【最新】有机实验讲义(发给学生版本).doc

2.1.1 化合物熔点的测定一、实验目的1．了解掌握有机化合物熔点的定义 2．学会使用提勒管测定有机化合物熔点二、实验原理熔点是指在标准大气压下，固体化合物的固相与液相平衡时的温度这时固相和液相的蒸气压相等对于每种纯固体有机化合物，一般都有其固定的熔点，即在一定压力下，从初熔到全熔(这一熔点范围称为熔程 )的温度，温度差不超过 0.5～1℃ 熔点是鉴定固体有机化合物的重要物理常数，也是化合物纯度的判断标准当化合物中混有杂质时，熔程较长，熔点降低当测得一未知物的熔点同已知某物质熔点相同或相近时，可将该已知物与未知物混合，测量混合物的熔点，至少要按 1:9、1:1 、9:l 这三种比例混合若它们是相同化合物，则熔点值不降低；若是不同的化合物，则熔程长，熔点值下降( 少数情况下熔点值上升 )纯物质的熔点和凝固点是一致的当加热纯固体化合物时，在一段时间内温度上升，固体不熔当固体开始熔化时，温度不会上升，直至所有固体都转变为液体，温度才上升反过来，当冷却一种纯液体化合物时，在一段时间内温度下降，液体未固化当开始有固体出现时，温度不会下降，直至液体全部固化后，温度才会再下降要想精确测定熔点，则在接近熔点时，加热速度一定要慢。

一般每分钟温度升高不能超过 1～2℃只有这样，才能使熔化过程近似接近于相平衡条件三、实验药品及仪器药品：苯甲酸，尿素，液体石蜡仪器：表面皿，空心玻璃管，毛细管，酒精灯，温度计四、实验装置图五、实验步骤测定熔点的方法——提勒(Thiele)管测定熔点的方法 1. 首先把试样装入熔点管中将干燥的粉末状试样在表面皿上堆成小堆，将熔点管的开口端插入试样中，装取少量粉末然后把熔点管竖立起来，在桌面上顿几下(熔点管的下落方向必须与桌面垂直，否则熔点管极易折断)，使样品掉入管底这样重复取样品几次最后使熔点管从一根长约 40～50cm 高的玻璃管中掉到表面皿上，多重复几次，使样品粉末紧密堆集在毛细管底部为使测定结果准确，样品一定要研得极细，填充要均匀且紧密，高约为 2~3nm2. 载热体又称为浴液，可根据所测物质的熔点选择一般用液体石蜡、硫酸、硅油等将载热体加至高于提勒管支管口毛细管中的样品应位于温度计水银球的中部，可用乳胶圈捆好贴实(胶圈不要浸入溶液中 )，用有缺口的木塞作支撑套入温度计放到提勒管中，并使水银球处在提勒管的两叉口之间3. 在图所示位置加热载热体被加热后在管内呈对流循环，使温度变化比较均匀。

4. 在测定已知熔点的样品时，可先以较快速度加热，在距离熔点 15～20℃时，应以每分钟 1～2℃的速度加热，直到测出熔程在测定未知熔点的样品时，应先粗测熔点范围，再如上述方法细测测定时，应观察和记录样品开始塌落并有液相产生时(初熔) 和固体完全消失时( 全溶)的温度读数，所得数据即为该物质的熔程还要观察和记录在加热过程中是否有萎缩、变色、发泡、升华及炭化等现象，以供分析参考熔点测定至少要有两次重复数据，每次要用新毛细管重新装入样品六、注意事项1. 注意控制加热温度：初始时控制在每分钟上升 5℃左右，快要初熔时以每分钟上升1-2℃ 2. 装毛细管中药品时，药品一定要研得极细，填充要均匀紧密3. 加热时，先用酒精灯预热，后集中加热，出现初熔时，可把酒精灯拿开，利用余热把其余药品熔化2.1.2 化合物沸点的测定一、实验目的1．理解蒸馏原理并熟悉蒸馏仪器的使用2．了解掌握沸点的测定二、实验原理由于分子运动，液体分子有从表面逸出的倾向这种倾向常随温度的升高而增大即液体在一定温度下具有一定的蒸气压，液体的蒸气压随温度升高而增大，而与体系中存在的液体及蒸气的绝对量无关将液体加热时，其蒸气压随温度升高而不断增大。

当液体的蒸气压增大至与外界施加给液面的总压力(通常是大气压力 )相等时，就有大量气泡不断地从液体内部逸出，即液体沸腾这时的温度称为该液体的沸点，显然液体的沸点与外界压力有关外界压力不同，同一液体的沸点会发生变化不过通常所说的沸点是指外界压力为一个大气压时的液体沸腾温度在一定压力下，纯的液体有机物具有固定的沸点但当液体不纯时，则沸点有一个温度稳定范围，常称为沸程通过简单蒸馏可以将两种或两种以上挥发度不同的液体分离，这两种液体的沸点应相差 30℃以上1、简单蒸馏原理蒸馏就是将液体混合物加热至沸腾，使液体汽化，然后，蒸气通过冷凝变为液体，使液体混合物分离的过程，从而达到提纯的目的液体混合物之所以能用蒸馏的方法加以分离，是因为组成混合液的各组分具有不同的挥发度例如，在常压下苯的沸点为 80.1℃，而甲苯的沸点为 110.6℃若将苯和甲苯的混合液在蒸馏瓶内加热至沸腾，溶液部分被汽化此时，溶液上方蒸气的组成与液相的组成不同，沸点低的苯在蒸气相中的含量增多，而在液相中的含量减少因而，若部分汽化的蒸气全部冷凝，就得到易挥发组分含量比蒸馏瓶内残留溶液中所含易挥发组分含量高的冷凝液，从而达到分离的目的同样，若将混合蒸气部分冷凝，正如部分汽化一样，则蒸气中易挥发组分增多。

这里强调的是部分汽化和部分冷凝，若将混合液或混合蒸气全部冷凝或全部汽化，则不言而喻，所得到的混合蒸气或混合液的组成不变2、蒸馏过程通过蒸馏曲线可以看出蒸馏分为三个阶段：在第一阶段，随着加热，蒸馏瓶内的混合液不断汽化，当液体的饱和蒸气压与施加给液体表面的外压相等时，液体沸腾在蒸气未达到温度计水银球部位时，温度计读数不变一旦水银球部位有液滴出现(说明体系正处于气—液平衡状态) ，温度计内水银柱急剧上升，直至接近易挥发组分沸点，水银柱上升变缓慢，开始有液体被冷凝而流出我们将这部分流出液称为前馏分(或馏头)由于这部分液体的沸点低于要收集组分的沸点，因此，应作为杂质弃掉有时被蒸馏的液体几乎没有馏头，应将蒸馏出来的前 1～2 滴液体作为冲洗仪器的馏头去掉，不要收集到馏分中去，以免影响产品质量在第二阶段，馏头蒸出后，温度稳定在沸程范围内，沸程范围越小，组分纯度越高此时，流出来的液体称为馏分，这部分液体是所要的产品随着馏分的蒸出，蒸馏瓶内混合液体的体积不断减少直至温度超过沸程，即可停止接收在第三阶段，如果混合液中只有一种组分需要收集，此时，蒸馏瓶内剩余液体应作为馏尾弃掉如果是多组分蒸馏，第一组分蒸完后温度上升至第二组分沸程前流出的液体，则既是第一组分的馏尾又是第二组分的馏头，当温度稳定在第二组分沸程范围内时，即可接收第二组分。

如果蒸馏瓶内液体很少时，温度会自然下降此时，应停止蒸馏无论进行何种蒸馏操作，蒸馏瓶内的液体都不能蒸干，以防蒸馏瓶过热或有过氧化物存在而发生爆炸 三、实验药品及仪器药品：沸石，无水乙醇，自来水仪器：100ml、50 ml 球形蒸馏瓶，蒸馏头，温度计，冷凝管，接引管四、实验装置图 简单蒸馏装置简单蒸馏装置由蒸馏瓶(长颈或短颈圆底烧瓶) 、蒸馏头、温度计套管、温度计、直形冷凝管、接引管、接收瓶等组装而成，见下图在装配过程中应注意：1. 为了保证温度测量的准确性，温度计水银球的位置应放置如上图所示，即温度计水银球上限与蒸馏头支管下限在同一水平线上2. 任何蒸馏或回流装置均不能密封，否则，当液体蒸气压增大时，轻者蒸气冲开连接口，使液体冲出蒸馏瓶，重者会发生装置爆炸而引起火灾3. 安装仪器时，应首先确定仪器的高度，一般在铁夹台上放一块 2cm 厚的板，将电热套放在板上，再将蒸馏瓶放置于电热套中间然后，按自下而上，从左至右的顺序组装仪器组装应做到横平竖直，铁夹台一律整齐地放置于仪器背后五、实验步骤1. 加料 做任何实验都应先组装仪器后再加原料加液体原料时，取下温度计和温度计套管，在蒸馏头上口放一个长颈漏斗，注意长颈漏斗下口处的斜面应超过蒸馏头支管，慢慢地将液体倒入蒸馏瓶中。

2. 加沸石 为了防止液体暴沸，再加入 2～3 粒沸石沸石为多孔性物质，刚加入液体中小孔内有许多气泡，它可以将液体内部的气体导入液体表面，形成气化中心如加热中断，再加热时应重新加入新沸石，因原来沸石上的小孔已被液体充满，不能再起气化中心的作用同理，分馏和回流时也要加沸石 3. 加热 在加热前，应检查仪器装配是否正确，原料、沸石是否加好，冷凝水是否通入，一切无误后再开始加热开始加热时，电压可以调得略高一些，一旦液体沸腾，水银球部位出现液滴，开始控制加热温度，以蒸馏速度每秒 1～2 滴为宜蒸馏时，温度计水银球上应始终保持有液滴存在，如果没有液滴说明可能有两种情况：一是温度低于沸点，体系内气—液相没有达到平衡，此时，应将电压调高；二是温度过高，出现过热现象，此时，温度已超过沸点，应将电压调低4. 馏分的收集 收集馏分时，应取下接收馏头的容器，换一个经过称量干燥的容器来接收馏分，即产物当温度超过沸程范围，停止接收沸程越小，蒸出的物质越纯5. 停止蒸馏 馏分蒸完后，如不需要接收第二组分，可停止蒸馏应先停止加热，将变压器调至零点，关掉电源，取下电热套待稍冷却后馏出物不再继续流出时，取下接收瓶保存好产物，关掉冷却水，按规定拆除仪器并加以清洗。

六、注意事项1. 蒸馏前应根据待蒸馏液体的体积，选择合适的蒸馏瓶一般被蒸馏的液体占蒸馏瓶容积的 2/3 为宜，蒸馏瓶越大产品损失越多2. 在加热开始后发现没加沸石，应停止加热，待稍冷却后再加入沸石千万不要在沸腾或接近沸腾的溶液中加入沸石，以免在加入沸石的过程中发生暴沸3. 对于沸点较低又易燃的液体，如乙醚，应用水浴加热，而且蒸馏速度不能太快，以保证蒸气全部冷凝如果室温较高，接收瓶应放在冷水中冷却，在接引管支口处连接一根橡胶管，将未被冷凝的蒸气导入流动的水中带走4. 在蒸馏沸点高于 130℃的液体时，应用空气冷凝管主要原因是温度高时，如用水作为冷却介质，冷凝管内外温差增大，而使冷凝管接口处局部骤然遇冷容易断裂3.1 卤代烃的制备-溴乙烷的合成一、实验目的1. 了解从醇制备卤代烷的反应原理和操作过程2. 学会液态有机物的洗涤和干燥及提纯的方法和操作二、实验原理 NaBr+H2SO4 HBr +NaHSO4+CH32OH+HBr CH32BrH2O三、实验药品及仪器药品：95％乙醇，浓硫酸，无水溴化钠，饱和亚硫酸氢钠溶液仪器：圆底烧瓶，75°弯管，小烧杯，蒸馏头，直形冷凝管，接引管，接收瓶，锥形瓶，分液漏斗四、实验装置图五、实验步骤1. 在 100ml 的圆底烧瓶中加入 5 ml 95％乙醇和 5 ml 水，于冰水浴中不断振荡下，慢慢滴加 9ml 浓硫酸，冷却至室温后，再加入 6.5g 研细的溴化钠，混合均匀。

2. 在混合物中加入 2~3 粒沸石，接着装好反应装置，于接受瓶中加入 5ml 亚硫酸氢钠饱和溶液和适量的冷水，使接引管的末端刚好浸入吸收液中接受瓶置于冷水浴中3. 慢慢加热，直至无油状物馏出反应时间约为 1 小时4. 将馏出物混合液倒入分液漏斗中，分出有机层向有机层中慢慢滴加浓硫酸至溶液澄清，出现硫酸层进行振荡洗涤几次，分出硫酸层5. 粗产物用无水硫酸钙干燥后，用水浴加热进行蒸馏，收集 37~40℃之间的馏分六、注意事项1. 溴化钠一定要研细，防止结块而影响反应得进行2. 加热要均匀且不要过烈，否则会有少量的溴分解出来3. 反应中应注意防止接受器中液体发生倒吸4. 反应结束后，应立即趁热将烧瓶中残液倒出，否则硫酸氢钠冷却后结块5. 在分液时，注意要避免将水带入分出的溴乙烷中，否则在加硫酸处理时会放出热量将产物挥发损失3.10 硝化反应-间二硝基苯的制备一、实验目的1. 了解硝化反应的原理2. 了解和掌握的间二硝基苯合成过程3. 掌握粗产物的洗涤、减压过滤、重结晶等操作二、实验原理 HON2 + H2SO4 NO2++ H3O +HSO4-22三、实验药品及仪器药品：硝基苯，硝酸，浓硫酸，无水碳酸钠，95%乙醇。

仪器：三口烧瓶，空气冷凝管，布氏漏斗，循环水泵，吸滤瓶，锥形瓶，试管，烧杯，量筒，滤纸四、实验装置。