物質的制備、分離與提純

第五章物質的制備、分離與提純簡介通過化學方法制備或從天然產物中所提取的物質多為一些混合物或不純的物質。因此，利用分離和提純的手段來精制物質是十分重要和必不可少的。分離和提純物質最常用和最簡單的方法包括：用化學方法除去一些雜質；固體化合物的重結晶、升華；液體化合物的蒸餾與分餾；天然產物中有效成分的提?。粚游龇ǖ?。重結晶是提純固體化合物的常用方法之一。它是用溶解的方法把晶體結構全部破壞，然后讓晶體重新形成，利用被提純物質和雜質在某種溶劑中的溶解度不同以及溶解度隨溫度變化的差異，選擇適當?shù)娜軇?，加熱將固體制成飽和溶液，然后令其冷卻，析出晶體，讓雜質全部或大部分留在溶液中(或被過濾除去)，從而達到提純的目的。蒸餾與分餾是分離和提純液體有機化合物最常用的方法。它是利用液體有機化合物沸點的不同，將液體混合物加熱至沸，使液體汽化，然后將蒸氣冷凝為液體，再分別收集不同沸點的餾分，從而使混合物中各組分有效地分離。天然產物的提取法常見的有溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法、升華法等。常見的分離法有溶劑分離、萃取法、鉛鹽法、鹽析法、離子交換法、透析法、層析法、色譜法等。在實際操作中，一般是將植物切碎磨成均勻的細?；蚍蹱钗?，再根據(jù)其有效成分的理化性質，經(jīng)常將數(shù)種分離法配合使用，才能達到預期的目的。物質的分離、提純，可根據(jù)對象的不同，選擇不同的方法。本章結合實驗介紹的幾種分離、提純法是經(jīng)常使用的方法，其基本操作可參閱第二章有關章節(jié)。5.1粗食鹽的提純5.1.1實驗目的掌握粗食鹽的提純方法和基本原理；學習稱量、溶解、過濾、蒸發(fā)、濃縮及減壓抽濾等基本操作3.了解SO42-、Ca2+、Mg2+等離子的定性鑒定。5.1.2實驗原理科學研究及醫(yī)藥用的NaCl都是以粗食鹽為原料提純的。粗食鹽中通常含有Ca2+、Mg2+、K+、SO42-、CO32-等可溶性雜質離子和泥沙等不溶雜質。不溶性的雜質可用溶解、過濾方法除去，而選擇適當?shù)幕瘜W試劑，可使Ca2+、Mg2+、SO42-、CO32-等離子生成沉淀而除去。一般是先在粗食鹽溶液中加入稍過量的BaCl2溶液，可將SO42-轉化為沉淀過濾而除去。Ba2++SO42-=BaS"然后在溶液中加入NaOH和Na2CO3溶液，將Mg2+、Ca2+和過量的Ba2+轉化為Mg2(OH)2CO3>CaCO3>BaCO3沉淀過濾除去。2Mg2++2OH-+CO32=Mg2(OH)2CO3JCa2++CO32-=CaCO3JBa2++CO32-=BaCO3J而在溶液中加入稀HC1調節(jié)pH至此2?3,可除去過量的OH-、CO32-離子。OH-+H+=HO2CO2-+2H+=COf+H322由于KC1的溶解度比NaCl大，而且在粗食鹽中含量較少，可用濃縮結晶的方法留在母液中除去。5.1.3實驗儀器與試劑1.儀器臺稱燒杯(250mL，100mL)量筒(100mL，10mL)表面皿蒸發(fā)皿布氏漏斗吸濾瓶玻璃棒真空泵酒精燈漏斗漏斗架2.試劑粗食鹽HCl溶液(6mol?L-1,2mol?L-1)Na2CO3溶液(飽和)鎂試劑NaOH溶液(2mol?L-1)(NH4)2C2O4溶液(飽和)pH試紙BaCl2溶液(1mol?L-1)HAc溶液(2mol?L-1)酒精65%3.其它濾紙5.1.4實驗內容粗食鹽的提純粗食鹽的溶解用臺稱稱取10.0g粗食鹽放入250mL燒杯中，加50mL蒸餾水，加熱并攪拌使粗食鹽溶解(不溶性雜質沉于底部)。除去SO42-離子加熱溶液至近沸，在攪拌的同時滴加入1moLLJBaC—溶液約2mL,使BaSO4顆粒長大而易于沉降，待沉淀沉降后，在上層清液中加入1?2滴BaCl2溶液，如果出現(xiàn)渾濁，表示SO42-尚未除盡，需繼續(xù)加BaCl2溶液，直至沉淀完全。如不渾濁，表示SO42-已除盡，即可用傾注法過濾⑴。用少量蒸餾水洗滌溶沉淀2?3次，濾液收集在250mL的燒杯中。除去Mg2+、Ca2+和Ba2+離子將濾液加熱至近沸時，先加入2moLL^NaOH溶液1mL,再邊攪拌邊滴加飽和Na2CO3溶液，直至不再有沉淀生成，煮沸3~4分鐘，靜置。檢驗沉淀是否完全(方法同2)，沉淀完全后，用傾注法過濾，濾液收集在100mL燒杯中。除去OH-和CO32-離子往濾液中滴加6moLL-1HCl溶液，加熱并攪拌，中和到溶液的pH值為2?3(用pH試紙檢測)。蒸發(fā)、濃縮和結晶將濾液倒入蒸發(fā)皿中，小火加熱至原體積的四分之一(在濃縮時如有NaCl結晶析出，則不應攪拌，以免濺沸)，停止加熱，冷卻后減壓抽濾，并用少量65%乙醇溶液洗滌沉淀，然后把晶體轉移到事先稱量好的表面皿中，放入烘箱烘干，冷卻后稱量，計算產率。產品純度的檢驗取粗食鹽和產品各0.5g，分別用5mL蒸餾水溶解，然后分裝在三個試管中組成三組，通過對照試驗，檢查產品純度。SO42-離子的檢驗在第一組溶液中，分別加入2滴2moLL-1HCl溶液和2滴1moLLJBaCl?溶液，觀察比較兩支試管中的現(xiàn)象。Ca2+離子的檢驗在第二組溶液中，各加2滴2moLL^HAc使其呈酸性⑵，再分別加入2滴飽秋NH4)2C2O4溶液，觀察比較兩支試管中的現(xiàn)象。Mg2+離子的檢驗在第三組溶液中，各加2滴2moLL^NaOH溶液，再分別加入2滴鎂試劑⑶，觀察比較兩支試管中的現(xiàn)象。注釋[1]傾注法是待不溶物充分沉降后，先轉移液體，后轉移沉淀。Mg2+對此反應有干擾，也產生草酸鹽沉淀。但MgC2O4溶于HAc，故加HAc可排除Mg2+的干擾。鎂試劑是對硝基偶氮間苯二酚，它在酸性溶液中呈黃色，在堿性溶液中呈紅色或紅紫色，被Mg（OH）2吸附后呈天藍色。5.1.5思考題在除去Mg2+、Ca2+、SO42-時，為什么要先加入BaCl2溶液，然后依次加入NaOH、Na2CO3溶液？能否先加Na2CO3溶液？當加入沉淀劑分離SO42-、Ca2+、Mg2+、Ba2+等離子時，加熱和不加熱對沉淀分離有何影響？10g食鹽溶解在50mL的水中，所配溶液是否飽和？為什么不配制成飽和溶液？如何檢驗Mg2+、Ca2+、SO42-離子沉淀完全？5.2苯甲酸的提純5.2.1實驗目的通過苯甲酸的重結晶實驗，理解固體有機物重結晶提純的原理及意義；掌握重結晶的基本操作方法（包括熱過濾、減壓抽濾、脫色及折疊濾紙等）5.2.2實驗原理將不純的固體有機物溶于適當?shù)娜軇?，?jīng)過濾、脫色除去雜質，濾液再經(jīng)過濃縮、冷卻或其它方法處理即有較純晶體析出，這個過程稱為重結晶。苯甲酸在水中的溶解度隨溫度的升高而增大[1]，如果把粗苯甲酸溶解在熱水中制成飽和溶液，然后冷卻至室溫，則苯甲酸溶解度下降，原溶液變?yōu)檫^飽和溶液，這時苯甲酸晶體析出。雜質則在過濾時被除去或冷卻后留在母液中，從而達到提純的目的。5.2.3實驗儀器與試劑1.儀器熱水漏斗布氏漏斗燒杯（250mL）量筒（100mL）表面皿玻璃棒短頸漏斗吸濾瓶（250mL）真空泵酒精燈2.試劑粗苯甲酸活性碳3.其它濾紙5.2.4實驗內容1.制備熱溶液稱取3g苯甲酸，放入250mL燒杯中，加入80mL蒸餾水和2粒沸石⑵，蓋上表面皿，在石棉網(wǎng)上加熱至沸，并用玻璃棒不斷攪拌，使固體溶解。若尚有未溶解的固體，可繼續(xù)加入少量熱水（每次加入3?5mL）,直至沸騰溶液中的固體不再減少，則未溶物可能是不溶性雜質。脫色移去熱源，稍冷后加入少許活性炭[3]，繼續(xù)攪拌加熱微沸5~10min。熱過濾準備好熱水漏斗，在其中放一折疊濾紙（裝置見圖2.6.12b）,用少量熱溶劑潤濕，然后將上述微沸溶液趁熱過濾至250mL燒杯中。每次倒入的溶液不要太滿，也不要等溶液全部濾完后再加。過濾過程中，熱水漏斗和剩余溶液分別保持小火加熱，以免冷卻。濾畢，用少量（2?3mL）熱水洗滌濾渣、濾紙各一次。晶體的析出、分離和洗滌濾液在室溫下放置，自然冷卻，苯甲酸晶體析出。減壓過濾（裝置見圖2.6.10），使晶體與母液分離，并用少量冷的蒸餾水洗滌晶體，以除去附在晶體表面的母液。洗滌時應先停止抽濾[4]，然后加水洗滌，再抽濾至干?？芍貜拖礈靸纱?。稱量、計算回收率用玻棒將晶體轉移到表面皿上，晾干或烘干，稱量。計算回收率。注釋苯甲酸為無色針狀晶體，在水中的溶解度如下表所示：表5.2：1苯甲酸在水中的溶解度（單位為g?100g1H2O）溫度（°C）02075 2 190100溶解度（g）0.020.292.24.65.9加80mL蒸餾水是過量的，即制得的熱溶液不夠飽和，目的是為了防止熱過濾時結晶提前析出，而阻塞漏斗。水溶液或極性溶劑中常使用活性炭脫色。若使用量太多，也會吸附樣品；另外活性炭不能在溶液沸騰時加入，否則會產生暴沸。抽濾操作中，關閉真空泵時，應先通大氣（活塞控制或去掉連接的橡皮管），否則會產生倒吸的現(xiàn)象。5.2.5思考題簡述重結晶的主要步驟及各步的主要目的。怎樣選用重結晶的溶劑？重結晶時，溶劑為什么不能用的太多或太少？活性炭為什么要在固體完全溶解后加入？又為什么不能在溶液沸騰時加入？冷卻過程中不結晶怎么辦？出現(xiàn)油狀物又如何處理？濃縮或迅速冷卻母液可得到一些晶體，其純度如何？為什么？在布氏漏斗中用溶劑洗滌固體時應注意些什么？膽礬的制備與提純5.3.1實驗目的了解金屬與酸作用制備鹽的原理與方法；熟練掌握加熱、濃縮、常壓過濾等基本操作進一步學習重結晶基本操作。

5.3.2實驗原理純銅屬于不活潑金屬，不能溶于非氧化性酸，但其氧化物在稀酸中極易溶解。因此，工業(yè)上制備CuSO『5H2O—般采用氧化銅酸化法——鋼料或廢銅在反射爐內鍛燒成氧化銅后與硫酸反應；硝酸氧化法——廢銅與硝酸硫酸反應等。本實驗采用銅片與濃HNO3、H2SO4作用制取CuSO4?5H2O。反應式為：Cu+2HNO3+H2SO4=Cusq+2NO2f+2H2O反應產物中除了CuSO『5H2O夕卜，還含在一定量的Cu（NO3）2和其它一些可溶性或不溶性雜質。不溶性雜質可過濾除去，而利用CuSO4和Cu（NO3）2在H2O中溶解度的不同可將CuSO4分離提純。由表5.3.1數(shù)據(jù)可知，Cu（NO3）2在水中的溶解度不論在高溫或低溫下都比CuSO4大得多。因此，當熱溶液冷卻到一定溫度時，CuSO4先達到飽和而開始從溶液中結晶析出，隨著溫度繼續(xù)下降，CuSO4不斷從溶液中析出，而Cu（NO3）2則大部分仍留在溶液中，只在少部分隨CuSO4析出，析出的Cu（NO3）2和其它可溶性雜質，可經(jīng)重結晶的方法除去，從而得到純的CuSO4?5H2O。表5.3.1CuSO4和fu(NO3)2在H2O中的溶解度(單位為g?100g-1H?O) 4^——|0°C1、 3勺L2——20°C40C60C80CCuSO”?5HQ23.332.346.261.183.3Cu(NO3)2^6H2OCu(NO)?3HO81.8125.1~160?178.5~208! 3Z25.3.3實驗儀器與試劑儀器量筒（100mL，10mL）量筒（100mL，10mL）蒸發(fā)皿漏斗真空泵 吸濾瓶燒杯（100mL）表面皿 漏斗架布氏漏斗酒精燈2.試劑銅片 2.試劑銅片 hno3溶液(濃)H2O2溶液(3%)KSCN溶液(1moLL-1)NH3?H2O溶液(6mol?L-i,2mol?L-i)HCl溶液(2mol?L-i)H2SO4溶液(3mol?L-1,1mol?L-1)3.其它3.其它濾紙5.3.4實驗內容銅片的凈化用臺稱稱取3g剪細的銅片⑴，放入蒸發(fā)皿中，加入7mL1molL-1HNO3，小火加熱，以洗去銅片上的污物（不要加熱太久，以免銅片過多地溶解在稀hno3影響產率）。用傾注法除去酸液，并用蒸餾水洗凈銅片。CuSO『5H2O的制備在通風廚中，往盛有銅片的蒸發(fā)皿中加入12mL3moLL-11H2SO4，然后慢慢分批加入5.5mL濃HNO3。待反應緩和后，在蒸發(fā)皿上加蓋表面皿，放在小火或水浴上加熱。在加熱過程中，需補加5mL3moLL-1H2SO4和1.5mL濃HNO3組成的混酸（應根據(jù)反應情況的不同而決定補加混酸的量）。待反應完全后（銅片近于全部溶解），趁熱用傾注法將溶液轉至一個小燒杯中，留下不溶性雜質。再將生成的CuSO4溶液轉回洗凈的蒸發(fā)皿中，在水浴上緩慢加熱，濃縮至表面有晶膜出現(xiàn)，取下蒸發(fā)皿，使溶液逐漸冷卻析出結晶，減壓抽濾得到CuSO4?5H2O粗品。稱其粗品質量。計算產率（以濕品計算，應不少于85%）。產品質量/ 理論產量/

產率/% 重結晶法提純CuSO4?5H2O[2]將上面制得的粗CuSO『5H2O晶體在臺稱上稱出1g留作分析樣，其余放入小燒杯中，按CuSO4^5H2O:H2O=1:3(質量比)的比例加入純水，加熱溶解。滴加2mL3%H2O2，將溶液加熱，同時滴加2mol^L-1NH3^H2O(或0.5moLL^NaOH)直到溶液pH=4,再多加1?2滴，加熱片刻，靜置，使生成的Fe(OH)3及不溶物沉降。過濾，濾液流入潔凈的蒸發(fā)皿中，滴加1moLL-1H2SO4溶液，調pH至1?2，然后在石棉網(wǎng)上加熱、蒸發(fā)、濃縮至液面出現(xiàn)晶膜時，停止加熱。以冷水冷卻，抽濾(盡量抽干)，取出結晶，放在兩層濾紙中間擠壓，以吸干水分，稱其質量，計算產率。產品質量/g 理論產率/g 產率/g CuSO『5H2O純度的檢驗(如無Fe3+，此過程可省略將1g粗CuSO『5H2O晶體，放入小燒杯中，用10mL蒸餾水溶解，加入1mL1mol^L-1H2SO4酸化，加2mL3%H2O2，煮沸片刻，使Fe2+被氧化成Fe3+，待溶液冷卻后，在攪拌下滴加6moLL-1“屯也。直至生成沉淀完全溶解，使溶液呈深藍色為止。此時Fe3+成為Fe(OH)3沉淀，而Cu2+則成為Cu(NH3)42+離子。將此溶液分4?5次加入漏斗內過濾⑶，用滴管吸取6moLL-1“屯也。洗滌沉淀，直至洗去藍色為止。此時Fe(OH)3為黃色沉淀留在濾紙上，用少量蒸餾水沖洗，再用滴管將3mL熱的2moLL-1HC1溶液滴在濾紙上溶解Fe(OH)3沉淀，以潔凈的試管接收濾液。然后在濾液中加入2滴1moLL-1KSCN溶液，觀察血紅色配合物的產生。保留此溶液供后面比較用。稱取1g提純過的CuSO4?5H2O晶體，重復上述操作，比較兩種溶液血紅色的深淺，確定產品的純度。注釋如果用廢銅屑作原料，應先放在蒸發(fā)皿中以強火灼燒，至表面生成黑色的CuO為止，自然冷卻，再做粗CuSO4?5H2O的制備。[2]試劑行業(yè)中CuSO4?5H2O提純流程如下:粗CuSO4?粗CuSO4?5H2O75kg 蒸汽溶解》純水120kg力口CuCO31?1.5kg通蒸汽pH=4加水60kg》加H2O2750mL放置30分鐘—檢驗驢+―蒸發(fā)結膜 *“冃 亠、八亠 >過濾 |加H2SO4至pH=1| 結晶 離心刀離 洗滌 成品[3]若溶液倒入太多，濾紙會被藍色溶液全部或大部浸潤，以至用NH3?H2O過多或洗不徹底。因而，用HC1溶解Fe(OH)3沉淀時，[Cu(NH3)4]2+離子便會一起流入試管中，遇大量SCN-生成黑色Cu(SCN)2沉淀影響檢驗結果：Cu2++2SCN-=Cu(SCN)2J(黑色)5.3.5思考題3g銅片制備CuSO4?5H2O晶體，理論上需要多少3moLL-1H2SO4?實際用量為什么比理論用量多？什么叫重結晶?NaCl可以用重結晶法進行提純嗎?為什么?用重結晶法提純CuSO4?5H2O,在蒸發(fā)濾液時，為什么加熱不可過猛？為什么不可將濾液蒸干？在提純CuSO4?5H2O過程中，為什么要加也。?溶液，并保持溶液的pH值為4?為提高精制CuSO?5H2O的產率，實驗過程中應注意哪些問題？

硫酸亞鐵銨的制備5.4.1實驗目的了解制備硫酸亞鐵銨的基本原理和復鹽的一般特性掌握無機制備的基本操作；學習用目視比色法檢驗產品的質量。5.4.2實驗原理硫酸亞鐵銨(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O為淺藍綠單斜晶體，商品名稱為摩爾鹽，它在空氣中比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，不易被氧化，因此在定量分析中常用來配制亞鐵離子的標準溶液。像所有的復鹽一樣，(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O在水中的溶解度比組成它的任一一個組分FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度都要小，見表5.4.1。因此從FeSO4秋NH4)2SO4溶于水所制得的濃混合溶液中，很容易得到結晶的摩爾鹽。表5.4.1三種鹽在水中的溶解度(單位為g?100g-1H2O)溫度/°CFeSO/7HO(NH^SO,(NH丄Fe(SO丄?6HO10 4 2 20.0 424 73.017.22026.575.421.63032.978.028.1本實驗采用將過量的鐵屑溶于稀硫酸制得硫酸亞鐵溶液：Fe+H2SO4=FeSO4+H2f往硫酸亞鐵溶液中加入硫酸銨并使其全部溶解，加熱濃縮制得的混合溶液，冷卻后即可得到硫酸亞鐵銨晶體：FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O5.4.3實驗儀器與試劑1.儀器錐形瓶(1.儀器錐形瓶(100mL)玻璃棒2.試劑鐵屑(NH4)2SO4(固體)KSCN溶液(1mol?L-i)3.其它濾紙5.4.4實驗內容量筒(50mL) 蒸發(fā)皿水浴鍋 吸濾瓶Na2CO3溶液(10%)HCl溶液(2mol?L-i)BaCl2溶液(1moLL-1)布氏漏斗表面皿H2SO4溶液(3mol?L-1)K3[Fe(CN)6]溶液(0.5moLL-1)奈氏試劑1.鐵屑去油[1]用稱取2g鐵屑，放入錐形瓶內，加入10%Na2CO3溶液10mL,小火加熱10分鐘，以除去鐵屑上的油污。然后用傾注法除去堿液，再用水將鐵屑沖冼干凈。硫酸亞鐵的制備往盛有潔凈鐵屑的錐形瓶中加入15mL3molL-iH2SO4溶液，放在水浴上加熱(在通風櫥中進行)，在加熱過程中應不時加入去離子水，以補充被蒸發(fā)掉的水分，防止FeSO4結晶出來；同時要控制溶液的pH值不大于1，直至不再有氣泡冒出為止。趁熱減壓過濾，用少量熱水洗滌錐形瓶及漏斗上的殘渣，抽干。濾液轉移至蒸發(fā)皿中，將錐形瓶內和濾紙上的殘渣收集在一起用濾紙片吸干后稱量，根據(jù)已作用的鐵屑質量，算出溶液中FeSO4的理論產量。硫酸亞鐵銨的制備根據(jù)FeSO4的理論產量，按反應方程式計算并稱取所需固體(NH4)2SO4的用量，把它配制成飽和溶液，倒入上面制得的FeSO4溶液中，然后在水浴上濃縮溶液，直至溶液表面出現(xiàn)薄層的結晶為止。放置冷卻后即有(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O晶體析出，待冷卻至室溫后減壓過濾除去母液，再用少量乙醇洗去晶體表面的水分，抽干。將晶體取出，置于兩張潔凈的濾紙之間，并輕壓吸干母液。觀察晶體的顏色和形狀。稱量，計算產率。產品檢驗NH4+、Fe2+和SO42-的檢驗。取少量晶體于試管中，加5?6mL蒸餾水，使其溶解，溶液分裝于三個試管中。NH4+的檢驗在一試管中加入奈氏試劑2滴⑵，若有紅棕色沉淀生成，示有NH4+存在。Fe2+的檢驗在一試管中加入3滴2moLL-1HCl溶液和2滴0.5molL-1K3〔Fe(CN)丿，若產生36深藍色沉淀，示有Fe2+。SO42-的檢驗在一試管中加入3滴2moLL-1HCl溶液，再加入2滴1moLL-1BaCl2溶液，若析出白色沉淀，示有so42-。Fe3+的限量分析稱取1.0g產品置于25mL比色管中，加入15mL無氧蒸餾水溶解，再加入2mL2molL-1HCl和1mL1moLL^KSCN溶液，再用無氧蒸餾水稀釋至刻度，充分搖勻。將所呈現(xiàn)的紅色與下列標準溶液進行目視比色，確定Fe3+含量及產品標準。在3支50mL比色管中分別加入2mL2mol?L-1HCl和1mL1molL-1KSCN溶液，再用移液管分別加入標準Fe3+溶液(0.1000g-L-1)0.5mL、1mL、2mU4】，加無氧蒸餾水稀釋至刻度并搖勻。三支比色管中溶液的Fe3+含量所對立的硫酸亞鐵銨試劑規(guī)格分別為：含F(xiàn)e3+0.05mg的符合一級標準，含F(xiàn)e3+0.10的符合二級標準，含F(xiàn)e3+0.20mg的符合三級標準。注釋鐵屑無油污，就不必凈化，這一步可省去。奈氏試劑是碘汞化鉀K2[HgI4]的堿性溶液，與NH4+作用生成紅棕色的碘化氧汞胺沉淀：Hg-NH4++2[HgI4]2-+4OH-=\ONH2IJ+7I-+3Hf'Hg 7鐵標準溶液的配制稱取0.8634gNH4Fe(SO4)2^12H2O溶于水中，加入2.5mL濃H2SO4，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，此溶液含F(xiàn)e3+為0.1000g.L-1。5.4.5思考題為什么制備硫酸亞鐵銨時要保持溶液有較強的酸性？本實驗計算(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O的產率時，以FeSO4的量為準是否正確？為什么？(NH4)2Fe(SO4)2^6H2O時能否濃縮至干，為什么？為什么在制備FeSO4趁熱過濾，而在制備(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O時要冷卻后過濾？

5.前后兩次水浴加熱有何不同？如用燒杯代替水浴鍋，怎樣選用燒杯的大??？工業(yè)酒精的蒸餾與沸點的測定5.5.1實驗目的了解蒸餾的沸點測定的意義；掌握蒸餾與沸點的測定的原理和方法。5.5.2實驗原理蒸餾是分離和提純液體有機化合物常用的方法之一，也是測定液體沸點的一種方法。所謂的蒸餾就是將液體加熱至沸使其變?yōu)檎魵?，然后將蒸發(fā)冷凝為液體的過程。沸騰時液體的飽和蒸發(fā)壓與外界壓強相等，這時的溫度稱為沸點。在一定壓力下純液態(tài)有機化合物有恒定的沸點，沸程一般為0.5?1°C,而混合物的沸程較長，因此蒸餾也可作為鑒定液態(tài)有機化合物純度的一種方法。5.5.3實驗儀器與試劑儀器直形冷凝管錐形瓶（100mL）蒸餾頭 溫度計（直形冷凝管錐形瓶（100mL）蒸餾頭 溫度計（150C）量筒（100mL） 水浴鍋（或電熱套）試劑工業(yè)酒精其它沸石（素燒瓷片）5.5.4實驗內容（1）取60mL待蒸工業(yè)乙醇倒入100mL磨口圓底燒瓶中，加入2?3粒瓷片或沸石⑴，以防暴沸。（2）按普通蒸餾裝置安裝好儀器（裝置見圖2.6.14）。（3）通入冷凝水。（4） 用水浴加熱（或用電熱套加熱），注意觀察蒸餾瓶中蒸汽上升情況及溫度計讀數(shù)的變化。瓶內液體開始沸騰時，蒸汽逐漸上升，溫度計讀數(shù)增加，當蒸汽包圍溫度計水銀球時，溫度計讀數(shù)急劇上升。蒸汽進入冷凝管被冷凝為液體滴入接受瓶，記錄第一滴餾出液滴入接收瓶時的溫度1。然后調節(jié)加熱速度[2]，控制蒸餾速度為每秒1?2滴為宜，使溫度計水銀球上總附有液滴，以保持氣液兩相平衡。當溫度計讀數(shù)穩(wěn)定時，此溫度即為樣品的沸點。換一個干燥的錐形瓶作接受器，并記錄這一溫度2。當溫度再上升1C（t3）時，即停止蒸餾。t1?12為95%C2H5OH的沸程⑵。（5） 停止蒸餾時，先移去熱源，待體系稍冷卻后關閉冷凝水，自后向前拆卸裝置。（6） 量取收集的95%C2H5OH的體積，計算回收率。注釋[1]為消除液體在加熱過程中的過熱現(xiàn)象和保證沸騰的平穩(wěn)進行，常加入沸石或瓷片，這些物質受熱后，能產生細小的空氣泡，成為液體分子的氣化中心，可以防止蒸餾過程中發(fā)生暴沸現(xiàn)象。加熱太猛，蒸餾速度太快，蒸餾燒瓶頸過熱，測得的沸點偏高；加熱不足，則頸部蒸氣不足，蒸餾速度太慢，測得的沸點偏低。因溫度計未加校正，可能有不同程度的誤差，所以不能統(tǒng)一規(guī)定收集餾分的溫度。5.5.5思考題在進行蒸餾操作時，應注意哪些問題？蒸餾時加入沸石的作用是什么？如果蒸餾前忘記加沸石，液體接近沸點時，你將如何處理？當重新進行蒸餾時，用過的沸石能否繼續(xù)使用？為什么？在蒸餾過程中，為什么要控制蒸餾速度為每秒1~2滴？蒸餾速度過快時對實驗結果有何影響？溫度計水銀球的上部為什么要與蒸餾支管的下限在同一水平線上？過高或過低會造成什么結果？純粹的液體化合物在一定壓力下有固定的沸點。若某液體具有恒定的沸點，能否認為它是純物質？為什么？從茶葉中提取咖啡因5.6.1實驗目的學習從茶葉中提取咖啡因的基本原理；通過從茶葉中提取咖啡因，掌握從天然產物中提取純有機物的一種方法學習用升華法提純有機物的基本操作。5.6.2實驗原理茶葉中含有多種生物堿，其中以咖啡堿（又稱咖啡因）為主，約占1~5%，另外還含有單寧酸（鞣酸）、沒食子酸及色素、纖維素、蛋白質等?？Х葔A是雜環(huán)化合物嘌吟的生物堿，它的化學名稱是1,3,7-三甲基-2,6-二氧嘌吟，結構式為：NNCHCH3NNCHCH3N—CH3咖啡因是弱堿性化合物，易溶于氯仿、熱水、乙醇、苯。含結晶水的咖啡因系無色針狀結晶，在100°C時即失去結晶水，并開始升華，120°C時升華相當顯著，至178°C時迅速升華。無水咖啡因的熔點為238C因此，可先用適當?shù)娜軇牟枞~中提取咖啡因，再用升華法加以提純?？Х纫蚓哂写碳ば呐K、興奮腦神經(jīng)和利尿等作用，可單獨作為有關藥物或藥物的配方，工業(yè)上多用人工合成制得。5.6.3實驗儀器與試劑1.儀器圓底燒瓶（250mL）球形冷凝管酒精燈量筒(100mL)索氏提取器漏斗蒸發(fā)皿水浴鍋 表面皿接液管錐形瓶溫度計2.試劑茶葉碳酸鈣生石灰95%乙醇3.其它濾紙濾紙?zhí)淄裁撝薹惺?.6.4實驗內容（一）、用水提取在250ml圓底燒瓶中加入10g茶葉末和10g粉狀碳酸鈣，再加入150mL水，裝上球形冷凝管，隔石棉網(wǎng)加熱，溫和地回流45分鐘，回流結束后，將熱溶液通過在底部鋪上一小團脫脂棉花的玻璃漏斗過濾。將濾液傾入蒸發(fā)皿中，加熱濃縮至體積約為20mL,拌入3g生石灰粉[1],隔著石棉網(wǎng)加熱蒸干，焙炒片刻，使水分全部除去[2]，冷卻后研成粉末，擦去沾在邊上的粉末，以免在升華污染產品。將一張刺有許多小孔的圓濾紙蓋在裝有粗咖啡因的蒸發(fā)皿上，再把大小合適的玻璃漏斗罩于其上，漏斗頸部塞一小團棉花⑶（裝置見圖2.6.33a）,在石棉網(wǎng)上小心加熱蒸發(fā)皿，逐漸升高溫度[4]，當觀察到紙上出現(xiàn)白色針狀晶體時，暫停加熱。冷至100°C左右，揭開漏斗和濾紙，仔細地把附在紙上及漏斗內壁上的咖啡因用小刀刮下。再將蒸發(fā)皿中的殘渣加以攪拌，重新放好濾紙和漏斗，用較大的火焰再加熱升華一次。此時火亦不能太大，否則蒸發(fā)皿內大量冒煙，產品既受污染又遭損失。合并兩次升華所收集的咖啡因，稱量并測定溶點。如產品仍含雜質，可用半微量減壓升華管再次升華（裝置見圖2.6.34）。將粗咖啡因放入具支試管的底部，把裝好的儀器放入油浴中，浸入的深度以直形冷凝管的底部與油表面在同一水平為宜。冷凝管內通冷卻水，開動水泵進行抽氣減壓并加熱油浴至180~190C,咖啡因升華凝結于直形管上，升華完畢，小心取出冷凝管。將咖啡因刮到潔凈的表面皿上。（二）、索氏提取器提取稱取10g茶葉末，裝入索氏提取器（裝置見圖2.6.31）的濾紙?zhí)淄并芍?，輕壓實，筒上口蓋一片濾紙或一小團脫脂棉，置于提取器中。在250mL圓底燒瓶（或平底燒瓶）內加入120mL95%C2H5OH和幾粒沸石，水浴加熱，連續(xù)抽提2~3小時[6]，待冷凝液剛剛虹吸下去時，立即停止加熱。稍冷后改成蒸餾裝置，水浴加熱回收提取液中的大部分C2H5OH（約100mL）。將殘液傾入蒸發(fā)皿中，拌入3g研細的CaO，在蒸汽浴上蒸干，再用燈焰隔石棉網(wǎng)焙炒片刻，除去全部水分，冷卻，擦去沾在邊上的粉末，以免升華時污染產物。升華操作與用水提取相同。注釋生石灰起吸水和中和作用。若水分未除盡，升華開始時會產生煙霧，污染器皿。蒸發(fā)皿上蓋一刺有小孔的濾紙是為了避免已升華的咖啡因落入蒸發(fā)皿中，紙上的小孔使蒸汽通過。漏斗頸塞棉花，為防止咖啡因蒸汽逸出。在萃取回流充分的情況下，升華操作的好壞是實驗成敗的關鍵。在升華過程中必須嚴格控制加熱溫度，溫度太高，將導致被烘物和濾紙?zhí)炕恍┯猩镔|也會被帶出來，使產品不純。濾紙?zhí)状笮〖纫o貼器壁，又要不得能方便取放，紙?zhí)咨厦嫔w濾紙或脫脂棉，以保證回流液均勻浸透被萃取物。濾紙包茶葉末時要謹防漏出堵塞虹吸管。提取液顏色很淡時，即可停止抽提。

5.6.5思考題進行升華提純時應注意哪些問題？升華提純咖啡因時，升華溫度應控制在什么范圍內？用熱水提取咖啡因，加入CaCO3的作用是什么？索氏提取器的萃取原理是什么？它和一般的浸泡萃取比較，有哪些優(yōu)點？咖啡因為什么可以用升華法分離提純？除了用升華法，還可以用什么方法提純？從煙草中提取煙堿5.7.1實驗目的學習從煙草中提取煙堿的基本原理和方法；初步了解煙堿的一般性質；掌握水蒸氣蒸餾的操作技術。5.7.2實驗原理煙草中含有多種生物堿，除主要成分煙堿（約含2~8%）外，還含有去甲煙堿、假木煙堿和多種微量的生物堿。煙堿又名尼古丁，是由吡啶和吡咯兩種雜環(huán)組成的含氮堿，其結構式為：CH3煙堿能與HCl結合生成煙堿鹽酸鹽（弱堿強酸鹽）而不溶于水中，在此提取液中加入強堿NaOH后，可使煙堿游離出來。游離煙堿在100°C左右具有一定的蒸氣壓。因此，可利用水蒸氣蒸餾法分離提?。ㄔ硪?.6.4“水蒸氣蒸餾”）。由煙堿的結構可知，煙堿具有堿性，它不僅可以使紅色石蕊變藍，還可以使酚酞試劑變紅，并可以被KMnO4溶液氧化生成煙酸，與生物堿試劑作用產生沉淀。儀器水蒸氣發(fā)生器試管圓底燒瓶（100mL）接液管螺旋夾長頸圓底燒瓶（250mL儀器水蒸氣發(fā)生器試管圓底燒瓶（100mL）接液管螺旋夾長頸圓底燒瓶（250mL）蒸汽導管（導入、導出）球形冷凝管T形管灑精燈直形冷凝管燒杯（100mL）玻璃棒錐形瓶（100mL）量筒（100mL）2.試劑煙葉（或煙絲）碘化汞鉀HCl溶液10%KMnO0.1%NaOH40%酚酞0.1%HAc0.5%苦味酸飽和Na2CO35% 紅色石蕊試紙沸石5.7.4實驗內容常量實驗操作步驟稱取煙葉5g置于100mL圓底燒瓶內，加入50mL10%HC1溶液，安裝好回流裝置，回流20分鐘。將反應混合物冷卻至室溫，倒入燒瓶中，在不斷攪拌下慢慢滴加40%NaOH溶液，使之呈明顯堿性(用紅色石蕊試紙檢驗)［1］。將以上的混合物轉入250mL圓底燒瓶中，按圖2.6.18安裝好水蒸氣蒸餾裝置。通入冷卻水后，隔石棉網(wǎng)加熱水蒸氣發(fā)生器，當有大量水蒸氣產生時，關閉T形管上的螺絲夾，使水蒸氣導入圓底燒瓶進行水蒸氣蒸餾。收集約20mL提取液后，先打開螺絲夾，再停止加熱［2］。待體系稍稍冷卻，關閉冷卻水。停止煙堿提取。煙堿的堿性試驗取一支試管，加入10滴煙堿提取液，再加入1滴0.1%酚酞試劑，振搖并觀察現(xiàn)象。另取1滴煙堿提取液滴在紅色石蕊試紙上，觀察試紙的顏色變化。解釋以上現(xiàn)象。煙堿的氧化反應取一支試管，加入20滴煙堿提取液再加入1滴0.5%KMnO4溶液和3滴5%Na2CO3溶液，搖動試管，于酒精燈上微熱，觀察溶液顏色是否變化，有無沉淀產生。寫出反應式。與生物堿試劑的反應取一支試管加入10滴煙堿提取液，然后逐滴加入飽和苦味酸，邊加邊搖動，觀察有無黃色沉淀生成。取一支試管，加入10滴煙堿提取液和5滴0.5%HAc溶液，再加入5滴碘化汞鉀試劑，觀察有無沉淀生成。2.微量實驗操作步驟［3］微型水蒸氣蒸餾裝置如圖5.7.1所示。圖5.7.1微型水蒸汽蒸餾裝置圖取香煙1/2?2/3支放入10mL圓底燒瓶內，加入6mL10%HCl溶液，裝上球形冷凝管(長12cm),回流20分鐘。待瓶中混合物冷卻后，將其倒入小燒杯中，滴加40%NaOH至明顯呈堿性(充分攪拌后，用紅色石蕊試紙檢驗)。將100mL兩頸圓底燒瓶(水蒸氣發(fā)生器)用鐵夾固定在墊有石棉網(wǎng)的鐵圈上，加入約30mL自來水和2?3滴沸石。將混合液轉入蒸餾試管中，并將其從兩頸燒瓶的主口插入，蒸餾試管的底部應在燒瓶中水面之上。將蒸汽導管(T形管)的一端與兩頸燒瓶的側口相連，一端插入蒸餾試管底部。用另一個鐵架臺上的鐵夾將直形冷凝管(長12cm)的高度及角度調整好以后，使之與蒸餾試管的支管相連，然后裝好接受器。緩慢通入冷卻水后，開始加熱。待水沸騰并產生大量水蒸氣后，用螺旋夾將T形管夾緊，這時蒸汽就導入蒸餾試管中，開始蒸餾。微型試管3支，各收集3滴煙堿蒸餾液，第一支試管中逐滴加入飽和苦味酸，觀察有無沉淀生成；第二支試管中加入2滴HAc和2滴碘化汞鉀溶液，觀察有無沉淀生成；第三支試管中加入1滴酚酞試劑，觀察顏色變化。(9)蒸餾完畢，應先松開螺旋夾，再移去熱源。注釋水蒸汽蒸餾提取煙堿時，中和至混合物呈明顯堿性是實驗成敗的關鍵，否則煙堿不能被蒸出。水蒸氣蒸餾過程中，熱源要穩(wěn)定，否則會產生倒吸現(xiàn)象。停止加熱前一定要先將螺絲打開，再移去熱源，以防倒吸。注意微型水蒸氣裝置與常規(guī)裝置的區(qū)別，水蒸氣蒸餾提取煙堿微量化使其操作有所不同，但提取原理相同。5.7.5思考題與普通蒸餾相比，水蒸氣蒸餾有何特點？在什么情況下采用水蒸氣蒸餾的方法進行分離提??？停止水蒸氣蒸餾時，為什么要先打開螺絲夾，再停止加熱？水蒸氣蒸餾提取煙堿時，為什么要用NaOH中和至明顯堿性？安全管為什么不能抵制水蒸氣發(fā)生器的底部？蒸餾過程中若發(fā)現(xiàn)水從安全管頂端噴出或出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象，應如何處理？5.8乙酸乙酯的制備5.8.1實驗目的學習乙酸乙酯的制備方法，了解酯化反應的原理；熟練掌握蒸餾操作；掌握分液漏斗的使用，液體有機物的洗滌和干燥等基本操作5.8.2實驗原理乙酸乙酯是由乙酸和乙醇在少量濃硫酸催化作用下制得的。反應式為：濃HSOCHCOOH+CHCHOH2 ，CH-C-OCH+HO3 3 2 3 25 2副反應為： 110?125°C2CHCHOH濃H2SO4》CHCH-O-CHCH+HO3 2 3 2 2 3 2140?150C酯化反應是可逆反應[1]，為了獲得高產量的酯，本實驗采用增加醇的用量和不斷將反應產物酯和水蒸出等措施，使平衡向右移動。乙酸乙酯和水形成的二元共沸混合物(共沸點 70.38C)比乙醇(b.p.78.32C)和乙酸(b.p.ll7.9C)的沸點都低，因此很容易被蒸出。另外，濃硫酸除起催化作用外,

還吸收反應生成的水，有利于乙酸乙酯的生成。反應過程中若溫度超過130°C,則促使副反應發(fā)生，生成乙醚，降低了乙酸乙酯的產率。蒸餾得到的產物中含有乙醇、乙酸、乙醚、水等雜質，須進行精餾而除去。5.8.3實驗儀器及試劑1.儀器三頸燒瓶（125mL）溫度計（150C）分液漏斗滴液漏斗（150mL）直形冷凝管接液管錐形瓶（50mL）蒸餾瓶（60mL）水浴鍋電熱套量筒（100mL）2.試劑95％乙醇冰乙酸 濃硫酸飽和碳酸鈉溶液飽和精氯化鈉溶液飽和氯化鈣溶液 無水硫酸鎂3.其它pH試紙5.8.4實驗內容在125mL三頸燒瓶中加入12mL95％乙醇，將三頸燒瓶置于冷水浴中，一邊搖動一邊慢慢地加入12mL濃硫酸，使其混合均勻，并加入幾粒沸石。在三頸燒瓶的一側口插入溫度計，中間裝上50mL滴液漏斗（可用分液漏斗代替），漏斗中加入12mL95%乙醇和12mL乙酸，并使其混合均勻。滴液漏斗頸的末端及溫度計的水銀球必須浸到液面以下，距瓶底約0.5?1cm處。三頸燒瓶的另一側插入蒸餾頭，再接上直形冷凝管、接液管和錐形瓶（裝置如圖5.8.1）。將三頸燒瓶隔石棉網(wǎng)小火加熱，當反應液溫度升到110C時，開始滴加乙醇和乙酸的混合液，控制滴入速度和餾出速度大致相等⑵，并維持反應溫度在110?125C之間⑶，滴加完畢，繼續(xù)加熱數(shù)分鐘，直到反應溫度升到130C不再有餾出液為止。在餾出液中慢慢加入飽和碳酸鈉溶液約10mL,以除去未反應的乙酸，直至無二氧化碳逸出，并用石蕊試紙檢驗酯層不顯酸性為止。將此混合液移入分漏斗，充分振蕩（注意旋塞放氣）后，靜置，分出