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有机化学
1.18.4 模块四 有机化合物的制备实验

实验图2.8 样品在温度计水银球中部

装置完毕,用酒精灯在熔点测定管的侧管末端缓缓加热。开始时温度每分钟上升5~6℃,加热到距熔点10~15℃时改用小火,继续加热,控制在每分钟升温1~2℃。在加热的同时仔细观察温度计所示的温度与样品变化的情况,当毛细管内样品形状开始改变,或出现小滴液体时,记下此时的温度(始熔),再记下到完全透明(全熔)的温度。始熔到全熔的温度作为样品的熔点,两者的温度范围即为熔程。

本实验以尿素与桂皮酸为样品。每个样品测两次。第1次为粗测,加热可稍快,测知其大概熔点范围后,再做第2次精测(按上述要求进行)。然后按同法测定尿素和桂皮酸的等量混合物的熔点。

5)说明

①测定熔点时,凡样品熔点在220℃以下的,可采用浓硫酸作为传热液。温度过高,浓硫酸将分解为三氧化硫;有机物或其他杂质混入其中,会使硫酸变黑。浓硫酸触及人体会引起严重的灼伤,操作时应当十分小心。液体石蜡作为传热液,可加热到200~220℃,但在高温度下,其蒸气容易燃烧,用于测定熔点为220℃以下的样品,使用安全方便。甘油(丙三醇)也可作为传热液,适用于测定熔点较低的物质。因为甘油如受热温度过高将分解,产生刺激性很强的丙烯醛。

②毛细管的口径要适当,管体要圆而匀,内壁要洁净。要在毛细管的较粗一端封口,封口必须严密而底薄(可把封口的一端插入水中,看是否漏水)。

③样品装入毛细管要求要填实,高度要适宜(2.5~3.5mm)。取绿豆大小般干燥样品,置于干净研钵里研成细粉,并集中成堆。把毛细管开口一端插入其中,使少许样品进入毛细管中。取一根玻璃管竖在实验台面上,把装有样品的毛细管(封闭端向下),从玻璃管口自由落下。这样反复几次,使样品紧密填在毛细管底部。每个样品依法填装两根毛细管。

④把装有样品的毛细管,借传热液粘在温度计上,或用小橡皮圈固定在温度计上。

⑤进行第二次测定时,须待传热液温度降低到熔点以下30℃左右,再取另一根装好样品的新的毛细管,按同法加热测定。测定熔点至少要两次,每次须用新的样品管,两次的误差一般不能超过±1℃。

⑥测定完毕,待传热液冷却后,方可将它倒回原瓶中。温度计用后也要放冷,用废纸擦去传热液体,才能用水冲洗,否则,温度计容易炸裂。如要取得精确的熔点数据,所用温度计必须经过校正。

6)注意事项

①毛细管内壁不能粘有所测物质。

②要仔细观察始熔全熔的准确温度。

③严格按操作规定进行每个环节的实验。

实验练习2.2

1.填空

(1)影响熔点测定的因素包括(    )、(    )、(    )、(    )、(    )。

(2)通过熔点测定我们可以得知物质是(    )还是(    )或(    )。

(3)在操作中物质距熔点(    )开始该用小火加热,其目的是(    )。

2.简答

(1)什么是固体物质的熔点?固体物质纯与不纯在熔点数据上有何不同?

(2)影响熔点测定准确性的因素有哪些?为什么?

(3)杂质混入样品后,熔点为什么会降低?

(4)有两种样品,测定其熔点数据相同,如何证明它们是相同还是不同的物质?为什么?

(5)尿素和桂皮酸的熔点都是133℃,如何以测定熔点来证明它们是尿素还是桂皮酸?(也可选用其他试剂)。

实验3 蒸馏和沸点测定

1)实验目的

熟悉蒸馏的仪器、装置及其应用,认识蒸馏和测定沸点的原理及应用,正确组装有关仪器,进行蒸馏和沸点测定操作。

2)实验原理与应用

液体物质在一定的温度下有一定的蒸气压,液体的蒸气压随着温度的升高而增大,当液体的蒸气压等于大气压(外界施于液面的总压力)时,有大量气泡从液体内部逸出而沸腾,这时的温度称为该物质的沸点,它与液体所受的外界压力有关,通常沸点是指液体在大气压力为101.325 kPa时沸腾的温度。将液体加热沸腾,使液体变为蒸汽,蒸汽在冷凝器内冷凝为液体,这一过程称为蒸馏。通过蒸馏,可以将易挥发的和不易挥发的物质分离,不同沸点的液体的混合物(其沸点相差大于30℃的)也可彼此分离。蒸馏时的冷凝液(称为馏液)开始馏出和最后一滴的温度就是这种液体的沸点范围(或沸程)。纯净的液体有一定的沸点,而且沸程很短,一般为0.5~1℃。不纯净的液体没有固定的沸点,沸程较大。所以通过蒸馏可以精制液体物质,测定液体的沸点,判定它是否纯净。

3)仪器药品

60mL蒸馏烧瓶,250mm直形冷凝管、100℃温度计、接液管、水浴锅、50mL锥形烧瓶,酒精灯、量筒、沸石、乙酸乙酯。

4)操作步骤

蒸馏与常量法测沸点的装置如实验图2.9所示。温度计水银球的上限应和蒸馏烧瓶支管的下限在同一水平线上。冷凝管下端进水口接橡皮管,与自来水龙头连接,上端出水口接橡皮管,导入水槽中。冷凝管出水口应向上以保证冷凝管的套管中充满冷水。