分餾和折光率的測(cè)定

關(guān)于分餾和折光率的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆逐s的基本原理；掌握分餾柱的工作原理和常壓下的簡(jiǎn)單分餾操作方法；了解阿貝折光儀測(cè)定折光率的原理；掌握阿貝折光儀測(cè)定折光率的方法和操作要領(lǐng)第2頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、實(shí)驗(yàn)原理分餾的原理：蒸餾和分餾的基本原理是一樣的，都是利用有機(jī)物質(zhì)的沸點(diǎn)不同，在蒸餾過(guò)程中低沸點(diǎn)的組分先蒸出，高沸點(diǎn)的組分后蒸出，從而達(dá)到分離提純的目的。不同的是，分餾是借助于分餾柱使一系列的蒸餾不需多次重復(fù)，一次得以完成的蒸餾。簡(jiǎn)單的說(shuō)分餾就是多次蒸餾。第3頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天光折射原理：

光在兩個(gè)不同介質(zhì)中的傳播速度是不相同的。當(dāng)光線從一個(gè)介質(zhì)A進(jìn)入另一個(gè)介質(zhì)B時(shí)，如果它的傳播方向與兩個(gè)介質(zhì)的界面不垂直時(shí)，則在界面處的傳播方向發(fā)生改變。這種現(xiàn)象稱為光的折射現(xiàn)象。第4頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天根據(jù)折射定律，波長(zhǎng)一定的單色光線，在確定的外界條件（如溫度、壓力等）下，從一個(gè)介質(zhì)A進(jìn)入另一個(gè)介質(zhì)B時(shí)，入射角α和折射角β（如下圖）的正弦之比和這兩個(gè)介質(zhì)的折光率N（介質(zhì)A的）與n（介質(zhì)B的）成反比，即：若介質(zhì)A是真空，則定其N=1，于是所以一個(gè)介質(zhì)的折光率，是光線從真空進(jìn)入這個(gè)介質(zhì)時(shí)的入射角和折射角的正弦之比。這種折光率稱為該介質(zhì)的絕對(duì)折光率，通常測(cè)定的折光率，都是以空氣作為比較的標(biāo)準(zhǔn)。第5頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天

物質(zhì)的折光率與它的結(jié)構(gòu)和光線波長(zhǎng)有關(guān)，而且也受溫度、壓力等因素的影響。折光率常用ntD表示。D是以鈉燈的D線（5893?）作光源，t是與折光率相對(duì)應(yīng)的溫度。

由于通常大氣壓的變化，對(duì)折光率的影響不顯著，所以只在很精密的工作中，才考慮壓力的影響。

一般當(dāng)溫度增高1℃時(shí)，液體有機(jī)化合物的折光率會(huì)減少3.5×10-4～5.5×10-4，不同溫度測(cè)定的折光率，可換算成另一溫度下的折光率。為了便于計(jì)算，一般采用4×10-4為溫度每變化1℃的校正值。這個(gè)粗略計(jì)算，所得的數(shù)值可能略有誤差。但卻有參考價(jià)值。通常文獻(xiàn)中列出的某物質(zhì)的折光率是溫度在20℃的數(shù)值。當(dāng)實(shí)際測(cè)定時(shí)的溫度高于（或低于）20℃時(shí)，所測(cè)折光率值應(yīng)加上（或減去）Δt×4×10-4。第6頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天阿貝折光儀工作原理1.阿貝折光儀工作原理

如果介質(zhì)A對(duì)于介質(zhì)B是疏物質(zhì)，即nA<nB時(shí)，則折射角β必小于入射角α，當(dāng)入射角α為90°時(shí)，sinα=1,這時(shí)折射角達(dá)到最大值，稱為臨界角，用β0表示。很明顯，在一定波長(zhǎng)與一定條件下，β0也是一個(gè)常數(shù)，它與折光率的關(guān)系是：n=1/sinβ0

可見通過(guò)測(cè)定臨界角β0，就可以得到折射率，這就是通常所用阿貝（Abbe）折光儀的基本光學(xué)原理。第7頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.阿貝折光儀的結(jié)構(gòu)

1.反射鏡2.轉(zhuǎn)軸折光棱鏡3.遮光板4.溫度計(jì)5.進(jìn)光棱鏡

6.色散調(diào)節(jié)手輪7.色散值刻度圈8.目鏡9.蓋板10.棱鏡鎖緊手輪11.折射棱鏡座12.照明刻度盤聚光鏡13.溫度計(jì)座14.底座15.折射率刻度調(diào)節(jié)手輪16.調(diào)節(jié)物鏡螺絲孔17.殼體18.恒溫器接頭第8頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、主要儀器與試劑圓底燒瓶，直型冷凝管，刺形分餾柱，接液管，溫度計(jì)，量筒，電熱水浴鍋、阿貝折光儀、滴管等丙酮和水的混合物第9頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、分餾實(shí)驗(yàn)裝置第10頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、實(shí)驗(yàn)步驟1.分餾⑴.按圖安裝好分餾裝置，接受器改用量筒以便讀取餾出液體積（兩人配合）⑵.丙酮—水混合物分餾分別收集54-58℃和98-102℃的餾分

第11頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.折光率的測(cè)定（1）準(zhǔn)備工作

①測(cè)定前，必須先用標(biāo)準(zhǔn)試樣校對(duì)讀數(shù)②每次測(cè)定工作之前及進(jìn)行示值校準(zhǔn)時(shí)必須將進(jìn)光棱鏡的毛面，折射棱鏡的拋光面及標(biāo)準(zhǔn)試樣的拋光，用無(wú)水酒精與乙醚（1︰4）的混合液和脫脂棉花輕檫干凈，以免留有其他物質(zhì)，影響成象清晰度和測(cè)量精度。第12頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）丙酮、水折光率測(cè)定

將被測(cè)液體用干凈滴管加在折射棱鏡表面，并將進(jìn)光棱鏡蓋上，用手輪（10）鎖緊，要求液層均勻，充滿視場(chǎng)，無(wú)氣泡。打開遮光板（3），合上反射鏡（1），調(diào)節(jié)目鏡視度，使十字線成象清晰，此時(shí)旋轉(zhuǎn)手輪（15）并在目鏡視場(chǎng)中找到明暗分界線的位置，再旋轉(zhuǎn)手輪（6）使分界線不帶任何彩色，微調(diào)手輪（15），使分界線位于十字線的中心，再適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)聚光鏡（12），此時(shí)目鏡視場(chǎng)下方顯示的示值即為被測(cè)液體的折光率。

測(cè)完丙酮和水的折光率后進(jìn)行溫度校正，與文獻(xiàn)值比較。儀器使用完畢后必須做好清潔工作，放入木箱內(nèi)，木箱內(nèi)應(yīng)存有干燥劑以吸收潮氣。第13頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天六、實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵及注意事項(xiàng)1.確定是簡(jiǎn)單的分餾，不是蒸餾，確定組分間的沸點(diǎn)差應(yīng)該小于30℃，否則應(yīng)該采用簡(jiǎn)單地蒸餾即可。其實(shí)兩者的要點(diǎn)差不多。沸點(diǎn)差大于30-40℃的一般都很好分離，沸點(diǎn)差小于30℃時(shí)較難分離，需要采用分餾的方法。但是要注意，如果沸點(diǎn)太高，最好采用減壓蒸餾或水汽蒸餾。2.根據(jù)要分離的組分的沸點(diǎn)差選擇合適的分餾柱，柱太短則分離效果不好，太長(zhǎng)則太費(fèi)時(shí)間，要合理選擇。裝置接口處不能漏氣，但也千萬(wàn)不要用真空硅酯涂抹，否則很有可能帶進(jìn)產(chǎn)物中。冷凝系統(tǒng)要有足夠的效率，沸點(diǎn)很低的要用冰浴冷凝。在加熱的油浴或水浴中以及分餾柱上各加一個(gè)合適的溫度計(jì)（由沸點(diǎn)決定，一般加熱的油浴的溫度要比容器內(nèi)的原料液的溫度高15-20℃左右，這也是確定加熱溫度的參考數(shù)據(jù)），位置油浴中的只要水銀球完全沒(méi)入油中，且不與加熱器直接接觸，分餾柱上的是水銀球的上端位于分餾柱支管下沿延長(zhǎng)線上。

分餾注意事項(xiàng)：第14頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.開始蒸餾后，切忌加熱速度太快，且加熱要均勻，如果沒(méi)有太高的對(duì)無(wú)水的要求，可以加入一點(diǎn)沸石，防止爆沸。如果有很高的無(wú)水無(wú)氧的要求，則可能還要氮?dú)獗Ｗo(hù)，加出水劑。加熱開始后，最好在分餾柱上纏上一些布，是分餾柱內(nèi)的溫度受到外界的影響減小到最小。4.原料液開始沸騰并有液體蒸出時(shí)，要開始觀察分餾柱上的溫度計(jì)的指數(shù)變化，一直要到溫度恒定在滴出3-5滴后再開始收集，前液不要，保證純度。分餾出的液體流出的速度在每秒一滴左右，不要太快。到溫度計(jì)示數(shù)開始快速的降低時(shí)證明第一個(gè)組分已經(jīng)分離出來(lái)了，換接收瓶。同上收集其他組分。第15頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天(1)在測(cè)定樣品之前，應(yīng)對(duì)折光儀進(jìn)行校正；(2)在測(cè)量液體時(shí)樣品放得過(guò)少或分布不均，會(huì)看不清楚，此時(shí)可多加一點(diǎn)液體，對(duì)于易揮發(fā)的液體應(yīng)熟練而敏捷地測(cè)量；(3)不能測(cè)定強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及有腐蝕性的液體，也不能測(cè)定對(duì)棱鏡、保溫套之間的膠粘劑有溶解性的液體；(4)要保護(hù)棱鏡，不能在鏡面上造成刻痕，所以在滴加液體時(shí)滴管的末端切不可觸及棱鏡面；(5)儀器在使用或貯藏時(shí)均應(yīng)避免日光，不用時(shí)應(yīng)置于木箱內(nèi)于干燥處貯藏。折光儀使用注意事項(xiàng)：第16頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天七、思考題1.如果是兩種沸點(diǎn)很接近的液體組成的混合物能否用分餾來(lái)提純呢？2.若加熱太快，餾出液＞1－2滴／s（每秒種的滴數(shù)超過(guò)要求量），用分餾分離兩種液體的