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有机化学
1.18.4.1 实验1 乙酸乙酯的制备

实验图2.9 蒸馏装置

1—热源;2—蒸馏烧瓶;3—温度计;4—冷凝管;5—接受器

通过漏斗或沿着蒸馏烧瓶颈部(没有支管的一侧),倾入待蒸馏的乙酸乙酯(液体的量一般为烧瓶体积的1/3~2/3。投入2~3颗沸石,按要求装好仪器,水浴加热进行蒸馏,要求水面要高于液面。蒸馏速度宜缓慢而均匀,1~2滴/s为宜。在一定沸点的物质蒸出之前,常有沸点较低的液体先蒸出,称为“前馏液”,将其收集、弃去。这部分蒸完后,沸点趋于稳定,蒸出的就是较纯的物质。这时须更换一只洁净的干燥的接受瓶。记下这部分液体馏出开始和最后一滴的温度,即是该馏分的沸程。蒸馏完毕,先停火,后停水,再按以下顺序拆下仪器、接受器、冷凝管、热源、热浴、蒸馏烧瓶及其他。

本实验可以用乙酸乙酯作为样品,或结合在乙酸乙酯的制备实验中进行。

5)说明

①仪器的顺序一般是:热源(酒精灯、喷灯或电炉)→铁圈(或三角架)→石棉网或热浴(水浴、油浴、沙浴)→蒸馏烧瓶→冷凝管(先配上橡皮管)→接液管→接受器。烧瓶夹或万能夹夹住瓶颈管体时,都应有橡皮、纸片或布条等软性物质作为衬垫。夹子要夹得松紧适宜(夹住后上下不能移动,稍用力尚可左右移动为好)。整个装置应力求端正整齐,做到“横看一个面,侧看一条线”。

②蒸馏沸点低的液体,用颈形蒸馏烧瓶;蒸馏沸点较高的液体(大于120℃)选用短颈型蒸馏烧瓶。

③馏沸点低于130℃的液体,用冷水冷凝管蒸馏。沸点高于130℃的液体,用空气冷凝管。蒸馏低沸点液体而且须加快蒸馏时,可用蛇形冷凝管。

④液体加热时,有时即使温度已超过沸点而可能不沸腾,称为“过热”,待蒸气压超过大气压和液体自身压力之和时,可以造成猛烈沸腾而给实验带来困难和危险,称为“暴沸”。为了防止暴沸,需要加入助沸物或止暴剂、沸石。止暴剂一般是表面多孔、能吸附空气,与被蒸馏物不反应的固体颗粒或小块状物质如沸石、素磁片、磨砂玻璃珠、碎玻璃屑、一端封闭的毛细管(开口一端朝下,伸入液体中)等。沸石应在加热前投入。如果加热前忘加沸石,切忌在中途液体加热已接近沸腾时补加(如果这样,液体将突然暴沸而从瓶口喷出,造成危险)。这时应移去热源,停止加热,待蒸馏物冷却到沸点以下时方可再加入沸石。

⑤为了避免玻璃仪器由于受热不均匀而造成炸裂破损,或引起有机化合物的部分分解,在实验室中常根据不同情况而采取各种间接的加热方法。最简便的方法是通过石棉网加热,但这样加热仍不均匀,在蒸馏、减压蒸馏或回流低沸点、易燃物质时不能应用,应采取热浴间接加热。常用的热浴有:

a.水浴。适用于加热80℃以下的液体,把盛有液体的容器浸在水浴锅的水中,加热水浴锅,锅中的水温升高,使容器受热。需要加热到100℃时,可采用沸水浴或蒸气浴。

b.油浴。适用于加热100~250℃的液体,使用方法与水浴相同。油浴能达到的加热温度取决于所用油的种类,例如:液体石蜡可加热到220℃、固体石蜡也可加热到220℃,不超过250℃;硅油和真空泵油可加热到250℃以上而仍较稳定;2号汽缸油可达250℃以上而不分解,而且价格低廉。

c.沙浴。把洁净而干燥的细砂平铺在铁盘上,把盛有液体的容器埋入砂中,加热砂盘,使液体间接受热。要加热到100℃甚至几百度以上时,可使用砂浴最为恰当。加热沸点在80℃以上的液体还可用空气浴。需要高温可用熔融盐浴和金属浴。

用热浴间接加热时,浴温应保持在不超过蒸馏液沸点20℃(最高不得超过30℃)。

6)注意事项

①整个设备安装要严格按照规范要求去做,否则将严重影响实验结果。

②注意沸石的使用方法、功能。

实验练习2.3

1.判断

(1)接受器→接液管→冷凝器→蒸馏烧瓶→石棉网或热浴→铁圈→热源(  )

(2)冷凝管→蒸馏烧瓶→铁圈→热源→石棉网或热浴→接液管→接受器(  )

(3)热源→铁圈→石棉网或热浴→蒸馏烧瓶→冷凝管→接液管→接受器(  )

(4)沸石的作用是助沸。(  )

(5)热浴的选择方法是沸点越高越好。(  )

(6)高沸点液体的蒸馏在仪器选择上没有什么不同。(  )

(7)蒸馏和沸点是互不相干的两个实验内容。(  )

2.简答

(1)什么是液体的沸点?蒸馏的原理是什么?蒸馏与测定沸点有什么关系?

(2)蒸馏时为什么要加助沸物?它有什么作用?

(3)什么是热浴?常用的有哪几种?应用时如何选择使用?

实验4 重结晶

1)实验目的

认识重结晶的原理和应用,学习用重结晶的方法提纯固体有机化合物,正确选择溶剂。组装和使用有关仪器设备,掌握抽滤、保温过滤、脱色、结晶洗涤等基本技能操作。

2)实验原理

固体物质在溶剂中的溶解度与温度有关。升高温度,通常能增大其溶解度,相反,则降低溶解度。把固体物质溶于适当的溶剂中成为热的饱和溶液,趁热过滤,再把滤液冷却,则原来溶解的固体物质由于溶解度降低而析出结晶。至于杂质,不溶性的已在趁热过滤时除去;可溶性的由于它的量很少,在精制物析出晶体时,极大部分仍留在母液中。倘若结晶一次尚不能符合要求,可以重复进行结晶。这是精制固体物质的最常用方法。

重结晶的流程如实验图2.10所示: