第一学期有机实验教案要点 - 图文

有机化学实验教案

授课题目 授课时间 有机实验的基本知识 仪器交接 年 9 月 日 实验类型 学时 验证型 3 1、了解有机化学实验室规则，熟悉实验室安全守则。 2、了解有机化合物区别于无机化合物的特点，了解有机实验中事故的预防和初步处教学目标 理。 （实验目的） 3、了解有机实验中常用的仪器名称、规格和使用方法，尤其是磨口仪器的使用、清洗和保护。 4、了解有机实验预习、报告的写法。 学生初次接触有机实验，对有机实验缺乏认识，因此，第一次课的主要目的是使学生认识到有机实验对掌握理论知识和提高实践能力的重要性；认识到有机实验授课思路 室的安全至关重要；认识有机实验的特点；了解有机实验的基本操作规程；认识有机实验常用的仪器和规格。交接时讲解主要仪器的名称和常规应用。 本节讲解有机实验室的基本知识，并适当提问。 实验内容 1、实验仪器的清点和交接； 2、实验仪器的清洗和保管 预习：p1-39 实 验 过 程 与 具 体 内 容 一、有机化学实验的一般知识 [有机化学实验室规则] 1、熟悉实验室及其周围环境，熟悉实验室的灭火器材、公用仪器的位置；严格遵守实验室的安全守则及实验操作中的安全事项。 2、做好实验前的准备工作：预习、找齐实验仪器、实验台面整洁。 3、实验时保持安静、遵守实验室纪律。实验中做到眼勤、脑勤、手勤，严格按照操作规程进行实验，忠实记录实验现象。如果需要更改，需要与指导老师商定。 4、实验过程中始终保持实验室的整洁，废纸、火柴梗等废物置于固定的废物烧杯中，废液倒入指定的废液缸中。 5、爱护公共仪器及设备，用后放回原处，节约水、电、药品。 6、仪器损坏、丢失要填写赔偿单，到仪器室领取。 7、实验完毕，实验记录与结果交与实验老师检查。清洗干净实验仪器，放置妥当，清扫好实验台面，摆放好公共仪器和药品。值日生做好值日，检查水、电、门窗。 [实验室安全事项] 1、 牢固树立“安全第一”的思想，熟悉实验室内安全用具灭火器、沙桶等的存放位置和使用方法，妥善保管，不能随意挪动或它用。 2、 实验前做好一切准备工作，了解实验所用药品的性质和危害。明确实验目的，了解实验原理、方法和步骤。发生意外时，要镇静，及时采取应急措施。 3、 检查实验仪器是否完好无损；实验装置是否正确稳妥；蒸馏、回流、加热时一定要与大气相通。 4、 实验进行时一定要注意观察有无漏气、破裂等现象，观察实验是否正常进行。 5、 对易燃、易挥发药品，使用时注意防火，不得在敞口容器中加热。 6、 对某些有危险的实验，操作中要戴防护眼睛、面罩、手套等防护设备。 7、 实验所用药品，不能随意摆放、丢弃；对生成有害气体的实验，要按规定进行处理，以免污染环境，影响身体健康。有毒害物质不能随便丢弃，必要时进行回收，或经处理后再倒入下水道或填 1

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埋。 8、 实验室内不准吸烟、吃、喝东西，穿着要整洁利索，不能穿拖鞋。 9、 使用玻璃管时，玻璃管的切口处应烧光滑，插入橡皮塞时，要检查孔塞是否合适。温度计使用时不能忽冷忽热，以防止碎裂。 [事故的预防和处理] 事故的预防： （1）在使用易挥发有机物时，应在通风橱中操作，严禁明火。 （2）实验装置应通大气，不能造成密闭体系。 （3）实验中严格按操作规程进行，避免过热等现象。 火灾的处理： （1）少量有机物着火，可用湿布或黄沙覆盖或任其烧完。锥形瓶或窄口容器内溶剂着火，可用石棉网、湿布或塞子盖灭。 （2）火势较大时，应根据着火的具体情况采用不同的灭火器材：二氧化碳灭火器——用以扑灭有机物及电器设备着火；泡沫灭火器——大火时可用；四氯化碳灭火器——用以扑灭电器或电器附近之火，但高温时不宜使用，CCl4在高温时生成有毒的光气。 （3）衣服着火，切勿奔跑，可用厚外衣包裹或用水扑灭，烧伤严重应及时送往医院。 其他损伤的处理： （1）割伤： （2）试剂灼伤： （3）中毒： 二、仪器交接 有 机 化 学 实 验 常 用 仪 器 设 备 仪器类别 磨口仪器 (10种 12件) 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 普通玻璃仪 器（20种） 11 12 13 14 15 16 17 18 19 仪 器 名 称 三颈烧瓶 圆底烧瓶 规 格、型 号 250mL，19# 250mL，100mL，50mL，19# 125mL,19# 125mL 19*14*19# 19*19# 19*19#,300mm 19# 19# 大中小 （三角漏斗） 250mL 25mL 大，中，小 （b型管或提勒管） 200℃，100℃ 数 量 1 3 1 1 1 1 1 1 1 2 5 1 1 1 若干 1 1 2 备 注 掌握磨口 仪器的正 确洗涤及 使用方法， 漏斗使用 后把活塞 和塞子清 洗干净并 用纸包裹 三角瓶（锥形瓶） 100mL，19# 恒压滴液漏斗 分液漏斗 蒸馏头（A型） 接液管 直形冷凝管 弯形干燥管 空心塞 烧杯 玻璃漏斗 抽滤瓶 量筒 试管 熔点管 表面皿 温度计 三角瓶（锥形瓶） 250mL 2

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20 21 瓷制仪器 （2种） 金属仪器 （7种） 22 23 24 25 26 27 28 29 30 其他仪器 研钵 T形管 布氏漏斗 蒸发皿 十字头 冷凝管夹 烧瓶夹 坩埚钳 试管架 自由夹 铁环 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 升降台；石棉网；试管夹；试管刷；泥三角；玻璃棒；橡胶管；药匙；滴管（自制）；橡皮塞；玻璃管（不同弯度）（自制）；玻璃钉（自制）；减压毛细管（自制） 公用仪器及其它物品 *空气冷凝管 *三尾接液管 分水器 克氏蒸馏头 分馏柱 19*19#,200mm 19*19*19*19# 19*19*14*14# 19*19# 1 1 1 1 1 用后放回 原处，并 进行登记 酒精灯；调温电热套；台秤；电动搅拌器；磁力搅拌器；烘箱；打孔器；剪刀；铁架台；三角锉刀；循环水真空泵；灭火器；凡士林；酒精喷灯；防火沙；点滴板；标本缸；冰箱；沸石；毛巾；肥皂盒；镊子；蒸馏水瓶等。 注意事项 1、检查仪器的完好性：有无裂纹、是否清洁、分液漏斗的活塞是否配套、是否漏水、温度计是否完好（水银柱是否有断点）等。 2、仪器的放置要稳妥安全，铁制仪器放在下面柜中。玻璃仪器排放整齐，不要压挤，避免支管处受力压断。分液漏斗、分水器的活塞处要塞上纸片包好。 3、仪器清洗时注意不要用力过猛，根据仪器的具体情况选择适当方式清洗，会用洗涤剂、洗液、去 污粉等清除污垢，洗涤磨口仪器时注意不要损伤磨口，磨口处一定要洁净。 问题与思考 1、有机实验室中有机溶剂的特点是什么？化学品通常通过哪些途径中毒？ 2、在使用易燃有机溶剂时应注意什么？ 3、易燃有机物着火，应如何扑救？ 4、若皮肤被酸、碱、溴灼伤，应如何应急处理？ 5、举出几例有机实验的装置。 6、实验室中常用哪些热源？通常有那些间接加热方式？ 7、什么情况下需要冷却？常用什么物质冷却？

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8、如何清洗和干燥玻璃仪器？ 9、如何使用和保护标准磨口仪器？ 10、使用温度计时应注意什么？ 11、有机反应中，实验产率能否达到理论值？为什么？ 12、实验预习应该包括哪些内容？ 13、实验记录应做到什么？ 14、实验时要做到哪几点？ 15、实验报告应包括哪些内容？ 16、进实验室应如何着装？在实验室中应注意什么？ 答案： 1、易燃、易挥发、易爆、有毒。化学品中毒的原因主要由三种：（1）呼吸到有毒蒸气；（2）皮肤接触吸收有毒物质；（3）食用被有毒物质污染的食物或饮料，品尝或误食。 2、避免明火、根据沸点采用适当的热浴，防止暴沸、漏气，存放时要密闭、低温，置通风橱中。 3、少量可任其烧完；较多量用石棉布、湿布盖住，隔绝空气；火较大时，采用灭火器材灭火，如二氧化碳灭火器、四氯化碳灭火器、泡沫灭火器、沙等。 4、酸：大量水洗，3-5%的碳酸氢钠洗，水洗，涂上凡士林。 碱：大量水洗，1%-2%的硼酸液洗，水洗，涂上凡士林。 溴：大量水洗，用酒精搽至无液溴，然后涂上甘油或烫伤药膏轻轻按摩。 5、加热回流装置、加热搅拌装置、蒸馏装置、减压装置、吸收装置、抽滤装置、滴加反应装置等。 6、酒精灯、电热套、封闭电炉、喷灯等。水浴、油浴、空气浴、砂浴等。 7、低温反应、某些放热反应、结晶等。冰水混合物0℃、食盐-碎冰混合物-5~-8℃、液氨-33℃、干冰-72℃、液氮-188℃等。 8、水、去污粉、洗液、酸、碱及有机溶剂等。自然晾干、烘干、吹干等。 9、轻拿轻放、小心刷洗、磨口处必须洁净，反应中有强碱时在磨口均匀涂上少量凡士林，安装正确、整齐、稳妥，不产生应力，使用完毕及时清洗、妥善放置。 10、使用时不能骤冷骤热，不能与其它硬物碰撞，不能当搅拌棒使用，小心放置！一旦破裂，应小心收集起来！ 11、不能。因为有机反应的复杂性、反应的可逆性、分离和纯化的损失等。 12、实验目的、要求、反应式、主要原料及产物的物理常数、主要试剂的用量及规格、实验简单步骤、实验的统筹安排等。 13、真实可靠。 14、正确操作、认真观察、忠实记录、灵活思考。眼到、手到、心到。 15、实验目的、实验原理[反应式]、主要原料及产物的物理常数、主要试剂用量及规格、实验装置图、实验步骤及现象记录、粗产品的纯化、结果与讨论等。 16、忌穿短裤、背心、拖鞋、披发，应穿工作服。不能违禁操作，不吃食物，不大声喧哗，不乱倒垃圾、废物、废液，实验所用药品不能乱放乱弃，不能敞口放置药品，用容器称量药品。熟悉安全用具的放置地点和使用方法。实验过程中保持桌面的整洁，仪器药品摆放整齐。要具有环保意识和行为。 p67：重结晶与过滤， 实验报告的写法 操作 有机实验成绩评定：平时50%：预习、操作、提问、实验报告、实验素质。期末笔试50%。 第二周：组织观看有机化学基本知识和基本操作录像， 2h

下次预习内容 要求：了解重结晶的原理、方法和步骤，学习溶解、过滤、热过滤、减压过滤等与要求 4

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授课题目 授课时间 教学目标 （实验目的） 实验1 重结晶与过滤 年 9 月 日 实验类型 学时 验证型 4 学习用重结晶法提纯固体有机物的原理和方法；掌握抽滤、热过滤等操作。 重结晶是有机实验的重要基本操作之一，有机合成的固体产物往往通过重结晶进行提纯。因此，熟练掌握重结晶的操作过程，在有机合成中十分重要。要求授课思路 学生认识到重结晶的重要性，掌握重结晶的各个步骤的准确操作。逐一讲解重结晶的各个步骤的操作方法和注意事项，并结合提问使学生掌握重结晶的基本方法。 实验内容 教学重点 和难点 用水重结晶乙酰苯胺 （或苯甲酸） 溶解脱色、过滤、热过滤、减压过滤、洗涤等操作。 实 验 过 程 与 具 体 内 容 一、实验原理 利用混合物中的各组分在某种溶剂中的溶解度的不同而使它们达到相互分离。 固体物质在一定溶剂中的溶解度与温度有关。一般情况是随温度升高，溶解度增大。如使固体有机物在热的溶剂中达到饱和，冷却后即由于溶解度降低而成过饱和溶液，析出结晶。利用溶剂对杂质和被提纯物的溶解度不同，可使被提纯物从过饱和液中析出，而杂质全部或大部留在母液中或趁热过滤掉不溶的杂质，从而达到提纯的目的。 有机合成中得到的固体产物往往是不纯的，需要进行纯化，而重结晶是纯化固体有机物的有效手段。 重结晶一般包括以下步骤： 选择溶剂制饱和溶液除杂和脱色热滤结晶抽滤干燥，称重，回收，计算回收率 1、 选择适宜的溶剂：适宜的溶剂要求满足以下条件： （1）与被提纯物不发生反应； （2）对被提纯物在热溶剂中易溶，而在冷溶剂中几乎不溶； （3）对杂质易溶或几乎不溶； （4）对被提纯物能给出较好的结晶体； （5）溶剂的沸点不易过高或过低，以免溶剂难以去除或溶解度改变不大；（6）价廉易得。 常用溶剂：水、乙醇、氯仿、苯、丙酮、石油醚、乙酸乙酯等。混合溶剂：水-乙醇、乙醇-丙酮、乙醇-乙醚、苯-石油醚等。 2、制饱和溶液： 将粗产品溶于适宜的热溶剂中制成饱和溶液（先加入计量较少的溶剂，加热溶解，在加入20—100%溶剂。使用易燃溶剂时注意防火）。 3、杂质的去除和脱色：有不溶杂质时趁热过滤，有颜色则应脱色。（活性炭脱色*，在被提纯物完全溶解、溶剂的沸点温度以下加入） 5

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4、趁热过滤（抽滤）。 方法一：用热水漏斗趁热过滤，见装置。（预先加热漏斗，叠菊花滤纸P71，准备锥形瓶接收滤液，减少溶剂挥发用的表面皿）。若用有机溶剂，过滤时应先熄灭火焰或使用档火板。 方法二：可把布氏漏斗预先烘热，然后便可趁热过滤。可避免晶体析出而损失。 上述两种方法在过滤时，应先用溶剂润湿滤纸，以免结晶析出而阻塞滤纸孔。 5、冷却、结晶。滤液放置冷却，析出结晶。静大动小。 6、抽滤、洗涤。 介绍循环水泵，安全瓶，滤纸的直径应小于布氏漏斗内径！抽滤后，打开安全阀停止抽滤。用少量溶剂润湿晶体，继续抽滤。 7、干燥、结晶。 二、主要试剂及产物的物理常数： Material and product M.W Amount and yield Cryst form and color 白色光5.5/100℃，3.45/80℃，0.84/50℃，0.56/25℃，0.53/0℃ 具有苯或甲醛的臭味，微溶于水，溶m.p℃ b.p℃ d420 water alcohol ether Solubility 乙酰苯 胺 苯甲酸benzoic acid 135 3 g 亮片状结晶 鳞片状114-116 303.8 1.219 122 或针状结晶 121.7 249.2 1.27 于乙醇、乙醚、氯仿、苯、二硫化碳、四氯化碳 其他试剂：活性炭 乙酰苯胺：退热冰，白色光亮片状结晶，可燃，90℃明显挥发，熔点114—116℃，bp303.8℃，d：1.219。微溶于冷水，溶于热水、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、甘油等。溶解度：100℃：5.5g；80℃：3.45g；50℃：0.84g；25℃：0.56g；0℃：0.53g。 毒性：由呼吸和消化系统进入体内，能抑制中枢神经系统和心血系统。大量接触会引起头昏、面色苍白等症。 用途：制药、染料、橡胶硫化促进剂、樟脑等。 三、实验仪器与装置： 抽滤装置，加热套，250 mL锥形瓶，烧杯等。 溶解装置 四、实验步骤： 1、溶解：称取2.0g粗乙酰苯胺加到250 mL锥形瓶中，加入70mL水，搅拌下加热至沸，保持沸腾2～3min。 2、脱色：取下稍冷，加入～1.0 g活性炭，再加热～2 min。

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3、热滤、结晶：用热漏斗趁热减压过滤。将滤液转移到干净的200mL烧杯，静止自然冷却，乙酰苯胺充分结晶 4、减压过滤、洗涤、干燥：进行冷的减压过滤，压实滤饼。彻底抽干水分，（干燥）称重。 5、将样品交教师检查。（彻底抽干的样品大概含50％的水分）。 6、回收或自己保存，自然晾干，以备下次实验测定熔点使用。 注意事项 1、溶解时要不断搅拌，如出现液珠，可快速搅拌使其溶解。 2、用加热套加热烧杯时一定不能让液体过度沸腾使液体进入加热套。加热之前烧杯外壁要擦干，不能将水带进加热套。 3、活性炭的加入要适时、适量。加活性炭时一定要先把烧杯取出加热套，稍冷之后再加活性炭。 4、热过滤时布氏漏斗一定要尽可能热，动作要快。 5、减压过滤滤纸事先要润湿，铺好滤纸后不能减压太大。在倒入滤液之前滤纸要紧贴漏斗底部，防止滤纸被压穿。注意减压过滤的操作步骤和洗涤滤饼的方法。 6、如果滤液已经冷却到室温，长时间静止仍然没有结晶出现，可以用玻璃棒搅拌之。结晶量少则可能是溶剂过多，可蒸发去除部分溶剂。 7、溶剂量过多时，析出的结晶少；过少时则容易在热滤时析出结晶。 8、析出的结晶如有颜色，则说明脱色不彻底，或活性炭没有滤干净。 9、滤饼要尽量抽干！ 问题与思考 1、如何制备饱和溶液？ 2、重结晶所用的溶剂量过多过少有什么不好？怎样控制溶剂量？ 3、加入活性炭的目的为何？为什么要在固体物质完全溶解后加入？为什么不能在溶液沸腾时加入？ 4、活性炭的加入一定适量，为什么？ 5、抽滤时应注意什么？（抽气的先后次序、滤纸的大小等） 6、用有机溶剂重结晶时，在哪些操作上容易着火？应该如何防范？ 7、过滤的目的是什么？常用的过滤方法有几种？ （7、）过滤一般有两个目的，一是滤除溶液中的不溶物得到溶液，二是去除溶剂（或溶液）得到结晶。 常用过滤方法有3种： ① 常压过滤：用内衬滤纸的锥形玻璃漏斗过滤，滤液靠自身的重力透过滤纸流下，实现分离。 ② 减压过滤（抽气过滤）：用安装在抽滤瓶上铺有滤纸的布氏漏斗或玻璃砂芯漏斗过滤，吸滤瓶支管与抽气装置连接，过滤在减低的压力下进行，滤液在内外压差作用下透过滤纸或砂芯流下，实现分离。 ③ 热过滤：用插有一个玻璃漏斗的铜制热水漏斗过滤。热水漏斗内外壁间的空腔可以盛水，加热使漏斗保温，使过滤在热水保温下进行。 一、常压过滤 用圆锥形玻璃漏斗，将滤纸四折，放人漏斗内，其边缘比漏斗边缘略低，润湿滤纸。

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小心地向漏斗中倾人液体，液面应比滤纸边缘低一些。 若沉淀物粒子细小，可将溶液静置，使沉淀沉降，再小心地将上层清液滗入漏斗，最后将沉淀部分倒入漏斗。这样可以使过滤速度加快。 二、减压过滤 减压过滤装置包括瓷质的布氏漏斗、抽滤瓶、安全瓶和抽气泵。 过滤前，选好比布氏漏斗内径略小的圆形滤纸平铺在漏斗底部，用溶剂润湿，开启抽气装置，使滤纸紧贴在漏斗底。 过滤时，小心地将要过滤的混合液倒人漏斗中，使固体均匀分布在整个滤纸面上，一直抽气到几乎没有液体滤出为止。为尽量除净液体，可用玻璃瓶塞压挤滤饼。 在停止抽滤时，先旋开安全瓶上的旋塞恢复常压，然后关闭抽气泵。 ☆ 在漏斗中洗涤滤饼的方法：把滤饼尽量地抽干、压干，旋开安全瓶上的旋塞恢复常压。把少量溶剂均匀地洒在滤饼上，使溶剂恰能盖住滤饼。静置片刻，使溶剂渗透滤饼，待有滤液从漏斗下端滴下时，重新抽气，再把滤饼尽量抽干、压干。这样反复几次，就可把滤饼洗净。 ☆ 减压过滤的优点是过滤和洗涤的速度快，液体和固体分离得较完全，滤出的固体容易干燥。 三、热过滤 用锥形玻璃漏斗过滤热饱和溶液时，常因冷却导致在漏斗中或其颈部析出晶体，使过滤发生困难。此时用热水漏斗过滤。 热水漏斗是铜制的，内外壁间有空腔，可以盛水。热水漏斗中插一个玻璃漏斗。使用时在外壳支管处加热，可把夹层中的水烧热使漏斗保温。加热过滤时为不使滤纸贴在漏斗壁上，提高过滤效率，使用菊花形折叠滤低。折叠方法如下 先将滤纸对半折叠，再折成四分之一。再以2对3折出4。以1对3折出5，以2对5折出6，以1对4折出7；再以1对5折出9，以2对4折出8。然后向同方向折叠，叠出同向卷曲的8等分。将此滤纸拿在左手上，以2对8、8对4、4对6，以及6对3……等各处反向折叠，如同折扇一样。然后打开滤纸，将1及2处折叠为二。最后用力将各处折痕用力压叠，再打开，即可放在漏斗中使用。 2.1 熔点的测定 下次预习内容 与要求 实验内容：测定重结晶后乙酰苯胺的熔点 要求：学会用熔点管（b形管）测定固体有机物的熔点 教 学 后 记 8

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授课题目 授课时间 教学目标 （实验目的） 实验2 熔点的测定 年 月 日 实验类型 学时 验证型 4 1. 了解测定熔点的意义；2. 掌握毛细管法测定熔点的方法。 熔点是有机物的重要物理常数，通过测定熔点可大致判断有机物的纯度。合成的固体有机物一般都要进行熔点测定。其中毛细管熔点测定法方法简单，操作授课思路 方便，测定准确性高，因此被广泛应用。因此，要求学生掌握测定熔点的意义，掌握用毛细管法测定有机物熔点的方法。 讲解顺序：熔点的测定原理→测定装置→测定方法→注意事项→要求和问题。 实验内容 教学重点 和难点 用毛细管法测定乙酰苯胺的熔点 熔点毛细管的制作；毛细管法测定熔点的操作方法。 实 验 过 程 与 具 体 内 容 一、实验原理： 熔点melting point：通常当固体物质加热到一定温度时，固态转化为液态，此时的温度可视为该物质的熔点。熔点的严格定义为：固液两态在大气压下成平衡时的温度。纯粹的固体有机物一般都有固定的熔点，其变化很敏锐，熔程较短，通常不超过0.5-1℃，若该物质含有杂质，则其熔点会降低，熔程也较长。因此可根据熔点鉴别固体有机物的纯度。 如果在一定温度和压力下，将某物质的固液两相置于同一容器，这时可发生三种情况：固体熔化、液体固化和固液相并存。从固液体的温度蒸气压曲线图可以看出：高于熔点时，固相的蒸气压比液相大，因此可使所有的固相转化为液相；低于熔点时，则由液相转化为固相；只有在熔点处，固液两相蒸气压相等，固液相共存。一旦温度超过熔点，只有几分之一度，只要有足够的时间，固体就可全部转化为液体。因此在测定熔点时，接近熔点温度时一定要缓慢加热，升温速度不超过1-2℃。这样才能使整个熔化过程尽可能接近于两相平衡的条件。 当有杂质存在时，根据拉乌耳定律可知，在一定的温度和压力下，在溶剂中增加溶质的量，导致溶剂的蒸气压降低，因此该化合物的熔点降低。一般情况下，如果将熔点相同的两个化合物以任何比例混合后测定熔点，如果无熔点降低现象则认为两物质相同。 相随时间和温度的变化 物质的蒸汽压随温度的变化曲线 可用不同的方法和装置测定熔点，如毛细管法、显微熔点测定法或数字熔点仪。用显微熔点测定仪样品用量少、可测高熔点样品，并可观察样品在受热中的变化等特点。本实验采用毛细管（提勒管）法测定乙酰苯胺的熔点。 9

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二、实验仪器与试剂： 熔点管（提勒管），熔点毛细管（自制），玻璃管（40cm），表面皿，酒精灯等。 乙酰苯胺（重结晶物质）。200℃温度计，甘油（浓硫酸）。 三、实验装置： 毛细管法测定熔点装置，熔点管（提勒管或b型管） ；熔点毛细管 四、实验步骤： 【实验前预先干燥b型管，称量上次重结晶的干燥的乙酰苯胺】 1、 拉制熔点毛细管：一端封口*，内经约1mm，长度6-8 cm。 2、 样品装填：在干净的表面皿、研钵或玻璃片上研细样品，聚成小堆，将熔点毛细管开口端插入样品，再开口端向上，轻敲使样品落入管底，垂直自玻璃管中自由落下（下垫表面皿或烧杯底部），反复几次，样品装填高度2-3 mm。同样方式装填2-3根熔点毛细管*。 3、 装置：按图装置，用甘油或浓硫酸*作浴液，加至支管上部*。温度计水银球位于熔点管中部**，装有样品的毛细管紧贴在温度计上，样品与温度计的水银球平行*，用一橡皮圈在浴液上方缚住*。用一个开口的橡皮塞固定*。 4、 测定：在熔点管的一端加热*，开始时升温速度可稍快（如5℃/ min），接近熔点约15℃时，控制火焰使温度上升速度约1-2℃/min，越接近熔点，升温速度越慢*，记录样品开始萎缩、开始出现液相（初熔）和固体完全消失时的温度计读数（全熔）。浴液冷却至熔点以下30℃后再放入新样品管进行测定，多次测定至熔点数据平行*。 5、 数据纪录： 乙酰苯胺熔点测定数据记录表 实验编号 1 2 3 萎缩温度℃ 始熔温度℃ 全熔温度℃ 熔程℃ 熔点℃ 文献值℃ 114.3 注意事项 1、 待侧样品一定要充分干燥、研细、装填均匀紧密。装填的样品应在高度、紧密程度上基本一致，以减少系统误差。 2、 导热介质的选择可根据被测样品的熔点确定。95℃以下的熔点可用水做介质，95~220℃的熔点可用液体石蜡油或甘油，更高的温度用浓硫酸。[但使用浓硫酸作浴液时应格外小心，避免硫酸的溅出及任何物质进入硫酸中，注意安全和不污染。如浓硫酸变黑，可加入少量硝酸钾或硝酸钠，加热除去。] 3、 样品毛细管应与温度计的水银球相平行，以使两者的温度相差最小。

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4、 控制加热速度，使测定的熔程尽可能短，保证有充分的时间让热量有管外传递到管内，并及时观察温度计的读数及样品情况。两者尽可能一致。 5、 从浴液中取出的温度计不能立即用水冲洗，要冷却后用废纸搽干浴液再用水冲洗干净。 6、 熔点数据至少要测定两次，每次测定都需用新的样品，因为样品可能发生分解或转变成不同熔点的其他晶型。且数据平行。如为未知物，则需先粗测一次。 问题与思考 1、 加热的快慢对熔点的测定是否会有影响？应控制怎样的加热速度？ 2、 是否可用第一次测定熔点时已经熔化的有机物作第二次测定？为什么？ 3、 测熔点时，若遇到下列情况，将产生什么结果？ （1） 样品研的不细或装填不紧密； （2） 熔点管壁太厚； （3） 熔点管不洁净； （4） 样品未完全干燥或含有杂质； （5） 加热太快； （6） 熔点管底部未完全封闭； （7） 样品管样品与温度计的水银球不在平行位置。 p74；p45：3.2 蒸馏和沸点的测定 实验内容： 1、蒸馏工业乙醇，常量法测定乙醇的沸点 2、回收溶剂，了解溶剂回收的意义 要求：了解蒸馏的基本原理、实验装置和各步实验操作 下次预习内容 与要求 教学后记

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授课题目 授课时间 实验3 蒸馏和沸点的测定 年 月 日 实验类型 学时 实验验证型 4 1. 了解测定沸点的意义，掌握常量法（蒸馏法）测定沸点的原理和方法。 教学目标 （实验目的） 2. 掌握蒸馏和测定沸点的操作要领和方法。 蒸馏是液体有机物常用的提纯手段之一。蒸馏的类型有很多，如常压简单蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏等。根据有机物的性质不同选用不同的蒸馏方法，其仪器装置也需要做相应的变化。如是沸点相差不大的有机物的分离，则需要采用分馏手段。因此，掌握蒸馏的装置和操作至关重要，简单蒸馏是其它类型蒸馏的基础。因此，首先通过简单蒸馏来学习蒸馏的原理和操作。 讲解蒸馏原理→蒸馏装置→示范操作→注意事项→提出问题 授课思路 实验内容 教学重点 和难点 工业乙醇的蒸馏和沸点的测定 蒸馏的意义；简单蒸馏装置的安装与拆卸，利用蒸馏法测定有机物的沸点 实 验 过 程 与 具 体 内 容 一、基本原理： 液体有机物的沸点，是它的重要的物理常数之一。当液体物质受热时，其蒸气压随温度升高而增大，当液体蒸气压增大到与外界施于液面的总压力（大气压）相等时，液体沸腾，这时的温度称为该液体的沸点（boiling point）。因此，液体的沸点与外界压力有关，外界压力增大，液体沸腾时的蒸气压加大，沸点升高；反之，沸点降低。因此，在报道一个化合物的沸点时，一定要注明测定沸点时的外界气压，以便与文献值比较。经验规律：在0.1MPa（760mmHg）附近时，多数液体当压力下降1.33KPa (0.00133MPa, 10mmHg)时，沸点约下降0.5℃。在较低压力时，压力每降低一半，沸点约下降10℃。 液态物质受热沸腾转化为蒸气，蒸气经冷凝又转变为液体，这个操作过程称为蒸馏（Distillation）。蒸馏是纯化和分离液态有机物的一种常用方法，通过蒸馏还可以测定纯液态有机物的沸点（因为蒸馏时馏出液的温度变化很小，沸程约1～2℃，沸程可代表其纯度）。蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来，也可将沸点相差较大（大于30℃以上）的不同沸点的液体有机物进行分离。若沸点相差较小，则只能用其他方法才能达到较好的分离效果。 ☆ 蒸馏操作一般用于以下方面：1、分离沸点相差较大的液体有机物；2、测定化合物的沸点；3、提纯，去除不挥发性杂质； 4、回收溶剂或浓缩溶液。 纯的液体有机物都有确定的沸点，但具有恒沸点的物质不一定是纯物质，有些化合物之间可以形成二元或三元共沸物。 表1 常见的二元或三元共沸物 二元共沸物 乙醇-水 最低共沸各组分沸点℃ 点℃ 78.2 78.5/100 组分组成 （重%） 95.6/4.4 二元共沸物 最高共沸点℃ 丙酮-氯仿 甲酸-水 12

组分沸点℃ 56.4/61.2 100.7/100 组分组成（重%） 20.0/80.0 77.5/22.5 64.7 107.3 乙醇-甲苯 76.7

78.5/110.5 68.0/32.0 有机化学实验教案

乙酸乙酯-水 苯-水 70.4 69.4 77.1/100 80.1/100 82.5/100 77.1/78.5 80.1/82.5 91.9/8.8 91.1/8.9 88.2/11.8 69.4/30.6 66.7/33.3 氯仿-乙酸乙酯 64.5 61.2/77.1 组分沸点℃ 78.5/100/80.2 77.1/78.5/100 22.0/78.0 组分组成（重%） 18.5/7.4/74.1 83.2/9.0/7.8 三元共沸物 最低共沸点℃ 乙醇-水-苯 64.9 乙酸乙酯-70.3 乙醇-水 叔丁醇-水 79.9 乙酸乙酯-乙醇 71.8 苯-异丙醇 71.9 二、实验装置与安装： 1、简单蒸馏装置：稳、妥、端、正 （1）加热器：空气浴、水浴、油浴、沙浴等。 （2）蒸馏瓶：选择蒸馏瓶的大小应为被蒸馏液体量为其1/3~2/3，为防止暴沸，需加入沸石。 （3）蒸馏头：温度计插入的位置 （4）冷凝管：直型（水冷凝<140℃）、空气冷凝管 （5）接液管（尾接管,接引管）：带支管口的接液管在蒸馏低沸点易挥发物时通入下水道；易吸潮物质则安装干燥管。 （6）接收瓶：宜用窄口容器，如三角烧瓶、园底烧瓶或梨形瓶等。一定要通大气，不能为密闭体系。 简单蒸馏装置 1、蒸馏部分 2、冷凝部分 3、接收部分 乙醚的蒸馏装置 2、安装步骤： （1）洗净仪器并干燥。 （2）电热套——蒸馏瓶——蒸馏头——温度计——冷凝管——接液管——接收器——检查装置的严密性和稳妥性。 安装要领为：先下后上、先左后右、先松后紧；要准确端正，横平竖直，全套仪器装置的轴线在同一个平面内。[上下成一线，左右成一面] 温度计的安装位置：温度计水银球的上限应当与蒸馏头侧管的下限在同一水平线上。 拆除要领：蒸馏完毕，先灭火、停止通水、拆下仪器，顺序与装配顺序相反。 13 有机化学实验教案

三、实验内容： 1、工业乙醇的蒸馏（30~50mL），收集77-79℃馏分 2、回收乙醇、甲苯、正丁醇等溶剂。 四、实验步骤： 1、安装仪器：按由下至上、由左至右的顺序安装，夹子松紧适宜。 2、加料：取下温度计，用漏斗加入一定量的待蒸馏液体，加入几粒沸石。 3、蒸馏 ：通冷凝水。加热：通过调节电压调节加热速度，先小火，再慢慢加大，当有液滴馏出时调节火焰使平稳沸腾。控制液滴馏出速度约为每秒1～2滴。 收集各馏分，记录各组分馏出物的温度：初馏温度（前馏分或馏头）——恒沸温度（沸点温度）——终馏温度（后馏分）。用干净的接收器收集恒沸温度下的液体有机物，记录沸程。 当温度突然下降，不再有馏出物馏出时，停止加热，关冷凝水，冷却，称量所收集液体，计算回收率。 4、拆卸仪器：与安装方向相反。 注意事项 1、依据蒸馏液体的量选择蒸馏烧瓶的大小。所蒸的液体体积一般不超过烧瓶容积的2/3，不能少于1/3。 冷凝管的选择：学生一般有三种冷凝管：球形冷凝管、直形冷凝管、空气冷凝管。 球形冷凝管多用于回流反应，球形冷凝管冷却面积大。因其倾斜时球形凹面能存液，因此不能用于蒸馏。 当被冷凝物沸点低于140℃时，应选用水冷凝管。 当被冷凝物沸点高于140℃时，应选用空气冷凝管。 2、安装仪器时松紧适宜，防止过紧或过松。 3、接液管若无支管，接液管与接收器之间要留有缝隙，以保证蒸馏装置与大气相通，以免密闭体系在加热时发生事故。 4、沸石是多孔性物质，常用素瓷片、毛细管、河沙等。当液体受热沸腾时，沸石内的小气泡就成为气化中心，保证液体平稳沸腾，防止暴沸。沸石应在低于液体沸点温度以下加入。 5、蒸馏低沸点易燃液体时，要禁止用明火，并用水浴、空气浴等间接加热方式。而且接液管处接一根橡胶管通至室外或下水道。 6、冷凝水的流速不必太快，只要缓缓水流，保证蒸气充分冷凝即可。 7、无论何时，不能将蒸馏烧瓶蒸干，以防意外。 问题与思考 1、纯液体有机物在一定压力下具有一定沸点，那么具有一定沸点的液体是否为一纯的有机物呢？ 2、若蒸馏时温度不是恒定不变，而是逐渐上升，为什么？（有挥发性杂质） 3、温度计的位置应该在哪里？把温度计水银球插至液面上或蒸馏烧瓶的支管口上，是否正确？为什么？ （与支管口平行，测定蒸气和冷凝液的平衡温度） 4、蒸馏时为什么蒸馏烧瓶中所盛液体的量既不应超过其容积的2／3，也不应少于1／3 ？ （如果装入液体量过多，当加热到沸腾时，液体可能冲出或飞沫被蒸气带走，混入馏出液中。如果装入液体量太少，在蒸馏结束时，相对地也会有较多的液体残留在瓶内蒸不出来。）

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5、蒸气温度是否与蒸馏液体的温度一致？（否） 6、如果加热过猛，测定的沸点是否会偏高？为什么？ （会，在蒸馏瓶颈部会造成过热现象，使一部分蒸气直接受火焰的烘烤，读出的沸点会偏高；若蒸馏太慢，则温度计水银球不能完全被液体蒸气润湿而使读数偏低或不规则） 7、沸石的作用是什么？如果忘加沸石，应该如何补救？重新蒸馏时是否还要补加沸石？用过的沸石是否可以重新使用？ 在加热后，当液体中缺乏汽化中心，形成气泡非常困难时，液体的温度可能上升到超过沸点很多而不沸腾，即产生“过热”现象。一旦有一个气泡形成，由于液体在此温度下的蒸汽压已远远超过大气压和液柱压之和，因此上升的气泡增大得非常快，甚至将液体溢出瓶外，称为“暴沸”。因此在加热前应加入助沸物以期引入气化中心，保证沸腾稳定。常加入几粒沸石，引入汽化中心，使沸腾稳定，不发生暴沸现象。 沸石是具有化学稳定性的表面多孔物质。孔隙里边充满空气，放入液体中加热时，孔中气体膨胀，当孔中气压增至能克服大气压与液体静压时，气体从孔里溢出，在液体中形成一串小气泡，当液体沸腾时变成液体的汽化中心。 操作时，应在液体未被加热时加入沸石，在忘记加沸石时，在液体接近沸腾温度时，不能加入沸石，要把液体冷却后才能补加。在液体中经过沸腾的沸石，冷却后不再起作用。 8、冷凝管通水方向是由下而上，反过来行吗？为什么？ （冷凝管不能充满水，由此可能带来两个后果：其一，气体的冷凝效果不好。其二，冷凝管的内管可能炸裂。） 9、若加热后发现未通冷凝水，你如何处理？ 10、我们测定的沸点温度是否与文献上记载的相同？ 11、如何进行蒸馏的安装与拆卸？（教学时示范） 下次预习内容 与要求 p129：1-溴丁烷的制备，p100：萃取 要求：了解1-溴丁烷的制备原理和方法，从实践上掌握亲核取代反应，用分液漏斗进行正确的萃取操作。 教学后记

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授课题目 授课时间 教学目标 （实验目的） 实验4 1-溴丁烷的制备 (The preparation of n-butyl bromide) 年 月 日 实验类型 学时 验证型 6 1、学习以溴化钠、浓硫酸和正丁醇制备1-溴丁烷的原理和方法； 2、学习带有吸收有害气体回流装置的操作方法。 3、学习用分液漏斗进行液-液萃取的原理和方法。 有机合成是有机实验中的主要且重要的内容，通过有机合成实验可锻炼学生的分析能力、实验操作技能以及理论联系实际的能力等。更好的掌握理论知识，同时，提高了对各种实验装置的原理的理解和使用操作能力。本实验着重练习带授课思路 吸收有害气体的回流反应装置和用分液漏斗进行产品的洗涤纯化，用简单蒸馏进一步纯化产品。 讲解顺序：实验原理→实验装置→操作要点→实验步骤和注意事项； 学生演示分液漏斗的使用方法，讲解注意事项。 实验内容 教学重点 和难点 以溴化钠、浓硫酸和正丁醇制备1-溴丁烷并进行纯化处理，萃取洗涤产物 带有吸收有害气体回流装置的操作方法，液-液萃取的原理和方法 实 验 过 程 与 具 体 内 容 一、实验原理： 反应式： 主反应： NaBr + H2SO4 ——→ HBr + NaHSO4 n-C4H9OH + HBr ——→ n-C4H9Br + H2O 副反应： n-C4H9OH + H2SO4 ——→ C4H8 + H2O 2 n-C4H9OH ——→ n-C4H9OC4H9-n + H2O 2NaBr +3H2SO4 ——→Br2 + SO2 + 2H2O + 2 NaHSO4 可能的副产物有：丁烯、丁醚、溴等。 正溴丁烷的用途：用作烷化剂、溶剂、稀有元素萃取剂和有机合成。 健康危害：吸入本品蒸气可引起咳嗽、胸痛和呼吸困难。高浓度时有麻醉作用，引起神志障碍。眼和皮肤接触可致灼伤。 二、实验装置： 1、带有吸收有害气体的加热回流装置。 2、萃取 3、普通蒸馏装置。 d420 nD20 三、主要试剂及产物的物理常数： 试剂 n—butyl alcohol 性状 无色液体 分子量 74 熔点℃ -89.0 16 沸点℃ 117.7 溶解性 915水 0.8098 1.3978 有机化学实验教案

n-butyl brimide 无色液体 136 -112.4 101.6 1.276 1.4401 0.0616水 其他试剂：浓硫酸，比重，1.98g/mL，溴化钠，饱和NaHCO3，无水CaCl2，5%NaOH等。 四、实验步骤： 1、安装反应装置： 如图1装置*；（注意安装次序和方法） 2、加料： 100mL园底烧瓶中，加入10mL水，12mL(0.22mol)浓硫酸*（小心加入）， 混匀冷至室温，再依次加入7.5mL(0.08mol)正丁醇，10g(0.1mol)研细*（使反应充分）的溴化钠，充分振摇*（使混合均匀，反应充分，副反应降至最低）。再加入几粒沸石*（起减少泡沫的作用）。 3、反应： 小火加热至沸，调整火焰使反应保持沸腾并平稳回流0.5 h，反应过程中不断摇动*（尽量减少副反应的发生，保证产量）。 4、分离： 冷却，改成蒸馏装置2，蒸出所有的粗产物正丁烷*。（注意观察沸程、沸点的变化，正确判断1-溴丁烷是否蒸完，并趁热倒出瓶中的内容物，防止结块。）（收集低于110℃的馏分） 5、洗涤除杂： 馏出液转移至分液漏斗，加入等体积的水洗涤*（分清上下层，注意分液漏斗的使用方法）。 分出至另一个干燥的分液漏斗*（浓硫酸与水剧烈放热并使浓硫酸稀释），用等体积的（~5mL）浓硫酸洗涤*（洗涤的目的？），分去硫酸层。 有机相依次分别用等体积的（~10mL）水（是否可直接用饱和碳酸氢钠洗涤？）、饱和碳酸氢钠、水洗涤分层*。 6、干燥： 产物转移至干燥的小烧杯中，加入无水氯化钙干燥*，不时摇动使溶液澄清透明。 （注意用量，无水氯化钙可与醇形成醇化物，使醇除去。若制备醇是否可用氯化钙干燥？） 7、精制： 过滤掉氯化钙，使用干燥的仪器进行常压蒸馏精制，收集99-103℃的馏分（﹤110℃记录沸点数据）。 8、称重，计算产率*（按不过量的原料计算），测定折光率（保留产品，下次做）。 9、产品回收。 [污染与防治] 1、产生的HBr用碱液吸收，吸收后的尾气与冷凝水一起相交接，进一步去除残存的HBr。 2、洗涤的浓硫酸回收，反应瓶残液用大量水(吸收尾气的碱液)冲稀后排放。 五、萃取与分液漏斗的使用 基本原理：利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。 分配定律是萃取方法理论的主要依据，物质对不同溶剂有不同的溶解度。同时，在两种互不相溶的溶剂中，加入某种可溶性的物质时，它能分别溶解于两种溶剂中.实验证明，在一定温度下，该化合物与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和溶剂化等作用时，此化合物在两液层中之比是一个定值。不论所加物质的量是多少，都是如此。用公式表示：CA/CB=K CA.CB分别表示一种化合物在两种互不相溶地溶剂中的摩尔浓度。K是一个常数，称为“分配系数”。 17 有机化学实验教案

有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度大。用有机溶剂提取溶解于水的化合物是萃取的典型实例。在萃取时，若在水溶液中加入一定量的电解质（如氯化钠），利用“盐析效应”以降低有机物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度，常可提高萃取效果。 要把所需要的化合物从溶液中完全萃取出来，通常萃取一次是不够的，必须重复萃取数次。利用分配定律的关系，可以算出经过萃取后化合物的剩余量。 当用一定量溶剂时，希望在水中的剩余量越少越好。也就是说把溶剂分成数次作多次萃取比用全部量的溶剂作一次萃取为好。 ☆ 分液漏斗的使用： 分液漏斗是用普通玻璃制成，有球形、锥形和筒形等多种式样，规格有50、100、150、250毫升等。球形漏斗的颈较长，多用做制气装置中滴加液体的仪器。锥形分液漏斗的颈较短，常用做萃取操作的仪器。 分液漏斗主要用于以下目的：（1）分离两种分层且不起作用的液体；（2）从溶液中萃取某种成分；（3）用水、酸、碱等洗涤某种液体产品；（4）代替滴液漏斗滴加液体。 1、使用前： 将漏斗颈上的旋塞芯取出，擦干水分，在通液孔的两侧均匀涂上凡士林，插入塞槽内转动使油膜均匀透明，且转动自如。然后关闭旋塞，往漏斗内注水，检查旋塞处是否漏水，不漏水的分液漏斗方可使用。同时检查玻塞是否漏水，并分别用橡皮筋或棉线傅住。 2、使用时： （1）将分液漏斗置于铁架台的铁圈上，关好活塞，加入萃取剂和被萃取液，液体量不能超过容积的3/4。为防止杂质落入漏斗内，应盖上漏斗口上的塞子。 （2）取下分液漏斗，以正确的方式振摇（活塞朝上），开始振摇要慢，振摇几次后，用左手的拇指和食指旋开活塞放气（对着无人处 ，最好在通风橱中）解除内压，反复几次至放气时压力很小时，再较剧烈振摇2~3分钟（根据萃取液的性质判断）。 （3）置于铁圈上静置（不能用手拿着），待两层液体完全分开后，打开玻塞（磨口塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔要对准，这时漏斗内外的空气相通，压强相等，漏斗里的液体才能顺利流出），将活塞慢慢旋开（活塞要在手心中），将下层液体慢慢放出，接近界面时小心。絮状物应该放出。上层液从上口倒出，切不可从活塞放出。 （4）将水溶液倒回分液漏斗中，再用新的萃取剂萃取。 3、使用后： 将分液漏斗清洗干净，在活塞和玻塞处夹上纸片，用纸包住，以防磨砂处粘连，妥善保管。 ☆ 注意： 若出现难以分层的乳化情况，可采取以下方法：（1）长时间静置，（2）加入少量电解质，利用盐析效应破坏乳化。两者因比重接近难以分层时也采用此法，（3）若因碱性发生乳化，可加入少量稀硫酸或过滤。另外，也可加入破乳物质如乙醇等。 注释与注意事项 1、 带吸收有害气体的加热回流装置要严密不漏气。 2、 要使产率提高，必须尽量研细溴化钠，反应中经常摇动，减少副产物的生成。而时间的延长对产率影响不大。

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3、 正溴丁烷是否蒸完，可从以下三个方面判断：一是看馏出液是否由混浊变澄清；二是看反应瓶上方的油层是否消失；三是取几滴馏出液在试管中，加水摇动，观察有无油珠出现。或观察温度计读数至110℃即可。 4、 粗产品洗涤时，分清上下层，以免分错，可先把分出的两相都保留，不要急于扔掉。 5、 浓硫酸能洗去未反应的正丁醇及副产物丁醚等杂质，否则正丁醇和溴丁烷形成共沸物（98.6%，13%正丁醇）而难以除去。 6、 水洗后的产物如有颜色，是由于反应中生成的副产物溴，可加几毫升饱和亚硫酸氢钠洗去。 Br2 + 3NaHSO3 ——→ 2NaBr + NaHSO4 + 2SO2 +H2O 7、 分液漏斗主要用于以下目的：（1）分离两种分层且不起作用的液体；（2）从溶液中萃取某种成分；（3）用水、酸、碱等洗涤某种液体产品；（4）代替滴液漏斗滴加液体。 8、 分液漏斗的使用及注意事项： （1） 检查玻塞和活塞是否漏水，在活塞上均匀涂上凡士林（不能堵住孔），用橡皮筋缚住。 （2） 加入混合液体，摇动液体并对着无人处间歇放气，解除内压。 （3） 不能用手拿着分液漏斗的下端进行分液，要把分液漏斗放在铁圈上静置。 （4） 液体分层后，先打开玻塞，再开启活塞。下层液体自下层放出，上层液体自上层放出。 （5） 放液体是要缓慢，分完再静置看是否还有两层分出。 （6） 分液漏斗使用完毕后，清洗干净，用纸包住活塞和玻塞，妥善放置保管。 本实验容易出现和应当注意的问题： （1）混合不均匀，加热快，容易炭化；（2）萃取时洗涤不充分，残留正丁醇；（3）干燥剂加入量过多或过少；（4）浓硫酸、产品要回收！沸石保存，不要扔到水槽里！（5）理论产率的正确计算！ 问题与思考 1、 实验中硫酸的作用是什么？为什么不用浓硫酸而用65%硫酸？ 2、 加料时如果先使溴化钠与浓硫酸混合，然后再加正丁醇和水，是否可以，为什么？ 3、 反应中主要生成什么副产物？馏出液中可能有哪些杂质？ 4、 浓硫酸洗涤时为什么要用干燥的分液漏斗？ 5、 用饱和碳酸氢钠水溶液洗酸之前，为什么要先用水洗涤？ 6、 洗涤时用什么方法判断产物在哪一层？ 7、 各步洗涤的目的何在？ 8、 如何正确使用分液漏斗？如何保存分液漏斗？ 9、 加热回流装置有哪些用途？ 10、最后一步蒸馏的目的何在？ 教学后记

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授课题目 授课时间 教学目标 （实验目的） 实验5 液体有机物折光率的测定 年 月 日 实验类型 学时 验证型 3 1、学习并掌握用阿贝折光仪测定有机化合物折光率的方法。 2、通过测定折光率验证合成产物1-溴丁烷的纯度。 折光率是物质的重要物理性质，通过折光率的测定可推断化合物的纯度；也可通过折光率的测定推测混合组分的含量。在有机合成中，合成的液体产物都需授课思路 测定其折光率数据。因此，需要掌握折光率的测定原理和方法。 讲解顺序和方法：实验原理→Abbe折光仪的光学原理与构造→Abbe折光仪的使用方法→注意事项 （示范操作） 实验内容 教学重点 和难点 用阿贝折光仪测定合成产物1-溴丁烷的折光率 阿贝折光仪的使用原理和方法，折光率的表示方法 实 验 过 程 与 具 体 内 容 一、实验原理： 折光率是一切物质的特性常数，是鉴定物质纯度和鉴别物质的重要数据。固态、液态、气态都有折光率，尤其是对液体化合物，应用更为普遍。折光率的应用有如下几个方面：(1)测定所合成的巳知化合物的折光率与文献值对照，以验证所得产品； (2)将折光率作为检验原料、溶剂、中间体及最终产品纯度的依据； (3)根据反应物和生成物(指液体)的折光率改变情况，推测反应进行的程度； (4)分馏时，配合沸点作为划分馏分的依据。当光在不同的介质中传播时，其传播速度不同，因此当光线从一个介质进入另一个介质中，若传播方向与两个介质的界面不相垂直时，则在界面的传播方向发生了改变。这种现象称为光的折射。根据折射定律，波长一定的单色光，在确定的外界条件下（温度、压力等），从一个介质A到另一个介质B时，入射角α与折射角β的正弦之比与这两个介质的折光率成反比。 light?AB?n sin?= Nsin?光疏物质 光密物质 若介质A为真空，则规定：N=1，因此n=sin? Snell定律 sin?由此可见，一个介质的折光率，就是光线从真空进入到这个介质时的入射角的正弦与折射角的正弦之比，这种折光率称为绝对折光率。而通常以空气为标准。 折光率是物质的最重要的物理常数之一，它能精确而方便地测定出来。作为液体有机物的纯度标准，它比沸点更为可靠。因此利用折光率，可鉴别未知化合物。如果一个化合物是纯的，就可根据测定数据排除考虑中的其他化合物而鉴别出这个未知物来。折光率也可以用来测定液体混合物的组成。因为当组分的结构相似和极性小时，混合物的折光率和物质的量组成之间常呈线性关系。如：1mol CCl4与1 mol甲苯组成的混合物（nD20=1.4832），纯CCl4和甲苯在该温度下的折光率分别为1.4994和1.4651, 20

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所以要分馏此混合物,可根据这一线性关系求得馏分的组成. 物质的折光率与物质结构和光的波长有关，也受温度、压力等因素的影响。因此折光率的表示要注明所用的光线和温度，常用nDt表示。D是钠灯的D线（589.3nm），t是温度。如：nD20表示20℃，该介质对钠灯D线的折光率（压力对折光率的影响不显著，通常不考虑）。一般来说，随着温度的升高，折光率减小约3.5~5.5×104，在沸点附近时，某些液体的温度系数可达7×104，在实际工作中，——通常把某一温度下测定的折光率划算成另一温度下的折光率，为便于计算，一般采用4×10-4作为温度变化系数，具有参考价值。 ☆ Abbe折光仪的基本光学原理： 测定折光率的仪器是阿贝折光仪。当光由介质A进入介质B时，如果介质A对于介质B是疏物质，即nA

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三、 Abbe折光仪的使用方法： 1、校正： （1）清洗：从仪器盒中取出仪器，置于干净的台面上，装上温度计，接上恒温水浴。恒温后，松开锁钮，开启棱镜，使镜面处于水平，滴入1~2滴丙酮，合上镜面，使难挥发的污物溢走，打开棱镜，用擦镜纸揩试。 （2）用重蒸馏水校正：打开棱镜，滴~2滴重蒸馏水于镜面上，关紧棱镜，旋转刻度盘使标尺读数等于重蒸馏水的折光率（nD20=1.33299,nD25=1.3325）；调节反射镜使视场最亮；调节消色散旋钮，消除色散；旋动螺旋调节，是明暗界线与“十”字交叉重合。 （3）用标准折光玻璃块校正：将棱镜完全打开使成水平，用少许1-溴代萘（n=1.66）与光滑棱镜上，将玻璃块粘附于镜面上，是玻璃块直接对准反射镜，按以上步骤进行。 2、测定： 清洗好棱镜后，将待测液体2~3滴均匀滴在磨砂面棱镜上，使液体充满视场，关紧棱镜。转动反射镜使视场最亮，转动刻度盘，消除色散，使明暗分界线对准“十”字交叉线，读取折光率。反复2~3次。 ★ 折光率的表示方法：nDt ，准确记录，与文献值作比较。 3、使用完毕，用丙酮清洗棱镜，关闭恒温水，取下温度计，仪器装盒。 注意事项 使用Abbe折光仪注意事项： 1、 Abbe折光仪使用前后，均应用丙酮或乙醚洗净并干燥，注意保护棱镜，滴加液体时不能触及镜面，不能用硬物擦拭镜面，以免将玻璃面擦花。 2、 Abbe折光仪的量程从1.3000至1.7000，精密度+0.0001；测量时应注意恒温水温度是否正确，如要测准至+0.0001，则温度应控制在+0.1℃。 3、 酸碱等腐蚀性液体不能用Abbe折光仪测定折光率。 4、 Abbe折光仪不能在较高温度时使用，对于易挥发易吸水的液体测定也较困难，对样品要求的纯度较高。 5、折光仪不能放在日光直接照射或靠近热源的地方，仪器应避免剧烈震动或撞击以防光学零件的损坏及影响精密度。应放在干燥通风的地方。 问题与思考 1、使用Abbe折光仪时的正确操作步骤是什么？ 2、使用Abbe折光仪时应注意什么问题？是否所有的液体化合物都适合用Abbe折光仪测定其折光率？ p184：2-硝基-1，3-苯二酚的制备，p78：水蒸气蒸馏 下次预习内容 要求：1、理解2-硝基-1，3-苯二酚的制备原理和方法， 与要求 2、学习水蒸气蒸馏的原理、使用范围和操作方法。 教学后记 结合1-溴丁烷的合成测定折光率，注意折光率的表示方法：nDt 授课题目

实验6 2-硝基-1，3-苯二酚的制备（2-nitro-1,3-benzenediol） 22

实验类型 验证型 有机化学实验教案

水蒸气蒸馏 授课时间 教学目标 （实验目的） 年 月 日 学时 3 + 4 1、熟悉芳环上亲电取代反应的定位规律及其在有机合成上的应用。 2、掌握磺化、硝化的反应原理和实验方法。 3、在了解水蒸汽蒸馏原理的基础上，掌握水蒸汽蒸馏装置的安装与操作技术。 4、进一步熟练掌握减压过滤技术。 2-硝基-1，3-苯二酚的制备巧妙地应用了芳环上亲电取代反应的定位规律，用间接的方法进行合成，反应条件温和。因此，通过该实验能更好地理解和掌握理论知识。同时，学习用水蒸汽蒸馏技术分离有机化合物，掌握水蒸汽蒸馏的原理和操作技术，并进一步熟练掌握减压过滤操作。 讲解顺序和方法：合成原理→实验步骤及注意事项→水蒸气蒸馏原理、装置及操作注意事项 授课思路 实验内容 教学重点 和难点 用1，3-苯二酚合成2-硝基-1，3-苯二酚，产物经水蒸汽蒸馏法分出 2-硝基-1，3-苯二酚的合成原理和方法； 水蒸汽蒸馏的原理、实验装置的安装与操作 实 验 过 程 与 具 体 内 容 [讲授与提问内容]： 1、2-硝基-1，3-苯二酚的制备原理。 2、实验操作中的注意事项。（步骤中标星号） 3、水蒸气蒸馏的原理和操作事项。 4、操作要点：磺化温度、硝化温度、水蒸气蒸馏装置。 一、实验原理： 2-硝基-1，3-苯二酚为桔红色片状结晶，密度：0.7983，折光率：1.4396 沸点：78.4℃ 易溶于水。其制备不能直接用硝化法制备，它巧妙运用了定位规律，通过间苯二酚的磺化、硝化、去磺酸基而完成。酚羟基是较强的邻对位定位基，也是较强的致活基团。如果让间苯二酚直接硝化，由于反应太剧烈，不易控制；另外，由于空间效应，硝基会优先进入4、6位，很难进入2位。本实验利用磺酸基的强吸电子性和磺化反应的可逆性，先磺化，在4、6位引入磺酸基，即降低了芳环的活性，又占据了活性位置。再硝化时，受定位规律的支配，硝基只有进入2位，最后进行水蒸气蒸馏，即把磺酸基水解掉，又同时把产物随水一起蒸出来。反应中，磺酸基同时起了占位和定位的作用。反应式为： OHH2SO4OHOHHO3SOHNO2OHSO3HH3O+HNO3HO3SOHH2SO4SO3HOHNO2OH二、主要试剂及产物的物理常数： 试剂及产物 间苯二酚 2-硝基-1，3-苯二酚 性状 白色固体 桔红色晶体 分子量 110 155.11 熔点℃ 276.5 84-85 溶解性 147.312.5(H2O) 其他试剂：浓硫酸98%，d=1.84，浓硝酸65-67%，d=1.42，尿素，乙醇。 三、实验装置：

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水蒸气蒸馏装置图： 常量水蒸气蒸馏装置 1、 水蒸气发生器 2、蒸馏部分 3、冷凝部分 4、接收部分 ★本实验改用三口瓶代替水蒸气发生器和圆底烧瓶。 四、实验步骤： 1、磺化： 在250mL烧杯中加入5.5g研细*的间苯二酚，充分搅拌下小心慢慢加入25 mL浓硫酸（0.47mol），立即有白色磺化物产生（若没有，则需在约50-60℃水浴中加热至有白色磺化物生成），室温放置15min，然后在冰水浴中冷却至0-10℃（若无白色磺化产物形成，可在60~65℃水浴中反应15min至有大量的白色磺化物生成，再冷却）。 2、硝化： 在上述反应液中，滴加混酸*（5.6 mL浓硫酸和4 mL浓硝酸的混合液，预先配好，冷却），不断搅拌，使反应温度控制在30±5℃左右*，此时反应物呈黄色粘稠物。滴加完毕，室温放置反应15min。 3、去磺酸基：（水蒸气蒸馏） 在反应混合物中小心加入15mL冰水*（用10 g碎冰和5mL水洗烧杯），控温50℃以下，转入250mL三口瓶中，加入约0.1g尿素*，进行水蒸气蒸馏*（控制冷凝水流使形成的桔红色晶体进入接受器以免堵塞冷凝管），至无油状物馏出时，停止蒸馏。 馏出液冷却，抽气过滤，得桔红色固体粗产物。（水浴蒸干）称重回收。 4、精制回收： 粗产物可用少量（10mL）乙醇-水（50%）混合溶剂重结晶。晾干，称量，计算产率。熔点84-85℃。 [数据记录]： 产品性状：无色透明液体； 理论产量： 实际产量： 产率： 注意事项 1、本实验一定注意先磺化，后硝化。否则会剧烈反应，甚至产生事故。 2、间苯二酚很硬，要充分研碎，否则，磺化只能在颗粒表面进行，磺化不完全。 3、酚的磺化在室温就可进行，如果反应太慢，10min不变白，可用60℃的水温热，加速反应。 4、硝化反应比较快，因此硝化前，磺化混合物要先在冰水浴中冷却，混酸也要冷却，最好在10℃以下；硝化时，也要在冷却下，边搅拌，边慢慢滴加混酸，否则，反应物易被氧化而变成灰色、褐色或黑色。 5、 水蒸汽蒸馏时，冷凝水要控制的很小（逐滴滴下），否则产物凝结于冷凝管壁上端，会造成堵塞。 6、 反应液转入三口瓶时，应顺着玻璃棒加入，加入10g碎冰稀释，温度不能超过50℃。再用5mL冰水洗涤烧杯，并入烧瓶。切记，加冰水不能太多，否则，水蒸气蒸馏时，会蒸不出产品。 7、晶体用10mL50%的乙醇-水溶液洗涤，不要太多，否则损失产品。 8、实验中易出现的问题：磺化时体系呈粉红色，硝化时呈蓝紫色或褐色，这可能是由于温度控制不当导致酚的氧化所致。 9、水蒸气蒸馏后的酸性废液的处理：将其冷却后倒入盛有大量水的烧杯中稀释，加入部分碱中和后排

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放。 ★ 水蒸气蒸馏注意事项： 1、蒸汽导入管的末端要插到接近容器的底部，使蒸汽充分与液体接触。 2、水蒸气发生器中加入约2/3的热水，加几粒沸石，检查装置是否漏气。 3、蒸馏过程中，由于水蒸气的冷凝而使烧瓶内液体增加或水蒸气蒸馏速度太慢时，应在烧瓶部分加一辅助热源，蹦跳剧烈时不应加热。 4、 蒸馏过程中，必须经常检查安全管水位是否有水倒吸现象或蒸馏部分的飞溅情况，一旦不正常，应立即松开止水夹，移去热源，排除故障。 5、当馏出液无明显油珠、澄清透明时，停止蒸馏。先松开自由夹，再移去热源，以免倒吸。 问题与思考 1、本实验能否用直接硝化法一步完成？为什么？ 2、为什么要研细间苯二酚？使用时应注意什么？ （研细间苯二酚是为了磺化完全，间苯二酚具有腐蚀性，勿接触皮肤！） 3、硝化反应为何控制在30±5℃？温度偏高或偏低对反应会有什么影响？ （温度偏高会使硝基取代磺酸基，偏低则不易硝化） 4、加入尿素的目的为何? (使多余的硝酸与尿素反应生成络盐，[CO(NH2)2.HNO3]，从而减少二氧化氮的污染) 5、进行水蒸气蒸馏前为什么先用冰水稀释？ （脱磺酸基的反应在稀酸中进行，如果水过量时应先蒸馏去部分水，当出现桔红色固体时再进行水蒸气蒸馏） 水蒸气蒸馏 [讲授与提问内容]： 1. 什么是水蒸气蒸馏？水蒸气蒸馏的意义是什么？常用的装置（常量、半微量）有几种？ 2. 水蒸气蒸馏时，被提纯物质必须具备的条件是什么？ 3. 水蒸气蒸馏原理是什么？ 4. 水蒸气蒸馏装置包括几个部分？ 5. 安装仪器，并讲解各部分的名称及作用，注意事项如下：（此部分也可由学生完成） ① 被蒸馏物的体积不超过容积的1/3；② 蒸馏瓶与桌面成45°角； ③ 导气管距瓶底约1cm； ④ 安全管的作用； ⑤ 蒸馏瓶中的液体不得超过2/3； ⑥ 蒸馏速度2~3d/s；⑦如何观察终点；⑧停止蒸馏前先开安全阀，然后除去热源，以免发生倒吸。 [实验目的] 学习水蒸气蒸馏的原理及应用范围；了解并掌握水蒸气蒸馏的各种装置及其操作方法。 [基本原理]： 水蒸气蒸馏（Steam Distillation）是将水蒸气通入不溶于水的有机物中或使有机物与水经过共沸而蒸出的操作过程。它是用来分离和提纯液态或固态有机化合物的一种方法。 当与水不相容的物质与水共存时，体系的蒸汽压力根据Dalton分压定律，应为各组分蒸汽压力之和：P总 = PH2O + PA 25

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当P总等于大气压时液体沸腾，此时混合物的沸点低于任何一个组分的沸点，因此可在100℃以下把高沸点的组分与水一起蒸馏出来。蒸馏时混合物的沸点保持不变，直至其中一组分几乎全部被移去，沸点才会上升至瓶中液体的沸点。 在混合蒸汽中各组分气体的分压之比等于它们的摩尔数量之比，即： PH2O/PA = nH2O/nA = WH2O.MA/WA.MH2O WH20/WA = MH20.nH20/MAnA = MH20.PH20/MA.PA 在馏出液中各组分的相对重量与它们的蒸汽压和分子量成正比。 如：水和苯胺，苯胺沸点184.4℃，分子量93， 98.4℃时，PH20 =95427.5Pa,P苯胺 =5652.5Pa W/WH20=5652.5×93/95427.5×18=0.31, 馏出液中苯胺的含量为：0.31/1.31×100%=23.7%。 实际上由于很多化合物在水中或多或少地溶解，这种计算是近似的。 一般地，分子量越大，其蒸汽压越低，为了使馏液中的含量增高，利用过热水蒸气蒸馏，以提高温度，提高其蒸汽压。 如：苯甲醛：沸点178℃，97.7℃(蒸汽压56.5mmHg)时馏出液中含苯甲醛32.1%，当导入133℃过热水蒸气时，苯胺的蒸汽压为220mmHg，馏液中苯甲醛含量达到70.6%。 实际操作中，过热水蒸气蒸馏可应用于100℃时具有1~5mmHg蒸汽压的物质。如在分离苯酚的硝化产物中，邻硝基苯酚可用一般水蒸气蒸馏蒸出，如提高蒸汽温度，也可蒸出对位产物。 水蒸气蒸馏是分离和纯化与水不相混溶的挥发性有机物常用的方法。适用范围： (1) 从大量树脂状杂质或不挥发性杂质中分离有机物； (2) 从固体多的反应混合物中分离被吸附的液体产物； (3) 蒸馏那些沸点很高且在接近或达到沸点温度时易分解、变色的挥发性液体或固体有机物，除去不挥发性的杂质。但是对于那些与水共沸腾时会发生化学反应的或在100℃左右时蒸气压小于1.3KPa的物质，这一方法不适用。 [水蒸气蒸馏装置]： 常用的水蒸气蒸馏装置，它包括水蒸气发生器、蒸馏、冷凝和接受器四个部分。 （1）水蒸气发生器：玻璃制或金属制。 （2）安全管：观察体系是否畅通，调节内压。 （3）T型管：连接自由夹，随时放冷凝水。 （4）蒸馏部分：倾斜450角以防止液体飞溅入冷凝管，或用改进装置。 （5）冷凝部分。（同普通蒸馏装置） （6）接收部分。（同普通蒸馏装置） 水蒸汽导出管与蒸馏部分导管之间由一T形管相联结。T形管用来除去水蒸气中冷凝下来的水，有时在操作发生不正常的情况下，可使水蒸气发生器与大气相通。蒸馏的液体量不能超过其容积的1/3。水蒸气导入管应正对烧瓶底中央，距瓶底约8～10mm，导出管连接在一直形冷凝管上。 [水蒸气蒸馏操作]： 1、在水蒸气发生瓶中，加入约占容器3/4的水，待检查整个装置不漏气后，旋开T形管的螺旋夹，加热至沸。 2、当有大量水蒸气产生并从T形管的支管冲出时，立即旋紧螺旋夹，水蒸气便进入蒸馏部分，开始蒸馏。 3、在蒸馏过程中，通过水蒸气发生器安全管中水面的高低，可以判断水蒸气蒸馏系统是否畅通，若水平面上升很高，则说明某一部分被阻塞了，这时应立即旋开螺旋夹，然后移去热源，拆下装置进行检

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查（通常是由于水蒸气导入管被树脂状物质或焦油状物堵塞）和处理。如由于水蒸气的冷凝而使蒸馏瓶内液体量增加，可适当加热蒸馏瓶。但要控制蒸馏速度，以2～3滴为宜，以免发生意外。 4、当馏出液无明显油珠，澄清透明时，便可停止蒸馏。其顺序是先旋开螺旋夹，然后移去热源，否则可能发生倒吸现象。 [问题与思考]： 1、水蒸气蒸馏适用于分离或提纯液态或固态化合物，常用于什么情况？ （1）一些沸点高的有机物，在常压下蒸馏下易于破坏； （2）混合物中含大量树脂状物质或不挥发性杂质，采用蒸馏、分馏等方法难以分离的； (3) 从较多固体反应物中分离出被吸附的液体。 2、使用水蒸气蒸馏法时，被提纯物必须满足什么条件？ （1） 不溶或难溶于水； （2） 共沸腾下与水不发生化学反应； （3） 在100℃左右时，必须有一定的蒸汽压（不少于10mmHg,1.3333Kpa）。 3、止水夹的作用是什么？ 4、水蒸气蒸馏时，若遇下列情况，应如何处理？ (1) 安全管水位不正常；（2）长时间蒸不出产物；（3）蒸出的固体物质堵塞冷凝管；（4）蒸馏瓶中水太多。 5、水蒸气蒸馏的装置由几个部分组成？ 6、提纯苯甲醛为什么要用水蒸气蒸馏的方法？除什么杂质？用蒸馏可否？还可以用什么方法提纯？ 7、C6H5CHO进行水蒸气蒸馏时，在97.9沸腾，PC6H5CHO=? PH2O=? 蒸馏5 mL C6H5CHO，理论上有多少毫升水被蒸出？水蒸气发生器中应加入约多少毫升水进行分离5 mL C6H5CHO？ [注意事项] 1. 安装正确，连接处严密。 2. 严守操作程序。 3. 调节火焰，控制蒸馏速度2~3 d/s，并时刻注意安全管的水位。 4. 停火前必须先打开螺旋夹，然后移去热源，以免发生倒吸现象。 5. 按安装相反顺序拆卸仪器。 ☆ 如果实验出现失误，应想办法补救！未经老师批准不能重做！！ 下次预习内容 与要求 p160：乙酸乙酯的制备（方法2：回流法合成乙酸乙酯） 要求：1、学习乙酸乙酯的制备原理和方法，对可逆反应如何提高其产量？ 2、乙酸乙酯的纯化方法与步骤。 教学后记

授课题目 授课时间

实验7 乙酸乙酯的制备Ethyl acetate 年 月 日 27

实验类型 学时 验证型 5 有机化学实验教案

1. 学习从有机酸合成酯的一般原理和方法； 教学目标 （实验目的） 2. 进一步熟练掌握回流、蒸馏和萃取等操作。 酯化反应通常用硫酸作催化剂，羧酸与醇发生脱水反应。反应是可逆的，因此，为了使平衡反应移动，通常采取一定的措施。通过该实验，学习可逆反应中提高产率的方法。反应物和产物的性质不同，所采用的方法也不同。 讲解顺序与方法：实验原理→实验方法→产物的后处理过程及注意事项（提问） 在浓硫酸催化下以乙酸和乙醇为原料用回流法合成乙酸乙酯 酯化反应的原理和方法；蒸馏和分液漏斗的使用 授课思路 实验内容 教学重点 和难点 实 验 过 程 与 具 体 内 容 [讲授与提问内容]： 1、酯化反应的特点，促使反应平衡移动的方法，反应机理，催化剂种类， 合成方法。 2、回流装置的应用。3、产物后处理过程中的问题。 一、实验原理： 羧酸酯是一类工业、商业上用途广泛的化合物。低级酯一般都有芳香气味，如乙酸异戊酯具有香蕉的香味，俗称香蕉水；乙酸乙酯具有菠萝香味；丁酸甲酯具有苹果香味等。自然界中许多水果和花草的香味是由于含有某些低级酯的缘故。酯在自然界中多以混合物的形式存在，许多酯类化合物已被用作食品或饮料的添加剂，以增加香味，诱发食欲。人工合成的香精即是模拟天然水果和植物提取液的香味配制而成的。但很少用于配制化妆品，原因是酯与汗水会发生水解，生成气味难闻的有机酸。如丁酸丁酯具有苹果型香味，水解后产生的丁酸却具有酸败油的气味。此外，有些酯可作为塑料或各种涂料得溶剂。有些酯被昆虫当作传递信息的外激素，如蜜蜂在叮刺时就会分泌出含有乙酸异戊酯的警戒信息素，其它蜜蜂嗅到这种气味就会群起而攻之。高级二元酸酯，特别是芳香族二元酸酯，是高沸点、低挥发度的液体，是重要的增塑剂。如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯等都是重要的塑料增塑剂。 乙酸乙酯又称醋酸乙酯。纯净的乙酸乙酯是无色透明有芳香气味的液体，是一种用途广泛的精细化工产品，具有优异的溶解性、快干性，用途广泛，是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂，被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过程中。其主要用途有：作为工业溶剂，用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中；作为粘合剂，用于印刷油墨、人造珍珠的生产；作为提取剂，用于医药、有机酸等产品的生产；作为香料原料，用于菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。我们所说的陈酒很好喝，就是因为酒中含有乙酸乙酯。乙酸乙酯具有果香味。因为酒中含有少量乙酸，和乙醇进行反应生成乙酸乙酯。因为这是个可逆反应，所以要具有长时间，才会积累导致陈酒香气的乙酸乙酯。 酯的合成可采用羧酸与醇直接催化酯化；酰氯、酸酐、腈的醇解；或羧酸盐与卤代烷或硫酸反应。实验室与工业上常用酸催化直接酯化法合成酯。常用硫酸、卤化氢、对甲苯磺酸等为催化剂。 RCOOH +R'OHH+RCOOR'+H2O+ 反应机理为： OHRC+OH2-HO2OHRCOOH+H+RCOHR'OHOHRCOHHOR'+OH++-HORCOR' 酯化反应的每一步均为可逆反应，结构不同的酸和醇进行酯化反应的速率不同，平衡常数也不同，如下表。 表1 乙酸与不同醇反应的速率与平衡常数K(155℃)

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OR'RCOR'有机化学实验教案

醇 平衡转化率% K 酸 平衡转化率% K 甲醇 69.59 5.24 甲酸 64.23 3.22 乙醇 66.57 3.96 乙酸 67.38 4.27 丙醇 66.95 4.07 丙酸 68.70 4.82 异丙醇 60.52 2.35 丁酸 69.52 5.20 丁醇 67.3 4.24 苯甲醇 60.75 2.39 2-丁醇 59.28 2.12 苯乙酸 73.87 7.99 2-辛醇 62.03 2.67 苯甲酸 72.57 7.00 苯酚 8.64 0.0089 肉桂酸 74.61 8.63 表2 异丁醇与各种酸酯化反应的反应速率与平衡常数K（155℃） 异丁酸 69.51 5.21 酯化反应受温度的影响很大，提高反应温度可明显加速反应。但酯化反应制备时间仍很长，因此需加催化剂。一般加入各种酸作催化剂，酸性越强催化效果越好，无机酸与有机酸有相近的催化效果，有机酸稍差。路易斯酸也可作为催化剂，如BF3。不同的反应可选用不同的催化剂。 酯化反应除了提高反应温度、使用催化剂提高反应速率外，还需要采用各种方法，促使反应平衡移动，提高原料转化率。常用的方法有两种。一是反应物之一过量，提高另一种反应物的转化率。如乙酸乙酯的合成：K = 4 CH3COOH+C2H5OHH+CH3COOC2H5+H2O起始 1 1 /10 /100 0 0 平衡 0.35 /0.03/0.007 0.35 /9.03/99.007 0.65/0.97/0.993 0.65/0.97/0.993 可见，等物质的量反应时，达平衡时乙酸的转化率为65%，乙醇过量99倍时平衡转化率达99.3%。哪一种物质过量，取决于原料来源是否方便、价格便宜程度、产物分离纯化和过量物质分离回收的难易程度、对环境的影响等方面。过量多少取决于反应和具体物料的特点。如苯甲酸与甲醇反应，一般采用甲醇过量；乙酸乙酯的合成一般采用乙酸过量，因乙酸的后处理简便，而乙醇易与产物形成共沸物而难以除去。 二是及时将反应产物之一或全部移出反应体系。如将乙酸乙酯和水及时移出反应体系。常利用与水形成共沸物带出反应体系的方法生产低级酯。如体系内没有第二组分与水形成共沸物，可加入一个组分使之与水共沸，把水带出反应体系，如加苯、甲苯、环己烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳等。它们与水的共沸点低于100℃，又易于与水分离。用通入惰性气体的方法也可以直接蒸出微量水。实际使用中，可几种方法同时使用。如在连续法生产乙酸乙酯实验中，即采用增加乙酸比例，又蒸出反应产物。 酯化反应的速率明显受反应物结构的影响，特别是空间位阻。对位阻比较大的羧酸，可将其变成酰氯再与醇反应，或在叔胺的存在下，利用羧酸盐与卤代烷反应。 羧酸衍生物的反应活性为：酰氯＞酸酐＞羧酸。 副反应：2C2H5OH → C2H5OC2H5 + H2O C2H5OH + H2SO4 → CH3CHO + SO2 + 2H2O CH3CHO + H2SO4 → CH3COOH + SO2 + H2O 二、主要试剂及产物的物理常数： Componds C2H5OH Ethyl alcohol CH3COOH Acetic acid CH3COOC2H5 Ethyl acetate

MW 46.07 60.05 88.12 Amount and yield 23mL/0. 39mol 14.3mL/0. 25mol 22g Crystal and color Col，lq Col，lq Col，lq 29

d420 0.7893 1.0492 0.9003 ND20 1.3611 1.3716 1.3723 m.p℃ -117.3 16.6 -88.58 b.p℃ 78.5 416 117.9 1710 77.06 Solubility 8.520/100g水 有机化学实验教案

其它试剂：浓硫酸12mL(7.5mL)，饱和碳酸钠10mL，饱和食盐水10mL，饱和氯化钙20mL，无水硫酸镁2g，pH试纸。 三、实验仪器与装置： 1、加热滴加蒸馏装置； √2. 加热回流装置； √3. 蒸馏装置； √4.分液漏斗 回流裝置的目的为保持一个固定的反应温度，使得反应进行时的温度都控制在某一恒温的条件下。温度的高低主要由所用溶剂的沸点決定。 所谓回流乃指当化学反应进行时，为了控制反应发生的温度，因此利用所有的纯物质都有它特定的沸点的特性，在反应中使用大量的溶剂。当持续加热时，反应系统的温度会不断地上升，可是当温度升到溶剂的沸点附近时，因为所加热会使溶剂分子因吸收了足够的热而变成蒸汽。由于液体蒸发时時消耗了大量的热，因此在仍有很多液体分子可以不断地蒸发的情形下，反应溶液的温度就会保持在溶剂的沸点附近，而不再继续上升；上升的蒸气分子在遇到冷凝管后，立刻被冷凝成液体而滴落回到反应溶液中，如此蒸发、冷凝的过程持续地反复进行，而反应系统的温度固定不变。 在回流时，为了防止液体的突沸发生(突沸是有时因加热过快，使溶液的温度超过沸点温度而溶液却沒有沸腾；此时若有其它因素影响，令液体开始沸腾，则在刚沸腾的一瞬间，液体会急剧气化变成蒸气，造成液体往上喷的現象。此现象即称为暴沸)常加入毛细管或沸石来防止发生暴沸。 四、实验步骤： 1、 滴加蒸出法合成乙酸乙酯： （1）安装加热滴加蒸馏装置。 （2）在250mL圆底烧瓶中，加入9 mL乙醇、12 mL浓硫酸，混匀，加几粒沸石。 （3）滴液漏斗中加14 mL乙醇、14.3 mL乙酸的混合液。 （4）滴加3~4 mL混合液，小火加热至110~120℃，有馏液馏出时，开始滴加混合液，控制滴加速度与馏出速度大致相等，并维持反应温度在110~120℃之间。滴加完毕后，继续加热15min，至温度升高到130℃不再有馏出液为止。 （5）后处理：馏出液中含有乙醇、乙醚、水、乙酸等杂质。先在摇动下，慢慢滴加饱和碳酸钠溶液至无二氧化碳气体逸出，酯层对pH呈中性，分去水层，酯层分别用10mL饱和食盐水、2×10mL饱和氯化钙洗涤，分去水层，在干燥容器中，加无水硫酸镁干燥。 （6）精制：水浴蒸馏，收集73~78℃馏分。称重、回收。测折光率。 [注释]： 滴加蒸出法合成乙酸乙酯，采用乙醇过量的配料比，粗产物中仍有乙酸未完全转化，同时有大量的乙醇存在于粗酯中，用饱和氯化钙洗涤多次，在蒸馏中前馏分仍会有乙醇与酯形成共沸物而带走大量产物，在实际中这种方法不可取。 如将等物质量的乙醇与乙酸混合液逐渐滴入大量乙酸（硫酸催化）的反应器中由于反应瞬间乙酸极大地过量，滴入的乙醇基本可以完全转化。保持反应器内物料处于沸腾温度，那么生成的乙酸乙酯和水形成共沸物，通过一个良好的分馏柱分离出去。共沸物分为两层。上层为乙酸乙酯（含水3.1%，20℃），下层为水（含乙酸乙酯8.5%，20℃）。分开后即得乙酸乙酯。粗酯中乙酸含量很低（0.01%以

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下），可不必碱洗。 √ 2、回流法生产乙酸乙酯 （1）安装回流反应装置。（可用水浴吸收SO2，可以不加，放出的气体很少） （2）加料： 100mL圆底烧瓶+14.3mL冰醋酸+23mL乙醇（1:1.5），摇动下慢慢加入7.5mL浓硫酸，混合均匀，加几粒沸石。 （3）反应：小火加热，保持缓慢回流0.5h（或水浴加热回流），稍冷改为蒸馏装置，水浴加热蒸馏，至沸水浴上不再有馏出物为止，得粗乙酸乙酯。 （4）后处理：5mL饱和碳酸钠中和洗涤（慢加，有机相对pH试纸呈中性）→10mL饱和食盐水→10mL饱和氯化钙→10mL饱和氯化钙→无水硫酸镁干燥（干燥锥形瓶） （5）蒸馏精制：滤于50mL干燥蒸馏瓶中，（水浴）蒸馏，收集73-78℃馏分。 （6）称重，测定折光率，回收。 [数据记录]： 产品性状：无色透明液体； 理论产量： 22g 实际产量： 产率： 折光率： 注意事项 1、反应前物料一定要充分混匀，以免浓硫酸局部过浓在加热时使有机物炭化变色。 2、回流液高度不超过冷凝管的1/3。由于形成共沸物，实际反应温度达不到110~130℃。 3、第一次洗涤的碳酸钠必须洗去，否则，用饱和氯化钙洗涤时会产生絮状的碳酸钙沉淀。为了减少酯的溶解、缩短洗涤时间和容易分层分离，需用饱和氯化钠洗涤。 4、水、乙醇、乙酸乙酯能形成二元或三元共沸物，因此，溶液澄清透明不是干燥好的标准，应根据干燥剂的吸水情况加以判断，放置一定时间并不断摇动。如干燥不好，会使沸点降低，影响产率。 问题与思考 1、酯化反应有什么特点？本实验中采用什么方法提高产率？ 2、馏出液中主要含有那些杂质？如何除去这些杂质？（乙酸、乙醇、硫酸氢乙酯、乙醚、水） 3、在除杂过程中，为什么用饱和食盐水洗涤？（避免生成碳酸钙沉淀，减少酯的溶解度） 4、若洗涤不净，对产率会有什么影响？（产率降低，因酯与乙醇、水生成共沸物，沸点降低，在前馏分馏出） （共沸物组成：b.p70.2/酯82.6%、乙醇8.4%、水9.0%，b.p70.4/酯91.9%、水8.1%，b.p71.8/酯69%、乙醇31%。） 5、本实验若采用乙酸过量是否合适？为什么？（可以） 6、本实验可能有哪些副反应？ 7、能否用浓氢氧化钠代替饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸馏液? 8、用饱和氯化钙溶液洗涤，能除去什么，为什么先用饱和食盐水洗涤?是否可用水代替？ 9、在本实验中硫酸起什么作用? 催化用量一般只需醇的3%，但实验中用量大大超过了，为什么？ （硫酸与乙醇形成硫酸氢乙酯） 下次预习内容 与要求 p149 正丁醚的制备 要求：1、学习正丁醚制备的原理和方法，2、掌握分水器的使用方法 教学后记

授课题目

实验8 正丁醚的制备(n-butyl ether) 31

实验类型 验证型 有机化学实验教案

授课时间 教学目标 （实验目的） 授课思路 年 月 日 1、学习以醇制备醚的实验原理和方法 2、学习并掌握分水器的使用方法。 正丁醚的合成可通过醇分子间脱水来完成。反应为可逆，且需要控制温度。因此，通过回流分水提高产率。 讲解顺序与方法：实验原理→实验方法→产物的后处理过程及注意事项 学时 6 实验内容 教学重点 和难点 以正丁醇为原料，浓硫酸催化制备正丁醚 以醇为原料制备醚的实验原理和方法；分水器的使用方法及注意事项 实 验 过 程 与 具 体 内 容 [讲授与提问内容]： 1、实验原理与反应机理；2、分水器的使用原理、方法及注意事项；3、副产物的去除原理和方法。 4、实验中容易出现的问题。 正丁醚为无色透明液体。具有类似水果的气味，微有刺激性。有乙醚样气味。性较稳定。能形成爆炸性过氧化物，无水状态时更易能与乙醇和乙醚混溶，易溶于丙酮，几乎不溶于水。易燃。闪点(闭杯)：37℃；闪点：30.6℃。 用作溶剂、电子级清洗剂、有机合成、麻醉剂。 一、反应式：主反应： 2n-C4H9OHH2SO4/H2O1350CCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O 副反应：脱水、氧化反应：n-C4H9OH + H2SO4 → C4H8 + H2O 因此，可能的副产物有：丁烯、氧化反应的副产物等。 二、实验装置： 1、带分水器的加热回流装置。 2、普通蒸馏装置。 3、分液漏斗 Amount and yield 31mL 25g,0.34mol 22 g 三、主要试剂及产物的物理常数： Compounds 正丁醇 n-butyl alcohol 正丁醚 n-butyl ether F.W 74 Crist and color Col， lq m.p℃ -89.0 -98 b.p℃ 117.7 142.4 d20 0.8098 0.7694 nD20 1.39931 1.3992 solubility 915 130.23 Col，lq 其他试剂：浓硫酸4.5mL； 15mL5%NaOH；15mL饱和CaCl2，无水CaCl2等。 四、实验步骤： 1、 安装仪器（ 图1）。

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2、 加料：在250 mL三颈烧瓶中加入31mL正丁醇、4.5mL浓硫酸、几粒沸石，摇匀*。一口插入温度计入液体中，一口连接分水器与回流冷凝管。分水器内加入（V-3.5）mL水。 3、 反应：小火加热，保持反应物微沸，回流分水。待反应物温度上升至135℃左右、分水器全部被水充满时，停止反应。 4、 后处理：冷却，在盛有 50 mL水的分液漏斗中分出上、下层液体，上层液体依次用25 mL水、15 mL5%的NaOH溶液、15mL水、15mL饱和氯化钙洗涤，最后用无水氯化钙干燥。 5、 精制：干燥后的产物进行蒸馏精制，收集140~144℃的馏分。 合成及后处理流程： 30mL正丁醇三口瓶 +4.5mLH2SO4混匀装置加热温度约135C0几粒沸石分水器内加V-3.5mL水50mL水冷却液上层液（分液漏斗）25mL水 15mL5%NaOH 15mL水 15mL饱和CaCl2 无水CaCl2 蒸馏140-1440C*实际蒸馏的馏分温度往往低于140℃。 馏分正丁醚 [数据记录]： 产品性状：无色透明液体；馏分温度： 理论产量：44.2 g 实际产量： 产率： 折光率： 注释与注意事项 1、 根据理论计算，生成水的体积为3 mL左右，实际要多一些，因此，事先加入比分水器体积少3.5 mL左右的水。 2、 制备正丁醚的反应温度是130~140℃，但由于形成共沸物（正丁醚-水，94.1℃/33.4%水；正丁醚-水-正丁醇，90.6℃，29.9%水/34.6%正丁醇；正丁醇-水，93.0℃/44.5%水），实际温度在100-115℃。但反应的最终温度不要超过135℃，否则会产生较多的副产物。 3、 碱洗过程中，不要太剧烈摇动分液漏斗，否则易形成乳浊液而难分离。 4、正丁醇溶在饱和氯化钙溶液中，而正丁醚微溶。 ★ 实验中容易出现及注意的问题： （1）三口瓶离电热套不能太近，一般2-3cm。（2）混合不均匀，加热后有炭化现象。（3）仪器洗涮不干净。（4）温度计要插在液面以下。 （5）洗涤时分层不彻底。（6）最后产品未完全干燥，因此精制纯化时的馏分沸点低于140℃，一般在134-138℃。（7）产品的颜色发黄。 问题与思考 1、 粗产品中可能含有什么杂质？如何除去？ 2、 在加入浓硫酸时，为什么要不停振摇使之与正丁醇混合均匀？ 3、 蒸馏干燥的粗产物时，为什么不能把氯化钙倒入圆底烧瓶中？ 4、 当瓶中反应温度达到135℃左右时，如果继续加热，使加热时间过长，会发生什么现象？会有哪些副产物生成？(成烯和炭化) 5、 实验中分出的水量要略大于理论数值，试分析其原因。 8、能否用本实验方法由乙醇和2-丁醇制备乙基仲丁基醚？你认为用什么方法比较好？ 下次预习内容 与要求 P157 对硝基苯甲酸的制备（化学，材料） 要求：1、氧化法制备对硝基苯甲酸的原理和方法；2、学习电动搅拌器的使用。 教学后记

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授课题目 授课时间 教学目标 （实验目的） 实验9 对硝基苯甲酸的制备 p-Nitrobenzoic acid（化学，材料） 实验类型 学时 验证型 6 年 月 日 2、 进一步熟练掌握固体有机化合物的重结晶。 3、掌握电动搅拌装置的安装及使用 1、 学习烷基芳烃侧链氧化法合成芳香羧酸的原理和方法。 氧化反应是制备有机物的一种重要方法之一。但氧化反应往往比较复杂，产授课思路 实验内容 教学重点和难点 率也不高。芳香酸的制备可用氧化法制备。为了促使不同相之间反应的顺利进行，通常要用到电动搅拌装置。 以对硝基苯甲酸为原料用重铬酸钠氧化制备对硝基苯甲酸。 氧化反应原理，电动搅拌器的使用 实 验 过 程 与 具 体 内 容 一、实验原理：(Experimental principle) 羧酸是重要的工业原料，可由许多方法合成。其中最常用的是氧化法。常用的氧化剂有：重铬酸钾或重铬酸钠-硫酸、高锰酸钾、硝酸、过氧化氢及过酸、氧气等。 芳香族羧酸的制备常用芳烃的侧链氧化法。芳环上的侧链不管有多长，只要含有α-H，将氧化得到芳香甲酸衍生物。当芳环上有酚羟基、氨基时，氧化将得到复杂产物。芳环上的其它基团如硝基、卤素、磺酸基、烷氧基、乙酰氨基等对氧化没有影响。 工业上大规模生产羧酸，常采用催化氧化法。 反应式： p-O2NC6H4CH3 + Na2Cr2O7 + 4 H2SO4 → p-O2NC6H4COOH + Na2SO4 +Cr2（SO4）3 + 5H2O 对硝基苯甲酸可燃，溶于乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、沸水，微溶于苯、二硫化碳，不溶于石油醚。溶解1g对硝基苯甲酸需水2380ml、乙醇110ml、甲醇12ml、氯仿150ml、乙醚45 ml或丙酮20 ml。 能升华。有毒。对皮肤有刺激性。其钠盐的小鼠LD10mg/kg。生产设备要密闭，防止泄漏。操作人员应穿戴防护用具。 用途：是医药、染料、兽药、感光材料等有机合成的中间体。用于生产盐酸普鲁卡因、普鲁卡因胺盐酸盐，对氨甲基苯甲酸、叶酸、苯佐卡因、退嗽、头孢菌素V、对氨基苯甲酰谷氨酸、贝尼尔，以及生产活性艳红M-8B、活性红紫X-2R以及滤光剂、彩色胶片成色剂、金属表面除锈剂、防晒剂等。 二、主要试剂及产物的物理常数：（Physical constants of agents and product） Material and product F.M Amount and yield 6g（0.04mol） 重铬酸钠 dichromate Na2Cr2O7.2H20 对硝基苯甲

298.00 167.118g(0.06mol) 6.68g -2H2O Red mn 2.34825 242 34 1.6994 84.6, 356(anh) 黄白色 1.61020 subl 0.0215, 0.910(90%alco) d400 20820 Cryst form and color Solubility m.p℃ b.p℃ d420 nD20 water alcohol ether 对硝基甲苯 p-Nitrotoluene 137.14 Pa yel 1.1571 1.5466 16.1 232.6 0.0530, 8.6(alcohol) 有机化学实验教案

酸p-Nitrobenzoic acid 2 晶体Pa yel mn 2.212.5(ether) 其他试剂：浓硫酸25ml，15%硫酸60ml，5% 硫酸30ml，5%氢氧化钠溶液50ml，活性炭1g，滤纸。 三、实验装置：（Experimental apparatus） 1、滴加搅拌回流装置； 2、抽滤装置 四、实验步骤：（Experimental procedure） 1、 安装： 滴加搅拌回流装置。 2、 加料：250 ml三颈瓶中，加入6 g对硝基甲苯、18 g重铬酸钠粉末、40 ml水。滴液漏斗中加入25 ml浓硫酸。 3、 反应：慢慢滴加浓硫酸，反应放热，温度很快上升（必要时冷却！），反应物颜色逐渐变深变黑（必要时冷却！）硫酸加完后，加热反应，搅拌回流0.5h（若冷凝管上有白色的对硝基甲苯析出，可适当关小冷凝水使其滴下）。 4、 后处理：冷却反应物，搅拌下加入80ml冰水。抽滤沉淀，用50ml水分两次洗涤固体（粗产品为黄黑色固体）。 粗品加入30ml 5%的硫酸溶液中，沸水加热10min以溶解未反应的铬盐，抽滤后，将固体溶于50ml 5%氢氧化钠溶液中，50℃温热后抽滤；滤液中加入1g活性炭煮沸后趁热过滤。冷却，将滤液搅拌下慢慢倒入60ml 15%的硫酸溶液中，析出黄色沉淀，抽滤，少量冷水洗涤两次，干燥后称重，回收。计算产率。 产物熔点可用熔点仪测定。 后处理流程： 30ml5%H2SO4 50ml5%NaOH ↑沸水加热10min ↑50℃ 活性炭 粗品→50ml水分两次洗涤 → 黄黑色固体→冷却抽滤→沉淀→ 热抽滤 —→ 煮沸脱 色热滤→冷却滤液→ 抽滤→ 少量冷水洗涤→黄色沉淀→干燥→称重→回收 慢↓ 60ml15%H2SO4 *实验现象与结果记录：

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注意事项 1、氧化反应往往比较复杂，因此必须严格控制氧化反应温度。 2、安装仪器前，要先检查电动搅拌装置转动是否正常，搅拌棒要垂直安装，安装好仪器后，再检查转动是否正常。 3、从滴加浓硫酸开始，整个反应过程中，一致保持搅拌。 4、滴加浓硫酸时，只搅拌，不加热，必要时最好冷却！加浓硫酸的速度不能太快，否则会引起剧烈反应。 5、转入到40mL冷水中后，可用少量（约10mL）冷水再洗涤烧瓶。 6、碱溶时，可适当温热，但温度不能超过50℃，以防未反应的对硝基甲苯熔化，进入溶液。 7、酸化时，将滤液倒入酸中，不能反过来将酸倒入滤液中 问题与思考 1、反应结束后，为什么要加入80ml冰水？（使产物沉淀） 2、为什么将粗品放入30ml 5%的硫酸中并在沸水浴上加热？（除去铬盐） 3、为什么将沉淀溶于5%氢氧化钠中并在50℃附近过滤？ （生成对硝基苯甲酸钠溶于水，温度低时对硝基苯甲酸钠易于形成结晶析出）。 4、为什么将脱色后的滤液倒入15%的硫酸中？而不能将硫酸反加到滤液中？ （使对硝基苯甲酸钠生成对硝基苯甲酸结晶析出；若将硫酸反加到滤液中，生成的沉淀会包含一些钠盐而影响产物的纯度，中和时要保持溶液的强酸性利于产物析出） 5、下列化合物用重铬酸钠-硫酸或高锰酸钾氧化后将得到什么产物？ 对甲基异丙苯、邻氯甲苯、萘、对叔丁基甲苯。 6、对硝基苯甲酸是医药、染料、兽药、感光材料等有机合成的中间体，氧化法合成时，对硝基苯甲酸中混有未反应完全的对硝基甲苯，如何纯化对硝基苯甲酸？ 加入氢氧化钠溶液，50℃搅拌溶解，(活性炭脱色热滤)→冷却滤液→将滤液慢慢加入到15%硫酸中，抽滤沉淀→ 少量冷水洗涤→干燥 P 293-296 醇、酚性质（化学，材料） 下次预习内容与要求（化学本科） 内容：p294，2，3，4；p296，1，2，3 要求： 分析醇、酚的结构特点，学习醇酚的鉴别方法。 教学后记 实验时间：4h-5h

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授课题目 授课时间 实验10 醇、酚的性质（化学，材料） 年 月 日 实验类型 学时 验证型 4 教学目标 掌握醇、酚的结构特点与鉴别方法 （实验目的） 授课思路 实验内容 教学重点 和难点 从分析醇、酚的结构特点入手，探讨其主要化学性质。 醇、酚的特征鉴别反应 醇、酚的特征鉴别反应 实 验 过 程 与 具 体 内 容 [讲授与提问内容]： 1、分析醇、酚的结构特点，推导其主要性质。2、能应用于鉴别的主要反应及反应现象。 一、实验原理： 1、硝酸铈铵试验：C10以下的醇和硝酸铈铵溶液作用生成红色络合物，溶液由橘黄变红色——鉴别羟基。 ROH + (NH4)2Ce(NO3)6 → (NH4)2Ce(OR)(NO3)5 + HNO3 醇与铈盐形成配位化合物 2、铬酸试验：伯醇、仲醇容易被氧化，铬酸常用作氧化剂（容易被氧化的其他化合物也呈正反应） RCH2OH+H2Cr2O7R2CHOH+H2Cr2O7H2SO4H2SO4RCOOHR2C=O++Cr2(SO4)3Cr2(SO4)3橙色 蓝绿色 3、Lucas试验：不同类型的醇与Lucas试剂反应生成氯代烷，其反应速度不同，叔醇反应最快、仲醇次之、伯醇最慢，需要水浴加热。生成的氯代烷不溶于ZnCl2-HCl溶液而呈浑浊分层——鉴别C3-C6的醇。 ROH + HCl → RCl + H2O 4、酚的弱酸性： PhOH + NaOH → PhONa + H2O PhONa +HCl → PhOH + NaCl 5、三氯化铁试验：6PhOH + FeCl3 → 3 HCl + H3 [Fe(OPh)6] 紫红色 干扰反应——烯醇结构化合物 6、溴化试验：酚羟基对苯环的活化作用使苯酚极易发生亲电取代，与溴水生成2，4，6-三溴苯酚。 二、主要试剂及产物的物理常数： Compounds F.W Cryst form and color m.p℃ b.p℃ d420 nD20 Solubility water alcohol ether 乙醇 甘油 正丁醇 仲丁醇 叔丁醇 苯酚 水杨酸 其他试剂：硝酸铈铵试剂，铬酸试液，丙酮，Lucas试剂，10%NaOH，10%HCl，1tCl3，溴水。

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三、实验步骤与现象： 实验序号 实验名称 步 骤 2滴样品+2mL水（不溶于水的加入二氧六环）+0.5mL硝酸铈铵试剂，震荡观察颜色变化。作空白实验对比。 现 象 乙醇： 甘油： 环己醇： 原理解释 硝酸铈铵与醇反应呈红色 1 硝酸铈铵试验 2 1滴液体样品溶有1mL丙酮+1滴正丁醇： 铬酸试验 铬酸试液，震荡观察颜色变化。仲丁醇： （丙酮作空白实验） 叔丁醇： 取样品5~6滴与干燥试管中，加入2mL Lucas试剂，观察现象。无现象者放入水浴温热数分钟后，塞住瓶口剧烈震荡，静置，观察。 正丁醇： 仲丁醇： 叔丁醇： 铬酸氧化伯仲醇成酸、酮，溶液由橙色变蓝绿色；叔醇不反应。 叔醇与Lucas试剂很快反应生成卤代烃，溶液变混浊；加热后出现混浊为仲醇。伯醇不反应。 酚羟基由于与苯环共轭而呈弱酸性。其酸性比碳酸弱。 酚与三氯化铁反应生成有明显颜色的络合物。 3 Lucas试验 4 酚的弱酸性 在试管中加入0.1g酚，逐渐加水苯酚：pH值 至溶解，用pH试纸检验酸碱性。间苯二酚： 滴加10%NaOH使其溶解，再加对苯二酚： 10%HCl使其析出。 0.5mL1%的样品水溶液或乙醇液+1%三氯化铁水溶液1~2滴，观察颜色变化 苯酚： 水杨酸： 对苯二酚： 间苯二酚： 苯酚： 水杨酸： 对苯二酚： 间苯二酚： 5 三氯化铁试验 6 0.5mL1%的样品水溶液或乙醇液溴化试验 +溴水溶液，仔细观察颜色变化和沉淀的生成。 苯环由于酚羟基的活化作用很容易发生亲电取代生成溴化物 注释与注意事项 1、影响反应现象的因素： 试剂的加入顺序、试剂的加入量、试剂的浓度、反应温度等。 问题与思考 P163 乙酰水杨酸的制备（化学） 下次预习内容 与要求（化学本科） 要求：了解乙酰水杨酸的合成原理和药用价值 教学后记

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授课题目 授课时间 实验11 乙酰水杨酸（阿斯匹林）的制备 年 月 日 实验类型 学时 验证型 6 1、熟悉酚羟基酰化反应的原理, 掌握阿司匹林的制备方法。 教学目标 （实验目的） 2、进一步巩固重结晶操作技术。 授课思路 实验内容 教学重点 和难点 阿司匹林是一种常用的重要药物，常用于保健和治疗作用。通过本实验，了解简单药物的有机合成方法。 酚类醋酐酰化法制备阿司匹林 酚类酰化反应原理和合成方法 实 验 过 程 与 具 体 内 容 [讲授与提问内容]： 1、乙酰水杨酸的作用 2、乙酰水杨酸的合成原理和提纯方法 3、产品纯度的鉴别方法。 一、实验原理： 乙酰水杨酸，俗称阿斯匹林（Aspirin），是由水杨酸（邻羟基苯甲酸）与乙酸酐反应合成。早在18世纪，人们就从柳树皮中提取到这种化合物。1897年德国拜尔公司成功合成出阿斯匹林，这是世界上首次合成出来的具有药用价值的有机化合物。阿斯匹林最初是作为消炎药上市，尤其适用于风湿病人，但很快成了一种广受欢迎的通用镇痛药。近年来，随着医学研究的不断深入，人们对阿斯匹林又有了新的认识。 1971年，伦敦皇家外科医学会的约翰.文（John R.Vane）在研究中发现，阿斯匹林能抑制诱发心脏病和中风的血液凝块的形成。因此约翰.文获得诺贝尔奖金。1989年，哈佛大学的一项研究表明，每天服用一片阿斯匹林能使心脏病患者的发作率大大下降。同时，阿斯匹林也有助于防止血栓症和中风。随后，哈佛大学对14万病人的阿斯匹林临床实验结果进行了宏观分析并得出结论：如果70岁以下有患心脏病危险的人若能经常服用阿斯匹林，全球死于心脏病的人数每年将减少10万。1992年，波士顿大学的研究则表明，服用阿斯匹林会使肠癌的发生率减少30%~50%。由此看来，虽然阿斯匹林问世已有百年历史，但其药用价值似乎并未穷尽。卫生部已明确规定临床上应用拜阿司匹林治疗心脑血管疾病，防止血栓形成。 水杨酸是一个具有酚羟基和羧基的双官能团化合物，能进行两种不同的酯化反应。与乙酸酐作用生成乙酰水杨酸，以过量甲醇作用生成水杨酸甲酯，是第一个作为冬青树的香味成分被发现，因此称冬青油。 反应式： COOH+OH(CH3CO)2OH or OH+-COOH+CH3COOH OCOCH3OCO+副反应：水杨酸分子间发生缩合，生成少量的聚合物。 OCOCOOHOHH O+OCOH2O 乙酰水杨酸能溶于碳酸氢钠溶液中生成水溶性钠盐，而聚合物不能溶于碳酸氢钠中，由此可去除聚合物纯化乙酰水杨酸。

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产物中的杂质可能有水杨酸，由于其含有酚羟基，可用三氯化铁检验。水杨酸与三氯化铁生成红色络合物，而乙酰水杨酸由于羟基被酰化，不能与三氯化铁显色，因此可用来鉴别是否含有水杨酸杂质。 二、主要试剂及产物的物理常数： Componds F.W Amount and yield 2g (0.014mol) 5.4g (5ml,0.05mol) Crist and color d420 ND20 m.p℃ b.p℃ 20Solubility 0.164;2.675; 49.615(alco) 50.515(ether) 12c;d h 137 水杨酸salicylic acid 乙酸酐acetic anhydride 乙酰水杨酸O-acetylsalicylic acid 138.12 mn 1.443 1.565 159 subl 76 211升华 140.0 4415 102.29 Col ld 1.0820 1.39006 -73.1 180.17 2.52 g nd/aq white 135-136 520(ether)溶于热水，乙醇，微溶于丙酮 其他试剂：浓硫酸，饱和碳酸氢钠25mL，1%三氯化铁，乙酸乙酯或乙醇，浓盐酸5mL，冰。 三、实验步骤： 1、反应： 125 mL干燥锥形瓶中加入2g水杨酸、5mL乙酸酐*、混匀后滴加5滴浓硫酸*，旋摇锥形瓶使水杨酸溶解，水浴加热5-10 min。控制浴温85-90℃。（改进：反应液稍冷至50℃以下，加入适量~10mL冰水水解醋酐）冷至室温，既有产物析出（如果没有结晶出现，可用玻璃棒摩擦瓶壁，并置于冰水中冷却）。加入到有50 mL冰水的锥形瓶中，并置于冰水中使结晶完全。 2、减压抽滤，用少量冷水洗涤几次，尽量抽干。晾干得粗产物。 3、精制： 粗产物置于150 mL烧杯中，在搅拌下加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液*，加完后搅拌几分钟至无二氧化碳气泡产生。抽气过滤，并用5-10mL水冲洗。滤液倒入事先盛有4-5 mL浓盐酸/10mL水（~20%HCl）的烧杯中，搅拌均匀，在冰浴中冷却使结晶完全。减压过滤，用少量冷水洗涤，尽量抽去水分，移至表面皿中干燥。 4、检验：取几粒结晶溶于5mL水中，滴加1~2滴三氯化铁溶液，观察颜色变化。 5、称重，回收，计算产率。 *6、如要得到更纯的产品，可用少量乙酸乙酯或乙醇-水的混合溶剂重结晶。 5d浓硫酸混匀水浴85~90℃125mL干燥锥形瓶+2g水杨酸 +50mL水冷却完全旋摇溶解冷却minmL醋酸酐105减压抽干25mL饱和碳酸氢钠，搅拌抽干，水洗滤液+~20%HCl，~15mL搅拌，冰浴冷却，减压抽干，冷水洗涤，抽干，干燥，称重，回收 实验现象与结果记录： 形状：白色固体

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注释与注意事项 1、 乙酸酐和浓硫酸均具有腐蚀性，取用时要小心！若不慎溅及皮肤，立即用大量水冲洗！ 2、 乙酸酐易于水解，故使用时要用新蒸的，收集139-140℃的馏分。反应瓶也应是干燥的。 3、 添加少量浓硫酸或磷酸会使反应加速。 4、 碳酸氢钠可使阿斯匹林形成可溶性的钠盐，而其聚合物不溶，因而与之分离。 5、 用三氯化铁检验时，若出现红色或紫色，说明有未反应的水杨酸，因此需要进行重结晶。可取一部分用少量的乙酸乙酯或乙醇-水的混合溶剂重结晶，再用三氯化铁检验。重结晶时避免加热时间过长，以免乙酰水杨酸分解。 6、乙酰水杨酸受热易分解，重结晶时不易长时间加热，产物可自然晾干！其熔点也不明确，分解温度128-135℃，可将浴液加热至110-120，再放入样品管测定。 问题与思考 1、 浓硫酸的作用是什么？ 2、 反应中有什么副产物？用什么方法除去？ 3、 纯的乙酰水杨酸不会与三氯化铁显色，但经乙醇-水混合溶剂重结晶的乙酰水杨酸有时却会与三氯化铁发生显色反应，为什么？ 4、 乙酰水杨酸的红外光谱中，3300~2500cm-1，1770 cm-1，172 0 cm-1及1280 cm-1的吸收峰各对应于什么基团？ 5、 下列哪些化合物可与三氯化铁显色？ 苯酚、苯甲醇、苯甲酸、β-萘乙醇、α-萘酚 6、阿司匹林在沸水中受热时，分解得到一种溶液，该溶液对FeCl3呈阳性实验，试解释之，并写出反应式。 P 分馏， 甲基叔丁基醚的制备（化学） 下次预习内容 与要求（化学本科） 要求： 甲基叔丁基醚制备的原理和方法，低沸点易燃有机物的操作 教学后记

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授课题目 授课时间 实验12 甲基叔丁基醚（MTBE）的制备（化学） 实验类型 年 月 日 学时 验证型 6 教学目标 1、掌握实验室制备甲基叔丁基醚的原理和方法 （实验目的） 2、初步掌握低沸点易燃液体有机物的操作要点。 授课思路 实验内容 教学重点 和难点 甲基叔丁基醚是应用于汽油中的优良抗震剂，对环境无污染。通过本实验学习用反应-分馏法实施合成的操作。 叔丁醇与甲醇在硫酸催化下脱水生成甲基叔丁基醚 醚化反应原理和分馏实验操作 实 验 过 程 与 具 体 内 容 [讲授与提问内容]： 1、醚的一般合成方法 2、甲基叔丁基醚合成原理和方法 3、分馏原理与应用 4、影响分馏的因素5、分馏操作方法 一、实验原理： 醚具有较好的稳定性，能溶解多数有机物，有的有机反应必须在醚中进行，因此醚是有机合成中常用的有机溶剂。 甲基叔丁基醚（methyl tertbutyl ether，MTBE）是汽油添加剂醚类的主要产品，其次还有甲基叔戊基醚（TAME）、乙基叔丁基醚（ETBE）、乙基叔戊基醚（TAEE）、二异丙基醚（DIPE）等。汽油中加入醚类后，不仅能提高汽油的辛烷值（马达法得到的辛烷值可达101，研究法得到的辛烷值可达118），提高行车质量，而且能减少排气中CO含量。生成成本为烷基化油的80%。甲基叔丁基醚还可用于裂解生产高纯异丁烯。 简单醚可用醇的分子间脱水制备，反应常用浓硫酸催化，酸的作用是使醇质子化易于脱水，发生SN2 或SN1亲核取代反应。而混合醚和冠醚的合成常用Williamson法，烷基芳醚的合成应用酚钠与卤代烷或硫酸酯反应，反应为SN2机理。MTBE通常可由（1）甲醇与异丁烯在磺化离子交换树脂催化下合成；（2）叔丁醇和甲醇在酸性催化剂（H2SO4，HBF4，HCl等）条件下脱水。 反应机理：SN1 (CH3)3COHH+(CH3)3COH2+-H2O(CH3)3C+CH3OH(CH3)3COCH3H+-H+(CH3)3COCH3 二、主要原料与产物的物理常数： Componds 叔丁醇tert-butyl alcohol 甲醇methanol 甲基叔丁基醚tert-butyl methyl

F.W Amount and yield 15g（0.2mol） 16mL，12.7g（0.4mol） Crist and color d420 0.7887 ND20 m.p℃ b.p℃ Solubility 74.12 25.5* 82.8 32.04 88.15 42

0.792 0.740 1.3690 64-65 55-56 有机化学实验教案

ether 其它试剂：70mL15%硫酸，10%亚硫酸钠，无水硫酸钠 叔丁醇在室温低时呈固态，难于加料，可加入少量水使之液化后再加料。 三、实验装置： 1、分馏装置； 2、水浴加热蒸馏装置 接受器需用冰冷却； 四、实验步骤： 1、 安装实验装置1。 2、 加料： 3、 反应： 4、 洗涤除杂： 5、 *精制： 6、 后处理： [数据记录与结果处理]： 分 馏（Fractional Distillation） 一、分馏原理（Fractional principle）： 分馏常用来分离沸点相差小于30℃的液态有机化合物。 分馏是使沸腾着的混合物蒸气通过分馏柱（Fractionating Columns）进行一系列的热交换。由于柱外空气的冷凝，蒸气中高沸点的组分被冷凝为液体，回流于烧瓶中，故上升蒸气中含低沸点组分相应增加。当冷凝液回流途中遇到相应的蒸气，两者之间进行热交换，上升的蒸气中高沸点组分又被冷凝，低沸点组分继续上升。如此在分馏柱中反复进行着气化——冷凝——回流过程，当分馏柱的效率相当高且操作正确时，分馏柱顶部出来的蒸气就接近于纯低沸点的组分，从而最终将沸点不同的物质分离开来。 根据理想溶液的拉乌尔定律，溶液中每一组分的蒸气压等于其纯物质的蒸气压与它在溶液中的摩尔分数的乘积： PA=PA0xA， PB=PB0xB，P=PA+PB ，xA+ xB=1 根据道尔顿分压定律，气相中每一组分的蒸气压与它的摩尔分数成正比，因此气相中的各组分蒸

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气的成分为： XA=PA/P ，XB=PB/P， 1 组分A在气相和液相中的相对浓度为：XA/xA=PA0/P= —————— xA + PA0/ PB0 xB 若PA0+ PB0，则液相组分和气相组分完全相同，A，B就不能用分馏法分离。若PA0＞ PB0，则沸点较低的A组分的浓度在气相中比在液相中大，冷凝下来的液体中A组分增加，如此反复进行，在最终冷凝的液体中主要是易挥发的组分。 可通过沸点——组成图解更好地理解分馏原理。如：苯与甲苯的沸点组成图。 苯—甲苯系统的沸点—组成曲线图 如蒸馏苯——甲苯为58%/42%的混合液，其过程为：加热到90℃时液体沸腾，其液相组成为42%甲苯和58%的甲苯，与之相平衡的气相组成为22%的甲苯和78%的苯，此蒸气冷凝后，与之相平衡的气相组成为10%的甲苯和90%的苯。反复进行，分馏柱顶部蒸气相中苯的含量很高，而蒸馏瓶中甲苯含量增大。 对共沸物，分馏难以分离。因此分馏前应将水或与分离物形成共沸物的化合物除去。 分馏和蒸馏的基本原理是一样的，都是利用有机物质的沸点不同，在蒸馏过程中低沸点的组分先蒸出，高沸点的组分后蒸出，从而达到分离提纯的目的。不同的是，分馏借助于分馏柱使一系列的蒸馏不需多次重复，一次得以完成（分馏即多次蒸馏），应用范围也不同，蒸馏时混合液体中各组分的沸点要相差30℃以上，才可以进行分离，而要彻底分离沸点要相差110℃以上。分馏可使沸点相近的互溶液体混合物（甚至沸点仅相差1－2℃）得到分离和纯化。工业上的精馏塔就相当于分馏柱。 二、实验关键及注意事项（Experiment keys and notes）： 简单分馏操作和蒸馏大致相同，要很好地进行分馏，必须注意下列几点： （1）分馏一定要缓慢进行，控制好恒定的蒸馏速度（1－2s/d），这样，可以得到比较好的分馏效果。 （2）要使有相当量的液体沿柱流回烧瓶中，即要选择合适的回流比，使上升的气流和下降液体充分进行热交换，使易挥发组分量上升，难挥发组分尽量下降，分馏效果更好。 （3）必须尽量减少分馏柱的热量损失和波动。柱的外围可用石棉包住，这样可以减少柱内热量的散发，减少风和室温的影响也减少了热量的损失和波动，使加热均匀，分馏操作平稳地进行。 三、影响分馏的因素（Influence effects of fraction）： （1）理论塔板：一块理论塔板——经过一次气化和冷凝的热力学平衡过程，相当于一次普通蒸馏所达到的理论浓缩效率。柱的理论塔板数越多，分离效果越好，对相同高度的分馏柱，理论塔板层的高度越小，分离效果越好。 （2）回流比：单位时间内，由柱顶冷凝返回柱中液体的数量与蒸出物的量之比。若全回流中每10滴收集1滴，则回流比为9：1。 （3）柱的保温：有必要对柱进行保温处理。 四、简单分馏装置（Simple fractional apparatus）： 1、 简单分馏柱：常用填充式和刺形（韦氏Vigreux）分馏柱 2、 简单分馏装置：热源、蒸馏器、分馏柱、冷凝管、接收器。 3、 简单分馏操作：与普通蒸馏基本相同。 44 有机化学实验教案

注意点：控制蒸馏速度、选择合适回流比、减少热量散失和波动。 五、问题与思考（Questions and consideration）： 1、 分馏和蒸馏在原理和装置上有什么不同？ 2、 共沸物能否用分馏法分离？ 3、 理论塔板数、理论塔板高度及回流比的大小对分离效果有什么影响？ 5、分馏和蒸馏在原理及装置上有哪些异同？如果是两种沸点很接近的液体组成的混合物能否用分馏来提纯呢？ 6、若加热太快，馏出液＞1－2 s／滴（每秒种的滴数超过要求量），用分馏分离两种液体的能力会显著下降，为什么？ 7、用分馏柱提纯液体时，为了取得较好的分离效果，为什么分馏柱必须保持回流液？ 8、在分离两种沸点相近的液体时，为什么装有填料的分馏柱比不装填料的效率高？ 9、什么叫共沸物？为什么不能用分馏法分离共沸混合物？ 10、何谓分馏？它的基本原理是什么？ 答：利用分馏柱使几种沸点相近的混合物得到分离和纯化，这种方法称为分馏。 利用分馏柱进行分馏，实际上就是在分馏柱内使混合物进行多次气化和冷凝。当上升的蒸气与下降的冷凝液互相接触时，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，上升蒸气中易挥发组份增加，而下降的冷凝液中高沸点组份增加。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份的比率高，而在烧瓶中高沸点的组份的比率高，当分馏柱的效率足够高时，开始从分馏柱顶部出来的几乎是纯净的易挥发组份，而最后烧瓶里残留的几乎是纯净的高沸点组份。 11、进行分馏操作时应注意什么？ 答：（1）在仪器装配时应使分馏柱尽可能与桌面垂直，以保证上面冷凝下来的液体与下面上升的气体进行充分的热交换和质交换，提高分离效果。 （2）根据分馏液体的沸点范围，选用合适的热浴加热，不要在石棉网上用直接火加热。用小火加热热浴，以便使浴温缓慢而均匀地上升。 （3）液体开始沸腾，蒸气进入分馏柱中时，要注意调节浴温，使蒸气环缓慢而均匀地沿分馏柱壁上升。若室温低或液体沸点较高，应将分馏柱用石棉绳或玻璃布包裹起来，以减少柱内热量的损失。 （4）当蒸气上升到分馏柱顶部，开始有液体馏出时，应密切注意调节浴温，控制馏出液的速度为每2～3秒一滴。如果分馏速度太快，产品纯度下降；若速度太慢，会造成上升的蒸气时断时续，馏出温度波动。 （5）根据实验规定的要求，分段集取馏份，实验结束时，称量各段馏份。 注释与注意事项

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问题与思考 教学后记

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