高分子化學(xué)實驗08-09

PAGEPAGE33高分子化學(xué)實驗基礎(chǔ)高分子化學(xué)衍生于有機(jī)化學(xué)，因此高分子化學(xué)實驗與有機(jī)化學(xué)實驗有著許多共同之處。學(xué)好了“有機(jī)化學(xué)實驗”這門課程，掌握了基本有機(jī)化學(xué)實驗操作，做起高分子化學(xué)實驗就會駕輕就熟。但是，高分子化學(xué)具有自身的特點，許多應(yīng)用于高分子合成的方法和手段在行機(jī)化學(xué)安驗中并個常見，高分子化合物的結(jié)構(gòu)和組成分析也有其獨特之處，需要學(xué)生們領(lǐng)會和掌握。一、化學(xué)試劑使用中的安全和防范高分子化學(xué)實驗中所用到的大多數(shù)單體和溶劑都是有毒的。許多聚合物盡管無毒，但是合成這些聚合物所有的單體，以及這些聚合物的分解產(chǎn)物常常是有毒的，如單體順丁烯二酸酐、丙烯晴、丙烯酰胺、氟碳聚合物的熱解產(chǎn)物等。有機(jī)溶劑均是脂溶性的，對皮膚和黏膜有強(qiáng)烈的刺激作用。例如，常用的溶劑苯會積累在體內(nèi)，對造血系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害；甲醇可損害視神經(jīng)；本分灼傷皮膚后可引起皮炎和皮膚壞死；苯胺及其衍生物吸入體內(nèi)或被皮膚吸收可引起慢性中毒而導(dǎo)致貧血。毒物對人體危害的途徑是對方面對，它可以通過呼吸道、消化道及皮膚進(jìn)入體內(nèi)。因此，實驗中轉(zhuǎn)移易揮發(fā)性試劑最好在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，實驗室內(nèi)應(yīng)保持良好的通風(fēng)；禁止在實驗室內(nèi)進(jìn)食，離開實驗室時要吸收；轉(zhuǎn)移大量有毒試劑時應(yīng)戴防護(hù)眼鏡和手套，萬一有試劑濺到皮膚上，應(yīng)立即清洗掉；使用的儀器及沾染的臺面都應(yīng)及時清洗干凈。對于易燃性試劑，如乙醚、丙酮、乙醇、苯及二硫化碳等均不能明火加熱。用剩的試劑要及時加塞放回原處，這類易燃試劑在實驗室內(nèi)也不宜存放過多。萬一發(fā)生著火應(yīng)冷靜分析情況，選擇適當(dāng)?shù)臏缁鸱椒?。在實驗室?nèi)可選擇的滅火物質(zhì)和器材有水、沙、石棉布、泡沫滅火器、干粉滅火器等多種。對于非大量有機(jī)溶劑著火，用移開燃燒物或用石棉布覆蓋的辦法最為方便有效。可燃性氣體和空氣的混合物，當(dāng)兩者的比例處于爆炸極限時，如遇明火就會引起爆炸。應(yīng)盡量避免可燃性氣體擴(kuò)散到空氣中，在有很多人同時進(jìn)行實驗時應(yīng)保持室內(nèi)良好的通風(fēng)。對明火的使用要加以控制。作為引發(fā)劑使用的過氧化物，都是容易分解爆炸的（烯類單體暴露在空氣中或日光下也會有過氧化物產(chǎn)生），處理和使用時要特別小心，應(yīng)置于陰涼干燥處儲存，防止受熱、光照、研磨。過氧化物需要干燥時，應(yīng)在較低溫度下真空干燥。作為離子型聚合催化劑使用的若干金屬和有機(jī)金屬化合物，遇水會猛烈分解，其殘渣的處理需十分小心，不能隨便亂丟?？傊趯嶒炇抑惺褂迷噭┍仨毷中⌒?，實驗前要了解所用試劑的性能和毒性，掌握使用注意事項。二、安全知識1.火災(zāi)、爆炸、中毒、觸電的預(yù)防（1）實驗室中使用的有機(jī)溶劑（特別是低沸點溶劑），大多數(shù)是易燃的，在室溫時即具有較大的蒸汽壓。空氣中混雜易燃溶劑的蒸汽壓達(dá)到某一極限時，遇明火即發(fā)生燃燒爆炸。放火的基本原理是火源與溶劑盡可能遠(yuǎn)離，切勿將易燃溶劑倒入廢物缸中，更不能用敞口容器盛放易燃溶劑。（2）為防止液體突然暴沸，再蒸餾前必須加入沸石。若加熱后發(fā)現(xiàn)尚未放沸石，則不能向正在加熱的液體中投加沸石，而必須先停止加熱，待冷卻后才可以補(bǔ)加沸石（在用活性炭脫色時也要注意，活性炭也相當(dāng)于沸石）。否則，也體會沖出瓶外，引起燃燒。（3）減壓蒸餾時，從瓶口插入一根很細(xì)的毛細(xì)管，其末端一直伸入瓶底的液面之下，以代替沸石，同時控制氣流進(jìn)入的大小。接收器要用圓底燒瓶或梨形燒瓶，而不能用平底燒瓶或錐形瓶，否則會發(fā)生爆裂。（4）不要用火焰直接去加熱燒瓶，而要用水浴、油浴或墊上石棉網(wǎng)。（5）回流或蒸餾時冷凝管中的冷凝水要始終保持暢流，警惕有時自來水的突然停止。用畢后，必須切斷自來水，并放凈冷凝管中的水。（6）使用乙醚或易燃?xì)怏w（如氫氣、乙炔、氯乙烯等），要保持室內(nèi)空氣暢通，并應(yīng)防止一切火星的發(fā)生，要絕對避免火種。（7）進(jìn)行封管聚合時，由于管內(nèi)壓力很大，極易引起爆炸。一次，封管應(yīng)用硬質(zhì)厚壁玻璃制成。封管操作時，必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，開啟封管時（需用布包裹）必須先冷卻，再燒通風(fēng)管的尖端，使管內(nèi)余氣逸出，達(dá)到內(nèi)外壓力平衡。開啟封管時管口要朝向無人處，以免液體噴濺造成人員傷害。（8）當(dāng)試劑瓶的瓶塞不易開啟時，必須注意瓶內(nèi)物質(zhì)的性質(zhì)，切不可貿(mào)然用火加熱或亂敲瓶塞等。（9）純凈的高分子單體，在光照及受熱的情況下，會進(jìn)行聚合并放出大量的熱，以致使容器爆炸。因此，單體存放時，需要加入適量的阻聚劑，且要存放于低溫、陰暗處。（10）BPO、AIBN等引發(fā)劑受熱或振蕩會引起分解、爆炸，需放在低溫、陰暗處保存。氧化劑（如氯化鉀、過氧化物、濃硝酸等）遇有機(jī)物時會發(fā)生爆炸或燃燒，應(yīng)將氧化劑和有機(jī)物分開存放。各種試劑的標(biāo)簽要隨時檢查，防止其脫落。（11）在接觸固態(tài)和液態(tài)的毒物時，必須帶橡皮手套，操作完畢，應(yīng)立即洗手，切勿讓毒物沾及五官和傷口。（12）在反應(yīng)過程中可能放出有毒或腐蝕性蒸汽和氣體的實驗，應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行，操作時不要把頭伸入通風(fēng)櫥內(nèi)，使用后的器皿應(yīng)及時清洗。（13）使用電器時，不要與導(dǎo)電部分接觸，濕手不能接觸電線和開關(guān)，操作要單手進(jìn)行。裝置和設(shè)備的金屬外殼都應(yīng)該連接地線。實驗完畢后應(yīng)將電子儀器的指針、刻度恢復(fù)到零點，關(guān)掉開關(guān)，拔去電源插頭，以切斷電源。（14）要正確選擇電子儀器（包括電線）的耐壓和耐流值（功率），以免被擊穿或燒毀。2.事故的處理和急救1）火災(zāi)假如發(fā)生了火災(zāi)，要保持冷靜，不要慌張，應(yīng)立即切斷附近的所有電源，同時移開附近的易燃物質(zhì)。若錐形瓶內(nèi)溶劑著火，可用石棉布、濕布或黃沙蓋熄。若衣服著火，不要奔跑，應(yīng)用厚的外衣包裹使其熄滅；若火勢較大，則應(yīng)使用滅火器材。若火勢嚴(yán)重，應(yīng)撥打火警電話。2）割傷取出傷口中的硬物，傷口用蒸餾水洗凈后涂上紅藥水，并用繃帶扎住。若傷口較大，則先按住主血管，以防止大量出血，再急送醫(yī)療單位。3）燙傷輕傷涂以玉樹油或鞣酸油膏找哪個上涂以燙傷油膏后送醫(yī)療單位。4）試劑灼傷（1）酸若被酸灼傷，應(yīng)立即用大量水洗，接著用3%~5%碳酸氫鈉（小蘇打）溶液洗，再用水洗。嚴(yán)重時要消毒，弄干后涂燙傷油膏。（2）堿若被堿灼傷，應(yīng)立即用大量水洗，接著用2%乙酸溶液洗，再用水洗。嚴(yán)重時要消毒，弄干后涂燙傷油膏。（3）苯酚苯酚可腐蝕皮膚和粘膜，嚴(yán)重者會成壞疽。手上沾到苯酚時應(yīng)用大量水沖洗，再用乙醇或三氯化鐵的乙醇溶液洗滌。眼部受化學(xué)性灼傷時應(yīng)立即用大量清水或生理鹽水沖洗（一般不少于10分鐘）。5）氣體中毒若發(fā)生氣體中毒，應(yīng)立即將中毒者移至室外，解開衣領(lǐng)及紐扣，使其呼吸新鮮空氣，并把門窗打開，改善通風(fēng)條件。三、危險藥品的使用與保管根據(jù)常用的一些化學(xué)藥品的危險性質(zhì)，化學(xué)藥品可以分為易燃、易爆和有毒三類?，F(xiàn)將易燃化學(xué)品進(jìn)行一下分類。易燃?xì)怏w：氨、乙胺、氯乙烷、乙烯、煤氣、氫、硫化氫、甲烷、氯甲烷、氧、二氧化硫等。易燃液體：汽油、乙醚、乙醛、二硫化碳、石油醚、苯、醇、丙酮、甲苯、二甲苯、苯胺、乙酸乙酯、氯苯、氯甲醛等。易燃固體：紅磷、三硫化二磷、萘、鎂、鋁粉等。自燃物質(zhì)：黃磷等。大部分有機(jī)溶劑都是易燃物質(zhì)，使用或保管不當(dāng)就極易造成燃燒事故，甚至造成人身事故或火災(zāi)。因此，在使用有機(jī)溶劑時必須特別注意以下幾點。（1）實驗室內(nèi)不要保存大量易燃溶劑。少量的易燃溶劑也須密塞，切不可存放在敞口容器內(nèi)，同時需放在陰涼處，并遠(yuǎn)離火源，不能靠近電源及暖氣等。（2）可燃性溶劑均不能直接加熱，必須用水浴、油浴或可調(diào)節(jié)電壓的電熱套加熱。蒸餾乙醚或二硫化碳時，更應(yīng)特別注意，最好用預(yù)先加熱的或用水蒸氣加熱的熱水浴，必須遠(yuǎn)離火源。（3）蒸餾、回流易燃液體時，防止暴沸及局部過熱，瓶內(nèi)不得超過其容量的2/3，加熱中途不得加入沸石或活性炭，以免易燃液體暴沸濺出而引起著火。（4）注意冷凝管中水流是否順暢、干燥管是否阻塞不通、儀器連接處塞子是否緊密，以免蒸氣逸出而引起著火。（5）易燃蒸氣大都比空氣重（如乙醚的密度是空氣的2.6倍），能在工作臺面上流動，故在較遠(yuǎn)處的火焰亦能使其著火，尤其處理機(jī)較大量的乙醚時，必須在沒有火源而通風(fēng)的實驗室中進(jìn)行。（6）用過的溶劑不得倒入下水道，必須設(shè)法回收。含有有機(jī)溶劑的濾液渣不能倒入敞口的廢物缸內(nèi)，特別是燃著的火柴頭切不能丟入廢物缸內(nèi)。（7）金屬鈉、鉀遇到水易起火，故須保存在煤油或液體石蠟中，切不能露置空氣中。如遇著火，可用沙或石棉布撲滅，不能用四氯化碳滅火器，因其與那伙加易起爆炸反應(yīng)。二氧化碳泡沫滅火器能加強(qiáng)納或鉀的火勢，亦不能使用。（8）某些易燃物質(zhì)（如黃磷）在空氣中能自燃，必須保存在盛水玻璃瓶中，再放在金屬筒中，不得直接放在金屬筒中，以免腐蝕金屬筒。自來水取出后，立即使用，不得露置空氣中過久。用后必須采取適當(dāng)方法銷毀殘余部分并仔細(xì)檢查有無散實在桌面或地面上。如實驗室發(fā)生燃燒事故，必須保持鎮(zhèn)靜，不要慌亂。首先關(guān)閉火源（煤氣燈）、電源，迅速將可燃物移開。容器內(nèi)著火，可用濕布或木板蓋滅；溶劑潑倒后著火，用沙、石棉布或滅火器批滅，不要用水沖，因大多數(shù)有機(jī)溶劑不溶于水而浮于水面，會隨著水的流動而擴(kuò)大燃燒面；衣服著火，可用麻袋裹滅，或趕快臥倒在地上滾滅，切勿跑跳，如實驗室有淋浴設(shè)備，可用水沖滅。四、實驗常用儀器及其洗滌和干燥化學(xué)實驗用的玻璃儀器一般用鉀玻璃制成，使用時應(yīng)注意：①要輕拿輕放；②厚壁玻璃儀器（如抽濾瓶）不能加熱；③用燈焰加熱玻璃儀器（試管除外）至少要墊上石棉網(wǎng)；④平底儀器（如平底燒瓶、錐形瓶）不耐壓，不能用于減壓體系；⑤廣口容器不能存放有機(jī)溶劑；⑥不能將溫度計當(dāng)玻璃棒使用。在合成聚合物的實驗過程中，洗滌和干燥儀器是一件十分重要且比較費時的工作，儀器潔凈與否往往能影響實驗的成敗。和大多數(shù)無機(jī)及有機(jī)化學(xué)實驗相比，聚合物合成實驗堆儀器的潔凈程度有著更高的要求。盛放過聚合物的儀器往往比較難洗，擱置過久則更加難洗，因而一定要養(yǎng)成儀器用完后及時清洗的習(xí)慣。清洗儀器的原則是先盡量除盡聚合物。一般是每次只加少量溶劑，非磨口儀器可用毛刷和去污粉擦洗。對于那些用一般酸堿難除盡的殘留物，或污染面不宜觸及的玻璃儀器（如容量瓶、膨脹計），用熱硝酸或熱洗液來洗滌則效果更好，但必須注意安全操作，可將裝有洗液的儀器放在搪瓷盤中或不銹鋼盤中兵一起放入烘箱內(nèi)加熱，或在通風(fēng)櫥中于水浴上加熱盛有硝酸的儀器，再用水反復(fù)沖洗干凈。洗凈后的儀器可以晾干或烘干。烘干儀器除烘箱外，可以倒置玻璃儀器的氣流干燥器的使用也很普遍。臨時急用的儀器常用吹風(fēng)機(jī)吹干，加入少量乙醇或丙酮蕩滌儀器，可以加速吹干過程。對于某些要特別干燥的實驗裝置，可以在裝置調(diào)裝好后，于高正空暇加熱出去玻璃儀器內(nèi)壁吸附的水汽。在化學(xué)實驗室中分液漏斗、恒壓滴液漏斗、滴定管等的活塞有時打不開，用力擰就易碎，發(fā)生這種情況時可用下列方法進(jìn)行處理。（1）發(fā)現(xiàn)油狀物質(zhì)吸住玻璃塞，一般可用微火或用電吹風(fēng)慢慢加熱（切勿用烈火加熱，以免儀器炸裂），使油狀物質(zhì)熔化。油狀物質(zhì)熔化后，再用木棒輕輕地敲打塞子（即要膽大，又要細(xì)心），這樣可以使活塞打開。（2）若是長時間未用，塵土凝結(jié)在磨口賽上，最好的方法是將磨口塞浸入水中幾小時，切不可用力過過猛，以免儀器破裂。經(jīng)上述幾種方法仍無法打開玻璃塞時，可請玻璃師傅解決，而不要自己硬開，以免損壞儀器。玻璃塞的保養(yǎng)應(yīng)注意以下幾點。（1）接觸油類物質(zhì)的玻璃塞用后應(yīng)立即擦洗干凈，以免被吸住。（2）洗干凈后在磨口塞內(nèi)，襯墊一張小紙條，防止磨口塞被吸住。（3）磨口塞在擦洗時不能用去污粉，應(yīng)該用清潔液沖洗，因為用去污粉擦洗對磨口的緊密度有損害。（4）注意請開清官，不要用力過猛。（5）在使用玻璃磨口時應(yīng)涂上凡士林或真空脂，是儀器潤滑、密封。（6）玻璃磨口內(nèi)有灰塵和沙粒時，不要用力轉(zhuǎn)動，以免損害磨口的緊密度，應(yīng)先用水沖洗。五、實驗室一般安全守則（1）進(jìn)入實驗室后，除實驗室工作本身以外其它一切活動都應(yīng)禁止。（2）實驗室工作有一定的危險性，要隨時隨地提高警惕，防止事故的發(fā)生。（3）實驗前要做好準(zhǔn)備，充分了解可能發(fā)生的危險，準(zhǔn)備好防范措施。（4）嚴(yán)格遵守設(shè)備、儀器使用規(guī)則，安全用電。（5）實驗中要集中精力，不得隨便離開實驗室。（6）保持臺面整潔，避免亂放。（7）一旦發(fā)生事故，要冷靜、準(zhǔn)確地處理。（8）實驗完畢，要及時清洗儀器，收拾桌面，檢查記錄，關(guān)好水電。六、實驗的準(zhǔn)備與操作1.預(yù)習(xí)報告預(yù)習(xí)報告是在實驗開始前，在對實驗講義及有關(guān)的操作技術(shù)認(rèn)真預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上寫出的提綱性小結(jié)，應(yīng)包括實驗?zāi)康?、基本原理、操作步驟、大致的時間安排，以及預(yù)習(xí)中有疑問的地方。預(yù)習(xí)報告在實驗前一般應(yīng)交指導(dǎo)教師檢查。2.實驗紀(jì)錄實驗記錄時實驗工作的第一手資料，是寫出實驗報告的基本依據(jù)。實驗數(shù)據(jù)要記入專用的記錄本上（記錄本要編上頁碼）。實驗記錄要簡明扼要，大體上應(yīng)包括實驗日期、實驗題目、原料的規(guī)格和用量、簡單的操作步驟、詳細(xì)的實驗現(xiàn)象以數(shù)據(jù)。記錄要求完全、準(zhǔn)確、整潔。盡量要用表格形式記錄數(shù)據(jù)。實驗完全結(jié)束后，應(yīng)將實驗記錄交指導(dǎo)教師檢查后方可離開實驗室。3.實驗數(shù)據(jù)處理和實驗報告完成整個實驗后，要及時處理實驗數(shù)據(jù)，完成實驗報告。實驗報告的內(nèi)容應(yīng)包括實驗題目、實驗者、日期、簡要的目的和原理、操作步驟、數(shù)據(jù)處理結(jié)果(或圖表)、對思考題的回答，以及討論和建議。對多人合作進(jìn)行的實驗，應(yīng)各自獨立進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分別寫出實驗報告。

試劑精制與基本操作一、常用有機(jī)溶劑的純化1.乙醇（C2H5OH）沸點78.3℃，折光率（nD20）1.3616，相對密度（D420）0.7893。普通乙醇含量為95%，與水易形成恒沸溶液，不能用一般分餾法除去水分。初步脫水常用生石灰為脫水劑，回流5～6h，再將乙醇蒸出。若需要絕對無水乙醇，還必須選擇下述方法進(jìn)行處理。（1）向1L圓底燒瓶中加入2～3g干燥潔凈的鎂條、0.3g碘、30mL99.5%的乙醇，安裝球形冷凝管（在冷凝管上端附加一只氯化鈣干燥管），水浴加熱至碘粒完全消失（如果不起反應(yīng)，可再加入數(shù)小粒碘），然后繼續(xù)加熱，待鎂完全溶解后，將500mL99.5%的乙醇加入，繼續(xù)加熱回流1h，蒸出乙醇，收集于干燥潔凈的瓶內(nèi)，所得乙醇純度可超過99.95%。（2）采用金屬鈉以除去乙醇中含有的微量的水分，然后蒸餾。金屬鈉與金屬鎂的作用是相似的。但是單用金屬鈉并不能達(dá)到完整去除乙醇中含有的水分的目的。因為這一反應(yīng)有如下的平衡：C2H5ONa+H2O=C2H5OH+NaOH若要使平衡向右移動，可以加過量的金屬鈉，增加乙醇鈉的生成量，但這樣做會造成乙醇的浪費。因此通常是加入高沸點的酯（如鄰苯二甲酸乙酯或琥珀酸乙酯）藝校相互反應(yīng)中生成的氫氧化鈉。這樣制得的乙醇，只要能嚴(yán)格防潮，含水量可以低于0.01%。2.正己烷（C6H14）沸點68.7℃，折光率（nD20）1.3748,相對密度（D420）0.6593。正己烷為無色揮發(fā)性液體，能與醇、醚和三氯甲烷混合，不溶于水。目前市售三級純含量為95%，其純化方法如下：先用濃硫酸洗滌數(shù)次，接著以0.1mol/L高錳酸鉀的10%硫酸溶液洗滌，再以0.1mol/L高錳酸鉀的10%氫氧化鈉溶液洗滌，最后用水洗滌，干燥蒸餾。3.苯沸點80.1℃，熔點5.5℃，折光率（nD20）1.5011,相對密度（D420）0.8790。普通苯常含有噻吩（沸點84℃），不能用分餾或分級結(jié)晶的方法分開。因此，欲制無噻吩的干燥苯，可采用下述方法進(jìn)行純化:噻吩比苯易磺化，將普通苯用相當(dāng)其體積10%的濃硫酸反復(fù)振搖至酸層呈無色或微黃色，或檢驗至無噻吩存在為止（檢驗噻吩的方法：取3mL苯，用10mg靛紅與10mL濃硫酸配成的溶液振搖后靜置片刻，若有噻吩存在則溶液顯淺藍(lán)綠色），然后分出苯層，用水、10%碳酸鈉溶液、水依次洗滌，以無水氯化鈣干燥，分流即得。若需絕對無水，再壓入鈉絲干燥。4.甲苯沸點110.6℃，折光率（nD20）1.4969,相對密度（D420）0.8669.甲苯中含有甲基噻吩（沸點112～113℃），處理方法與苯同。由于甲苯比苯容易磺化，用濃硫酸洗滌時溫度應(yīng)控制在30℃以下。5.乙醚（C2H5OC2H5）沸點34.6℃，折光率（nD20）1.3527，相對密度（D420）0.7193。工業(yè)乙醚中，常含有水和乙醇，若儲存不當(dāng)，還可能產(chǎn)生過氧化物。這些雜質(zhì)的存在，對于一些要求用無水乙醚作溶劑的實驗是不適合的，特別是有過氧化物存在是，還有發(fā)生爆炸的危險。純化乙醚可選擇下述方法。（1）向裝有500mL普通乙醚的1L分液漏斗內(nèi)，加入50mL10%的新鮮配置的亞硫酸氫鈉溶液，或加入10mL硫酸亞鐵溶液和100mL水充分振搖（若乙醚中不含過氧化物，則可省去這步操作），然后分出醚層，用飽和食鹽溶液洗滌兩次，再用無水氯化鈣干燥數(shù)天，過濾，蒸餾。將蒸出的乙醚放在干燥的磨口試劑瓶中，壓入金屬鈉絲干燥。硫酸亞鐵的制備：向100mL蒸餾水中慢慢加入6mL濃硫酸，在加入60g硫酸亞鐵溶解即得。（2）經(jīng)無水氯化鈣干燥后的乙醚也可用4A型分子篩干燥，所得絕對無水乙醚能直接用于格氏反應(yīng)。為了防止乙醚在儲存過程中生成過氧化物，除盡量避免與光和空氣接觸外，可與乙醚內(nèi)加入少許鐵屑，或銅絲、銅屑，或干燥固體氫氧化鉀，盛于棕色瓶內(nèi)，儲存于陰涼處。為了防止發(fā)生事故，對在一般條件下保存的，或儲存過久的乙醚，除已鑒定不含過氧化物的以外，蒸餾時都不要全部蒸干。6.四氫呋喃沸點66℃，折光率（nD20）1.4071，相對密度（D420）0.8892。四氫呋喃與水混合，久放后，可能含有過氧化物。目前市售三級純含量為95%，其純化方法如下：用固體氫氧化鉀干燥數(shù)天，過濾；壓入鈉絲，以二本家酮為指示劑加熱回流至藍(lán)色，蒸餾待用。7.二氧六環(huán)沸點101.5℃，折光率（nD20）1.4224，相對密度（D420）1.0336。二氧六環(huán)的純化一般是加入10%質(zhì)量的濃硫酸與之回流3h，同時慢慢通入氮氣，以除去生成的乙醚，待冷，加入粒狀氫氧化鉀直至不再溶解；然后將水層分去，用氫氧化鉀干燥一天，過濾，再加金屬鈉加熱回流數(shù)小時，蒸餾即得，最后壓入鈉絲保存。8.丙酮（CH3COCH3）沸點56.3℃，折光率（nD20）1.3586，相對密度（D420）0.7890。目前市售試劑級丙酮純度較高，含水量不超過0.5%，一般直接用4Axing分子篩，或用無水硫酸鈣或碳酸鉀干燥即可應(yīng)用，若要含水量低于0.05%，將上述干燥的丙酮再用五氧化二磷干燥，蒸餾即得。如果丙酮中含有醛或其他還原性的物質(zhì)，可逐次加入少量高錳酸鉀回流直至紫色不褪，再用無水硫酸鈣或碳酸鉀干燥后蒸餾，或用碘化鈉使與之生加成物，經(jīng)分解及分流即得。9.二氯甲烷（CH2Cl2）沸點39.7℃，折光率（nD20）1.4241，相對密度（D420）1.3167。二氯甲烷為無色揮發(fā)性液體，其蒸氣不能燃燒，與空氣混合亦不發(fā)生爆炸，微溶于水，能與醇、醚混合。目前市售三級純含量為95%，其純化方法如下：依次用5%碳酸氫鈉溶液和水洗滌，在以無水氯化鈣干燥蒸餾。二氯甲烷不能用金屬鈉干燥，因會發(fā)生爆炸。用時注意二氯甲烷不要久置于空氣中，以免被氧化，應(yīng)儲存于棕色瓶內(nèi)。10.三氯甲烷（CHCl3）沸點61.2℃，折光率（nD20）1.4455，相對密度（D420）1.4984。普通三氯甲烷含有約1%乙醇作為穩(wěn)定劑，其純化方法如下：依次用相當(dāng)于5%體積的濃硫酸、水、稀氫氧化鈉溶液和水洗滌，再以無水氯化鈣干燥，蒸餾即得。不含有乙醇的三氯甲烷，應(yīng)裝于棕色瓶內(nèi)并儲存于陰暗處，避免光化作用產(chǎn)生光氣。三氯甲烷不能用金屬鈉干燥，因會發(fā)生爆炸。11.N，N-二甲基甲酰胺（HCON（CH3）2）沸點153℃，折光率（nD20）1.4304，相對密度（D420）0.9487。N，N－二甲基甲酰胺為無色液體，與多數(shù)有機(jī)溶劑和水可任意混合，化學(xué)和熱穩(wěn)定性好，對有機(jī)和無機(jī)化合物的溶解度范圍廣。目前市售三級純含量不低于95%，主要雜質(zhì)為胺、氨、甲醛和水，其純化方法有如下幾種：①先用無水硫酸鎂干燥24h，再加固體氫氧化鉀振搖，然后蒸餾；②去250gN，N－二甲基甲酰胺、30g苯和12g水分流，先將苯、水、氨和氨蒸除，然后減壓蒸餾即得純品；③若含水量低于0.05%，可用4A型分子篩干燥12h以上，然后蒸餾，避光儲存。12.二甲亞砜（CH3SOCH3）沸點189℃，折光率（nD20）1.4783，相對密度（D420）1.0954。二甲亞砜為無色、無臭、微帶苦味的吸濕性液體，在常壓下加熱至沸騰可部分分解。市售試劑級二甲亞砜含水量約為1%，通常先減壓蒸餾，然后用4A型分子篩干燥；或用氫化鈣粉末攪拌4－8h，再減壓蒸餾收集64－65℃（4mmHg）的餾分。蒸餾時，溫度不宜高于90℃，否則會發(fā)生歧化反應(yīng)生成二甲砜和二甲硫醚。二甲亞砜與某些物質(zhì)（氫化鈉、高碘酸或高氯酸鎂）混合時可能發(fā)生爆炸，應(yīng)予注意。二、常用引發(fā)劑的精制1.過氧化苯甲酰（BPO）BPO在各溶劑中的溶解度見表2－1。氯仿、苯、四氯化碳、丙酮和乙醚對BPO均有相當(dāng)?shù)娜芙舛?，都可作為重結(jié)晶時，一般宜在室溫下將BPO溶解，高溫溶解又引起爆炸的危險，需特別注意。表2-1BPO在不同溶劑中的溶解度溶劑溶解度/（g/mL）溶劑溶解度/(g/mL)氯仿0.32乙醚0.060苯0.16加醇0.013四氯化碳0.06乙醇0.010丙酮0.15石油醚0.0050精制BPO是最常用的是以氯仿作為溶劑，甲醇作沉淀劑。將10g粗八婆仔室溫下溶于40mL綠房中，濾去不溶物。濾液導(dǎo)入100mL預(yù)先用冰鹽浴冷卻的甲醇中，即有結(jié)晶析出，過濾，在氯化鈣存在下減壓干燥，即得精制品。如此重結(jié)晶幾次，產(chǎn)品純度可達(dá)99%。2.偶氮二異丁腈（AIBN）重結(jié)晶AIBN時溶劑可用乙醇，亦可用甲醇－水混合溶劑、乙醚、石油醚等。例如，在100m乙醇中加入10gAIBN，水浴50℃加熱使之溶解。濾去不容物，濾液用冰鹽浴冷卻，過濾即得重結(jié)晶產(chǎn)物，在五氧化二磷存在下減壓干燥。產(chǎn)物的熔點為103－104℃.3.叔丁基過氧化氫將叔丁基過氧化氫（含量約60%）20mL在攪拌下慢慢加入預(yù)先冷卻的50mL25%的NaOH水溶液中，使之生成鈉鹽析出，過濾，將此鈉鹽配成飽和水溶液，用氯化銨或固體二氧化碳（干冰）中和，叔丁基過氧化氫再生。分離此有機(jī)層，用無水碳酸鉀干燥，減壓蒸餾，得精制品，純度95%。4.異丙苯過氧化氫將異丙苯過氧化氫（含量約75%）20mL在攪拌下慢慢加入60mL25%的NaOH水溶液中。將生成的鈉鹽過濾，并用石油醚洗數(shù)次。將此鈉鹽懸浮在石油醚中，減壓蒸餾，得精制產(chǎn)物，純度97%。5.過氧化二叔丁基將市售的過氧化二叔丁基減壓蒸餾，收集50－52℃（12KPa）的餾分。6.過硫酸鉀（K2S2O8）將過硫酸鉀溶于30（K2S2O8）水中，冷卻，即得重結(jié)晶產(chǎn)物，過濾，在氯化鈣存在下減壓干燥。7.三氟化硼乙醚液（BF3●(CH3CH2)2O)）三氟化硼乙醚液為無色透明液體，接觸空氣時易被氧化，使色澤變深，可用減壓蒸餾精制。三、常用單體的精制1.甲基丙乙烯酸甲酯的精制甲基丙乙烯酸甲酯是無色透明的液體，沸點100.3－100.6℃，熔點－48.2℃，密度0.936g/cm3，折光率1.4136，微溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有機(jī)溶劑。在市售的甲基丙烯酸甲酯中，一般都含有阻聚劑，常用的阻聚劑是對苯二酚，可用堿溶液洗去，具體進(jìn)行純化處理的方法如下：在500mL分液漏斗中加入250mL甲基丙烯酸甲酯，用50mL5%NaOH水溶液洗滌數(shù)次至無色，然后用蒸餾水洗（每次50－80mL）至中性；分盡水層后加入單體量5%左右的無水硫酸鈉，充分搖動，放置干燥24小時以上，減壓蒸餾收集50℃（165kPa）的餾分。甲基丙烯酸甲酯的沸點和壓力的關(guān)系見表2-2。表2-2甲基丙烯酸甲酯沸點和壓力的關(guān)系沸點/℃2030405060708090壓力/kPa4.677.0710.816.525.337.252.972.92.苯乙烯的精制苯乙烯為無色（或略帶淺黃色）的透明液體，沸點145.2℃，熔點－30.6℃，折光率1.5468，密度0.9060g/cm3。苯乙烯的精制方法和精制甲基丙烯酸甲酯的方法基本相同。在500mL的分液漏斗中裝入250mL苯乙烯，每次用約50mL的5%NaOH水溶液洗滌數(shù)次，至無色后再用蒸餾水洗至水層呈中性，然后加入適量的無水硫酸鈉放置干燥。干燥后的苯乙烯再進(jìn)行減壓蒸餾，收集60℃（5.33kPa）的餾分，測定其純度。苯乙烯在不同壓力下的沸點見表2-3。表2-3苯乙烯沸點與壓力的關(guān)系沸點/℃1830.844.659.869.582.1101壓力/kPa0.671.332.675.338.0013.326.73.丙烯腈的精制丙烯腈為無色透明液體，沸點77.3℃，折光率1.3911，密度0.8660g/cm3，常溫下在水中的溶解度為7.3%。丙烯腈的精制方法：量取200mL丙烯腈于500mL蒸餾瓶中進(jìn)行常壓蒸餾，收集76－78℃的餾分；將該餾分用無水CaCl2干燥3h，經(jīng)過濾后移入裝有分餾柱的蒸餾瓶中，加入幾滴高錳酸鉀溶液近些年分餾，收集77－77.5℃的餾分。若僅要求取出丙烯腈單體中的阻聚劑，則常用離子交換法而不宜采用堿洗法，這是因為丙烯腈在水中的溶解度比較大，一系列的堿洗和水洗將造成相當(dāng)多的單體損失。將待處理的丙烯腈單體以1－2cm/min的線速度流過強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂柱，收集流出的丙烯腈，倒入蒸餾瓶中，在水泵的減壓下進(jìn)行減壓蒸餾（蒸餾時需放入少量的FeCl3）,在接引管與水泵緩沖瓶之間裝一個干燥塔，收集主餾分備用。用于離子聚合的丙烯腈，臨用前還需要新活化的4A型分子篩干燥2h以上。4.丙烯酰胺的精制將55g丙烯酰胺與40℃溶解于20mL蒸餾水中，立即用保溫漏斗過濾。濾液冷卻至室溫時，有結(jié)晶析出。用布氏漏斗抽慮，母液中加入6g（NH4）2SO4，充分?jǐn)嚢韬笾糜诘蜏厮』蚶浔渲欣鋮s至－5℃左右。待結(jié)晶完全后，取出迅速用布氏漏斗抽慮。合并兩部分結(jié)晶，自然晾干后于20－30℃下，在真空烘箱中干燥24h以上。5.環(huán)氧丙烷的精制將待精制的環(huán)氧丙烯放入蒸餾瓶中，加入適量CaH2，磁力攪拌2－3h，在CaH2存在下蒸出。若蒸出后存放了一段時間，則在臨用前還需用在500℃下新活化的4A型分子篩干燥。6.乙酸乙烯酯的精制量取300mL乙酸乙烯酯（VAc）放入500mL的分液漏斗中，加入60mL飽和NaHSO3溶液，充分振搖后，放盡水層。如此重復(fù)2－3次，再用100mL蒸餾水洗1次，用60mL10%的Na2CO3溶液洗2次，最后用蒸餾水洗至中性。將此洗凈的乙酸乙烯酯置于蒸餾瓶中，在水泵減壓下進(jìn)行減壓蒸餾。乙酸乙烯酯在不同壓力下的沸點簡便2－4.表2-4乙酸乙烯酯沸點與壓力的關(guān)系沸點/℃7.8021.0732.2140.0548.4255.6361.3272.50壓力/kPa6.1712.6121.2039.4242.354.7667.95101.32四、干燥與干燥劑干燥是指除去附在固體或混雜在液體或氣體中的少量水分，也包括除去少量溶劑。干燥是最常用且十分重要的基本操作。例如，在高聚物的制備、定性、定量分析以及波普分析工作中都要用到干燥技術(shù)。干燥技術(shù)的優(yōu)劣直接影響到實驗質(zhì)量的好壞，關(guān)系到實驗的成敗。1，固體的干燥重結(jié)晶得到的固體常常有水分或有機(jī)溶劑，應(yīng)根據(jù)化合物的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行干燥。1）空氣干燥（晾干）對于不易吸濕的固態(tài)聚合物，要除去其表面的溶劑，可采用最簡單、最經(jīng)濟(jì)的方法，即自然晾干。用揮發(fā)性溶劑（如丙酮等）重沉淀的固體，在室溫下空氣干燥就能獲得較好的效果。其方法是將固體攤放在濾紙上，或通過布氏漏斗減壓抽慮以加速固體的干燥。2）加熱干燥對于熱穩(wěn)定性好的固態(tài)聚合物可以放在烘箱內(nèi)干燥。注意，加熱的溫度切忌超過該化合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，以免固體變色或分解。如果需要，可放在真空恒溫干燥箱中干燥。3）干燥器干燥對于易吸潮或在較高溫度下干燥時會發(fā)生分解的固體可用干燥器干燥。干燥器有普通干燥器和真空干燥其兩種。干燥器內(nèi)所使用的干燥劑應(yīng)按被干燥的固體所含溶劑的性質(zhì)來選擇。例如，硅膠、氯化鈣等常用于吸水；五氧化二磷除了用于吸水外，還可吸收醇、酮等；石蠟則可用于吸收烴類、乙醚、氯仿和四氯化碳等等。4）冰凍干燥法在一定壓力下，誰的蒸汽壓隨溫度的降低而降低，冰升華成水汽而除去，這就是冰凍干燥的原理。其操作步驟如下：將待干燥的物質(zhì)置于培養(yǎng)皿內(nèi)，厚度近1cm，在低溫冰箱或普通冰箱內(nèi)凍成固體，然后放入真空干燥器內(nèi)，干燥器內(nèi)方有固體NaOH和五氧化二磷；通過五氧化二磷干燥塔與真空泵相連接，抽真空5－6h后，即得冷凍干燥器。為了增進(jìn)冷凍效果干燥器外壁要用冰鹽浴保護(hù)，以防材料熔化產(chǎn)生泡沫而造成損失。液體的干燥在高分子試驗中，進(jìn)行聚合前常需除掉溶劑和聚合的單體中夾雜的水分，一般可通過加入干燥劑來達(dá)到目的。常用干燥劑的種類很多，選擇干燥劑時必須注意以下幾點：①干燥劑浴被干燥的液體不發(fā)生任何反應(yīng)，且不溶于被干燥的液體中；②干燥速率快，吸水能力強(qiáng)，價格較便宜?，F(xiàn)將幾種常見的干燥劑介紹如下。（1）CaCl2。價廉，吸水能力強(qiáng)，但吸水速率慢，干燥時間長，不宜用于酸或堿性物質(zhì)的干燥（因工藝品含有堿性雜質(zhì)），同時因能與醇、酚、胺、酰胺及某些醛、酮和酯形成配合物而不宜使用，適用于烴、鹵代烴及醚的干燥。（2）CaSO4。干燥速率快，既不溶于有機(jī)溶劑，也不易與有機(jī)物起反應(yīng)，適用范圍廣，其缺點是價格貴，吸水量少，一般用于二次干燥，即先用MgSO4或CaCl2干燥后，再用CaSO4除去微量的水分。（3）MgSO4。吸水量大，一般用于二次干燥，且價格便宜，可用于干燥那些不宜用CaCl2干燥的許多化合物。（4）碳酸鉀。呈堿性，與水形成K2CO3●2H2O，干燥速率慢，適用于干燥醇、酮、酯、胺、生物堿，不能用于酸、酚等酸性物質(zhì)的干燥。（5）硫酸鈉。中性，廉價，吸水量大，但干燥速率緩慢，干燥效能差，一般用于有機(jī)液體的初步干燥，然后再用效能高的干燥及（如CaSO4等）干燥。（6）氫氧化鈉（NaOH）、氫氧化鉀（KOH）。一般用于胺類化合物的干燥。（7）金屬鈉（Na）。適用于已初步干燥的醚、烷烴、芳香烴基叔胺等有機(jī)化合物中微量水分的除去。操作時應(yīng)將鈉處理成鈉絲或鈉珠。干燥時應(yīng)注意有氫氣放出，所以應(yīng)在瓶塞中插入一無水CaCl2的干燥管，使氫氣放空而水汽不致進(jìn)入。干燥完畢應(yīng)將殘留的鈉回收，在沒有或二甲苯中保存，或以無水乙醇處理后棄去，切忌直接倒入回收容器中，以免發(fā)生事故。（8）分子篩。分子篩多為孔性結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽類，平均孔徑為0.3nm或0.4nm（3A或4A），能讓比其孔徑小的非分子（如水分子等小分子）進(jìn)入孔隙中，而大分子則留在孔隙外，從而達(dá)到大小不同的分子被“篩分”的目的。分子篩對于獲得無水的溶劑或液體是有效的。若溶劑水分過多，則應(yīng)先用其他干燥劑進(jìn)行脫水，繼而用分子篩干燥。吸水后的分子篩可在350℃下活化后重新使用。根據(jù)上述條件，一般將選好的干燥劑和被干燥的液體一起置于干燥的錐形瓶中，塞緊，振蕩，靜置20－30min，使吸去水分，然后將液體和干燥及分離。使用干燥劑時應(yīng)注意用量要適當(dāng)，通常約為液體體積的1/10。如果用量過多，會因吸附作用造成干燥物質(zhì)的損失；如果用量太少，又達(dá)不到脫水的目的。干燥劑的顆粒不宜太大，也不要成粉狀。若顆粒太大，表面積就小，則吸水量不大；若顆粒太小呈泥狀，則分離困難。以上操作，可根據(jù)需要重復(fù)進(jìn)行，最終獲得相當(dāng)干燥的產(chǎn)品。五、水蒸氣蒸餾和減壓蒸餾對液體有機(jī)物的分離和提純，一般可用常壓蒸餾的方法。對在近沸點溫度下易分解變質(zhì)的高沸點有機(jī)物，就有必要在較低的溫度下進(jìn)行蒸餾，此時就需要改用水蒸氣蒸餾或減壓蒸餾。當(dāng)與水不相混融的物質(zhì)和水一起加熱時，根據(jù)道爾頓分壓定律，總壓等于各組分蒸氣壓之和，即式中:P總為總蒸氣壓；p水位水的蒸汽壓；pB為與水不相混溶物質(zhì)B的蒸汽壓。P總隨溫度升高而增加，直到其等于外界大氣壓時，液體開始沸騰。顯然，混合液體的沸點較各組分單獨存在時的沸點低，因此用水蒸氣蒸餾就能在比其沸點低得多的溫度下，將有機(jī)物與水一起蒸餾出來。此法常用于分離那些在沸點附近易分解的物質(zhì)，也可從組成復(fù)雜的中草藥中分離有效成分。用此法來分離或提純的有機(jī)物，除了難溶或不溶于水外，還必須具備共沸下與水不發(fā)生反應(yīng)、100℃時有一定的蒸汽壓（5－10mmHg）等條件。根據(jù)氣體狀態(tài)方程PV=nRT，在一定容積和溫度下，混合物蒸汽壓中各組分的分壓比等于它們在其相中的物質(zhì)的量（n水、nB）之比，即因則式中：m水和Mb分別為蒸餾出的水和有機(jī)物的質(zhì)量；M水和MB分別為兩者的摩爾質(zhì)量。若已知混合物的沸點和水在該溫度下的蒸汽壓，即可算出餾出液中有機(jī)物的含量。例如，苯胺和水在98.5℃是蒸汽壓分別為42mmHg和718mmHg，苯胺的相對分子量為93，所以餾出液中苯胺與水的質(zhì)量比為由于苯胺微溶于水，故實際得到的比例較低。液體的沸點是指它的蒸汽壓等于外界大氣壓時的溫度，沸點隨外壓的改變而變化。如果降低液面上的壓力，就可使液體在較低溫度下沸騰。在較低外壓下進(jìn)行的蒸餾操作稱為減壓蒸餾。液體沸點對于外壓的改變是相當(dāng)敏感的，就大多數(shù)有機(jī)物來說，當(dāng)外壓降低到20mmHg時，壓力每減低1mmHg，沸點約降低1℃，其沸點可按此進(jìn)行估計。減壓蒸餾常用來分離和提純高沸點有機(jī)物，特別是在較高溫度下易分解、氧化的物質(zhì)。1.實驗步驟水蒸氣蒸餾（1）裝置。取一500mL圓底燒瓶作為水蒸氣發(fā)生器，瓶口配一雙控軟木塞，一孔中插入長玻管作為安全管，另一孔中插入水蒸氣導(dǎo)出管，導(dǎo)出管通過橡皮管與T形管相連，T形管的支管上套一段夾有螺旋夾的橡皮管。領(lǐng)取一250mL長頸圓底燒瓶，亦配一雙孔軟木塞，一孔內(nèi)插入水蒸氣倒入管，其末端應(yīng)接近燒瓶底部。倒入管上端用橡皮管和T形管相連，并使燒瓶與桌面約成45°傾斜。另一孔內(nèi)插入導(dǎo)出管，其末端裝接一直形冷凝管，再裝上尾接管，并以錐形瓶作為接收器，即得如圖2-1所示的水蒸氣蒸餾裝置。（2）蒸餾。向250mL長頸圓底燒瓶中加入8mL苯胺和40mL水，再500mL圓底燒瓶中加水至其容量的1/2，并投入數(shù)粒沸石，按圖2-1裝好水蒸氣蒸餾裝置。然后開啟冷凝水，并將水蒸氣發(fā)生器加熱。當(dāng)水沸騰時，立即關(guān)閉T形管上的螺旋夾，是水蒸氣經(jīng)倒入管通入250mL燒瓶內(nèi)進(jìn)行蒸餾。為了避免水蒸氣在此燒瓶內(nèi)冷凝而體積變大，可以小火通過石棉網(wǎng)加熱此燒瓶。蒸餾速率以每秒餾出2－3滴液體為宜，將餾出液收集于錐形瓶中。當(dāng)餾出液無明顯油珠、液滴澄清時，即可停止蒸餾。此時，先打開T形管上的螺旋夾，然后熄火，以防止發(fā)生倒吸。也可用中藥“徐長卿”碎末10g，加水50mL，按上述操作進(jìn)行水蒸氣蒸餾，以提取其中的揮發(fā)油。所得揮發(fā)油的主要成分為丹皮酚，丹皮酚遇三氯化鐵呈現(xiàn)褐紫色。減壓蒸餾（1）裝置。取一具有兩個瓶頸的克氏蒸餾瓶（或用圓底燒瓶裝上克氏蒸餾頭），在瓶的一頸配上溫度及，另一頸中插入一根一段拉細(xì)的玻管，其下端離瓶底1－2mm，上端套有帶螺旋夾的橡皮管，以此來調(diào)節(jié)進(jìn)入的空氣量，使蒸餾平穩(wěn)地進(jìn)行?？耸险麴s瓶（或克氏蒸餾頭）的側(cè)管依次裝接冷凝管、真空尾接管和圓底燒瓶（作為接收器），真空尾接管的側(cè)管通過安全瓶、水銀壓力計與減壓體系相連接。抽氣減壓常用吸氣水泵或真空泵。使用真空泵使，應(yīng)在泵前設(shè)置一系列洗氣瓶或吸收塔。減壓蒸餾裝置如圖2-2所示。（2）蒸餾。向蒸餾瓶中加入占其容量1/3－1/2的工業(yè)乙酰乙酸乙酯，按圖2-2裝好全套裝置，整個體系必須保持密封。關(guān)閉水銀壓力計的活塞，旋緊玻管上端的螺旋夾，打開安全瓶上的活塞，然后開泵抽氣i，逐漸關(guān)閉安全瓶活塞，再稍微旋松玻管上的螺旋夾，使有小氣泡連續(xù)平穩(wěn)地通過瓶內(nèi)液體。此時小心旋開壓力計的活塞，觀察蒸餾體系所能到達(dá)的真空度。如果達(dá)不到所需真空度（18mmHg），可檢查各部分的連接處是否緊密，有否漏氣；如果超過所需真空度，可小心旋轉(zhuǎn)安全瓶活塞，引進(jìn)少量空氣以調(diào)節(jié)到所需真空度。調(diào)節(jié)好后，關(guān)閉壓力計的活塞，開啟冷凝水，并用水浴加熱克氏蒸餾瓶內(nèi)液體。當(dāng)液體開始沸騰時，控制水浴溫度，使每秒餾出1－2滴液體，收集77－80℃（18mmHg）的餾出液。在蒸餾過程中，應(yīng)隨時注意溫度計的讀數(shù)，必要時加以適當(dāng)調(diào)節(jié)。蒸餾完畢，先移去熱源，撤下水浴，待稍冷后，慢慢打開安全瓶上的活塞，同時松開玻管上的螺旋夾，以防止瓶內(nèi)殘留液吸入玻管。然后停止抽氣，最后緩慢地旋轉(zhuǎn)壓力計的活塞，讓空氣慢慢進(jìn)入以恢復(fù)常壓。將收集的乙酰乙酸乙酯倒入回收瓶中。2.注意事項（1）作為安全管的長玻管必須插入到接近燒瓶的底部，當(dāng)燒瓶內(nèi)壓力增大時，水就沿著玻管上升，以調(diào)節(jié)內(nèi)壓。（2）長頸蒸餾燒瓶之所以要斜放，是為了避免蒸餾時瓶內(nèi)液體因濺跳而被蒸氣帶入冷凝管或因飛濺而沖入冷凝管內(nèi)。（3）T形管出用來排放由水蒸氣冷凝而生成的水外，當(dāng)遇到不正常情況時，可打開T形管下端的螺旋夾，是水蒸氣發(fā)生器和大氣相通，以保證操作安全。（4）測量減壓體系內(nèi)的壓力時常用水銀壓力計。壓力計有開口式和封閉式兩種。開口式壓力計測量的方法是：先記錄壓力計兩臂水銀柱的高度差（mmHg），再由實驗時的大氣壓（mmHg）減去這個高度差，即為裝置內(nèi)的壓力。封閉式壓力計兩臂水銀面高度之差即為體系內(nèi)的真空度。（5）實驗室中抽氣減壓時可用吸氣水泵或真空泵，前者能把裝置內(nèi)壓力降到15－20mmHg，后者則能把壓力降到2－4mmHg或更低。（6）有機(jī)溶劑、酸或水汽等進(jìn)入真空泵后會污染泵油，腐蝕機(jī)件，從而降低抽氣減壓效能，故必須在接收器與泵之間安裝若干個吸收塔。塔內(nèi)分別裝有石蠟片、無水氯化鈣（或濃硫酸）和固體氫氧化鈉等，可順次吸收揮發(fā)性有機(jī)物氣體、水汽和輕氣體等。（7）應(yīng)緩慢地旋開水銀壓力計的活塞，讓空氣緩緩進(jìn)入。如果空氣進(jìn)入太快，水銀柱有沖破玻管而飛濺四散的危險。3.思考題（1）水蒸氣蒸餾完畢后，若先移去熱源，后打開T形管下端的螺旋夾，將會產(chǎn)生什么結(jié)果？為什么？（2）減壓蒸餾結(jié)束時，應(yīng)先移去熱源，打開安全瓶活塞和玻管上的螺旋夾后，再關(guān)泵停止抽氣。若先關(guān)泵停止抽氣將會造成什么后果？為什么？（3）堿性水蒸氣蒸餾和減壓蒸餾時各應(yīng)注意哪些主要事項？

第三章高分子化學(xué)實驗實驗一引發(fā)劑的精制及純度分析目前，工業(yè)上自由基聚合過程大都采用引發(fā)劑來引發(fā)，引發(fā)劑是容易分解成自由基的化合物，分子結(jié)構(gòu)上具有弱鍵，在熱能或輻射能的作用下，沿弱鍵均裂成兩個自由基。一般聚合溫度下，如40－100℃，要求離解能約1.25－1.47×104J/mol（30－35kcal/mol），根據(jù)這一要求，引發(fā)劑主要是偶氮化合物和過氧化物兩大類。引發(fā)劑除偶氮化合物和過氧化物以外，還有無機(jī)類引發(fā)劑的氧化－還原引發(fā)體系，根據(jù)聚合實施方法不同，可選用不同種類的引發(fā)劑。一般本體聚合、懸浮聚合和溶液聚合選用偶氮類和過氧油溶性有機(jī)引發(fā)劑，乳液聚合和水溶液聚合則選用過硫酸鹽類水溶性引發(fā)劑。一、目的和要求掌握引發(fā)劑提純方法和純度分析方法二、實驗原理常用的引發(fā)劑有偶氮雙腈和過氧化物兩類，一般都含有少量雜質(zhì)和水分，并且在儲藏過程中會分解，以至純度降低。作動力學(xué)研究時，常需提純，并且分析其純度。引發(fā)劑通常是固體物質(zhì)，所以引發(fā)劑提純方法常用重結(jié)晶法。由于引發(fā)劑在受熱時容易分解，故溶解和沉淀需在較低的溫度下進(jìn)行，必須加熱時，操作需迅速。一般采用室溫溶解成飽和溶液，然后冷卻，結(jié)晶，或?qū)⒁l(fā)劑溶于溶劑中，再用沉淀劑沉淀。本實驗對過氧化二苯甲酰（BPO）進(jìn)行純度分析，是利用其分子中的－O－O－（過氧）鍵來確定其純度。目前普遍采用的是碘法，即利用－O－O－鍵的氧化性與碘化鈉作用產(chǎn)生游離碘，以標(biāo)準(zhǔn)液滴定游離碘，根據(jù)滴定液的用量可計算過氧化二苯甲酰的純度。三、儀器和試劑儀器：燒杯：100mL2只；三角燒瓶：250mL4只；吸濾瓶：2只；量筒：10、50mL各一只；布氏漏斗：2只；堿式滴定管：50mL1支；表面皿：2塊四、實驗步驟：1．過氧化二苯甲酰的精制稱取3gBPO于100mL燒杯中，加入10mL氯仿，攪拌，使其全部溶解，再加入1.2g克硫酸鈉脫水后，溶液過濾到盛有30mL甲醇的吸濾瓶內(nèi)，即可得到白色的針狀沉淀（若無沉淀析出，可用玻璃棒摩擦瓶壁），將沉淀用布氏漏斗抽濾，置于空氣中干燥，稱重，計算產(chǎn)率（注意：過氧化合物不可烘焙，精制品干燥后也要小心，勿沖擊和摩擦）。2．偶氮二異丁腈的精制在100mL三角燒瓶中加入20mL95%乙醇，在水浴上78－80℃加熱將近沸騰，迅速加入2克偶氮二異丁腈，搖蕩，使其溶解，熱溶液迅速抽濾，濾液冷卻后即得白色結(jié)晶，用布氏漏斗過濾后，沉淀置于空氣中干燥，稱重，計算產(chǎn)率。3．過氧化二苯甲酰的純分析精確稱取0.15－0.20g過氧化二苯甲酰于三角燒瓶中，加入10mL醋酸酐，搖蕩使溶解，加入0.5克碘化鈉，溶解后放置15分鐘，再加入50mL水搖勻，加入5mL0.5%淀粉溶液作指示劑，立即用0.1NNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定，直至無色。五、數(shù)據(jù)處理：六、注意事項：引發(fā)劑絕對不能用明火加熱，精制干燥后，更應(yīng)注意。七、分析與思考1.為什么需要在較低溫度下進(jìn)行引發(fā)劑的精制？2.對于自由基聚合，引發(fā)劑的選擇應(yīng)遵循哪些原則？

實驗二乙酸乙烯酯的溶液聚合一、目的要求實驗要求了解溶液聚合的基本原理和特點，并掌握實驗技術(shù)。二、聚合原理聚乙酸乙烯酯是由乙酸乙烯酯在光或過氧化物等引發(fā)下聚合而得。根據(jù)反應(yīng)條件，如反應(yīng)溫度、引發(fā)劑濃度和溶劑的不同，可以得到分子量從幾千到幾十萬的聚合物。聚合反應(yīng)可按本體、溶液或乳液等方式進(jìn)行。采用何種方法決定于產(chǎn)物的用途。溶液聚合就是引發(fā)劑、單體溶解于溶劑中成為均相，然后加熱聚合。聚合時靠溶劑回流帶走聚合熱，使聚合溫度保持平穩(wěn)，這是其優(yōu)點。但是由于溶劑的加入，大分子自由基與溶劑發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，使聚合物分子量降低。要使聚乙酸乙烯酯適宜于制成維尼綸纖維，控制分子量是關(guān)鍵。單體純度、引發(fā)劑和溶劑類別，以及聚合溫度和轉(zhuǎn)化率高低，都對產(chǎn)物分子量有很大影響。由于乙酸乙烯酯自由基活性很高，容易對聚合物產(chǎn)生鏈轉(zhuǎn)移，而形成支鏈或交聯(lián)產(chǎn)物。三、主要儀器和藥品儀器：500mL三頸燒瓶1只球形冷凝器1只溫度計一根藥品：乙酸乙烯酯（預(yù)先蒸餾過）75g無水乙醇15mL過氧化二苯甲酰0.37g95%乙醇200g四、實驗步驟反應(yīng)在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計的500mL三頸燒瓶中進(jìn)行。加入75g乙酸乙烯酯，15mL無水乙醇，0.37g過氧化二苯甲酰，開始攪拌，加熱到回流，溫度控制在85℃－70℃之間，反應(yīng)約3小時，待透明粘稠的液狀物（在反應(yīng)后期，可能由于聚合物很粘，難攪拌，可加入少量無水乙醇，所加入的量應(yīng)在以后加入的95%乙醇中扣除）。加入應(yīng)加的95%乙醇，保持65℃－75℃，攪勻，使其溶解為均勻透明的溶液，稱取2g樣品，測定固體含量（105℃烘1小時），并計算聚合物的得量及轉(zhuǎn)化率。五、分析與思考1.簡述溶液聚合的體系組成以及特點。2.本實驗采用的無水乙醇和95%乙醇各作什么用途？3．查閱文獻(xiàn)，比較無水乙醇的CM值與合成維尼綸時采用的溶劑甲醇的CM值。

實驗三乙酸乙烯酯的乳液聚合一、目的要求實驗要求了解乳液聚合的基本原理和特點，并掌握實驗技術(shù)。二、聚合原理聚乙酸乙烯酯如果作為涂料或粘合劑，則采用乳液聚合方法。聚乙酸乙烯酯乳膠漆具有水基漆的優(yōu)點，即粘度較小，而分子量較大，不用易燃的有機(jī)溶劑。作為粘合劑時（俗稱白膠），無論木材、紙張和織物，均可使用。如果要進(jìn)一步醇解制備聚乙烯醇，則采用溶液聚合。乙酸乙烯酯乳液聚合的機(jī)理與一般乳液聚合相同。采用過硫酸鹽為引發(fā)劑，為使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，單體和引發(fā)劑均需分批加入。聚合中最常用的乳化劑是聚乙烯醇，實踐中還常把兩種乳化劑合并使用，乳化劑和穩(wěn)定性比單獨用一種好。本實驗采用聚乙烯醇和OP－10兩種乳化劑并用。三、主要儀器和藥品儀器：500mL三頸燒瓶1只球形冷凝器1只溫度計一根滴液漏斗1只藥品：乙酸乙烯酯（預(yù)先蒸餾過）20+20+40共80g過硫酸銨0.6g（用6mL水溶液）8%聚乙烯醇水溶液80gOP－101g5%NaHCO3水溶液7mL鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）10gpH試紙四、實驗步驟反應(yīng)在裝有攪拌器、回流冷凝管、滴液漏斗（可插裝在冷凝管上口）和溫度計的500mL三頸燒瓶中進(jìn)行。先加入80g8%聚乙烯醇水溶液和1gOP－10及20g乙酸乙烯酯，稱0.6g過硫酸銨，用6mL蒸餾水溶解在小量筒內(nèi)，先加一半到三頸燒瓶中，開始攪拌，測pH值。加熱，逐漸升溫，控制反應(yīng)瓶內(nèi)溫度在70℃－75℃左右。然后用滴液漏斗滴加40g乙酸乙烯酯，注意滴加速度不要太快，控制在160－180分鐘內(nèi)滴完。加完后，把余下的過硫酸銨溶液加入三頸燒瓶中，再用滴液漏斗滴加20g乙酸乙烯酯，控制在75－90分鐘內(nèi)滴完。投料完畢后，繼續(xù)加熱回流，緩慢地逐步升溫，以不產(chǎn)生泡沫為準(zhǔn)，最后升溫到90－95℃，無回流為止，冷卻到50℃，測pH值，加入5%NaHCO3水溶液7mL，使乳液的pH=4－6，再加入10g增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌冷卻半小時，即得白色乳液（俗稱白膠）。測定固體含量（2g樣品105℃烘1小時），并計算聚合物的得量及轉(zhuǎn)化率。五、注意事項1.滴加乙酸乙烯酯時要注意速度不要快，可控制在7－10秒1滴。2.乳液體系是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，所以操作時要小心，攪拌要適當(dāng)，太快容易破乳，太慢則易凝聚。3.用5%NaHCO3水溶液調(diào)節(jié)pH值，先加5mL，在慢慢補(bǔ)加，以免過頭。六、分析與思考1.簡述乳液聚合的原理。2.以過硫酸鹽作為引發(fā)劑進(jìn)行乳液聚合時，為什么要控制乳液