大学有机实验讲义

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1、蒸馏及沸点的测定一、实验目的1、熟悉蒸馏和测定沸点的原理，了解蒸馏和测定沸点的意义;2、掌握蒸馏和测定沸点的操作要领和方法。二、实验原理当液体的蒸气压增大到与外界施于液面的总压力（通常是大气压力）相等时，就有大量气 泡从液体内部逸出，即液体沸腾。这时的温度称为液体的沸点。纯粹的液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点（沸程0.5-1.5 oC）。利用这一点， 我们可以测定纯液体有机物的沸点。又称常量法。蒸馏是将液体有机物加热到沸腾状态，使液体变成蒸汽，又将蒸汽冷凝为液体的过程。三、药品和仪器药品： 乙醇；仪器：圆底烧瓶、温度计、直形冷凝管等。四、实验装置主要由气化、冷凝和接收三部分组成，下图

2、是常压蒸馏的图示:1、圆底烧瓶：圆底烧瓶的选用与被蒸液体量的多少有关，通常装入液体的体积应为烧瓶 容积1/3-2/3。液体量过多或过少都不宜（为什么），若是易挥发液体，则液体量不应超过圆底 烧瓶容积的1/2 （为什么）。2、温度计：温度计应根据被蒸馏液体的沸点来选，低于100oC,可选用100150oC温度计;高于100oC,可选用250-300oC水银温度计。3、冷凝管：冷凝管可分为水冷凝管和空气冷凝管两类，水冷凝管用于被蒸液体沸点低于 140 oC；空气冷凝管用于被蒸液体沸点高于140 oC （为什么）。仪器安装顺序为：先下后上，先左后右。卸仪器与其顺序相反。五、实验步骤1、加料：将待蒸乙

3、醇20ml小心倒入蒸馏瓶中，不要使液体从支管流出。加入几粒沸石 （为什么），塞好带温度计的塞子，注意温度计水银球的位置。再检查一次装置是否稳妥与严密。2、加热：先打开冷凝水龙头，缓缓通入冷水，然后开始加热（注意顺序）。注意冷水自 下而上（为什么）。当液体沸腾，蒸气到达水银球部位时，温度计读数急剧上升，调节热源， 使蒸馏速度以每秒12滴为宜（为什么）。此时温度计读数就是馏出液的沸点。3、收集馏液：准备锥形瓶，接受所需馏分，并记下该馏分的沸程：即该馏分的第一滴和 蒸馏结束时温度计的读数。注意：即使杂质很少，也不要蒸干（为什么）。4、拆除蒸馏装置：蒸馏完毕，先应撤出热源，冷却后停止通水，最后拆除蒸馏

4、装置（与 安装顺序相反）。5、同样操作，蒸馏并测定水的沸点。六、实验注意事项1、冷却水流速以能保证蒸汽充分冷凝为宜，通常只需保持缓缓水流即可。2、蒸馏有机溶剂均应用小口接收器，如锥形瓶。七、思考题1、什么叫沸点？液体的沸点和大气压有什么关系？文献里记载的某物质的沸点是否即为 你们那里的沸点温度？2、蒸馏时加入沸石的作用是什么？如果蒸馏前忘记加沸石，能否立即将沸石加全将近沸 腾的液体中？当重新蒸馏时，用过的沸石能否继续使用？3、如果液体具有恒定的沸点，那么能否认为它是单纯物质?4、先加热后开水行不行，为什么？蒸馏结束后为何先撤热源，冷却后停水?5、撤热源时，仅仅关上电热套的开关行不行，为什么？6

5、、温度计水银球应该在什么位置？为什么要在这个位置？熔点的测定、实验目的1. 了解熔点测定的意义；2. 掌握熔点测定的操作方法；二、实验原理1、熔点熔点是固体有机化合物固液两态在大气压力下达成平衡的温度，纯净的固体有机化合物 一般都有固定的熔点，固液两态之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔（称为熔程）温度不 超过 0.5-1 C。加热纯有机化合物，当温度接近其熔点范围时，升温速度随时间变化约为恒定值，此时 用加热时间对温度作图（如图1）。图1相随时间和温度的变化 图2物质蒸气压随温度变化曲线化合物温度不到熔点时以固相存在，加热使温度上升，达到熔点.开始有少量液体出现， 而后固液相平衡.继续加热，

6、温度不再变化，此时加热所提供的热量使固相不断转变为液相， 两相间仍为平衡，最后的固体熔化后，继续加热则温度线性上升。在接近熔点时，加热速度 一定要慢，每分钟温度升高不能超过2C，只有这样，才能使整个熔化过程尽可能接近于两相 平衡条件，测得的熔点也越精确。当含杂质时（假定两者不形成固溶体），根据拉乌耳定律可知，在一定的压力和温度条件 下，在溶剂中增加溶质，导致溶剂蒸气分压降低（图2中ML），固液两相交点M1即代表 含有杂质化合物达到熔点时的固液相平衡共存点，tm1为含杂质时的熔点，显然，此时的熔 点较纯粹者低。2、混合熔点在鉴定某未知物时，如测得其熔点和某已知物的熔点相同或相近时，不能认为它们为

7、同一 物质。还需把它们混合，测该混合物的熔点，若熔点仍不变，才能认为它们为同一物质。若 混合物熔点降低，熔程增大，则说明它们属于不同的物质。故此种混合熔点试验，是检验两 种熔点相同或相近的有机物是否为同一物质的最简便方法。三、实验目的1. 测定有机化合物的熔点2. 判断化合物的纯度四、药品和仪器药品：液体石蜡；尿素；肉桂酸；尿素和肉桂酸1： 1混合物。仪器：温度计；b型管（Thiele管）。五、实验操作1. 封闭玻璃毛细管在用玻璃毛细管取样之前，需要将开口的两端之一封闭。将其中的一个开口端靠近酒精 灯火焰的外焰灼烧，直至毛细管封闭端的内径有两条细线相交，同时不断旋转玻璃毛细管使 其受热均匀，防

8、止出现端口在灼烧过程中弯曲的现象。2. 样品的装入取少许（0.10.2g）样品放于干净表面皿上，用玻璃棒将其研细并集成一堆（为什么要研 细）。把毛细管开口一端垂直插入堆集的样品中，使样品挤入管内，然后，把该毛细管垂直于 实验台面轻轻上下振动，使样品进入管底，将装有样品的毛细管管口向上，放入长约50 一 60cm垂直于桌面的玻璃管中，管下可垫一表面皿，使之从高处落于表面皿上，如此反复多次 后，尽量使样品装得紧密（为什么），样品高度13mm。熔点管外的样品粉末要擦干净以免 污染热浴液体。装入的样品一定要研细、墩实，否则影响测定结果。3. 安装仪器按图安好装置，将提勒管固定在铁架台上，高度以酒精灯火

9、焰可对侧管处加热为准。在 提勒管中放入液体石蜡，液面稍高于上侧管下端（为什么）。提勒管口配一缺口单孔软木塞（为 什么用缺口的），温度计插入孔中，刻度应向软木塞缺口。剪取一小段橡皮圈套在温度计和熔点 管的上部（如下图），固定熔点管的橡胶圈不可浸没在液体石蜡中（为什么）。将粘附有熔点 管的温度计小心地插入导热液中，以小火在图示部位加热（为什么）。温度计插入熔点管中的 深度以水银球恰在熔点管的两侧管的中部。4. 测熔点开始时升温速度可以快些，以每分钟上升34。印勺速度升高温度，当传热液温度距离该 化合物熔点约1015C时，调整火焰使每分钟上升约12C,愈接近熔点(大约相差2。0, 升温速度应愈缓慢，

10、每分钟约0.20.3 C (为什么)。5. 记录数据记下样品开始塌落并有液相产生时(初熔)和固体完全消失时(全熔)的温度读数，即为该化 合物的熔距。要注意在加热过程中试祥是否有萎缩、变色、发泡、升华、碳化等现象，均应 如实记录。以及颜色的变化。每个样品要测三次数据。每一次测定必须用新的熔点管另装样品，不得将已测过熔点的 熔点管冷却，使其中样品固化后再做第二次测定(为什么)。如果测定未知物的熔点，应先对样品粗测一次，加热可以稍快，知道大致的熔距.待导 热液温度冷至熔点以下2030C左右，再另取一根装好样品的毛细管做准确的测定。一定要等冷却后，方可将液体石蜡倒回瓶中。温度汁冷却接近室温后，用纸擦去

11、石蜡方 可用水冲洗(为什么)。六、思考题1. 测熔点时，若有下列情况将产生什么结果？(1) 熔点管壁太厚。(2) 熔点管底部未完全封闭，尚有一针孔。(3) 熔点管不洁净。(4) 样品未完全干燥或含有杂质。(5) 样品研得不细或装得不紧密。(6) 加热太快。2. 尿素和肉桂酸熔点的文献记载值是多少？实际测定是多少？3. 混合物和纯净物的熔程差多少，为什么？分馏一. 实验目的：1. 学习分馏的基本原理；2. 掌握分馏的实验操作方法。二. 实验原理：在分馏柱内，当上升的蒸气与下降的冷凝液互凝相接触时，上升的蒸气部分冷凝放出热量使下降的冷 凝液部分气化，两者之间发生了热量交换，其结果，上升蒸气中易挥发

12、组分增加，而下降的冷凝液中高沸 点组分（难挥发组分）增加，如果继续多次，就等于进行了多次的气液平衡，即达到了多次蒸馏的效果。 这样靠近分馏柱顶部易挥发物质的组分比率高，而在烧瓶里高沸点组分（难挥发组分）的比率高。这样只 要分馏柱足够高，就可将这种组分完全彻底分开。三. 实验试剂：甲醇 25ml；丙酮 15ml；蒸馏水40ml。四. 实验步骤：1. 甲醇和水的分馏在100ml圆底烧瓶中，加入25ml甲醇和25ml水的混合物，加沸石，安装分馏装置。水浴加热，使温 度慢慢上升。当冷凝管中有蒸馏液流出时，迅速记录温度计所示的温度。控制加热速度，使馏出液慢慢均 匀的以每分钟2ml （大约60滴）的速度流

13、出。当柱顶温度维持在65C时，大约收集10ml馏出液。随着温 度上升，分别收集65-70C、70-80C、80-90C、90-95C的馏分。瓶内所剩为残留液。90-95C的馏分很少， 需要用石棉网直接进行加热，或者提高电热套的电压直接加热。将不同馏分分别量出体积，以馏出液体积 为横坐标，温度为纵坐标，绘制分馏曲线。用常压蒸馏的方法，同样收集65-70C、70-80C、80-90C、90-95C的馏分，并绘制蒸馏曲线。并进行 比较。2. 丙酮和水的分馏取15ml丙酮和15ml水进行分馏和蒸馏，分别记录56-62C、62-72C、72-98C、98-100C的馏出液体积。 根据温度和体积画出分馏曲

14、线和蒸馏曲线并进行比较。举例：五、思考题1. 为什么分馏时柱身的保温十分重要？2. 为什么加热速度快，会使柱内温度梯度变小?3 .分馏与简单蒸馏有什么区别？4.分馏时应注意哪些操作要点？一. 实验目的：1、学习以浓硫酸催化环己醇脱水制备环己烯的原理和方法；2、学习分馏原理及分馏柱的使用方法和水浴蒸馏的基本操作技能。二. 实验原理：1. 反应原理：OH h3po4165-170C+ H2O2. 分液漏斗的操作（1）凡士林的涂抹取出活塞，用滤纸将活塞和活塞槽内的水擦干。用手指在活塞的两头涂一薄层凡士林，环绕塞孔的一 圈不涂，以免凡士林堵住塞孔。涂完凡士林后，将活塞插入槽内，然后向同一方向转动活塞，

15、直至外面观 察呈均匀透明状为止。（2）检测在分液漏斗中加入一定量的水，将上口塞子盖好，上下摇动分液漏斗中的水，检查是否漏水，确定不 漏后再使用。（3）分液将待萃取的溶液倒入分液漏斗中，再加入萃取剂，将塞子塞紧，用右手的拇指和中指拿住分液漏斗， 食指压住上口的塞子，左手的食指和中指压住下口管，同时，食指和拇指控制活塞。然后将分液漏斗平放，前后摇动或做圆周运动，使两相充分接触。一般摇动两三次就放一次气（为什么）。 放气时，下口稍向上倾斜，用控制活塞的食指和拇指打开活塞放气，注意不要对着人。将漏斗放在铁架台的铁圈上，将塞子的小槽对准漏斗上的通气孔，至少静止3-5min。待分层后分液。三. 实验试剂和仪器：仪 器：圆底烧瓶（50 ml 1个）；韦氏分馏柱（1支）；直形冷凝管（1支）；蒸馏头（1个）；温度计套管 （1个）；接引管（1个）；锥形瓶（25 ml 2个）；量筒（25 ml 1个）；水银温度计（150C 1支）。药 品：环己醇、浓磷酸、氯化钠、无水氯化钙、5%的碳酸钠水溶液四. 实验步骤：1、投料在50ml干燥的圆底烧瓶中加入10.4ml （10g，约0.1mol）环己醇、4ml