有机化学实验基本操作课件

1、加热与冷却蒸馏分馏水蒸气蒸馏减压蒸馏熔点的测定和温度计的校正沸点的测定重结晶升华萃取干燥折射率的测定红外光谱 加热与冷却一、 加热方法为了提高反应速率，大多数有机反应需要加热。加热的方法很多，可根据具体实验的要求和实验室的条件，选择不同的加热方法。常用的加热方式有空气浴、水浴、油浴和沙浴。二、 冷却在有机实验室中， 有时需采用一定的冷却剂进行冷却操作，在一定的低温条件下进行反应、分离提纯等。水和冰-水混合物是常用的冷却剂。如需更低的温度(0 以下)，则可采用冰-盐混合物。不同的盐和冰，按一定比例可制成致冷范围不同的冷却剂，见下表。 使用干冰(固体二氧化碳)可冷到-60 以下，如将干冰加到甲醇或

2、丙酮等适当溶剂中，可冷至-78 ，但当开始加入时会猛烈起泡。常用冰-盐冷却剂及其冷浴的最低温度 使用液氮可冷至-196 。在低于-38 时，不能使用水银温度计，因为水银会凝固，故必须使用有机液体低温温度计。国产低温浴槽，带有机械搅拌，有内冷式和外冷式两种。 蒸馏一、 基本原理蒸馏是将液态物质加热至沸，使之汽化，然后将蒸气冷凝为液体的过程。它是分离、提纯液体有机化合物最常用的方法之一。 将液体加热，其饱和蒸气压随温度升高而增大，当增大至与外界压力(通常是大气压力)相等时，液体沸腾，此时的温度称为该液体的沸点。纯的液态物质在一定压力下具有确定的沸点，因此可用蒸馏方法来测定物质的沸点和定性检验物质的

3、纯度。但也应注意有些具有固定沸点的液态物质不一定都是纯的物质，因为某些有机化合物常常和其他组分形成具有一定沸点的二元或三元恒沸混合物。例如,95.6%乙醇和4.4%水形成的二元恒沸混合物，具有固定的沸点78.17 (纯乙醇的沸点为78.3 )。 如果蒸馏液态混合物，由于低沸点物质比高沸点物质更易汽化，故沸腾时所生成的蒸气中含有较多的低沸点物质。当蒸气冷凝为液体时(即馏出液)，其组成与蒸气的组成相同，故先蒸出的主要是低沸点组分。随着低沸点组分的蒸出，混合液中高沸点组分的比例增高，致使混合液的沸点也随之升高，当温度升至相对稳定时，再收集馏出液，则主要是高沸点组分。藉此，可部分或全部分离液态混合物中

4、的各组分。 蒸馏操作就是利用不同物质的沸点差异，对液态混合物进行分离、纯化。而只有各组分的沸点相差30 以上的液态混合物才可获得较好的分离效果。显然，恒沸混合物是不能用蒸馏操作进行分离的。对于各组分沸点差异不大的液态混合物需要用分馏操作进行分离和纯化。二、 蒸馏装置蒸馏装置由蒸馏烧瓶(或圆底烧瓶和蒸馏头)、温度计、冷凝管(直形或空气冷凝管)、接引管、接受器组成。 在安装仪器前首先选择合适规格的仪器，如果用普通仪器，要配妥各连接处的木塞。安装顺序一般从热源开始，即首先在铁台上放置热源(煤气灯、热浴或电热套)，选定蒸馏烧瓶的位置，用铁夹夹住。在另一铁台上用铁夹夹住冷凝管的中上部，调整铁台和铁夹的位

5、置，使冷凝管的中心线与蒸馏烧瓶支管的中心线成一直线，然后松开冷凝管铁夹，移动冷凝管，将它与蒸馏烧瓶支管相连，支管管口应伸出木塞22.5 cm，夹住冷凝管。再装上接引管和接受器 最后将配有木塞的温度计插入蒸馏烧瓶的上口，调整温度计的位置，使其水银球上端的位置恰好与蒸馏烧瓶支管的下缘处于同一水平线上，以保证蒸馏时水银球能完全被蒸气包围，从而能获得准确的温度计读数。 如采用直形冷凝管，冷凝水应从下口进入，上口流出，并使上端的出水口朝上，保证冷凝管套管中充满水。如果蒸馏沸点高于140 的物质，则应换用空气冷凝管。如果馏出物质易吸水， 可在接受器上连一氯化钙干燥管；如果蒸馏的同时还放出有毒气体，则必须装

6、配气体吸收装置。蒸馏装置 蒸馏装置安装完毕应检查仪器有无破损，从正面或从侧面观察整套装置的轴线是否处于同一平面，是否装配严密，是否与大气相通(防止造成密闭系统而发生爆炸)。经检查确认装置正确、安全后方能开始实验操作。 三、蒸馏操作操作要点和说明1.进行蒸馏操作时，有时发现馏出物的沸点往往低于（或高于）该化合物的沸点，有时馏出物的温度一直在上升，这可能是因为混合液体组成比较复杂，沸点又比较接近的缘故，简单蒸馏难以将它们分开，可考虑用分馏。2.沸石的加入 为了清除在蒸馏过程中的过热现象和保证沸腾的平稳状态，常加沸石，或一端封口的毛细管，因为它们都能防止加热时的暴沸现象，把它们称做止暴剂又叫助沸剂，

7、值得注意的是，不能在液体沸腾时，加入止暴剂，不能用已使用过的止暴剂。3.蒸馏及分馏效果好坏与操作条件有直接关系，其中最主要的是控制馏出液流出速度，以12滴s为宜（lmlmin），不能太快，否则达不到分离要求。 4.当蒸馏沸点高于140的物质时，应该使用空气冷凝管。5.如果维持原来加热程度，不再有馏出液蒸出，温度突然下降时，就应停止蒸馏，即使杂质量很少也不能蒸干，特别是蒸馏低沸点液体时更要注意不能蒸干，否则易发生意外事故。蒸馏完毕，先停止加热，后停止通冷却水，拆卸仪器，其程序和安装时相反。6.蒸馏低沸点易燃吸潮的液体时，在接液管的支管处，连一干燥管，再从后者出口处接胶管通入水槽或室外，并将接受瓶

8、在冰浴中冷却。 于蒸馏烧瓶上口放一长颈玻璃漏斗，倒入待蒸馏液体，液量不能少于烧瓶容量的1/3，但也不能超过2。 投入几粒沸石， 插入温度计，直形冷凝管套管中通入冷却水开始加热时，可以让温度上升稍快些，当液体接近沸腾时，调节火焰，使温度慢慢上升，并注意观察液体汽化情况当液体开始沸腾时，可看到蒸气徐徐上升，同时液体开始回流，当蒸气达到温度计水银球部时，温度急剧上升，这时调小火焰，使水银球上液滴和蒸气温度达到平衡，然后再稍加大火焰进行蒸馏注意控制火焰(或浴温)，使温度计水银球部总保持有液珠，此时的温度为气、 液达到平衡的温度， 温度计的读数即为馏出液的沸点。 馏出液的速度以12滴s为宜。 在实验记录

9、本上记录第一滴馏出液滴入接受器时的温度。当温度计的读数稳定时另取接受器收集。如果温度变化较大，须多换几个接受器收集。每个接受器都必须干燥、洁净并预先称量。记录每个接受器内馏分的温度范围及质量。如已规定收集馏分的温度范围，则可按要求收集馏分。馏分的沸点范围越窄，则馏分纯度越高。蒸馏低沸点、 易燃液体特别如乙醚时， 决不能用煤气灯直接加热(附近也应禁止使用明火)，也不能用煤气灯加热水浴作热浴，而应该用预先热好的水浴(加热水浴时，易燃物应保存在柜子里)并经常在水浴中添加热水以保持必需的温度。当烧瓶中残留少量液体时，应移开火焰，停止蒸馏，停止通冷却水按安装时相反的顺序逐一拆除仪器，并将其洗净、倒置、晾

10、干。 分馏一、 基本原理利用分馏柱(工业上用分馏塔),使沸点相差较小的液体混合物进行多次部分汽化和冷凝,以达到分离不同组分的目的。这种操作过程称为分馏，又称分级蒸馏或精馏。它是分离、提纯沸点相近的液体混合物的常用方法。当今最精密的分馏设备已能分离沸点相差12 的液体混合物。如果将液态混合物加热至沸，当蒸气进入分馏柱时，被柱外空气冷却，发生部分冷凝，冷凝液沿分馏柱下降。在下降的冷凝液与上升的蒸气互相接触时，上升的蒸气部分冷凝，放出热量使下降的冷凝液部分汽化，两者间发生了热交换。由于高沸点组分易冷凝，低沸点组分易汽化，故上升的蒸气中低沸点组分增加，而下降的冷凝液中高沸点组分增加。如果继续多次热交换

11、，亦即进行多次气、液平衡，致使低沸点组分不断汽化上升至分馏柱顶部被蒸馏出来，而高沸点组分则不断被冷凝流回烧瓶，于是沸点不同的物质便得以分离。与蒸馏一样，分馏操作也不能用来分离恒沸混合物。二、 分馏装置分馏装置是由圆底烧瓶、分馏柱、冷凝管、接引管和接受器组成。分馏装置实验室常用的分馏柱 为了分离沸点相近的液体混合物，要求分馏柱内的气、液相能广泛紧密地接触，以利于热交换，分馏柱应有足够的高度，分馏柱自下而上应保持一定的温度梯度。为使气、液相充分接触，常用填充分馏柱上图(c)，(d)，内填各种形状、尺寸不一的玻璃珠、玻璃环或陶瓷环、金属螺旋圈或钢丝棉等填料之间要有一定的空隙，并在分馏柱底部放入一些玻

12、璃丝或钢丝棉，以防填料落入烧瓶。当分馏少量液体时，常用刺形分馏柱，又称维氏(Vigreux)分馏柱上图(a)，(b)，高度1060 cm不等，视需要选用其优点为分馏时，粘附在柱内的液体少，但分馏效率较填充柱低。 分馏柱效率与柱的高度、绝热性和填料类型有关。为使分馏柱内保持一定的温度梯度，加热不能过猛，蒸馏速度不能太快。为减少热量损失，防止回流液体在柱内聚集，需在柱外缠绕石棉绳或其他保温材料；如液体沸点较高，则需安装真空外套或电热外套管。三、分馏操作将待分馏物质倒入圆底烧瓶，其量以不超过烧瓶容量的1为宜，投入几粒沸石，安装分馏装置。经检查合格，通冷却水，根据待分馏液的沸点范围选择合适的热浴加热。

13、待液体开始沸腾，温度计水银球部出现液滴时，移去火焰，使蒸气全部冷凝回流，以便充分润湿填料。然后增大火焰，使液体平稳沸腾，当蒸气上升至分馏柱顶部，调节火焰，使蒸气缓慢上升以保持分馏柱内有一个均匀的温度梯度， 并有足够量的液体从分馏柱流回烧瓶，选择合适的回流比，控制馏出液速度为1滴23 s。根据实验规定的要求，分段收集馏分，记录各馏分的沸点范围及体积。四、实验：乙醇-水混合物的分馏 在100 mL圆底烧瓶中加入95%乙醇和水各20 mL，加12粒沸石。装上刺形分馏柱。分馏柱上口插入温度计，使温度计水银球上端与分馏柱侧管底边在同一水平线上。依次装上直形冷凝管、接引管。取三只分别贴有1，2，3号标签的

14、洁净的50 mL锥形瓶作为接受器。冷凝管夹套内通入冷水将水浴加热，当液体开始沸腾后，蒸气慢慢上升进入分馏柱，当蒸气上升到柱顶，温度计水银球部出现液滴时，移去火焰使到达顶端的蒸气全部冷凝回流，并控制不使其进入分馏柱的侧管。约35 min后，增大火焰，馏出液体，立即记录第一滴馏出液滴入接受器时的温度。调节火焰，使蒸气缓慢上升以保持分馏柱内有一个均匀的温度梯度，并控制馏出液的速度约1滴23 s。将80 以前的馏分收集在1号瓶中。开始蒸出的馏分中含低沸点的组分(乙醇)较多，而高沸点组分(水)较少，随着低沸点组分陆续蒸出，混合液中高沸点组分含量逐渐升高，馏出液的沸点随之升高。移去水浴，擦干烧瓶外壁，将烧

15、瓶置于石棉网上，用煤气灯小火加热，收集8095 馏分于2号瓶中。当蒸气达到95 时，停止蒸馏，移去煤气灯，冷却几分钟，使分馏柱内的液体回流至烧瓶。卸下烧瓶，将残液倒入3号瓶内。量出并记录各馏分的体积。 水蒸气蒸馏一、 基本原理在不溶或难溶于水但具有一定挥发性的有机物中通入水蒸气，使有机物在低于100 的温度下随水蒸气蒸馏出来，这种操作过程称为水蒸气蒸馏。它是分离、提纯有机化合物的重要方法之一，尤其适用于混有大量固体、树脂状或焦油状杂质的有机物，也适用于沸点较高，常压蒸馏时易分解的有机物。当水与不溶于水的有机物混合时， 其液面上的蒸气压等于各组分单独存在时的蒸气压之和，即p混合物p水+p有机物，

16、当两者的饱和蒸气压之和等于外界大气压时，混合物开始沸腾，这时的温度为它们的沸点，此沸点必定比混合物中任何一组分的沸点都低，因此，常压下应用水蒸气蒸馏，能在低于100 的情况下将高沸点组分与水一起蒸出来。蒸馏时，混合物沸点保持不变，直到有机物全部随水蒸出，温度才会上升至水的沸点。二、水蒸气蒸馏装置水蒸气蒸馏装置一般由水蒸气发生器和蒸馏装置两部分组成。 水蒸气蒸馏装置(普通仪器)A水蒸气发生器 、B安全管 、C水蒸气导管、D长颈圆底烧瓶 、E馏出液导管、 F冷凝管。 水蒸气发生器A通常为铜制容器(也可用圆底烧瓶代替)。长玻璃管B为平衡安全管。其下端接近容器底部，在正常操作时，保持水蒸气有一定压力，

17、以便进行水蒸气蒸馏；当水蒸气压力超过平衡管内水柱的压力时，水冲出管，泄压，从而保证整个装置的安全。B管内水柱的高度有指示压力的作用。发生器的侧面装有玻璃水位管以观察容器内水平面，器内盛水量以其容量的23为宜。蒸馏部分通常由长颈圆底烧瓶和直形冷凝管等组成。长颈圆底烧瓶D与桌面成45斜放，以防止蒸馏时飞溅的液沫被水蒸气带出而玷污馏出液。用铁夹夹住烧瓶。烧瓶口装有双孔软木塞，一孔插入水蒸气导管C，其外径不小于7 mm，以保证水蒸气畅通，末端正对着烧瓶底部，距底部810 mm，以利于水蒸气和被蒸馏物质充分接触，并起搅动作用；另一孔插入馏出液导管E，其外径略粗一些，约为10 mm，以利于水蒸气和有机物蒸

18、气通畅地进入冷凝管，避免蒸气导出受阻而增加烧瓶D中的压力。导管E常弯成30，连接烧瓶的一端应尽可能短一些，插入双孔软木塞后露出约5 mm，通入冷凝管的一段则允许稍长一些，可起部分冷凝作用。为使馏出液充分冷却宜采用长的直型冷凝管，冷却水的流速也宜大一些。水蒸气发生器的支管与水蒸气导管C之间要连一根T形管，在其支管上连接一段短橡皮管，用螺旋夹夹紧。T形管可用来除水蒸气中冷凝下来的水，同时当系统受阻，压力升高或发生其他意外时，也可打开螺旋夹，使系统与大气相通。使用标准磨口仪器时的水蒸气蒸馏装置图使用标准磨口仪器时的水蒸气蒸馏装置图 三、水蒸气蒸馏操作操作要点和说明1.蒸馏烧瓶的容量应保证混合物的体积

19、不超过其13，导入蒸汽的玻管下端应垂直地正对瓶底中央，并伸到接近瓶底。安装时要倾斜一定的角度，通常为45左右。2.水蒸汽发生器上的安全管（平衡管）不宜太短，其下端应接近器底，盛水量通常为其容量的12，最多不超过23，最好在水蒸汽发生器中加进沸石起助沸作用。3.应尽量缩短水蒸汽发生器与蒸馏烧瓶之间的距离，以减少水汽的冷凝。4.开始蒸馏前应把T形管上的止水夹打开，当T形管的支管有水蒸汽冲出时，接通冷凝水，开始通水蒸汽，进行蒸馏。 5.为使水蒸汽不致在烧瓶中冷凝过多而增加混合物的体积。在通水蒸汽时，可在烧瓶下用小火加热。 6.在蒸馏过程中，要经常检查安全管中的水位是否正常，如发现其突然升高，意味着有

20、堵塞现象，应立即打开止水夹，移去热源，使水蒸汽发生器与大气相通， 避免发生事故（如倒吸），待故障排除后再行蒸馏。如发现T形管支管处水积聚过多，超过支管部分，也应打开止水夹，将水放掉，否则将影响水蒸汽通过。7.当馏出液澄清透明，不含有油珠状的有机物时， 即可停止蒸馏，这时也应首先打开夹子，然后移去热源。8.如果随水蒸汽挥发馏出的物质熔点较高，在冷凝管中易凝成固体堵塞冷凝管，可考虑改用空气冷凝管。 减 压 蒸 馏一、 基本原理液体沸腾时的温度与外界压力有关，且随外界压力的降低而降低。如果用一个真空泵(水泵或油泵)与蒸馏装置相连接成为一个封闭系统，使系统内的压力降低，这样就可以在较低的温度下进行蒸馏

21、，这就是减压蒸馏，或称真空蒸馏。它是分离、提纯液体或低熔点固体有机物的一种重要方法。特别适用于在常压蒸馏时未到沸点即已受热分解、氧化或聚合的物质。减压蒸馏时液体在一定压力下的沸点可从手册或文献中查得数据，也可通过如图所示的压力-温度经验关系图近似地推算出。例如已知一个化合物在常压(100 kPa，760 mmHg)下的沸点为200 ，欲找出减压至2.63 kPa(20 mmHg)时的沸点，可从B线上找到200 的点，把这一点与压力线C上20 mmHg的点联成直线，并将其延长至与A线相交，交点90 就是该化合物在压力为2.63 kPa时的沸点。一般规律是高沸点的有机化合物(沸点为250300 )

22、，当压力降至3.29 kPa(25 mmHg)时，其沸点随之下降100125 ；在1.323.29 kPa(1025 mmHg)范围内，压力每降低0.132 kPa(1 mmHg)，则沸点降低约1 。压力-温度关系二、减压蒸馏装置减压蒸馏装置是由蒸馏装置、保护和测压装置及抽气减压装置三部分组成。三、减压蒸馏操作操作要点及说明（1）被蒸馏液体中若含有低沸点物质时，通常先进行普通蒸馏，再进行水泵减压蒸馏，而油泵减压蒸馏应在水泵减压蒸馏后进行。（2）装置停止后，先旋紧橡皮管上的螺旋夹，打开安全瓶上的二通活塞，使体系与大气相通，启动油泵（长时间未用的真空泵，启动前应先用手转动下皮带轮，能转动时再启动）

23、抽气，逐渐关闭二通活塞至完全关闭，注意观察瓶内的鼓泡情况（如发现鼓泡太剧烈，有冲料危险，立即将二通活塞旋开些）从压力计上观察体系内压力应能符合要求，然后小心旋开二通活塞，同时注意观察压力计上的读数，调节体系内压到所需值（根据沸点与压力关系）。 (3）在系统充分抽空后通冷凝水，再加热（一般用油浴）蒸馏，一旦减压蒸馏开始，就应密切注意蒸馏情况，调整体系内压，经常记录压力和相应的沸点值， 根据要求，收集不同馏分。（4）蒸馏完毕，移去热源，慢慢旋开螺旋夹（防止倒吸），并慢慢打开二通活塞，平衡内外压力，使测压计的水银柱慢慢地回复原状，（若打开得太快，水银柱很快上升，有冲破测压计的可能），然后关闭油泵和冷

24、却水。熔点的测定和温度计的校正一、 基本原理在大气压力下，化合物受热由固态转化为液态时的温度称该化合物的熔点。 严格地说，熔点是指在大气压力下化合物的固-液两相平衡时的温度。通常纯的有机化合物都具有确定的熔点，而固体从开始熔化(始熔)至完全熔化(全熔)的温度范围称熔距(或称熔程、熔点范围)，且一般不超过0.5 。当化合物含有杂质时，其熔点下降，熔距变宽。因此，通过测定熔点不仅可以鉴别不同的有机化合物，而且还可以判断有机化合物的纯度，同时还能鉴定熔点相同的两种化合物是否为同一化合物，即将它们混合后测熔点，如果熔点不变，熔距也没有变宽，说明它们是同一化合物，若熔点下降，熔距变宽，则为不同化合物。熔

25、点是固体有机化合物的物理常数之一 。但对于受热易分解的化合物，即使纯度很高，也无确定的熔点，且熔距较宽。熔点测定有两种方法： 常量法和微量法、常量法测定熔点比较准确，但需要较大量的试样才能满足测定熔点的需要。因此，测定有机物的熔点，通常采用微量法，下面对其作详细介绍。二、测定熔点的装置测定熔点有两种经常采用的装置：双浴式熔点测定装置和齐列(Thiele)熔点测定管。双浴式熔点测定装置 通过油浴和空气浴加热试样，试样受热均匀，温度上升缓慢，所以准确性较高，熔点范围较小；但装置稍复杂，加入的热浴物质例如甘油、石蜡油等，用量较多，测定熔点的速度较慢。 齐列熔点测定管 装置简单,使用方便，测定速度快；

26、但加热不够均匀，所测熔点的温度范围大，准确性稍差。 不论哪种装置，所配的塞子最好是软木塞因为软木塞的耐热性好，而橡皮塞在高温下易变粘。在软木塞上一定要锉一通气孔。加热时仪器内的空气膨胀，如无通气孔，内部压力太大时，易将塞子爆出，不仅使实验失败，还易造成事故。(a) 双浴式熔点测定装置 (b) 齐列熔点测定管熔点测定装置三、 熔点的测定方法影响毛细管法测熔点的主要因素及措施有：1.熔点管本身要干净，管壁不能太厚，封口要均匀。初学者容易出现的问题是，封口一端发生弯曲和封口端壁太厚，所以在毛细管封口时，一端在火焰上加热时要尽量让毛细管接近垂直方向，火焰温度不宜太高，最好用酒精灯，断断续续地加热，封口

27、要圆滑，以不漏气为原则。2.样品一定要干燥，并要研成细粉末，往毛细管内装样品时，一定要反复冲撞夯实，管外样品要用卫生纸擦干净。3、用橡皮圈将毛细管缚在温度计旁，并使装样部分和温度计水银球处在同一水平位置，同时要使温度计水银球处于b形管两侧管中心部位。 4.升温速度不宜太快，特别是当温度将要接近该样品的熔点时，升温速度更不能快。一般情况是，开始升温时速度可稍快些（5min）但接近该样品熔点时，升温速度要慢（12min），对未知物熔点的测定，第一次可快速升温，测定化合物的大概熔点。5.熔点温度范围（熔程、熔点、熔距）的观察和记录，注意观察时， 样品开始萎缩（蹋落）并非熔化开始的指示信号，实际的熔化

28、开始于能看到第一滴液体时，记下此时的温度，到所有晶体完全消失呈透明液体时再记下这时的温度，这两个温度即为该样品的熔点范围。 6.熔点的测定至少要有两次重复的数据，每一次测定都必须用新的熔点管，装新样品。进行第二次测定时，要等浴温冷至其熔点以下约30左右再进行。 7.使用硫酸作加热浴液（加热介质）要特别小心，不能让有机物碰到浓硫酸，否则使溶液颜色变深，有碍熔点的观察。若出现这种情况，可加人少许硝酸钾晶体共热后使之脱色。采用浓硫酸作热浴，适用于测熔点在220以下的样品。若要测熔点在220以上的样品可用其它热浴液。8.测定工作结束，一定要等浴液冷却后方可将浓硫酸倒回瓶中。温度计也要等冷却后，用废纸擦

29、去硫酸方可用水冲洗，否则温度计极易炸裂。四、温度计的校正温度计的误差会造成测出的一个纯化合物的熔点可能与文献或手册记载的熔点有一定的偏差，因此在测定熔点(或沸点)前，需要对温度计进行校正。温度计的校正方法很多，最简单的方法是标准温度计与普通温度计比较法。用标准温度计和普通温度计同时测定同一热浴的温度，在不断升温下，测出一系列温度读数。以标准温度计的读数为纵坐标，普通温度计的读数为横坐标，画出一条曲线，根据此曲线校正温度计。但一般实验室通常不备有标准温度计，因此常利用纯有机化合物的标准熔点校正法。 利用纯有机化合物的熔点校正温度计，是较方便的方法。首先选择一系列已知准确熔点的纯化合物作为标准，用

30、普通温度计测定它们的熔点。所测得的熔点温度范围，必须小于0.5 。 用已知标准物质的准确熔点温度作纵坐标，所测的熔点温度作横坐标，画一条曲线。那么这支普通温度计上的任一温度，可从曲线上找出对应的标准温度。保留此曲线图，以备后用。温度计和曲线图都应标记上相同的符号，配套使用，以防弄错。 沸点的测定一、 基本原理纯的液体受热至其饱和蒸气压与外界压力相等时就会沸腾，此时的温度就是该液态物质的沸点。在一定的压力下，每一种液态化合物都有固定的沸点，对于同一种化合物而言，在不同的压力下其沸点是不同的，但通常所说的沸点是指常压下的沸点。纯的液态有机化合物其沸程(沸点范围)为0.51。因此，通过沸点测定不仅可

31、以鉴别不同的有机化合物，而且还可以协助其他方法判断有机化合物的纯度。沸点是有机化合物的物理常数之一。下表列出了部分标准化合物的沸点。标准化合物样品的沸点 沸点测定方法有常量法和微量法两种。常量法用的是蒸馏装置,其操作也与简单蒸馏相同，但此法需要较多的样品(10 mL以上)。 微量法测定沸点，可采用下图所示的沸点测定管，在盛有热浴的齐列熔点测定管中进行。二、沸点测定管的准备外管的制作：用内径约为1 cm、壁厚约为1 mm的玻璃管拉制成内径约为4 mm的细管，截取长约7080 mm的一段，封闭其一端，封口底要薄此管作为外管。内管的制作：内管又称起泡管，它有两种制作方法。(1)取内径为1 mm、长度

32、约8090 mm的两根毛细管，各将其一端熔封，然后将两封口在灯焰上对接，冷却后，在离接头45 mm处平整地截断，作为内管。(2)取一内径1 mm、长约8090 mm的毛细管，封闭其一端作为内管。 用细吸管置几滴液体样品于外管中，样品高度约10 mm。将内管插入外管，并使其封口对接处位于样品液面以下 (如采用(2)法制作的内管，则将内管开口向下插入外管的样品中)，然后将沸点管用橡皮圈固定于温度计的一侧，使外管中样品的位置处于温度计水银球的中部，如图(b)或（c）。将温度计插入齐列熔点测定管的热浴中，插入深度与测定熔点时的要求相同。三、沸点测定方法重结晶一、 基本原理利用被提纯物质与杂质在同一溶剂

33、中溶解性能的显著差异而将它们分离的操作称为重结晶。重结晶是提纯固体有机化合物常用的一种方法。大多数有机物在溶剂中的溶解度随温度升高而增大，随温度降低而减小。重结晶就是利用这个原理，使有机物在热的溶剂中溶解，制成接近饱和的溶液，趁热过滤，除去不溶性杂质，再将溶液冷却，让有机物在冷的溶剂中重新结晶出来，并与可溶于溶剂的杂质相分离。如果固体中含有有色杂质，一般可以用活性炭脱色。经过一次或多次重结晶，可以大大提高有机物的纯度。 二、溶剂的选择重结晶操作的关键在于选择溶剂。一般要求溶剂不与被提纯物发生化学反应；被提纯物与杂质的溶解度在该溶剂中要有明显的差异，尤其是对于被提纯物，其溶解度应随温度的变化有显

34、著差异；其沸点不宜过低，也不宜过高，以便于与重结晶物质分离；如果是低毒、价廉、易回收、易提纯的溶剂则更好。 常用的溶剂有水、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、石油醚、四氯化碳、苯和乙酸乙酯等。在选择溶剂时应根据“相似相溶”的原理，即溶质往往易溶于结构与其相似的溶剂中。 在实际工作中往往通过试验来选择溶剂，溶解度试验方法如下：取几个小试管，各放入0.1 g待重结晶样品，分别加入0.51 mL不同种类的溶剂，加热至全溶，冷却后析出晶体最多的溶剂是最合适的；如果在3 mL热溶剂中能使样品全溶，冷却后有晶体析出或虽无晶体析出，但如果用玻棒在液面下的试管内壁上下摩擦后有晶体析出的，以晶体析出的多少选择合适的溶剂，

35、如仍无晶体析出，则这种溶剂不适用；如果在3 mL热溶剂中仍不能使样品全溶，或在1mL冷的或温热的溶剂中就已全溶，则这两种情况的溶剂也不适用。 如果不能选择到一种合适的溶剂，则可采用混合溶剂。混合溶剂一般由两种能以任何比例互溶的溶剂组成，其中一种对被提纯物质的溶解度很大， 而另一种对被提纯物质的溶解度很小。一般常用的混合溶剂有乙醇与水，乙醇与乙醚，乙醇与丙酮，乙醚与石油醚，苯与石油醚等。三、重结晶操作1.溶解待重结晶样品的溶解常在锥形瓶或圆底烧瓶中进行，一般不用烧杯。将样品置于瓶中,加入少于估算量的溶剂,投入几粒沸石,瓶口接回流冷凝管。加热回流，若瓶中固体没有完全溶解，可分批补加溶剂并保持回流至

36、全溶，再加少量溶剂使其适当过量(其量约为已加入溶剂量的15%)，以免热过滤时，因温度降低造成热溶液的过饱和而导致过滤过程中发生结晶。 含有杂色的样品，可用活性炭脱色。活性炭的用量为样品量的1%5%，不宜过多，否则会吸附样品造成损失。脱色在加热下进行，但决不能在已经沸腾的溶液中加活性炭，否则会发生溢料事故。正确的操作是：将沸腾的溶液稍冷后，加活性炭，再加热煮沸几分钟，脱色便可完成。2.热过滤将热溶液趁热过滤，除去不溶性杂质和活性炭。有机化学实验室中常用减压过滤，其装置如图。它是由布氏漏斗、吸滤瓶、缓冲瓶和真空泵等组成。减压过滤装置 布氏漏斗是一种瓷质的多孔漏斗，配置橡皮塞后与吸滤瓶相连，吸滤瓶的

37、支管接硬质橡皮管与减压系统相连，用真空泵(油泵或水泵)减压。 布氏漏斗所用滤纸应比漏斗内径稍小一些，但要能盖没所有小孔，将滤纸放入预热过的漏斗后，用溶剂润湿，抽吸，使滤纸紧贴漏斗，暂停抽吸后迅速将热溶液分批倒入漏斗，抽滤开始压力不要过低，以免滤纸穿孔或使溶液沸腾而被抽走，此时可用手稍稍捏紧抽气管，使吸滤瓶中既保持一定的真空度又能继续迅速抽滤。 在抽滤过程中漏斗里应一直保持有较多的溶液，不要抽干，直到过滤结束几乎没有液体滤出为止。停止抽气前应先拔去抽气管，然后关闭真空泵。3.晶体的析出和滤集将滤液自然冷却至室温析出晶体，切勿将滤液置于冷水中急冷，以免形成的晶体较细而吸附较多的杂质。但也不要使晶体

38、过大(超过2mm)，否则晶体中夹杂母液，造成产物纯度降低，也给干燥带来困难。当看到有大晶体形成时，及时摇动使之形成较均匀的小晶体。如果溶液冷却后仍不结晶，可投“晶种”，或用玻璃棒摩擦器壁引发晶体形成。如果不析出晶体而得油状物时， 可加热至成清液后，让其自然冷却至开始有油状物析出时，立即剧烈搅拌，使油状物分散，也可搅拌至油状物消失。 将析出晶体的冷溶液，室温下抽滤，以除去母液中溶解度较大的杂质，抽干，并用洁净的玻璃瓶塞挤压，以尽量除净溶剂。停止抽气，用少量溶剂均匀地洒在晶体上，使能恰好盖住晶体，静置至有滤液从漏斗下端滴下时，重新抽气，抽干、压干，反复洗涤几次后，将晶体置于表面皿上干燥。晶体纯度可

39、通过测定熔点进行初步鉴定。重结晶用的有机溶剂要回收。 升华一、 基本原理固态物质不经过液态而直接变为蒸气，蒸气遇冷又直接变为固体的过程称为升华。 它是提纯某些固体化合物的方法之一。其基本原理是利用固体的不同蒸气压使难挥发的杂质从易升华的物质中除去，从而达到分离、提纯的目的。这里的易升华物质是指在其熔点以下就有较高蒸气压(高于2.63 kPa)的固体物质，如果它与所含杂质的蒸气压有显著差异，则分离、提纯效果尤为良好。如果在常压下升华的效果较差，则可在减压下进行升华。樟脑、蒽醌的温度和蒸气压关系 以含杂质樟脑的升华为例，樟脑在160 时蒸气压为28.79 kPa，故它在受热温度达到熔点以前就有很高

40、的蒸气压，只要慢慢加热，樟脑就可以在熔点以下不经过熔化直接变为蒸气，蒸气遇冷即成固体， 其蒸气压可一直维持在48.68 kPa以下，直至樟脑蒸发完为止，残留的则是难挥发的杂质。升华的优点是不用溶剂，产物纯度高，但损失较大，因此实验室里一般用于较少量(12 g)化合物的纯化。二、常压升华常用的常压升华装置如图(a)。将干燥研细的待升华物质均匀地铺放在蒸发皿中，上面盖一张刺有十余个小孔(孔径约3 mm)的滤纸，然后将大小合适的玻璃漏斗(其直径既小于蒸发皿，也小于滤纸)倒盖在上面，漏斗颈部塞上蓬松的棉花或玻璃毛，以减少蒸气外逸。用沙浴或石棉网上空气浴小火加热，逐渐升高温度，控制浴温低于升华物质的熔点

41、，使其慢慢升华蒸气通过滤纸小孔后冷凝为晶体， 附着在漏斗内壁或滤纸上， 升华结束后，用刮刀将晶体轻轻刮下，置于洁净的表面皿上，即得纯净产物。(a) 常压升华装置 (b) 较大量物质的升华，可在烧杯中进行，见上图(b)。烧杯上面放一个圆底烧瓶，烧瓶用流动的冷水冷却，升华物则凝结在烧瓶的底部。三、减压升华当固体的蒸气压不够高时，可采用减压升华，其装置如右 图减压升华装置所示。把待升华的固体物质放入吸滤管中，用装有冷凝指的橡皮塞紧密地塞住管口。以水泵或油泵减压，将吸滤管浸入水浴或油浴中缓慢加热，升华物质冷凝于冷凝脂的表面。升华结束后应慢慢使体系接通大气，以免空气突然进入而把冷凝脂上的晶体吹落。小心取

42、出冷凝脂。 萃取一、 基本原理用溶剂从固体或液体混合物中提取所需要的物质，这一过程称为萃取。它是提取和纯化有机化合物的一种常用方法。比如，通过萃取可洗去混合物中的少量杂质(称洗涤)，还可以从天然产物中提取所需要的物质。萃取通常分为液-液萃取和液-固萃取。对液-液萃取而言，有两类萃取剂。一类萃取剂通常为有机溶剂，其萃取原理是利用物质在两种互不相溶 (或微溶) 的溶剂中的溶解度(或分配系数)的不同，使物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中，从而达到将物质提取出来的目的。例如有机化合物在有机溶剂中的溶解度通常大于在水中的溶解度，因此，可用与水不相溶或微溶的有机溶剂从水溶液中将有机化合物提取出来。 依照分配

43、定律，用一定量的溶剂分多次萃取比一次萃取的效率高，一般萃取三次即可将绝大部分的物质提取出来。另一类萃取剂是反应型试剂，其萃取原理是利用它与被提取的物质发生化学反应。这种萃取常用于从化合物中洗去少量杂质或分离混合物。常用的碱性萃取剂如5%氢氧化钠、5%或10%的碳酸钠或碳酸氢钠溶液可以从混合物中分离出有机酸或除去酸性杂质；而酸性萃取剂如稀硫酸、稀盐酸则可从混合物中分离出有机碱或除去碱性杂质，浓硫酸则可从饱和烃中除去不饱和烃，从卤代烷中除去醇和醚等。对于液-固萃取而言，萃取原理是利用固体样品中被提取的物质和杂质在同一液体溶剂中溶解度的不同而达到提取和分离的目的。 二、萃取溶剂的选择选择萃取溶剂的基

44、本原则是： 萃取溶剂对被提取物有较大的溶解度，并且与原溶剂不相溶或微溶； 两溶剂之间的相对密度差异较大以利于分层； 化学稳定性好，与原溶剂和被提取物都不反应； 沸点较低，萃取后易于用常压蒸馏回收。此外，也应考虑价廉、毒性小、不易着火等条件。从水中萃取有机物时经常使用的溶剂有：乙醚、苯、石油醚、氯仿、乙酸乙酯等。其中乙醚效果最好，但易着火，在实验室中可少量使用，在工业生产中不宜使用。 三、萃取操作液-液萃取 通常用分液漏斗进行液-液萃取。进行萃取操作之前，首先要选择容量适当的分液漏斗，检查其塞子和活塞是否严密，可用水试漏。确认不漏后，将分液漏斗放在铁台的铁圈上，关闭活塞，把待萃取混合液和萃取溶剂

45、(其量为所需萃取溶剂总量的1)仔细地从上口倒入分液漏斗中，旋紧塞子，封闭漏斗上口颈部的小孔，避免漏失液体。为使萃取溶剂和待萃取混合液充分接触，提高萃取效率，必须振荡分液漏斗，其方法如图所示：用右手握住分液漏斗上口颈部，手掌压紧塞子，左手的拇指和食指捏住活塞柄，中指垫在塞座下边，这样可以灵活地开启和关闭活塞，又能防止振荡分液漏斗时活塞转动或脱落振荡后，使分液漏斗处于倾斜状态，下口向上并指向无人和无明火处,开启活塞，放出产生的气体，使漏斗内外压力平衡若使用易挥发的萃取溶剂如乙醚、苯等，或用碳酸钠溶液中和酸液，振荡后必须随时放气然后关闭活塞、振荡、放气重复数次后，把分液漏斗重新放回铁圈上，静置、分层

46、当液体分成清晰的两层以后，打开分液漏斗上口的塞子或旋转塞子使塞子上的凹槽对准漏斗上口颈部的小孔以便与大气相通慢慢转动活塞，仔细地将下层液体放到锥形瓶或烧杯中，当上下两层液体的界面下降到接近活塞时，并闭活塞，稍加旋摇，静置，再仔细放出下层液体。然后将上层液体从分液漏斗的上口倒到另一个容器中。这样，萃取溶剂便带着被萃取物质从原混合物中分离出来。重复上述操作三次，每次都用新鲜萃取溶剂对分离出来的仍含有被萃取物质的溶液进行萃取。合并萃取液，经干燥后，通过蒸馏除去萃取溶剂，便可获得被提取物。液-固萃取 实验室常用索氏提取器(又称脂肪提取器)进行液-固萃取，如图所示。首先把固体物质粉碎研细，放在圆柱形滤纸

47、筒中.滤纸筒的直径小于索氏提取器的内径，其下端用细绳扎紧，其高度介于索氏提取器外侧的虹吸管和蒸气上升用支管口之间。提取器下口与盛有萃取溶剂的圆底烧瓶连接，上口与回流冷凝管相连.向圆底烧瓶中投入几粒沸石，开始加热(如为易燃性溶剂，需用水浴加热)，溶剂沸腾后,其蒸气通过提取器外侧直径较大的支管上升，被冷凝管冷凝为液体，回滴到盛有固体物质粉末的圆柱形滤纸筒内，可溶性物质便被萃取到热溶剂中。当溶液的液面超过直径较小的虹吸管顶端时，溶液会通过虹吸管自动地虹吸流回圆底烧瓶。 溶剂回流和虹吸作用重复循环，于是圆底烧瓶内便富集从固体物质中被萃取出来的可溶性物质。虽然使用一次量的溶剂，但由于通过重复循环流动,固

48、体物质能不断地与新鲜溶剂接触，因而大大提高了萃取效率。如果延长萃取时间，某些在有机溶剂中溶解度很小的物质，也可能被萃取出来。蒸除溶剂，便可得到被提取物。 干燥一、 基本原理进行有机化学实验时，经常需要除去所用试剂、 溶剂或所得产物中含的水分，这就是干燥它是常用的基本操作，具有十分重要的意义。干燥方法有物理法和化学法两种。物理法有加热、冷冻、抽真空、分馏、恒沸蒸馏、吸附等；而利用加入干燥剂来除去水分的方法，称为化学法。干燥剂可以分成两类：第一类干燥剂能与水结合，进行可逆反应，生成水合物。可用下式表示： 干燥剂 + nH2O = 干燥剂nH2O 许多无水金属盐类化合物，例如无水氯化钙、无水硫酸镁、

49、无水硫酸钠、无水硫酸钙等，属于此类。另一类干燥剂则与水进行不可逆反应，生成新的化合物，从而将水分除去。例如金属钠、五氧化二磷、氧化钙等，属于此类。二、液体有机化合物的干燥对液体有机化合物通常采用两种方法干燥。1. 用干燥剂除水干燥剂只适于干燥含有少量水的液体有机化合物。如果含水较多，必须在干燥前设法除去大部分水。例如在萃取时一定要将水层尽可能分离干净，然后才能使用干燥剂干燥，否则干燥剂耗量太多，也会损失被干燥物质。对于受热后可释放出水分子的干燥剂(例如CaCl26H2O在30 以上失水)，在蒸馏前必须将其除去。 选用干燥剂的原则是干燥剂与被干燥的液体有机化合物不发生化学反应，且不溶于该化合物中

50、；吸水容量较大，干燥效能较高，干燥速度较快，价格低廉。 2. 恒沸脱水某些与水能形成二元或三元恒沸混合物的液体有机物，可以直接进行蒸馏，把含水的恒沸混合物蒸出，剩下无水的液体有机物。例如，已知由29.6%水和70.4%苯组成的二元恒沸混合物沸点为69.3 ，而纯苯的沸点为80.3 ，如将含少量水的苯进行蒸馏，当温度升高到69.3 时，蒸出含水29.6%的二元恒沸混合物，水便被除去，温度升高到80.3 时，就可得到无水的纯苯。有时也可以在待干燥的含水有机物中加入另一种有机物， 使能形成三元恒沸混合物， 然后蒸馏，将水带出。例如，将足量的苯加入到95 %的乙醇中，由于苯与水和少量乙醇能形成含乙醇1

51、8.5%、水7.4%、 苯74.1%的三元恒沸混合物，其沸点为64.85 ，经恒沸蒸馏，可除去乙醇中的水，得到99.5%的无水乙醇，这是工业上制备无水乙醇的一种方法。三、固体有机化合物的干燥用重结晶方法得到的固体有机物晶体，必须充分干燥，才能称量，测定熔点，进行定性、定量化学分析或波谱分析，或用于下一步反应。当固体有机物晶体尚在布氏漏斗的滤纸上时，就可手持清洁的玻璃塞，倒置在晶体上面挤压，同时继续抽气过滤5 min，除去大部分水分或有机溶剂，使之得到初步干燥，然后用下述方法进一步干燥。自然晾干 对性质比较稳定、不吸潮、在空气中不分解的固体有机物，可采用自然晾干法除去所含的水分或易挥发的有机溶剂

52、。这是最简便、最经济的干燥方法。 将被干燥的有机物薄薄地摊开在表面皿、大张滤纸或多孔瓷板上，上面再覆盖一张滤纸，防止灰尘污染，使有机物在空气中慢慢晾干，一般需要数天时间。加热干燥 对于熔点较高、对热稳定、不升华的固体有机物，可以采用加热方法进行干燥，以加快溶剂从固体中蒸发出来的速度，缩短干燥时间。通常使用恒温烘箱或红外线灯加热烘干。操作时把要烘干的固体有机物放在表面皿或蒸发皿中，随时翻动，以免结块；也要注意防止过热、熔化。 所以，加热温度应控制在低于有机物的熔点或分解点30 以下。干燥器干燥 易吸潮、易升华或对热不稳定的固体有机物可放在干燥器中干燥。干燥器有普通干燥器、真空干燥器和真空恒温干燥

53、器三种。普通干燥器是带有磨口盖子的玻璃缸，缸内有一多孔瓷隔板。使用前要在缸口和盖子磨口处薄薄地涂上凡士林，使之密闭。被干燥的固体有机物装在表面皿或培养皿中，置于多孔瓷隔板上。干燥剂则放在瓷隔板下面，吸收从固体有机物蒸发出来的溶剂。根据溶剂的性质选择适当的干燥剂，常用的干燥剂有无水氯化钙、浓硫酸等。 折射率的测定一、 基本原理折射率是物质的特性常数，固、液、气态物质都有折射率，对于液体有机化合物而言，折射率是最重要的物理常数之一。通过测定折射率可以确定有机化合物的纯度及溶液的组成，也可用于鉴定未知化合物。当光线从一种介质射入另一种介质时，由于光的速度发生变化，因此引起光的传播方向也发生改变，这一

54、现象称光的折射。 光线在真空中的速度(v真空)与在某一介质中的速度(v介质)之比定义为该介质的折射率(绝对折射率)，它等于入射角(入射光与界面垂直线之间的夹角)与折射角(折射光与界面垂直线之间的夹角)的正弦之比。即 式中：nt表示当入射光波长为，温度为t时，介质的折射率。 在测定折射率时，一般光线都是从空气中射入介质中，除精密工作以外，通常都是以空气作为近似真空标准状态，故常以空气中测得的折射率作为某介质的折射率。即： 物质的折射率随入射光的波长。测定时的温度t及物质的结构等因素而变化，所以，在测定折射率时必须注明所用的光线和温度。当，t一定时，物质的折射率是一个常数。例如nD201.361

55、1表示入射光波长为钠光D线(589.3 nm)，温度为20 时，介质的折射率为1.361 1。由于所测折射率数据可读至小数点后第4位，精确度高，重复性好，因而以折射率作为液态有机化合物的纯度标准比沸点还可靠。由于光在任何介质中的速度均小于它在真空中的速度，因此，所有介质的折射率都大于1，即入射角大于折射角。入射角i=90时，折射角i最大，称临界折射角.如果从0到90(i)都有单色光入射，那么从0到临界角i也都有折射光.换言之，在临界角以内的区域均有光线通过，即NOD区是亮的，而在临界角i以外的区域，由于折射光钱消失而没有光线通过，故DOM区是暗的，OD为明暗两区的界线，由分界线的位置可测出临界

56、角i。当i=90时，=i时， 因此，只要测出临界角，即可求得介质的折射率。二、阿贝折射仪在有机化学实验室里，一般都用阿贝(Abbe)折射仪来测定物质的折射率其工作原理就是基于光的折射现象。在折射仪上直接读出的不是临界角i的度数，而是已计算好的折射率。 在右面目镜观察，看见一个界线十分清晰的半明半暗的像交于“十”字交叉点时，从读数镜中即可读出折射率。 三、折射率测定方法测定折射率时目镜中常见的图像 仪器使用完毕，打开棱镜，用丙酮洗净镜面，晾干后合上棱镜。折射仪不能在阳光下曝晒，不用时应放入木箱内置于干燥处。使用时要保护棱镜，不能在镜面上造成刻痕，不能测定强酸、强碱及有腐蚀性的液体，也不能测定对棱镜、金属保温套及其间的粘合剂有溶解作用的液体。四、数字阿贝折射仪数字阿贝折射仪是由目视望远镜系统和消色散系统组