有机试验基本要求

1、有机化学实验思考题一、根本知识1. 玻璃仪器名称2. 实验报告：含原理 反响 、物理常数、仪器装置、操作考前须知 合成实验写操作步 骤、实验记录 包括时间、操作、现象、备注 ；结果 合成产品包括理论产量、实际产量、 产率、产品物性 ；实验讨论局部3. 热源选择，明火加热时石棉网离玻璃仪器底部的距离4. 回流、蒸馏速度选择5. 冷凝管冷却介质选择6. 反响、蒸馏装置中温度计的位置7. 分液漏斗检漏、使用及维护方法 包括上层液和下层液分别从哪倒出、 分液漏斗静置、 洗涤萃取、分液操作方法 8. 液体枯燥剂的选择、枯燥操作方法、枯燥剂用量确定9. 阿贝折光仪使用方法二、根本操作1. 重结晶 重结晶原

2、理及适用场合； 重结晶装置； 溶剂选择的方法； 溶剂用量确定方法； 活性炭用量确定及参加时间； 热过滤操作要点 溶液尽量烫、布氏漏斗尽量烫、热溶剂润湿、滤纸剪法、动作快、 布氏漏斗的安装方向、过滤完毕先通大气再关闭减压水泵 2. 简单蒸馏 掌握蒸馏装置、操作要点； 蒸馏操作的用途及适用场合； 馏出液纯度测定方法； 沸石的作用；假设要补加沸石，需注意什么？ 馏出液速度如何控制； 终点判断； 先停火还是先关冷凝水？3. 水蒸汽蒸馏 原理、适用场合、适用三条件； 正规水蒸汽蒸馏和简易水蒸汽蒸馏装置； 平安管、 T 形夹作用； 可蒸馏样品量和三口瓶体积的关系、蒸汽导入管位置； 蒸馏速度； 终点判断；

3、如何判断哪层是有机物； 样品乳化不分层如何处理。三、主要合成实验要求1. 乙酸乙酯的制备 酯化反响特点； 如何提高反响速率及产率； 本实验以哪个原料为基准计算产率； 粗产品中会有哪些杂质？这些杂质是如何除去的？是否可以用浓氢氧化钠溶液代替 饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸馏液？为什么？ 食盐水的作用，为什么要用食盐水？是否可用蒸馏水代替食盐水？ 本实验产品为什么不能用氯化钙枯燥； 本实验采用哪些措施来提高可逆反响的转化率；如何控制原料的滴加速度？2. 正丁醚的制备 反响装置； 正丁醚的制备原理； 分水器的原理、用途、适用条件和使用方法； 投料时为什么要将正丁醇和浓硫酸混合均匀； 粗产品为什么可用 50硫

4、酸处理精制，原理是什么，是否可用 98浓硫酸精制； 最后蒸馏时，选用什么冷凝管，为什么？3. 1-溴丁烷的制备 合成原理； 本实验应根据哪种药品的用量计算理论产量；加料顺序；为什么参加硫酸时要充分 振荡，振摇不充分有什么后果？ 硫酸的作用是什么，硫酸浓度太高或太低对实验有什么影响； 气体吸收吸收什么气体，可用什么液体来吸收，对气体导管插入位置有什么要求； 回流过程中，反响液逐渐分成两层，产品应处于哪一层，上层液体有些发黄甚至为 棕红色是什么原因； 粗产品用浓硫酸可除去哪些杂质；原理是什么，此步操作要注意什么问题？ 用碳酸钠溶液洗涤要注意什么。4. 肉桂酸的制备 合成原理； 本实验的原料药品为什

5、么需要处理，如何处理； 回流反响时，选用什么冷凝管，为什么？ 温度过高对反响有什么影响； 水蒸气蒸馏的目的是什么？是否可不进行水蒸气蒸馏而直接加 NaOH处理？后处理 加碱和加酸的目的和原理； 加活性炭的目的是什么？减压热过滤的操作考前须知；减压过滤操作的考前须知； 沸水浴的目的和操作考前须知； 反响混合物中的苯甲醛可否用蒸馏方法除去，为什么？5.双酚 A 的制备 合成原理及主要的副反响和副产物； 苯酚的称取和加料操作；用什么称取？可否量筒量取？为什么取苯酚前需加热？ 此合成反响为什么需要搅拌？温度计的安装有什么考前须知？ 温度过高对反响有什么影响；会熟练控制水浴温度； 过滤时加两张滤纸，否那

6、么强酸性条件滤纸易被抽穿；检验洗涤液酸性，应取漏斗下 流出的滤液检验。 硫酸起什么作用？硫酸浓度过高和过低有何不好？实验思考题参考答案、根本知识1.实验室中常用的标准接口玻璃仪器如下列图所示:蒸馏头分馏头接受管真空接受管搅拌器套管n直形冷凝管球形冷凝管kJ温度计套管标准接头标准接头搅拌器套管二口接管蛇形冷凝管图一常用的标准接口玻璃仪器明火加热时石棉网离烧瓶底部的距离3. 热源选择，答：易燃、易挥发的溶剂不得在敞口容器中加热；易燃、易挥发的溶剂不能用直接火 加热，一般采用电热包加热；80°C可用水浴加热，80°C可选择适当的油浴加热。明火加热时石棉网离烧瓶底部的距离 5-8m

7、m。4. 回流、蒸馏速度选择答：每秒1-2滴；回流还可观察蒸气在回流冷凝管中的高度，不超过第二个球即可5. 冷凝管冷却介质选择答：V140C，水冷却，采用水冷凝管； 140C，空气冷却，采用空气冷凝管。6. 反响、蒸馏中温度计的位置答：反响装置中，温度计水银球应浸入反响液但 不能接触瓶壁，假设反响液太少，那么在保证不接触瓶 壁的前提下尽可能将水银球浸入反响液；蒸馏装置 中如右图所示，温度计水银球的上端应与蒸馏头支管的底边在一条水平线，在蒸馏时水银球能完全为蒸气所包围，才能正确地测量出蒸气的 温度。7. 分液漏斗检漏、使用及维护方法包括上层液和下层液分别从哪倒出、分液漏斗静置、 洗涤萃取、分液操

8、作方法答：分液漏斗检漏、涂抹凡士林防漏等操作参见实验教材中对分液漏斗的介绍。使用方法参考乙醚萃取正丁醇的实验过程：1选取适宜的分液漏斗，在确认不 漏水后将漏斗固定在铁架上的铁圈中，关好活塞。2将正丁醇饱和溶液和乙醚依次自上口倒入漏斗中，塞紧塞子。3取下分液漏斗，用右手捂住漏斗活塞处，大拇指压紧活塞， 把漏斗放平后前后摇振。4在开始时，振摇要慢。振摇几次后，将漏斗的上口向下倾斜， 下部支管指向斜上方无人处，左手握在活塞支管处，用拇指和食指旋开活塞，放气。5带活塞关闭后再行振摇。如此反复至放气只有很小压力后再剧烈振摇2-3分钟，然后再将漏斗放回铁圈中静置，6两层液体完全分开后，翻开上面的玻璃再将活

9、塞缓缓旋开，下 面的水相自活塞放出。上面有机相从上口倒出。特别注意振荡的操作：振荡的操作方法一般 是先把分液漏斗倾斜，使漏斗的上口略朝下，如 图所示，右手捏住漏斗上口颈部，并用食指根部 压紧盖子，以免盖子松开，左手握住旋塞；握持 旋塞的方式既要防止振荡时旋塞转动或脱落，又 要便于灵活地旋开旋塞。振荡后，令漏斗仍保持 倾斜状态，缓慢地旋开旋塞朝无人处，放出蒸 气或产生的气体，使内外压力平衡；假设在漏斗内盛有易挥发的溶剂，如乙醚、苯等，或用 碳酸钠溶液中和酸液，振荡后，更应注意及时旋开旋塞，放出气体。振荡数次后，将分液 漏斗放在铁环上静置之，使乳浊液分层。有时有机溶剂和某些物质的溶液一起振荡，会形

10、 成较稳定的乳浊液。在这种情况下，应防止急剧振荡。如果已形成乳浊液，且一时又不易 分层，那么可参加食盐，使溶液饱和，以减少乳浊液的稳定性；轻轻地旋转漏斗，也可使其 加速分层。在一般情况下，长时间静置分液漏斗，也可到达使乳浊液分层的目的。8. 液体枯燥剂的选择、枯燥操作方法、枯燥剂用量确定答：1枯燥剂的选择：所用枯燥剂不与所枯燥物质发生反响或催化作用；不溶于该液 体；在使用时还要考虑枯燥剂的吸水量和枯燥效能。2枯燥剂的用量：枯燥剂会吸附有机产品，加得太多影响产品收率；枯燥剂的用量为 10ml 液体约 0.5-1g。一般采用现场观察法确定枯燥剂的用量，分批少加，每加一次，充分振荡后静止一段 时间，

11、直到浑浊的有机液体清澈透明为止，然后静置10-20min或更长时间。二、根本操作1.重结晶 重结晶原理及适用场合；答：重结晶的原理利用溶剂对被提纯物质和杂质的溶解度不同，使被提纯物质从 过饱和溶液中析出，而杂质大局部或全部留在溶液中，从而到达提纯目的。方法一一把溶液进行加热，使溶液蒸发到一定浓度(或饱和溶液)后，再将溶液冷却， 就会有晶体析出。适用场合一一适用于杂质含量5%以下固体有机物的提纯。2 操作方法 溶解 通常选择在锥形瓶中进行重结晶，溶剂可由冷凝管上口参加。 脱色 溶液中存在的有色杂质，一般利用活性炭脱色。活性炭的用量，以能完全除 去颜色为度。为了防止过量，应分成小量逐次参加。并要注

12、意先让溶液稍冷后才加活性炭， 并须不断搅动，以免发生暴沸。加完活性炭，需煮沸一段时间才能到达脱色效果。过滤可 采用保温漏斗或布氏漏斗热过滤。 冷却结晶 将热滤液缓慢冷却，溶解度减小，溶质即可局部析出。结晶的关键是控 制冷却速度，使溶质真正成为晶体析出并长到适当大小，所得的晶体比拟纯洁。如果溶液 浓度较大、冷却较快、剧烈搅拌时，析出的晶体很细，总外表积大，外表上吸附或粘附的 母液总量也较多，晶体纯度和质量往往不好。晶体析出后，用布氏漏斗进行减压过滤。晶体用少量溶剂洗涤，抽干溶剂，最后采用 适当的方法对晶体进行枯燥。 重结晶装置；答：一般选用普通回流装置 溶剂选择的方法；答：进行重结晶用的溶剂必须

13、具备以下条件：(1) 不与重结晶的物质发生化学反响；(2) 在高温时，重结晶物质在溶剂中的溶解度较大，而在低温时那么小；(3) 杂质的溶解度或是很大(待重结晶物质析出时，杂质仍留在母液里)或是很小(待 重结晶物质溶解在溶剂里，借过滤除去杂质)；(4) 容易和重结晶物质别离；(5) 沸点必须低于重结晶物质的熔点；(6) 能给出较好的晶体；(7) 要适当考虑溶剂的毒性、易燃性、价格和溶剂回收等。 溶剂用量确定方法；答：分次补加溶剂，直至样品全溶，制成饱和溶液后，再过量15%20%溶剂。 活性炭用量确定及参加时间；答：活性炭的用量，以能完全除去颜色为度。为了防止过量，应分成小量逐次参加。溶液稍冷后才

14、加活性炭，并须不断搅动，以免发生暴沸。 热过滤操作要点答：溶液尽量烫、布氏漏斗尽量烫(布氏漏斗要事先预热)；滤纸半径应略小于布氏漏斗 内径，以全部盖住布氏漏斗小孔为宜；用热溶剂把平铺在漏斗上的滤纸润湿，然后 抽气减压使滤纸紧贴漏斗后才能倒入需过滤的混合物。布氏漏斗的安装要使其下端 斜口正对吸滤瓶的支管口；过滤操作要迅速、紧凑，布氏漏斗上要盖一外表皿，防 止溶剂挥发；过滤完毕先通大气再关闭减压水泵2. 简单蒸馏： 掌握蒸馏装置、操作要点；答：普通蒸馏装置见图二，选用圆底烧瓶，由所蒸馏的液体的体积来决定，蒸馏的液 体的体积应占圆底烧瓶容量的1/3 2/3 o操作要点：搭蒸馏装置动作迅速、从左到右，

15、自下而上；冷凝管的正确选择；温度 计水银球的位置；蒸馏前加沸石；加热前通冷却水，冷却水下口进，上口出，蒸馏结束后 先撤热源，后停冷却水；蒸馏过程中各装置接口处紧密无松动；接受瓶预先称重并记录； 馏出液速度的控制；当烧瓶中仅残留少量液体时，应停止蒸馏 蒸馏操作的用途及适用场合；答：蒸馏操作的用途把挥发性物质与不挥发性物质别离，还可以把沸点不同的物 质以及有色的杂质等别离；通常两组分沸点差大于 30C就可采用蒸馏进行别离。 馏出液纯度测定方法；答：馏分的沸点范围越窄，那么馏分的纯度越高，即馏出液的馏程开始收集馏分和停止收集馏分的温度范围越短、且纯组分的沸点在馏程范围内，纯度越高；也可测定馏出液的

16、折光率，假设与纯组分的折光率非常相近，那么纯度较高，反之纯度不高。 沸石的作用；如果蒸馏前忘加沸石，能否立即将沸石加至即将沸腾的液体中？当重 新进行蒸馏时，用过的沸石能否继续使用？答：沸石的作用是防止暴沸；要补加沸石，须将液体充分冷却到其沸点之下，否那么加 入沸石会引起暴沸；一旦液体停止沸腾冷却，所加的沸石就失去作用，重新蒸馏必须补加 沸石，不能继续使用用过的沸石。 馏出液速度如何控制？答：每秒1-2滴。 终点判断答：温度高于收集的馏程上限；或稳定的温度突然下降，说明所收集的馏分已蒸完， 而高沸点的馏分蒸气未能上升到温度计水银球的高度，这也可以说明到达蒸馏终点；如果 是较纯的液体蒸馏时，可能不

17、会出现上述两种情况，此时当烧瓶中仅残留少量液体时，应 停止蒸馏。 先停火还是先关冷凝水？答：加热前通冷却水，冷却水下口进，上口出，蒸馏结束后先撤热源，后停冷却水。3. 水蒸汽蒸馏 原理、适用场合、适用三条件；答：定义水蒸气蒸馏操作是将水蒸气通入不溶或难溶于水但有一定挥发性的有机 物质近100C时其蒸气压至少为1333.2Pa 10mmHg 中，使该有机物质在低于100C的 温度下，随着水蒸气一起蒸馏出来。原理一一两种互不相溶的液体混合物的蒸气压， 等于两液体单独存在时的蒸气压之和。 当组成混合物的两液体的蒸气压之和等于大气压力时，混合液体开始沸腾。互不相溶的液 体混合物的沸点，要比每一物质单独

18、存在时的沸点低。因此，在不溶于水的有机物质中，通入水蒸气进行水蒸气蒸馏时，在比该物质的沸点低得多的温度，而且比100C还要低的温度就可以使该物质蒸馏出来。适用场合一一混合物中含有大量的固体，通常的蒸馏、过滤、萃取等方法都不能适用； 混合物中含有焦油状物质，采用通常的蒸馏、萃取等方法非常困难； 在常压下蒸馏会发生分解的高沸点有机物质。适用条件一一被蒸馏的物质不溶或难溶于水；100 c左右不与水反响；100 C左右有一定挥发性(>10mmHg) 水蒸汽蒸馏装置： 平安管、T形夹作用；答：平安管用来观察系统的压力是否正常，并可防止压力过高引起爆炸危险；假设平安 管中水面异常升高，那么说明某一局

19、部被阻塞了(通常是由于水蒸气导入管被树脂状物 质或焦油状物堵塞)，系统未与大气相通，应立即翻开 T形管上的弹簧夹通大气。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。 可蒸馏样品量和蒸馏瓶体积的关系、蒸汽导入管位置；答：蒸馏的液体量不能超过蒸馏瓶容积的 1/3;水蒸气导入管应正对烧瓶底中央，距瓶 底约810mm。 蒸馏速度23滴/秒; 终点判断；答：用小试管盛清水接2-3滴馏出液，对光观察，澄清透明无明显油珠，那么蒸馏完成。 如何判断哪层是有机物；答：可参加少量水，液体体积不增加的那一层为有机层。 样品乳化不分层如何处理。答：可参加实验，增加水

20、相密度，促进分层。三、主要合成实验要求1. 乙酸乙酯的制备 酯化反响特点；答：酯化反响一般是可逆反响，在一定条件下到达平衡，原料转化率不高。 如何提高反响速率及产率；答：通过适当提高反响温度、使用适宜的催化剂提高反响速率；采用参加过量乙醇 应过程中不断蒸出产物，促进平衡向生成酯的方向移动。 本实验以哪个原料为基准计算产率；答：乙酸。 粗产品中会有哪些杂质？这些杂质是如何除去的？是否可以用浓氢氧化钠溶液代替 饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸馏液？为什么？ 答：粗产品中主要含有未反响的乙酸和乙醇，以及副反响生成的乙醚。乙醚可最后蒸 馏提纯时除去。乙酸用饱和碳酸钠水溶液洗涤除去，乙醇用饱和氯化钙溶液洗涤除去，

21、因 为乙醇与氯化钙生成结晶醇 CaCb 4C2H5OH，溶于水不溶于乙酸乙酯而除去。不能用浓氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液，因为碱性太强导致乙酸乙酯碱性水解而 损失。 食盐水的作用，为什么要用食盐水？是否可用蒸馏水代替食盐水？ 答：食盐水洗去乙酸乙酯层中残留的少量碳酸钠。 粗乙酸乙酯用饱和碳酸钠溶液洗涤之后，酯层中残留少量碳酸钠，假设立即用饱和氯化钙溶液洗涤会生成不溶性碳酸钙，往往 呈絮状物存在于溶液中，使分液漏斗堵塞，所以在用饱和氯化钙溶液洗涤之前，必须用饱 和氯化钠溶液洗涤，以便除去残留的碳酸钠。不能用水代替饱和食盐水，一是因为乙酸乙 酯在水中的溶解度较大，假设用水洗涤，必然会有一定量的酯

22、溶解在水中而造成损失；另外 乙酸乙酯的相对密度 0.9005与水接近，在水洗后很难立即分层。饱和氯化钠溶液对有 机物起盐析作用，使乙酸乙酯在水中的溶解度大降低；同时饱和氯化钠溶液的相对密度较 大，在洗涤之后，静置便可别离。因此，用饱和氯化钠溶液洗涤既可减少酯的损失，又可 缩短洗涤时间。 本实验产品为什么不能用氯化钙枯燥； 答：乙酸乙酯会与氯化钙生成络合物，造成产品的损失。2. 正丁醚的制备 反响装置；答：带分水器的回流装置。 正丁醚的制备原理；参见实验教材。 分水器的原理、用途、适用条件和使用方法；答：利用恒沸混合物蒸馏方法，将有机物和生成的水一起蒸出，回流到分水器中，水 和有机物因不溶而分层

23、，密度小的上层有机层不断流回到反响瓶中，水因密度更大沉到下 层而将生成的水除去。适用条件：平衡可逆反响有水生成；其他反响物和产物不溶于水；有机层比水轻 有机层密度更大，需采用另一种结构的分水器 。 投料时为什么要将正丁醇和浓硫酸混合均匀； 答：降低硫酸浓度，防止加热后硫酸碳化有机物，使反响溶液变黑。 粗产品为什么可用 50硫酸处理精制，原理是什么，是否可用 98浓硫酸精制；答：正丁醇能溶于 50 %硫酸，而正丁醚溶解很少，从而除掉正丁醚中的正丁醇；原理 是正丁醇可与 50硫酸生成佯盐而溶于硫酸；不能用 98硫酸，因为正丁醚也溶于 98 硫酸。 最后蒸馏时，选用什么冷凝管，为什么？答：空气冷凝管

24、，因为有局部馏分的温度高于 140C。3. 1-溴丁烷的制备 合成原理；参见实验教材。 本实验应根据哪种药品的用量计算理论产量；加料顺序；为什么参加硫酸时要充分 振荡，振摇不充分有什么后果？答：正丁醇；先加固体的NaBr，后加正丁醇将粘在瓶口的 NaBr冲洗掉，防止磨口密 闭不严而漏气；最后参加硫酸；参加硫酸充分振摇，是让硫酸与正丁醇混合均匀， 降低硫酸浓度，防止分层后下层硫酸浓度、温度太高，氧化 HBr 影响反响结果。 硫酸的作用是什么，硫酸浓度太高或太低对实验有什么影响；答：硫酸的作用是与NaBr反响，生成反响物HBr;硫酸浓度太高，会造成 HBr大量 被氧化；硫酸浓度太低，反响效果不好。

25、 气体吸收吸收什么气体，可用什么液体来吸收，对漏斗插入位置有什么要求；答：吸收逸出的少量HBr和Br2蒸气；可用碱溶液或水吸收；漏斗倾斜，局部开口在 空气中，保证吸收效果的同时通大气，防止倒吸。 回流过程中，反响液逐渐分成两层，产品应处于哪一层，上层液体有些发黄甚至为 棕红色是什么原因；答：产品在上层；上层液体有些发黄甚至为棕红色是因为氧化生成的Br2溶于1-溴丁烷而呈色。 粗产品用浓硫酸可除去哪些杂质；原理是什么，此步操作要注意什么问题？答：除去未反响的正丁醇和副产物正丁醚；原理是正丁醇和正丁醚与浓硫酸反响生成佯盐，溶于硫酸而洗涤除去；操作时注意：硫酸不能被水稀释，并充分冷却，温度不能太 高，因为佯盐不稳定，受热易分解为原来的正丁醇和正丁醚。 用碳酸钠溶液洗涤要注意什么。 答：碳酸钠溶液洗涤前先用水洗去大局部的硫酸；洗涤振摇过程要注意放气。4. 肉桂酸的制备 合成原理柏金反响。 本实验的原料药品为什么需要处理，如何处理； 答：乙酸酐易吸潮水解为乙酸，苯甲醛久置已被氧化为苯甲酸，都不能反响生成肉桂酸；反响前需重蒸处理。 回流反响时，选用什么冷凝管，为什么？答：空气冷凝管；因为回流温度 160-170C，高于140C。 温度过高对反响有什么影响；答：温度过高肉桂酸易脱羧，并有聚合副反响发生。 水蒸气蒸馏的目的是什么？是