实验一 有机实验一般知识及熔点测定（预习指导）

实验一 有机实验一般知识及熔点测定预习指导

一、实验目的

1．了解熔点测定的意义，掌握测定熔点的操作。 2．掌握微量法测定沸点的方法。 3．掌握温度计的较正。

4．学习实验室规则、安全事故的预防及处理、预习报告和实验报告的写法。

二、实验原理

1．熔点的测定 严格地说，所谓熔点指的是在大气压力下化合物的固一液两相达到平衡时的温度。通常纯的有机化合物都具有确定的熔点，而且从固体初熔到全熔的温度范围(称熔程或熔距)很窄，一般不超过0.5℃～1℃。但是，如果样品中含有杂质，就会导致熔点下降、熔距变宽。因此，通过测定熔点，观察熔距，可以很方便地鉴别未知物，并判断其纯度。显然，这一性质可用来鉴别两种具有相近或相同熔点的化合物究竟是否为同一化合物。方法十分简单，只要将这两种化合物混合在一起，并观测其熔点。如果熔点下降，而且熔距变宽，那必定是两种性质不同的化合物。需要指出的是，有少数化合物，受热时易发生分解。因此，即使其纯度很高，也不具有确定的熔点，而且熔距较宽。测定熔点的方法有毛细管法和显微熔点测定法。用悌勒熔点测定管测定熔点是实验室中常用的一种测定熔点的方法。此外，还可采用显微熔点测定仪或数字熔点仪。其中，用显微熔点测定仪测定熔点具有使用样品少、可测高熔点样品、可观察样品在受热过程中的变化等特点。

化合物温度不到熔点时以固相存在，加热使温度上升，达到熔点时，开始有少量液体出现，此后，固液两相平衡。继续加热，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。因此在接近熔点时，加热速度一定要慢，每分钟温度升高不能超过2℃，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。

2．沸点的测定

沸点即化合物受热时其蒸气压升高，当达到与外界大气压相等时，液体开始沸腾，此时液体的温度即是沸点。液体化合物均具有其蒸气压，且蒸气压只与外界温度有关。温度越高，蒸气压越大，当蒸气压增大到与外界压力相同时，液体内部会有大量气泡逸出，即沸腾。若大气压力有变化，那么令液体化合物的蒸气压达到一定大气压力时的温度也发生变化。即沸点随大气压力变化而变化。

三、试剂及器材

1．器材：齐列（Thiele）熔点测定管（又称提氏管、b形管）；水银温度计（250℃）；酒精灯；酒精喷灯；已洗净烘干的Φ 8～10 mm 软质薄壁玻璃管、铁架台、试管夹、沸点管、火柴、长玻璃管(60 cm)、表面皿（中号）、切口软木塞、胶塞、橡皮圈。

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2．试剂：二苯胺、苯甲酸、水杨酸。液体石蜡（导热液）。（α-萘酚、萘、β-萘酚可供备用）。无水乙醇。

四、主要试剂及产品的物理常数

样品名称 二苯胺 水杨酸 苯甲酸 α-萘 酚 乙酰苯胺 熔点/℃ 54-55 159 122.4 96 114 样品名称 蒽 萘 p-二硝基苯 o-苯二酚 p-苯二酚 熔点/℃ 216.2-216.4 80.5 174 105 173-174

五、实验内容与基本操作

第I部分 有机化学实验一般知识 一、有机化学实验的目的和基本要求 （一）有机化学实验的目的

1．通过有机化学实验实践，使学生熟悉有机化学实验的一般知识，掌握有机化学实验的基本操作技能。培养独立实验的能力。

2．通过合成实验，使学生学会一些重要有机物的制备、分离和提纯方法，加深对典型有机化学反应的理解。

3．学会正确观察实验现象，合理处理实验数据、准确描绘仪器装臵简图、撰写实验报告、查阅化学手册以及设计演示实验的初步能力。

4．养成实事求是的科学态度和良好的实验习惯，培养独立分析问题和解决问题的能力。

（二）机化学实验的基本要求 1．认真预习

预习有机化学理论、实验教材中的有关知识，明确实验目的，弄清实验原理，熟悉实验步骤，找出注意事项和成功关键，写出预习报告。每次实验要求必须提前十分钟到，由老师检查预习报告并签字，预习不合格者当次不得进行实验。且从总成绩中扣去0.5分。

2．规范操作

实验时要遵循实验教材、听从老师指导，规范操作，仔细观察，认真记录，积极思考。如出现异常现象，应分析原因或重做实验，得出正确结论，努力提高分析、推理和联想的实验能力。

3．注意安全

实验时必需穿实验服，严格遵守安全守则，弄清电、火、毒气、烧伤烫伤等的防备和救护。不能擅自更改实验步骤、药品用量，也不能随意温和药品。如遇意外事故，应立即报告实验老师。

4．厉行节约

爱护实验室内的各种仪器和设备，节约用药品、水、电。不得将实验室内的任何东西带出实验室外，如有破损，必须填写培偿清单后换取新仪器。实验室如丢失了公用仪器药品，当次实验每人赔一份。每次实验完毕，当次发放的仪器洗净还回，经老师检查后方可离开。

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5．遵守纪律

实验室内不得高声喧哗，不能随意在实验室内走动，中途不得擅自离开。实验未完不得早退。否则，酌情扣分。

6．保持整洁 （1）公用台

药品、器材，用完之后放回原处，药品盖好瓶盖；天平砝码放回盒内，天平扫净，两盘放一边，废物扔到废渣桶内。

（2）实验桌面 要求仪器摆放整齐，实验过程中和结束时实验桌面和水槽、抽风筒等要擦净，毛巾用肥皂洗净（分两块，干净的一块用来擦手）。实验开始前，将擦桌子的毛巾洗净，桌面擦干净后折成小方块放在右上角。

（3）实验室

实验室清洁包括地板、公用台、黑板、公用水槽、铁架台、公用仪器、废物清理。清洁做完须经余老师检查，合格后方可离开。

7．写好报告

大家准备一个实验记录本，用以记录实验现象、实验数据等。实验完毕时，产品和实验记录经老师检查、签字后方可离开。

上一次实验报告下次实验时交，交上的报告附上预习报告和原始记录（三样装订在一起）。报告要求条理清楚，结论正确，字迹工整，绘图规范。

二、有机化学实验安全知识 （一）实验室的安全守则

1．实验前认真检查仪器是否完好，装臵是否正确 2．实验时，不得擅自离开岗位 3．易燃易爆药品应远离火源

4．发生危险时，应根据情况及时处理

5．熟悉常用安全器材的放臵地点和使用方法 （二）事故的预防与处理 1．火灾

（1）预防：

①在操作易燃溶剂时要特别小心：应远离火源；勿臵敞口容器中用明火加热（热浴）；不能直接加热（水浴或油浴等）

②装臵不能漏气，从蒸馏装臵出来的尾气应远离火源，最好用橡皮管引入下水道或室外

③回流或蒸馏低沸点易燃液体时，要加止暴剂，防止暴沸，注意烧瓶内液体量不能超过2/3，加热速度宜慢不宜快，也不能直接加热

④不得把燃着或带火星的火柴梗或纸条乱扔乱掷，也不能丢入废物缸中。 （2）、火灾的处理

一方面要防止火势扩展，熄灭其他火源、拉开电闸、搬开易燃物质； 另一方面要灭火。实验室灭火常采用隔绝空气的办法。桌面酒精打翻用混毛巾包裹；油类着火用沙或灭火器；电器着火应切断电源；衣服着火，切勿奔跑，应立即往地上打滚。

2．爆炸的预防

（1）凡使用蒸馏装臵，要注意加止暴剂，体系不能密闭； （2）易燃易爆物质要远离火源；

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（3）乙醚等醚类蒸馏前必须除尽过氧化物；

（4）对于一些易爆固体如金属炔化物、三硝基甲苯，不能重压或撞击； （5）卤代烷勿与金属钠钾接触。 3．重毒的预防

（1）实验过程中，有毒物质不能溅到皮肤上，操作要规范；

（2）对可能产生有毒气体的实验，一定要注意毒气的吸收处理或在通风橱内进行实验。

4．灼伤的处理

（1）酸灼伤皮肤或眼睛时，先用大量水冲冼，然后用5%的稀碳酸氢钠洗涤 （2）碱灼伤皮肤或眼睛时，先用大量水冲冼，然后用饱和硼酸洗涤 三、有机化学实验常用仪器和装臵

（一）有机化学实验常用普通玻璃仪器（见教材P12-13） （二）有机化学实验常用标准接口玻璃仪器（见教材P15） 使用标准磨口仪器的注意事项：

（1）保持磨口清洁，不能沾上沙、灰尘和棉絮； （2）洗涤时不得用去污粉刷洗；

（3）仪器用毕，立即拆卸洗净，各分开存放； （4）安装和拆卸装臵时不能歪斜；

（5）常压下使用磨口仪器，一般不需要涂润滑脂，以免溶入，污染反应产物。但在减压蒸馏时为保证气密性必需涂，在处理有机盐和强碱时为保护磨口不被腐蚀也必需涂。

四、常用玻璃仪器的洗涤、干燥和保养 1．仪器的洗涤：

（1）用水刷洗：可洗去不溶性杂质和尘土。加一半水用试管刷或烧瓶刷刷洗。

（2）用去污粉刷洗：可洗去油污。用水润湿，内留少部分水，用湿刷子醮一些去污粉刷洗。注意，试管不允许几支一起刷洗，洗至倒臵只有一层均匀水膜为止。

（3）用酸洗：盐酸可洗去碳酸盐、金属氧化物；硝酸可洗去银或铜镜。 （4）用铬酸洗液洗：有强氧化性，去污能力较强。注意不能弄到手上，Cr（VI）有毒，用过的要倒入另一回收瓶中，不能倒入水槽。

（5）用草酸洗：洗去MnO2。P14。

（6）用废有机溶剂洗：胶状或焦油状有机物用废乙酸、乙醇、丙酮、四氯化碳等浸泡除去。浸泡时要加塞子。

（7）用超声波清洗器：利用声波的振动和能量清洗仪器，既省时又方便，特别适用于一些人工无法清洗的物品。

2．仪器的干燥：

（1）晾干：在仪器不需严格无水时可采用

（2）烘干：约105℃，0.5-1h，但有刻度的和滴管不能烘。磨口在烘干前必须擦净凡士林，磨口烘干时要分开放臵，但又要注意配套，旋塞和仪器要用棉线系好。一般要求无水珠，先上后下，开口朝上。

（3）烤干：擦干仪器外壁，试管口先向下后向上；烧杯、蒸发皿等可放在石棉网上烤干。

（4）吹干：P14，先将水沥干，加入少量丙酮或乙醇摇洗并倾出，通冷风

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1-2分钟，再用热风吹干，再用冷风使其逐渐冷却。

（5）快干法：用少量低沸点无毒有机溶剂如乙醇、乙醚、丙酮淋洗一遍后倒出，再晾干或吹干。

3．常用仪器的保养： （1）温度计：

①温度计水银球处的玻璃很溥，不能当搅拌棒使用； ②使用时应注意量程；

③不能长时间放在高温溶剂中，否则水银球变形，影响读数的准确性； ④不能骤热骤冷 （2）分液漏斗

①活塞和盖子不能随便交换；

②每次使用后，应冲洗干净，在活塞和盖子的磨砂口间垫上纸片，以免日久难于打开；

③烘干时，必须擦尽凡士林，必须拆开烘，但要注意配套。 五、实验预习、实验记录和实验报告的基本要求 1．预习报告 实验名称 姓名： 一、实验目的： 二、实验原理：（主反应、副反应） 三、主要试剂、产物物理常数、用量和规格 四、主要装臵图：（用铅笔，按比例，画规范） 五、用流线图表示出简要的实验步骤： 六、注意事项： 七、成功关键： 八、粗产品的纯化原理： （合成实验有） 九、作业： 2．原始记录

（1）基本操作实验 实验题目 样品 尿素 肉桂酸 混合物

学号： 班级： 日期： 初测熔点 第一次 初熔、全熔 第二次 第三次 5

（2）合成实验

实验题目 时间 产品外观： 产品质量： 3、实验报告： 实验名称 姓名： 学号： 班级： 同组人： 日期： 室温： 气压： 步骤 现象 备注 形态、形状、颜色、气味等 一、实验目的： 二、实验原理：（主反应、副反应） 三、主要试剂、产物物理常数、用量和规格 四、主要装臵图：（用铅笔，按比例，画规范）画当时使用的 五、用流线图表示出简要的实验步骤和现象 六、注意事项： 七、成功关键： 八、实验结果与讨论：含原始记录及产率计算、数据处理、结果分析及讨论等 九、粗产品的纯化原理： （合成实验有） 十、作业 六、有机化学实验的一些常用基本操作 1．加热和冷却：

（1）加热：在有机化学实验中为了被免有机物的燃烧、分解和爆炸，为了被免仪器因受热不均而炸裂，我们一般不使用直接加热，很多时候还不能用明火加热。

直接加热：空气浴。沸点大于80度时可采用，但受热仍不均，故不能用于回流低沸点易燃液体或减压蒸馏。

间接加热：选用一些传热介质，使受热均匀而且温度在所控制的范围内。如水浴、油浴、沙浴等。可以有明火。

热浴：用热水、热油、热沙等加热，不能有明火的，如蒸馏乙醚。

水浴：<100℃时适用，但注意用金属钠、钾时决不能在水浴上进行，以免发生意外。

油浴：适用100-250℃，反应要达到的温度最好比油浴液温度低20℃左右。常用的油有：

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甘油：可加热到140-150℃，温度过高时则会分解 植物油：如菜油，可加热到220℃，常加入百分之一的对苯二酚等抗氧化剂，便于久用。温度过高时也会分解，达到闪点时可能燃烧，使用时要小心。

石蜡：可加热到200℃， 室温凝固，保存方便。 石蜡油：可加热到200℃，不分解，但较易燃烧。

硅油：在250℃时仍较稳定，透明度好，安全，是目前实验室中最常用的油浴之一。

砂浴：特别适用于温度在220℃以上者，但升温慢，不易控制。 （2）冷却（略） 2．试剂的取用：

注意试管的握法,滴管使用的注意事项。 一般20滴为1ml 3．台称的使用：

砝码用镊子夹取，药品不能直接放在称量盘上，应使用称量纸，用毕清扫两盘，两盘放一边。称量不允许用滤纸，见一次扣0.5分。

4．简单玻工：

切割、熔光、弯曲、拉制滴管和毛细管、玻管插入塞子。 七、成绩考核：

1．考勤：迟到、早退一次从总成绩中扣0.5分，无故缺席本次实验成绩为0，另从总成绩中扣2分。凡违规违纪发现一次扣0.5分。如实验时高声喧哗，浪费药品，将实验室内东西带出室外，用滤纸称量，清洁未做好，或不按规范操作等。

2．平时成绩：60%，用总分数除以总次数。 3．期末操作考试：30% 4．期末口试：10%

第II部分 熔点的测定 （1）毛细管的熔封

将内壁洁净直径～1mm的毛细管在酒精灯的外焰上边烧边转至封口。但注意不能烧太久，以至熔点管弯向一边，影响测定效果。封好后仔细观察是否漏管，也可醮水，如水进，弃去，另熔封（为什么？）

（2）装样

将干燥过的待测样品臵放在干燥洁净的表面皿上，用玻璃塞将其研细。然后用测熔毛细管开口的一端垂直插入粉末状的样品中，即见有些许样品进入毛细管。再将毛细管开口端朝上，让毛细管封口端在实验台上轻击几下，样品便落人毛细管底部。如此操作反复几次，然后让毛细管封口端朝下，在一长约50cm直立于表面皿上的玻璃管中自由落下，反复操作几次，使毛细管中的样品装得致密均匀。样品高度为2～3mm，一定装结实。

（3）安装装臵

将装有样品的毛细管用细橡皮圈固定在温度计上，并使毛细管样品中部与水银球中部平齐。将悌勒（Thieke）熔点测定管固定在铁架台上，注入导热液（液体石蜡）使导热液液面位于悌勒熔点测定管交叉口处（导热介质的选择可根据待测物质的熔点而定。若熔点在95℃以下，可以用水作导热液；若熔点在95℃～220℃范围内，可选用液体石蜡油；若熔点温度再高些，可用浓硫酸(250℃～270℃)，但需注意安全）。管口配臵开有小槽的软木塞，将带有测熔毛细管的温

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度计插入其中，使温度计的水银球位于悌勒熔点测定管两支管的中间(如图1所示)。

图1 熔点测定装臵

（4）熔点测定

用酒精灯加热b 形熔点测定管的枝管的弯曲处，测其熔点。粗测时，用小火在悌勒熔点测定管底部加热，升温速度以5℃/min为宜。仔细观察温度的变化及样品是否熔化。记录样品熔化时的温度，即得试样的粗测熔点。移去火焰，让导热液温度降至粗测熔点以下约30℃，即可参考粗测熔点进行精测。

精测时，将温度计从悌勒熔点测定管中取出，换上第二根熔点管后便可加热测定。初始升温可以快一些，约5℃/min；当温度升至离粗测熔点约10℃时，要控制升温速度在1℃/min左右。如果熔点管中的样品出现塌落、湿润，甚至显现出小液滴，即表明开始熔化，记录此时的温度(即初熔温度)。继续缓缓的升温，直至样品全熔，记录全熔(即管中绝大部分固体已熔化，只剩少许即将消失的细少晶体)时的温度。固体熔化过程参见图2-6。

图2 固体样品的熔化过程

每种样品至少要测两次。测定已知物熔点时，一般测两次，两次测定误差不能大于±1℃。测定未知物时，需测三次，一次粗测，两次精测，两次精测的误差也不能大于±1℃。

测完第一个样品后测定熔点稍高的第二个样品。以此类推进行第三个样品的测定。最后测定未知样品的熔点。全部测完之后，收起所用仪器。如果不是最后一组实验，不要处理b 形熔点测定管，尤其不能用水洗。最后一组实验结束后，将液体石蜡倒回液体石蜡瓶，清洗b 形熔点测定管。

本实验：测定尿素(A.R)、苯甲酸(A.R)、尿素与苯甲酸的混合物及未知物的熔点。

（5）温度计的校正 测定熔点时，温度计上显示的熔点与真实熔点之间常有一定的偏差，这是由于温度计的误差所引起的。

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其原因可能是：第一，温度计毛细管孔径不均匀，刻度不准确；第二，温度计有全浸式和半浸式两种，全浸式温度计的刻度是在温度计汞线全部均匀受热的情况下刻出来的，而测熔点时仅有部分汞线受热，因而露出的汞线温度较全部受热时低；第三，温度计长期在过高或过低温度中使用使玻璃发生变形。

校正温度计的方法通常有两种：

①与标准熔点进行比较 以纯的有机化合物的熔点为标准，选择数种已知熔点的纯有机物[3]，测定它们的熔点，以实测的熔点温度作横坐标，以实测熔点与已知熔点的差数为纵坐标，画出校正曲线图，从图中可以找到任一温度时的校正值。

②与标准温度计比较 把标准温度计与被校正的温度计平行放在热浴中，缓慢均匀加热，每隔5℃分别记下两支温度计的读数，标出偏差量△t

△t=被校正的温度计温度—标准温度计温度

以被校正的温度计温度作纵坐标，以△t为横坐标，画出校正曲线以供校正用。

第III部分 沸点的测定

微量法测沸点可用图3的装臵，测定步骤如下：臵1-2滴样品于沸点管中，液柱高度约1cm，在沸点管中再插入一只毛细管。将沸点管用皮筋固定在温度计上，放入浴中加热。受热后，毛细管中会有小气泡缓缓逸出，在达到该液体沸点时，会有一连串的气泡逸出。此时可停止加热，使浴温自行下降，气泡逸出速度会渐渐减慢。在气泡不再冒出，而液体刚要进入毛细管的瞬间(即最后一个气泡即将缩回到毛细管时)，表明毛细管的内压与外界大气压相等，此时的温度即为该液体的沸点。为校正起见，待温度下降几度后再缓慢地加热，即下刚出现气泡时的温度。两次温度计读数相差应该不超过1℃。本实验采用微量法测定无水乙醇的沸点。

六、注意事项

图3 微量法测沸点装臵

1．待测样品一定要经充分干燥后再进行测定熔点。否则，含有水分的样品会导致其熔点降、熔距变宽。另外，样品还应充分研细，装样要致密均匀，否则，样品颗粒间传热不匀，也会使熔距变宽。

2．在向悌勒熔点测定管注入导热液时不要过量。要考虑到导热液受热后，其体积会膨胀的因素。另外，用于固定熔点管的细橡皮圈不要浸入导热液中，以免溶胀脱落。

3．样品经测定熔点冷却后又会转变为固态，由于结晶条件不同，会产生不同的晶型。同一化合物的不同晶型，它们的熔点常常不一样。因此，每次测熔点都应该使用新装样品的熔点管。

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4．装样品高度要严格控制高度。水银球和样品位臵要按要求操作。测定几个样品时要由低熔点到高熔点的顺序测定。加热速度不能太快。

七、思考题

1．三个瓶子中分别装有A，B，C三种白色结晶的有机固体，每一种都在149—150℃熔化。一种50:50的A与B的混合物在130—139℃熔化；一种50:50的B与C的混合物在什么样的温度范围内熔化呢？你能说明A，B，C是同一种物质吗？

2．测定熔点时，若遇下列情况，将产生什么样结果？ (a) 熔点管壁太厚。

(b) 熔点管底部未完全封闭，尚有一针孔。 (c) 熔点管不洁净。

(d) 样品未完全干燥或含有杂质。 (e) 样品研得不细或装得不紧密。 (f) 加热太快。

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