甲苯、苯胺.苯甲酸三组分混合物的分离及鉴定一、 实验目的1•掌握萃取、干燥、蒸憎、重结晶、折射率的测定等基本操作和仪器的使用2. 利用苯胺、甲苯、苯甲酸性质的差异进行分离、提纯3. 学习苯胺、甲苯及苯甲酸的鉴定方法二、 实验原理1. 甲苯:甲苯在常温常压下是一种无色透明、清澈如水的液体,密度为0.866g/cm3, 沸点(常压)110.5C,熔点・94.99C甲苯几乎不溶于水(0.52 g/L),但对以和二硫化碳、 酒精、乙储以任意比例混溶,在氯仿、丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶 解性,对光有很强的折射作用(折射率:1.4969)甲苯的粘性为0.6mPas,也就是说它 的粘稠性弱于水甲苯的热值为40.940 kJ/kg,闪点为4 C,燃点为535 C2. 苯胺:无色油状液体,呈弱碱性熔点-6.3C,沸点184C,相对密度1.02(20/ 4C ), 加热至370C分解微溶于水,易溶于乙醇、乙醯等有机溶剂収代反应时,主要生成邻、 对位取代产物苯胺与亚硝酸反应生成重氮盐,山此盐可制成一系列苯的衍生物和偶氮 化合物3. 苯甲酸:无色、无味片状晶体熔点122.13C ,沸点249C ,相对密度1.2659 ( 15 /4C),折射率为1.5397。
在100C时迅速升华,它的蒸气有很强的刺激性,吸入后易 引起咳嗽微溶丁•水(水中溶解度为:18C为0.27gJ0(C为5.9g),易溶丁•乙醇、乙酬 等有机溶剂苯卬酸是弱酸,比脂肪酸强它们的化学性质相似,都能形成盐、酯、酰 卤、酰胺、酸酊•等,都不易被氧化苯甲酸的苯环上可发生亲电取代反应,主要得到间 位取代产物4. 本实验利用苯胺、甲苯及苯甲酸三者之间的酸碱性差异进行分离和提纯,利用三者的折 射率及熔点的差异进行鉴定三、 实验材料试剂:样品、38%浓盐酸(12mo"L)、40%浓氢氧化钠(14.3mol/L)、无水乙醇、无水硫酸钠仪器:圆底烧杯(50ml、100ml、250ml、500ml)、梨形分液漏斗(125ml)、量筒(100ml)、球形冷凝管、水蒸气发牛器、二口连接管、蒸镉头、接液管、烧杯、直形冷凝管、圆底烧瓶(250ml)、抽滤瓶、布氏漏斗、烘箱、熔点仪、毛细管、折射仪、擦镜纸一)苯甲酸的分离、提纯将甲苯、苯胺、苯甲酸的混合物50mL加入250mL的圆底烧杯中,加入10%氢氧化钠溶液 调节pH值至11-12,用玻璃棒搅动使其充分反应静置,出现分层用梨形分液漏斗分液(下 层为含苯甲酸钠溶液的水相,上层为含甲苯、苯胺的有机相)。
将下层的苯甲酸钠和上层有机相 分别放入干燥的烧杯中在苯甲酸钠溶液中滴加10%稀硫酸溶液(搅拌)调节pH至3左右 沉淀出苯甲酸固体,抽滤,洗涤、干燥、称重,得到的苯甲酸粗品用重结晶(重结晶的溶剂 选蒸懈水,用量为13()mL)的方法进行提纯,得苯甲酸的粘品苯胺的分离、提纯将第一步分液得到的油相加入250ml烧杯中,加入10%稀硫酸调节pH至3搅拌使充分反 应静置,出现分层用分液漏斗分液(上层为含有甲苯的有机相,下层为含有苯胺硫酸盐的 水朴I),分別放入250ml烧杯中,得到的苯胺硫酸盐溶液加入10%氢氧化钠溶液(调节pH至11), 分层,然后用分液漏斗进行分液上层为游离出来的苯胺,水蒸气蒸镉法提纯收集苯胺憎分, (苯胺与水的混合物在9&4C沸腾,每蒸出lg苯胺,伴随蒸出3.3g水/留出液中苯胺占30.3%), 把憎出液倒入分液漏斗中,静置分层,弃去水层得苯胺纯品三) 甲苯的分离纯化将甲苯有机相,加入无水硫酸钠干燥至透明状,熬绸,温度在110.5C以上吋,收集甲苯蒸 出液,若蒸出液为浑浊,可加入无水硫酸钠继续干燥,过滤,得甲苯纯品四) 性质鉴定1、苯胺及甲苯的性质鉴定:用阿贝折光仪测折射率。
1) 将折光仪置于光线充足的实验台,川擦镜纸蘸取少量丙酮沿同一方向轻擦镜面,晾干2) 滴加1滴清水,测折光率测得室温F为1.33224.调节反光镜,使光线射入,旋转棱 镜,转动手轮,直到看到明暗分界线,出现色散光带,旋转消色散棱镜手轮,消除色散,再旋 转棱镜转动手轮,使明暗分界线恰好通过十字交叉点,记录读数亜复测定2~3次,其平均值 即为样品的折射率甲苯i?d=1.4969,苯胺n20D= 1.44654)(3) 测完后,立即川丙酮擦洗棱镜表面,晾干保存2、苯甲酸的性质鉴定用毛细管测定熔点法,将样品装填2支毛细管,用熔点仪测其熔点。