí)驗(yàn)需用。在某些實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)需要更潔凈的儀器時(shí)，則可使用洗滌劑洗滌。若用于精制產(chǎn)品，或供有機(jī)分析用的儀器，則尚須用蒸餾水搖洗以除去自來水沖洗時(shí)帶入的雜質(zhì)。為了使清洗工作簡便有效，最好在每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，立即清洗使用過的儀器，因?yàn)槲畚锏男再|(zhì)在當(dāng)時(shí)是清楚的，容易用合適的方法除去。例如已知瓶中殘?jiān)鼮閴A性時(shí)，可用稀鹽酸或稀硫酸溶解；反之，酸性殘?jiān)捎孟〉臍溲趸c溶液除去。如已知?dú)埩粑锶芙庥诔Ｓ玫挠袡C(jī)溶劑中，可用適量的該溶劑處理。當(dāng)不清潔的儀器放置一段時(shí)間后，往往由于揮發(fā)性溶劑的逸去，使洗滌工作變得更加困難。若用過的儀器中有焦油狀物，則應(yīng)先用紙或去污粉擦去大部分焦油狀物后再酌情用各種方法清洗。必須反對盲目使用各種化學(xué)試劑和有機(jī)溶劑來清洗儀器。這樣不僅造成浪費(fèi)，而且還可能帶來危險(xiǎn)。儀器的干燥進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的玻璃儀器除需要洗凈外，常常還需要干燥。儀器的干燥與否有時(shí)甚至是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。一般將洗凈的儀器倒置一段時(shí)間后，若沒有水跡，即可使用。有些實(shí)驗(yàn)須嚴(yán)格要求無水，否則阻礙反應(yīng)正常進(jìn)行，這時(shí)，可將所使用的儀器放在烘箱中烘干。較大的儀器或者在洗滌后立即使用的儀器，為了節(jié)省時(shí)間，可將水盡量瀝干后，加入少量丙酮或乙醇搖洗(使用后的乙醇或丙酮應(yīng)倒回專用的回收瓶中)，再用電吹風(fēng)吹干。先通入冷風(fēng)1—2分鐘，當(dāng)大部分溶劑揮發(fā)后再吹入熱風(fēng)使干燥完全(有機(jī)溶劑蒸氣易燃燒和爆炸，故不宜先用熱風(fēng)吹)。吹干后，再吹冷風(fēng)使儀器逐漸冷卻。1.5實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率的計(jì)算有機(jī)化反應(yīng)中，理論產(chǎn)量是指根據(jù)反應(yīng)方程式，原料全部轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物，同時(shí)在分離和純化過程中沒有損失的產(chǎn)物的數(shù)量。產(chǎn)量(實(shí)際產(chǎn)量)是指實(shí)驗(yàn)中實(shí)際分離獲得的純粹產(chǎn)物的數(shù)量。百分產(chǎn)率是指實(shí)際得到的純粹產(chǎn)物的重量和計(jì)算的理論產(chǎn)量的比值，即例：用20克環(huán)己醇和催化用的硫酸一起加熱時(shí)，可得到12克環(huán)已烯，試計(jì)算機(jī)它的百分產(chǎn)率.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式：1摩爾環(huán)己醇能生成1摩爾環(huán)己烯，今用20克即20/100=0.2摩爾環(huán)己醇，理論上應(yīng)得0.2摩爾環(huán)己烯，理論產(chǎn)量為0.2X82克=16.4克，但實(shí)際產(chǎn)量為12克，所以百分產(chǎn)率為：在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)率通常不可能達(dá)到理論值，這是由于下面一些因素影響所致：（1）可逆反應(yīng)。在一定的實(shí)驗(yàn)條件下化學(xué)反應(yīng)建立了平衡，反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物。（2）有機(jī)化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜，在發(fā)生主要反應(yīng)的同時(shí)，一部分原料消耗在副反應(yīng)中。（3）分離和純化過程中所引起的機(jī)械損失。為了提高產(chǎn)率，常常增加某一反應(yīng)物的用量。究竟選擇哪一個(gè)試劑過量要根據(jù)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)際情況，反應(yīng)的特點(diǎn)，各試劑的相對價(jià)格，在反應(yīng)后是否易于除去，以及對減少副反應(yīng)是否有利等因素來決定的。下面是在這種情況下計(jì)算產(chǎn)率的一個(gè)實(shí)例。用12.2克苯甲酸、35毫升乙醇和4毫升濃硫酸一起回流，制得苯甲酸乙酯12克。這里，濃硫酸是用作這個(gè)酯化反應(yīng)的催化劑。從反應(yīng)方程式中各物料的摩爾比很容易看出乙醇是過量的，故理論產(chǎn)量應(yīng)根據(jù)苯甲酸來計(jì)算。0.1摩苯甲酸理論上應(yīng)產(chǎn)生0.1摩爾即0.1×150=15克苯甲酸乙酯。百分產(chǎn)率為1.6實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、記錄和實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí) 每個(gè)學(xué)生都應(yīng)準(zhǔn)備一本實(shí)驗(yàn)記錄本。在每次實(shí)驗(yàn)前必須認(rèn)真預(yù)習(xí)，作好充分準(zhǔn)備。預(yù)習(xí)的具體要求如下： （1）將實(shí)驗(yàn)的目的和要求、反應(yīng)式（正反應(yīng)、主要副反應(yīng)），主要試劑和產(chǎn)物的物理常數(shù)（查閱手冊或詞典）以及主要試劑的用量（g、ml、mol）和規(guī)格摘錄于記錄本中。 （2）列出粗產(chǎn)品純化過程原理，明確各步驟操作的目的和要求。 （3）寫出實(shí)驗(yàn)簡單步驟。每個(gè)學(xué)生應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上的文字改寫成簡單明了的實(shí)驗(yàn)步驟（不要照抄實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容）。步驟中的文字可用符號(hào)簡化，例如試劑寫成分子式，克用g，毫升用ml，加熱用△，加用“+”，沉淀用↓，氣體逸出用↑……。儀器以示意圖代之。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)初期可畫裝置簡圖，步驟寫得詳細(xì)些，以后逐步簡化。這樣在實(shí)驗(yàn)前已形成了一個(gè)工作提綱，實(shí)驗(yàn)應(yīng)按提綱進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)記錄 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要做到操作認(rèn)真，觀察仔細(xì)，思考積極，并將觀察到的現(xiàn)象及測得的各種數(shù)據(jù)，及時(shí)的如實(shí)記錄于記錄本中。記錄要做到簡要明確，字跡整潔。實(shí)驗(yàn)完畢后，同學(xué)應(yīng)將實(shí)驗(yàn)記錄本和產(chǎn)物交給老師。產(chǎn)物應(yīng)盛于樣品瓶中貼好標(biāo)簽。計(jì)算產(chǎn)率及討論 計(jì)算產(chǎn)率，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況討論觀察到的現(xiàn)象及結(jié)果（也可由教師指定回答部分思考題），并提出對本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)意見。 在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作之后，總結(jié)進(jìn)行的工作，分析出現(xiàn)的問題，整理歸納結(jié)果是完成實(shí)驗(yàn)的不可缺少的一步。同時(shí)也是把直接的感性認(rèn)識(shí)提高到理性思維的必要的一步。實(shí)驗(yàn)報(bào)告就是進(jìn)行這項(xiàng)培養(yǎng)和訓(xùn)練的，因此務(wù)必認(rèn)真對待。第二部分基本操作和新技術(shù)實(shí)驗(yàn)一熔點(diǎn)測定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解熔點(diǎn)的定義2掌握熔點(diǎn)的測定方法二、實(shí)驗(yàn)原理在大氣壓力下，化合物受熱由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)時(shí)的溫度稱為該化合物的熔點(diǎn)(MeltingPoint，簡記mp)。熔點(diǎn)是固體有機(jī)化合物的物理常數(shù)之一，通過測定熔點(diǎn)不僅可以鑒別不同的有機(jī)化合物，而且還可判斷其純度。嚴(yán)格地說，所謂熔點(diǎn)指的是在大氣壓力下化合物的固—液兩相達(dá)到平衡時(shí)的溫度。通常純的有機(jī)化合物都具有確定的熔點(diǎn)，而且從固體初熔到全熔的溫度范圍(稱熔程或熔距)很窄，一般不超過0.5～1℃三、實(shí)驗(yàn)方法取0.1一0.2g樣品，放在干凈的表面皿上，聚成小堆，將毛細(xì)管的開口插入樣品堆中，使樣品擠入管內(nèi)，把開口一端向上豎立，輕敲管子使樣品落在管底；也可把裝有樣品的毛細(xì)管，通過一根(長約40cm樣品的裝入熔點(diǎn)管在溫度計(jì)上的位置熔點(diǎn)測定裝置圖2.1-1樣品的裝入及熔點(diǎn)管的位置圖2.1-2熔點(diǎn)測定裝置(如圖1-2)是利用Thiele管(又叫b形管)來測定熔點(diǎn)，首先，是將熔點(diǎn)測定管夾在鐵架臺(tái)上，然后裝入濃硫酸于熔點(diǎn)測定管中至高出側(cè)管的下沿時(shí)即可，熔點(diǎn)測定管口配一缺口單孔橡皮塞，溫度計(jì)插入孔中，刻度應(yīng)向橡皮塞缺口。把毛細(xì)管附著在溫度計(jì)旁。溫度計(jì)插入熔點(diǎn)測定管中的深度以水銀球恰在熔點(diǎn)測定管的兩側(cè)管的中部。為了準(zhǔn)確地測定熔點(diǎn)，加熱的時(shí)候，特別是在加熱到接近試料的熔點(diǎn)時(shí)，必須使溫度上升的速度緩慢而均勻，對于每一種試料，至少要測定兩次。第一次升溫可較快，每分鐘可上升5℃左右。這樣可以得到一個(gè)近似的熔點(diǎn)。然后把熱浴冷卻下來至少30進(jìn)行第二次熔點(diǎn)測定時(shí)，開始時(shí)升溫可稍快(開始時(shí)每分鐘上升5℃，待溫度到達(dá)比近似熔點(diǎn)低約10℃時(shí)，再調(diào)小火焰，使溫度緩慢而均勻地上升(每分鐘上升約1℃)，注意觀察熔點(diǎn)試料的變化，當(dāng)熔點(diǎn)管中試料開始蹋落和有濕潤現(xiàn)象，出現(xiàn)小滴液體時(shí)，表示試料已開始熔化，為初熔，記下溫度，繼續(xù)微熱至微量固體試料消失成為透明液體時(shí)，為全熔，即為該化合物的熔程。記錄熔點(diǎn)時(shí)，要記錄開始熔融和完全熔融時(shí)的溫度，例如123~125℃，決不可僅記錄這兩個(gè)溫度的平均值，例如124實(shí)驗(yàn)測定完畢，把溫度計(jì)放好，讓其自然冷卻至接近室溫時(shí)才用廢紙擦去硫酸，才可用水沖洗。否則，容易發(fā)生水銀柱斷裂，熱硫酸待冷卻后，方可倒回瓶中。圖1—3固體樣品的熔化過程四、注意事項(xiàng)(1)用提勒熔點(diǎn)測定管測定熔點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)室中常用的一種測定熔點(diǎn)的方法。此外，還可采用顯微熔點(diǎn)測定儀或數(shù)字熔點(diǎn)儀。其中，用顯微熔點(diǎn)測定儀測定熔點(diǎn)具有使用樣品少、可測高熔點(diǎn)樣品、可觀察樣品在受熱過程中的變化等特點(diǎn)。(2)待測樣品一定要經(jīng)充分干燥后再進(jìn)行測定熔點(diǎn)。否則，含有水分的樣品會(huì)導(dǎo)致其熔點(diǎn)下降、熔距變寬。另外，樣品還應(yīng)充分研細(xì)，裝樣要致密均勻，否則，樣品顆粒間傳熱不勻，也會(huì)使熔距變寬。(3)導(dǎo)熱介質(zhì)的選擇可根據(jù)待測物質(zhì)的熔點(diǎn)而定。若熔點(diǎn)在95℃以下，可以用水作導(dǎo)熱液；若熔點(diǎn)在95～220℃范圍內(nèi)，可選用液體石蠟油；若熔點(diǎn)溫度再高些，可用濃硫酸(250～(4)在向提勒熔點(diǎn)測定管注入導(dǎo)熱液時(shí)不要過量。要考慮到導(dǎo)熱液受熱后，其體積會(huì)膨脹的因素。另外，用于固定熔點(diǎn)管的細(xì)橡皮圈不要浸入導(dǎo)熱液中，以免溶脹脫落。(5)樣品經(jīng)測定熔點(diǎn)冷卻后又會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，由于結(jié)晶條件不同，會(huì)產(chǎn)生不同的晶型。同一化合物的不同晶型，它們的熔點(diǎn)常常不一樣。因此，每次測熔點(diǎn)都應(yīng)該使用新裝樣品的熔點(diǎn)管。實(shí)驗(yàn)二微量法的沸點(diǎn)測定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解沸點(diǎn)的定義2掌握微量法測定沸點(diǎn)的方法二、實(shí)驗(yàn)原理一種液體物質(zhì)在一定的溫度下，有一個(gè)一定的與它平衡的蒸氣壓，此項(xiàng)蒸氣壓隨溫度的改變而改變。溫度上升蒸氣壓也隨之上升，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)，液體的蒸氣壓與大氣壓相等，此時(shí)液體內(nèi)部的蒸氣可以自由地逸出液面，因而出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象。因此，當(dāng)液體的蒸氣壓與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相等時(shí)的溫度，稱為這一液體沸點(diǎn)。藥品：無水乙醇水三、實(shí)驗(yàn)步驟：取一支直徑為1cm，長約10cm的小試管作為裝試料的外管。另取長約120mm，內(nèi)徑約lmm的一端封口的毛細(xì)管，作為內(nèi)管。裝試料時(shí)，可用吸管把試料裝入外管，試料的高度應(yīng)約為6～8mm，將外管用橡皮圈固定在溫度計(jì)上，如圖2.2—1。然后把內(nèi)管開口朝下插入外管里，這樣就有少量液體吸入管內(nèi)。象熔點(diǎn)測定時(shí)一樣，把沸點(diǎn)管和溫度計(jì)放入待測定用的浴液器皿中。圖2.2—1微量法沸點(diǎn)測定管圖2.2—2微量法沸點(diǎn)測定裝置將熱浴在石棉網(wǎng)上慢慢地加熱，為使溫度均勻地上升，可用環(huán)形攪拌棒上下攪拌。當(dāng)溫度到達(dá)比沸點(diǎn)稍高的時(shí)候，可以看到從內(nèi)管中有一連串的小氣泡不斷地逸出。此時(shí)停止加熱，讓熱浴慢慢冷卻。當(dāng)液體開始不冒氣泡和氣泡將要縮入內(nèi)管時(shí)的溫度即為該液體的沸點(diǎn)，記錄下這一溫度。這時(shí)液體蒸氣壓與外界大氣壓相等。四、注意事項(xiàng) （1）測定沸點(diǎn)時(shí)，加熱不應(yīng)過猛，尤其是在接近樣品的沸點(diǎn)時(shí)，升溫更要慢一些，否則沸點(diǎn)管內(nèi)的液體會(huì)迅速揮發(fā)而來不及測定。 （2）如果在加熱測定沸點(diǎn)過程中，沒能觀察到一連串小氣泡快速逸出，可能是沸點(diǎn)內(nèi)管封口沒封好之故。此時(shí)，應(yīng)停止加熱，換一根內(nèi)管，待導(dǎo)熱液溫度降低20℃五、問題用微量法測定沸點(diǎn)，把最后一個(gè)氣泡剛欲縮回至內(nèi)管的瞬間的溫度作為該化合物的沸點(diǎn)，為什么.實(shí)驗(yàn)三蒸餾實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握蒸餾的基本原理2掌握蒸餾操作的實(shí)驗(yàn)裝置及操作方法二、實(shí)驗(yàn)原理液態(tài)物質(zhì)受熱沸騰化為蒸氣，蒸氣經(jīng)冷凝又轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，這個(gè)操作過程就稱作蒸餾(Distillation)。蒸餾是純化和分離液態(tài)物質(zhì)的一種常用方法，通過蒸餾還可以測定純液態(tài)物質(zhì)的沸點(diǎn)。純的液態(tài)物質(zhì)在一定壓力下具有確定的沸點(diǎn)，不同的物質(zhì)具有不同的沸點(diǎn)。蒸餾操作就是利用不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差異對液態(tài)混合物進(jìn)行分離和純化。當(dāng)液態(tài)混合物受熱時(shí)，由于低沸點(diǎn)物質(zhì)易揮發(fā)，首先被蒸出，而高沸點(diǎn)物質(zhì)因不易揮發(fā)或揮發(fā)出的少量氣體易被冷凝而滯留在蒸餾瓶中，從而使混合物得以分離。不過，只有當(dāng)組分沸點(diǎn)相差在30℃圖2.3—1簡單蒸餾裝置圖需要指出的是，具有恒定沸點(diǎn)的液體并非都是純化合物，因?yàn)橛行┗衔锵嗷ブg可以形成二元或三元共沸混合物，而共沸混合物是不能通過蒸餾操作進(jìn)行分離。通常，純化合物的沸程(沸點(diǎn)范圍)較小(約0.5～1℃三、實(shí)驗(yàn)方法安裝好蒸餾燒瓶、冷凝管、接引管和接受瓶(見圖2.3—1)，然后將待蒸餾液體通過漏斗從蒸餾燒瓶頸口加入到瓶中，投入1～2粒沸石，再配置溫度計(jì)。接通冷凝水，開始加熱，使瓶中液體沸騰。調(diào)節(jié)火焰，控制蒸餾速度，以1～2滴／秒為宜。在蒸餾過程中，注意溫度計(jì)讀數(shù)的變化，記下第一滴餾出液流出時(shí)的溫度。當(dāng)溫度計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后，另換一個(gè)接受瓶收集餾分。如果仍然保持平穩(wěn)加熱，但不再有餾分流出，而且溫度會(huì)突然下降，這表明該段餾分已近蒸完，需停止加熱，記下該段餾分的沸程和體積(或質(zhì)量)。餾分的溫度范圍愈小，其純度就愈高。有時(shí)，在有機(jī)反應(yīng)結(jié)束后，需要對反應(yīng)混合物直接蒸餾，此時(shí)，可以將三口燒瓶作蒸餾瓶組裝成蒸餾裝置直接進(jìn)行蒸餾(見圖2.3—2)四、注意事項(xiàng)(1)蒸餾燒瓶大小的選擇依待蒸餾液體的量而定。通常，待蒸餾液體的體積約占蒸餾燒瓶體積的1／3～2／3。(2)當(dāng)待蒸餾液體的沸點(diǎn)在140℃以下時(shí)，應(yīng)選用直形冷凝管；沸點(diǎn)在140(3)如果蒸餾裝置中所用的接引管無側(cè)管，則接引管和接受瓶之間應(yīng)留有空隙，以確保蒸餾裝置與大氣相通。否則，封閉體系受熱后會(huì)引發(fā)事故。(4)沸石是一種帶多孔性的物質(zhì)，如素瓷片或毛細(xì)管。當(dāng)液體受熱沸騰時(shí)，沸石內(nèi)的小氣泡就成為氣化中心，使液體保持平穩(wěn)沸騰。如果蒸餾已經(jīng)開始，但忘了投沸石，此時(shí)千萬不要直接投放沸石，以免引發(fā)暴沸。正確的做法是，先停止加熱，待液體稍冷片刻后再補(bǔ)加沸石。(5)蒸餾低沸點(diǎn)易燃液體(如乙醚)時(shí)，千萬不可用明火加熱，此時(shí)可用熱水浴加熱。在蒸餾沸點(diǎn)較高的液體時(shí)，可以用明火加熱。明火加熱時(shí)，燒瓶底部一定要置放石棉網(wǎng)，以防因燒瓶受熱不勻而炸裂。(6)無論何時(shí)，都不要使蒸餾燒瓶蒸干，以防意外。圖2.3—2由反應(yīng)裝置改裝的蒸餾裝置實(shí)驗(yàn)四重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解重結(jié)晶的基本原理2掌握有機(jī)物重結(jié)晶的基本操作二、實(shí)驗(yàn)原理從自然界或由有機(jī)合成得到的固體有機(jī)物，常用重結(jié)晶進(jìn)行提純。固體物質(zhì)的溶解度多數(shù)隨著溫度的升高而增大，將有機(jī)物溶解在熱的溶劑中制成飽和溶液，冷卻后，由于溶解度減小，溶質(zhì)又重新成晶體析出，故稱重結(jié)晶。重結(jié)晶通常是用溶解的方法把晶體結(jié)構(gòu)破壞，然后改變條件讓晶體重新形成，利用被提純物質(zhì)和雜質(zhì)在溶劑中的溶解度不同除去雜質(zhì)的一種操作過程，一般適用于純化雜質(zhì)含量在5%以下的固體有機(jī)物。晶體顆粒大小均勻適當(dāng)，有利于物質(zhì)的純化。晶體太細(xì)，其表面積很大，吸附的雜質(zhì)也多，同時(shí)形成稠厚的糊狀物，夾帶母液較多，不易洗凈。晶體過大(直徑超過2mm)，會(huì)在晶體內(nèi)夾雜母液，干燥困難，即使干燥后也有雜質(zhì)留在里面。因此操作時(shí)要注意結(jié)晶條件。重結(jié)晶一般的過程是：(1)選擇適宜的溶劑[1]在將近溶劑沸點(diǎn)的溫度下，將欲提純的固體溶解；(2)將溶液熱濾，除去不溶性雜質(zhì)，如溶液中含有色雜質(zhì)，則用活性炭脫色后一起熱濾；(3)冷卻濾液，析出晶體；(4)吸濾，分出晶體；可溶性雜質(zhì)留在母液中；(5)洗滌晶體，除去附著的母液，干燥后測定熔點(diǎn)，如純度不合格，可再進(jìn)行一次重結(jié)晶。三、基本操作—熱濾和吸濾熱濾用普通漏斗過濾熱的飽和溶液時(shí)，常因溫度降低會(huì)在漏斗中或其頸部析出晶體，用熱濾法可以部分克服這個(gè)缺點(diǎn)。操作方法若溶液不多，過濾時(shí)，先將短頸玻璃漏斗在蒸汽中溫?zé)?，并使用扇形濾紙加快過濾速度，減少晶體析出。用短頸漏斗可避免晶體析出堵塞漏斗頸，影響過濾。另一種簡便方法是將漏斗連同扇形濾紙放在烘箱中，烘熱后取出，馬上過濾，效果甚佳。若要熱濾較多量的溶液，則須用熱水漏斗(也稱保溫漏斗)。熱水漏斗種類很多，常用的熱水漏斗如圖2.8—1所示。此漏斗是由兩層紫銅制成的，中間放熱水，有柄可以加熱，使熱水漏斗經(jīng)常保持一定的溫度。若溶劑是可燃性的，則先把里面的水煮沸，把火熄滅后，再行熱濾；若溶劑是不可燃的，則煮沸后可以一邊加熱，一邊熱濾。扇形濾紙的折法扇形濾紙(又稱菊花形濾紙、折疊式濾紙)跟溶液的接觸面大，故過濾速度快。濾紙的折疊法是：先把濾紙折成對半，再折為四分之一，以2對3疊成4，以1對3疊成5[如圖2.4—2(a)]；以2對5疊成6，以1對4疊成7[如圖2.4—2(b)]；以2對4疊成8，以1對5疊成9[如圖2.4—2(c)]。此時(shí)濾紙即如2.4—2（d）所示形狀。要注意在折疊時(shí)不可將濾紙中心壓得太緊，否則中心變脆，過濾時(shí)，濾紙底部有驟然破裂的危險(xiǎn)。圖2.4—1熱濾裝置圖2.4—2扇形濾紙的折法將此濾紙執(zhí)于左手，把2和8間、8和4間，4和6間以及6和3間等各朝相反方向折疊，直疊到9和1之間為止，如同折扇一樣，并稍加壓緊[如圖2.4—2(e)]，然后打開濾紙，注意觀察1及2[如圖2.4—2（f）]有同樣的折面。再將此兩折面向內(nèi)方向?qū)φ?，使每一折面成兩個(gè)小折面，比其它折面淺一半[如圖2.4—2(g)]。最后將各折疊處重行輕輕壓疊再打開，即可放在漏斗里使用。吸濾(又稱抽濾或減壓過濾)吸濾可以加快過濾速度，并使晶體與母液分離得比較安全，得到的晶體比較干燥，故進(jìn)行重結(jié)晶操作時(shí)經(jīng)常使用。吸濾的裝置如圖2.4—3。布氏(Büchner)漏斗(又稱瓷孔漏斗)底部有許多細(xì)孔，上放濾紙。濾紙的直徑比漏斗的內(nèi)徑略小，但又能把小瓷孔全部蓋住，吸濾前用少量溶劑把濾紙潤濕并吸緊。吸濾瓶是一厚壁玻璃瓶，能承受壓力，用來接受濾液。其側(cè)管和抽氣管[2]相連。安全瓶的作用是防止關(guān)閉水龍頭時(shí)，吸濾瓶內(nèi)壓力低于大氣壓，使自來水倒吸到吸濾瓶而弄臟濾液。圖2.4—3吸濾裝置圖2.4—4微量吸濾裝置吸濾時(shí)，把母液連同晶體倒入布氏漏斗中，粘在器壁的晶體可借助于玻璃棒或不銹鋼刀移入漏斗。注意液面不要超過漏斗深度的3/4。母液流完后，把漏斗邊緣的晶體移向中間，繼續(xù)吸濾，把晶體吸干。停止過濾時(shí)，要先放氣，后關(guān)水龍頭。為了除去吸附在晶體表面的母液，必須進(jìn)行洗滌，這時(shí)必須暫時(shí)停止抽氣，用玻璃棒把晶體攪松，加入盡量少的冷溶劑，輕輕攪拌，使晶體能均勻地被溶劑潤濕浸透；略停一二分鐘，然后再抽氣，吸濾至干。取出晶體，母液由吸濾瓶上口倒出，吸濾瓶的側(cè)管只用來連接減壓裝置，不要從此口倒出母液。當(dāng)晶體只有很少量(如0.1g)時(shí)，可用一個(gè)小的普通玻璃漏斗過濾；漏斗中插一根玻璃釘(用一根細(xì)長的玻璃棒，一端燒至紅軟，趁熱在瓷板上一壓即成)，上面放一張直徑略大于玻璃釘帽的濾紙，使其緊貼在漏斗壁，整個(gè)漏斗裝在具支試管上，即成—套微量吸濾裝置，如圖2.4四、實(shí)驗(yàn)步驟取粗制苯甲酸2g，放入100cm3錐形瓶中，先加入蒸餾水30cm3，用酒精燈加熱至沸，陸續(xù)加入少量水，每次加2～3cm3，直至沸騰溶液中的固體不再溶解[3]，然后再加入熱水2~5cm3苯甲酸是無色晶體，如果所得溶液有色，則稍冷[4]后加入活性炭0.1g，重新加熱沸騰2~3min，除去有色雜質(zhì)。同時(shí)準(zhǔn)備好一只熱水漏斗，加入熱水并加熱，把短頸漏斗放入熱水漏斗中進(jìn)行預(yù)熱，待水近沸時(shí)放入預(yù)先疊好的扇形濾紙，并用少量熱水潤濕。然后將上述溶液進(jìn)行熱濾。如熱濾的溶液很多，一次倒不完，要將剩余部分繼續(xù)用小火加熱，以免冷卻后析出晶體。每次倒入漏斗的溶液不要太滿，也不要等溶液全部濾完后再加。熱濾完畢，用2~3cm3濾液稍冷后，放在冷水中冷卻約15min，使其結(jié)晶完全。如果將已經(jīng)析出晶體的濾液重新加熱，使其溶解，再在室溫下靜置，讓其慢慢地自然冷卻，則可獲得較大的晶體[5]。結(jié)晶完全后，用布氏漏斗吸濾，使晶體和母液分離。錐形瓶壁附著的晶體，可用母液洗下來再吸濾。打開安全瓶上的旋塞(或橡皮管夾)，停止抽氣，用少量冷的蒸餾水洗滌晶體l~2次，吸干。最后將晶體移到另一張干凈的濾紙上，放在表面皿中，在紅外干燥箱中烘干。測定精制品的熔點(diǎn)，稱量并計(jì)算回收率。五、注釋[1]理想的重結(jié)晶溶劑必須具備下列條件：(1)與被提純的物質(zhì)不起化學(xué)反應(yīng)。(2)被提純物質(zhì)在熱溶劑中溶解度要大，冷卻時(shí)溶解度要小，這樣損失少，回收率高。(3)雜質(zhì)在熱溶劑中不溶解，在熱濾時(shí)可以除去；或者在冷溶劑中易溶，留在母液中。(4)溶劑容易揮發(fā)，干燥時(shí)易與晶體分離，共沸點(diǎn)應(yīng)低于被提純物的熔點(diǎn)，否則被提純物質(zhì)呈油狀析出，固化后含有較多的雜質(zhì)。(5)能得到較好的晶體。為了選取合適的溶劑，可以查閱化學(xué)手冊或有關(guān)資料。如果用何種溶劑該用多少數(shù)量都不了解，則必須用少量樣品進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。選擇溶劑時(shí)要用溶解度的“相似相溶”規(guī)律，正常情況下，非極性和極性小的物質(zhì)易溶于非極性溶劑；反之，極性物質(zhì)易溶于極性溶劑。這樣極性大的物質(zhì)在熱的非極性溶劑中不大會(huì)溶解，而可能易溶于冷的極性大的溶劑中。因此，選用極性適中的溶劑較為合適。常用溶劑的極性大小次序是：水>甲醇>乙醇>乙酸乙酯>丙酮>乙醚>氯仿>苯>四氯化碳>汽油具體試驗(yàn)方法：取小試管數(shù)支，各放入約0.2g要重結(jié)晶的物質(zhì)，分別加入0.5~1cm3不同種類的溶劑，加熱到完全溶解。冷卻后，能析出最多量晶體的溶劑，一般可認(rèn)為是最合適的。如果固體物質(zhì)在2cm3熱溶劑中仍不能全溶，則該溶劑不適用于重結(jié)晶。如果固體在熱溶劑中能溶解，而冷卻后無晶體析出，說明此固體在該溶劑中的溶解度很大，這樣的溶劑也不適用于重結(jié)晶。如果物質(zhì)易溶于某種溶劑而難溶于另一溶劑，且該兩溶劑能互溶，那么就可以用兩者配成的混合溶劑來進(jìn)行試驗(yàn)。常用的混合溶劑有乙醇與水、甲醇與乙醚、苯與乙醚等。[2]抽氣管用于抽氣減壓，有金屬制的也有玻璃制的，構(gòu)造相似，見圖2.4—5。圖2.4—5抽氣管[3]如果加入溶劑加熱后，未見固體減少，這固體可能是不溶性雜質(zhì)，這時(shí)就不必再加入溶劑了。[4]如把活性炭加入正在沸騰的溶液中，會(huì)造成暴沸現(xiàn)象。[5]晶體的大小與冷卻的條件有關(guān)。如將濾液浸在冷水中快速冷卻或者在冷卻時(shí)振搖溶液，這樣形成的晶體很細(xì)；如果在靜置下緩慢冷卻，可得到較大的晶體。六、思考題（1）重結(jié)晶一般包括哪幾個(gè)步驟.選用的溶劑應(yīng)具備哪些條件"重結(jié)晶能否用于提純液態(tài)有機(jī)物.（2）不純物質(zhì)經(jīng)一次重結(jié)晶后，是否必然純凈"如何決定是否需要再進(jìn)行一次重結(jié)晶.（3）重結(jié)晶時(shí)加入的溶劑為什么不能太多或者過少"溶劑量應(yīng)如何正確控制"（4）在布氏漏斗中洗滌晶體時(shí)，應(yīng)注意什么"如濾紙大于布氏漏斗底有什么不好"停止吸濾時(shí)為什么要先放氣后關(guān)自來水"第三部分有機(jī)化合物的綜合合成實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五溴乙烷的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)以結(jié)構(gòu)上相對應(yīng)的醇為原料制備一鹵代烷的實(shí)驗(yàn)原理和方法；2掌握低沸物蒸餾的基本操作。二、實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)驗(yàn)室中，飽和的一鹵衍生物(鹵烷)，一般是以醇類為原料，使其羥基被鹵原子置換而制得。最常用的方法是以醇與氫鹵酸作用：RX+H2O若用此法制備溴代烷，氫溴酸可以用47.5％的濃氫溴酸，此外，也可以借溴化鈉和硫酸作用的方法制得。主反應(yīng)：NaBr+H2SO4→HBr+NaHSO4C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O副反應(yīng)：2C2H5OHC2H5OC2H5+H2OC2H5OHC2H4+H2O2HBr+H2SO4→Br2+SO2+2H2O今以采用溴化鈉——硫酸法制備溴乙烷的反應(yīng)是可逆的，為了使反應(yīng)平衡向右方移動(dòng)，可以在增加乙醇用量的同時(shí)，把反應(yīng)生成的低沸點(diǎn)的溴乙烷及時(shí)地從反應(yīng)混合物中蒸餾出來。藥品：乙醇(95％)20ml；溴化鈉(無水)26g；濃硫酸(d4201.84)38ml；三、實(shí)驗(yàn)步驟溴乙烷的粗制在250ml圓底燒瓶中，放入20ml95％乙醇及18ml水，在不斷振蕩和冷卻下，緩緩加入濃硫酸38ml，混合物必須冷卻至室溫，再加入研細(xì)的溴化鈉26g和幾粒沸石。將燒瓶按圖3.5—1裝配成蒸餾裝置，接受器內(nèi)外均應(yīng)放入冰水混合物，以防止溴乙烷的揮發(fā)損失。接液管末端應(yīng)浸沒在接受器內(nèi)液面以下(為什么)。通過石棉網(wǎng)用酒精燈加熱燒瓶，使反應(yīng)平穩(wěn)地發(fā)生，直到接受器內(nèi)無油滴滴出為止。約40分鐘左右，反應(yīng)即可結(jié)束。此時(shí)必須趁熱將反應(yīng)瓶內(nèi)的無機(jī)鹽硫酸氫鈉倒入廢液缸內(nèi)，以免因冷卻結(jié)塊而給洗滌燒瓶帶來困難。圖3.5—1溴乙烷粗制裝置溴乙烷精制將餾出液(粗制溴乙烷)小心地倒入分液漏斗中，分出有機(jī)層(哪一層")置于干凈的三角燒瓶中(三角燒瓶最好浸在冰水中)，在振蕩下逐滴滴入濃硫酸以除去乙醚、水、乙醇等雜質(zhì)，滴加硫酸約2～4ml，使溶液明顯分層。再用分液漏斗分去硫酸層(是上層還是下層")。經(jīng)硫酸處理后的溴乙烷轉(zhuǎn)入50m1蒸餾燒瓶中，加入沸石，在水浴上加熱蒸餾，為避免損失，接受器應(yīng)須浸在冰水中。收集36～40℃的餾分，產(chǎn)量約20g純溴乙烷為無色液體，沸點(diǎn)38.4℃，比重1.46l四、注釋[1]溴化鈉要先研細(xì)，在振搖下加入，以防止結(jié)塊而影響反應(yīng)進(jìn)行，如用含結(jié)晶水的溴化鈉(NaBr?2H2O)，其用量按摩爾數(shù)換算，并相應(yīng)地減少加入的水量。[2]加熱不均或過烈時(shí)，會(huì)有少量的溴分解出來使蒸出的油層帶棕黃色，為防止此現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)在反應(yīng)物混合時(shí)，嚴(yán)格地將溫度控制在室溫。[3]在反應(yīng)過程中，一旦發(fā)生接受器中的液體倒吸進(jìn)入冷凝管時(shí)，應(yīng)暫時(shí)把接受器放低，使接液管的下端露出液面，即可排出。[4]反應(yīng)結(jié)束，燒瓶中殘液由渾濁變?yōu)榍辶镣该?。?yīng)趁熱將殘液倒出，以防硫酸氫鈉冷卻結(jié)塊．不易倒出。[5]要避免將水帶入分出的溴乙烷中，否則加硫酸處理時(shí)將產(chǎn)生較多的熱量而使溴乙烷揮發(fā)損失。五、問題（1）粗產(chǎn)品中可能有什么雜質(zhì)"說明是如何除去的"（2）如果你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)率不高，試分析其原因。實(shí)驗(yàn)六乙酸乙酯的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)乙酸乙酯的制備，了解酯化反應(yīng)的原理。2掌握蒸餾、液態(tài)有機(jī)物的洗滌和干燥等基本操作。二、實(shí)驗(yàn)原理乙酸乙酯是由乙酸和乙醇在少量濃硫酸催化下作用制得的。主反應(yīng)：副反應(yīng)：藥品：冰醋酸12ml；95％乙醇24ml；濃硫酸(dI.84)12ml；飽和碳酸鈉溶液；飽和食鹽水；飽和氯化鈣溶液；無水碳酸鉀。三、實(shí)驗(yàn)步驟乙酸乙酯的粗制在三口燒瓶中放入95％乙醇12ml，在振搖下慢慢加入濃硫酸12ml，使其混合均勻，并加幾粒沸石，按圖3.6—1的裝置裝配儀器。注意，溫度計(jì)的水銀球必須浸到液面下，但不能觸及瓶底，離瓶底約0.5~1cm。圖3.6—1制備乙酸乙酯的裝置在滴液漏斗中加入12ml95％乙醇和12ml冰醋酸，混合均勻。用酒精燈加熱燒瓶，當(dāng)反應(yīng)液溫度升到110℃左右時(shí)，開始滴入乙醇和冰醋酸的混合液，控制滴入速度和餾出速度大致相等。加料約需1h，并維持反應(yīng)液溫度在125℃左右，滴加完畢后，繼續(xù)加熱數(shù)分鐘，直到溫度升高到乙酸乙酯的精制將10ml飽和碳酸鈉溶液分幾次緩慢地加入餾出液中，并要不斷地?fù)u動(dòng)燒瓶(為什麼.），直到無二氧化碳?xì)怏w逸出為止。然后將混合液倒入分液漏斗中，靜置，放出下層水。用石蕊試紙檢驗(yàn)酯層。如酯層仍顯酸性，再用少量飽和碳酸鈉溶液洗滌，直到酯層不顯酸性為止。在分液漏斗中用等體積的飽和食鹽水洗滌(為什么")，放出下層廢液。再用等體積的飽和氯化鈣溶液洗滌兩次，放出下層廢液。從分液漏斗上口將乙酸乙酯倒入干燥的小錐形瓶內(nèi)，加入無水碳酸鉀干燥，并放置30min。在此期間要間歇振蕩錐形瓶。通過普通玻璃漏斗（漏斗中折放濾紙）把干燥的粗乙酸乙酯濾入60ml蒸餾燒瓶中。加入沸石，水浴上加熱蒸餾，收集了74—80℃產(chǎn)量：14.5～16.5g純乙酸乙酯是具有果香的無色液體，沸點(diǎn)子77.2℃，比重0.901四、注釋[1]乙酸乙酯與水形成沸點(diǎn)為70.4℃的二元恒沸混合物(含水8.1%)；乙酸乙酯、乙醇與水形成沸點(diǎn)為70.2[2]滴加速度太快，反應(yīng)溫度迅速下降，同時(shí)會(huì)使乙醇和乙酸來不及作用而被蒸出，影響產(chǎn)量。[3]溫度太高，副產(chǎn)物乙醚的含量增加。[4]經(jīng)過洗滌的產(chǎn)品中含有碳酸鈉，必須分凈，否則下一步用飽和氯化鈣溶液洗滌時(shí)，產(chǎn)生絮狀碳酸鈣沉淀，造成分離困難。五、問題（1）酯化反應(yīng)過程中，硫酸起什么作用"（2）蒸出的租乙酸乙酯中主要有哪些雜質(zhì)"（3）能否用濃的氫氧化鈉溶液代替飽和碳酸鈉溶液來洗滌蒸餾液"（4）和氯化鈣溶液洗滌，能除去什么"為什么先要用飽和食鹽水洗滌"是否可以用水來代替.實(shí)驗(yàn)七從茶葉中提取咖啡因一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)生物堿提取方法；2鞏固升華及分離操作。二、實(shí)驗(yàn)原理升華是提純某些固體化合物的方法之一?；驹硎抢霉腆w的不同蒸氣壓，將不純樣品在熔點(diǎn)溫度以下加熱從固態(tài)直接蒸發(fā)為蒸氣，然后蒸氣遇冷直接凝結(jié)(結(jié)晶)成固體，而沒有液態(tài)中間過程出現(xiàn)的兩步操作。升華往往得到高純度的化合物。利用升華可除去不揮發(fā)雜質(zhì)或分離不同揮發(fā)度的固體混合物，但是被升華的物質(zhì)在低于熔點(diǎn)下，必須具有相當(dāng)高的蒸氣壓(高于20mmHg)，只有少數(shù)物質(zhì)具備這種性質(zhì)，所以該純化方法的應(yīng)用受到限制。升華操作時(shí)間長，固體冷凝物處理困難，損失大，一般用于少量物質(zhì)的純化(1～2g)。升華操作：最筒單的升華裝置如圖3.7-1（a）所示：是用一蒸發(fā)皿，在其中放入被升華物，蒸發(fā)皿上蓋一張穿有許多小孔的濾紙，再倒扣一個(gè)與蒸發(fā)皿口徑合適的玻璃漏斗，漏斗頸塞少許棉花或玻璃絨，以防蒸氣逸出。用砂浴緩緩加熱，溫度控制在被提純物質(zhì)熔點(diǎn)以下，使其慢慢升華，蒸氣通過濾紙小孔，冷卻后凝結(jié)在濾紙和漏斗壁上。較大量物質(zhì)的升華，可在燒杯中進(jìn)行。燒杯上放置一個(gè)通冷水的燒瓶，使蒸汽在燒瓶底部凝結(jié)成晶體，并附著在燒瓶底上如圖3.7-1（b）。減壓下的升華可按圖3.7-2所示裝置進(jìn)行。升華前，必須把待精制的物質(zhì)充分干燥。（a）(b)圖3.7-1常壓升華裝置圖3.7-2減壓升華裝置茶葉中含有多種生物堿，其中咖啡堿（又稱咖啡因），約含1—5%，另外還含有11—12%的丹寧酸（鞣酸）、0.6%的色素、蛋白質(zhì)等?？Х纫蚴侨鯄A性化合物易溶于氯仿(12.5%)，微溶于水(2％)及乙醇(2％)等。丹寧酸易溶水、乙醇等?？Х纫蚴菍儆陔s環(huán)化合物，其化學(xué)名稱為1，3，7-三甲基-2，6二氧嘌呤。嘌呤咖啡因含結(jié)晶水的咖啡因系白色針狀晶體，在100℃時(shí)失去結(jié)晶水并開始升華，在178℃升華很快，無水咖啡因的熔點(diǎn)提取茶葉中的咖啡因時(shí)，常用乙醇、氯仿或苯作提取溶劑。提取在脂肪提取器中進(jìn)行。萃取結(jié)束后蒸去溶劑即得粗咖啡因。粗咖啡因仍含有一些其它生物堿和雜質(zhì)，利用升華可進(jìn)一步提純。藥品：茶葉末5g；乙醇(95％)80ml；生石灰粉1.5—2三、實(shí)驗(yàn)步驟稱取茶葉末5g,放入脂肪提取器的濾紙?zhí)淄瞇1]中，在圓底燒瓶內(nèi)加入80ml95％的乙醇，用水浴加熱，連續(xù)提取2—3小時(shí)后[2]，當(dāng)提取液變得很淡，提取器內(nèi)的液體剛虹吸下去時(shí)，立即停止加熱。然后改成蒸餾裝置，回收提取液中的大部分乙醇。再把殘液傾入蒸發(fā)皿中，拌入1.5—2g生石灰粉[3],在蒸汽浴上蒸干乙醇。最后將蒸發(fā)皿移至酒精燈上焙燒片刻，必須使水分全部除去，冷卻后，擦去沾在邊上的粉末，以免在升華時(shí)污染產(chǎn)物。取一只合適的玻璃漏斗，漏斗頸部疏松的塞一小團(tuán)棉花，罩在隔以刺有許多小孔的濾紙的蒸發(fā)皿上，用砂浴小心加熱升華[4]。在紙上出現(xiàn)白色毛狀結(jié)晶時(shí)時(shí)，暫停加熱。冷至100℃左右。揭開漏斗和濾紙，仔細(xì)地把附在紙上及器皿周圍的咖啡因用小刀刮下，殘?jiān)?jīng)拌和后用較大的火