有机实验思考题.docx
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有机实验思考题
P45
（1）为什么在拉制玻璃管及毛细管等时,玻璃管必须均匀转动加热？
答：
1、保证玻璃管受热均匀,从而保障拉管和弯管的效果,否则极易变形且不
具有较好的对称性。
2、均匀转动,以免玻管在受热转动过程中绞曲。
（2）在强热玻璃管〔棒之前,应先用小火加热。
在加工完毕后,又需经小火"退火",这是为什么？
答：
强热之前,先用小火烘,再加大火焰,以防止玻璃管破裂。
加工后,若直接从火焰中拿出玻璃管,它会因急速冷却,内部产生很大的压力,即使不立即开裂,过后也有破裂的可能。
若经小火退火,可使温度逐渐降低,不致出现上述结果。
P61
〔1三个瓶子中分别装有A、B、C三种白色结晶的有机固体每一种都在149—150
熔化。
一种50：
50的A与B的混合物在130-139℃熔化；50：
50的A与C的混合物在149-150℃熔化,那么50：
50的B与C的混合物在什么样的温度范围内熔化呢？
你能说明A,B,C是同一种物质？
应采取什么方法鉴别样品？
答：
通过熔点判定化合物纯度有一个经验规则：
混合物熔点低于任何一个组分,即两两混合,如果熔点不下降,那就表示是同种物质。
A和B是不同种物质,A和C是同种物质,那B和C就与A和B是一样的,在130-139℃熔化。
〔2测熔点时,若有下列情况,将产生什么结果？
〔a熔点管不洁净。
答：
等于样品中有杂质致使测得熔点偏低熔程加大。
熔点管底部未完全封闭,尚有一针孔。
答：
空气会进入,加热时,可看到有气泡从溶液中跑出,接着溶液进入,结晶很快熔化,也测不准,偏低。
熔点管壁太厚。
答：
受热不均匀,熔点测不准,熔点数据易偏高,熔程大。
样品未完全干燥或含有杂质。
答：
内有水分和其它溶剂,加热,溶剂气化,使样品松动熔化,也使所测熔点数据偏低,熔程加大,样品含有杂质的话情况同上。
加热太快。
答:
升温太快,会使所测熔点数据偏高,熔程大,所以加热不能太快。
这一方面是为了保证有充分的时间让热量由管外传至管内,以使固体熔化。
另一方面因观察者不能同时观察温度计所示度数和样品的变化情况,只有缓慢加热才能使此项误差变小。
（3）指出用毛细管法测定纯化合物时造成下列情况时的错误操作。
〔a比正确熔点低
答：
熔点管不洁净；熔点管底部未完全封闭,尚有一针空；样品未完全干燥或含有杂质。
比正常熔点高
答：
加热过快；
熔程大〔超过几度
答：
样品未完全干燥或含有杂质；加热过快
（4）判别下列说法：
〔a杂质总是降低有机化合物的熔点。
对晶形有机物质来说其熔点敏锐总是表示为纯的单一化合物.若将化合物A的样品加到化合物X中而不降低X的熔点,则X必与A为同一物质.若化合物A加入后使化合物X熔点降低,则X一定不是A.
答：
A对.纯物质熔点温度时,固液两相平衡,纯物质在两相的化学势相等；杂质的存在使液相蒸汽压降低,且使液相中溶剂的化学势小于固态纯溶剂的化学势,同时固态溶剂熔融会产生吸热,使温度下降,直至某一温度时,固态纯溶剂与液相才达到两相平衡,这时候完全溶解,所以会降低.
B、C、D都对.
在有机化学领域中,对于纯粹的有机化合物,一般都有固定熔点.即在一定压力下,固-液两相之间的变化都是非常敏锐的,初熔至全熔的温度不超过0.1℃〔熔点范围或称熔距、熔程.但如混有杂质则其熔点下降,且熔距也较长.因此,可通过熔点测定来鉴定有机化合物,并根据熔程长短来判断纯度.
（5）学生用电热熔点仪测定未知物的熔点为182℃,其结果是否可信？
为什么？
答：
应该可信,但是肯定存在一定的误差.
电加热熔点测定仪,适用于药品检验及有机化合物熔点测定.包括一个支撑容器和其内设置的一个加热容器,该两容器之间的空间安装有电热元件,加热容器的开口处有一容器塞,该塞上装有温度计.所述的支撑容器和加热容器最好用耐温透明玻璃制成,以便能观察到温度计刻度和物质变化情况.本实用新型结构简单,成本低,使用安全可靠、快捷.
存在热滞后现象,应该再反向测试凝固点温度；然后与溶化温度平均,就接近理论值了。
（6）根据下面列出的熔点,对样品的纯度应得出什么情况？
120-122℃147℃〔分解46-60℃162.5-163.5℃
答：
熔程越短,说明物质纯度越高。
D纯度好一些
B分解没有达到熔点
P80
（1）简述有机化合物重结晶的各个步骤及目的。
答：
一般包括：
〔1选择适宜溶剂,制成热的饱和溶液；〔2热过滤,除去不溶性杂质〔包括脱色；〔3抽滤、冷却结晶,除去母液；〔4洗涤干燥,除去附着的母液和溶剂。
〔2某一有机化合物进行重结晶时,最适合的溶剂应该具有哪些性质？
答：
〔1不与被提纯物质起化学反应；
〔2在较高温度时能溶解多量的被提纯物质,而在室温或更低温度时,只能溶解很少量的该种物质；
〔3对杂质的溶解度非常大或非常小〔前一种情况是使杂质留在母液中不随提纯物晶体一同析出,后一种情况是使杂质在热过滤时被滤去。
〔4容易挥发〔溶剂的沸点低,易与结晶分离除去。
沸点通常在50-120℃为宜。
溶剂的沸点应低于被提纯物质的熔点。
〔5能给出较好的结晶。
〔6无毒或毒性很小。
〔3加热溶解重结晶粗产物时,为何先加入比计算量〔根据溶解度数据略少的溶剂,然后渐渐添加至恰好溶解,最后再多加少量溶剂？
答：
能否获得较高的回收率,溶剂的用量是关键。
避免溶剂过量,可最大限度地回收晶体,减少晶体不必要的损失。
因此,加热溶解待重结晶产物时,应先加入比计算量略少的溶剂,然后渐渐添加溶剂至晶体恰好溶解时,而最后再多加入少量溶剂的目的是为了避免热过滤时溶剂挥发,温度下降,产生过饱和,在滤纸上析出晶体,造成损失。
溶剂大大过量,则晶体不能完全析出或不能析出,致使产品回收率降低。
〔4为什么活性炭要在固体物质完全溶解后加入？
为什么不能再溶液沸腾时加入？
答：
若固体物质未完全溶解就加入活性炭,就无法观察到晶体是否溶解,即无法判断所加溶剂量是否合适。
溶液沸腾时加入活性炭,易爆沸。
〔5将溶液进行热过滤时,为什么要尽可能减少溶剂的挥发？
如何减少其挥发？
答：
溶剂挥发多了,会有部分晶体热过滤时析出留在滤纸上和漏斗颈中,造成损失,若用有机溶剂,挥发多了,造成浪费,还污染环境。
为此,过滤时漏斗应盖上表面皿〔凹面向下,可减少溶剂的挥发。
盛溶液的容器,一般用锥形瓶〔水溶液除外,也可减少溶剂的挥发。
〔6用抽气过滤收集固体时,为什么在关闭水泵前,先要拆开水泵和吸滤瓶之间的连接或先打开安全瓶通大气的旋塞？
答：
以免水倒流入吸滤瓶。
〔7在布氏漏斗中用溶剂洗涤固体时应注意些什么？
答：
用重结晶的同一溶剂进行洗涤,用量应尽量少,以减少溶解损失。
如重结晶的溶剂的溶剂的熔点较高,在用原溶剂至少洗涤一次后,可用低沸点的溶剂洗涤,使最后的结晶产物易于干燥,〔要注意此溶剂必须能和第一种溶剂互溶而对晶体是不溶或微溶的。
〔8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？
答：
有机溶剂往往不是易燃就是有一定的毒性,也有两者兼有的,操作时要熄灭邻近的一切明火,最好在通风橱内操作。
常用三角烧瓶或圆底烧瓶作容器,因为它们瓶口较窄,溶剂不易挥发,又便于摇动,促使固体物质溶解。
若使用的溶剂是低沸点易燃的,严禁在石棉网上直接加热,必须装上回流冷凝管,并根据其沸点的高低,选用热浴,若固体物质在溶剂中溶解速度较慢,需要较长时间,也要装上回流冷凝管,以免溶剂损失。
〔9重结晶操作的目的是获得最大回收率的精制品,解释下列各点为什么会得到相反的效果。
〔a在溶解时用了不必要的大量溶剂。
答：
过量溶剂会造成溶液浓度过低,降低温度时结晶析出的量一定会少量。
〔b抽滤得到的结晶在干燥之前没有用新鲜的冷溶剂洗涤。
答：
〔c抽滤得到的结晶在干燥前用新鲜的热溶剂洗涤。
答：
溶质重新溶解,使收率严重偏低但继续结晶后常常会使含量提高-相当于二次重结晶。
〔d使用大量活性炭脱色。
答：
产品大量损失,来自于活性炭的杂质会增加。
所以在重结晶的时候,最好是用好的活性炭,少量,也叫做抛光。
〔e结晶是从油状物的固化凝块粉碎得到的,而此油状物原来是从热溶液中析出的。
答：
〔f将盛有热溶液瓶立即放入冰水中加速结晶。
答：
〔100℃时100mL水溶解0.02g苯甲酸,而溶解乙酰苯胺0.53g.如果你做了其中某一化合物的重结晶,试根据在制备热溶液时所用的水的总体积,计算该化合物在0℃时,由于溶解度缘故有多少量是不能回收的。
答：
〔11书上
P89
〔1什么叫沸点？
液体的沸点和大气压有什么关系？
文献上记载的某物质的沸点温度是否即为你在当地实测的沸点温度？
答：
将液体加热,其蒸气压增大到和外界施于液面的总压力〔通常是大气压力相等时,液体沸腾,此时的温度即为该液体的沸点。
文献上记载的某物质的沸点不一定即为我们那里的沸点度,通常文献上记载的某物质的沸点,如不加说明,一般是一个大气压时的沸点。
如果我们那里的大气压不是一个大气压的话,该液体的沸点会有变化。
〔2蒸馏时为什么蒸馏瓶所盛液体的量不应超过容积的2/3也不应少于1/3？
答：
溶液量太大,沸腾的时候液滴有可能飞溅到支管,造成蒸馏的物质不纯。
溶液量太少,易全部蒸出,损坏仪器,也会造成危险。
〔3蒸馏时加入沸石的作用是什么？
如果蒸馏前忘记加沸石,能否立即将沸石加至将近沸腾的液体中？
当重新蒸馏时,用过的沸石能否继续使用？
答：
加入沸石的作用是起助沸作用,防止暴沸。
因为沸石表面均有微孔,内有空气,所以可起助沸作用。
不能将沸石加至将近沸腾的液体中,那样溶液猛烈暴沸,液体易冲出瓶口。
若是易燃液体,还会引起火灾,要等沸腾的液体冷下来再加。
用过的沸石一般不能再继续使用,因为它的微孔中已充满或留有杂质,孔经变小或堵塞,不能再起助沸作用。
〔4为什么蒸馏时最好控制馏出液的速度为1~2滴/s为宜？
答：
在整个蒸馏过程中,应使温度计水银球上常有被冷凝的液滴,让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡。
所以要控制加热温度,调节蒸馏速度,通常以1~2滴/s为宜,否则不成平衡。
蒸馏时加热的火焰不能太大,否则会在蒸馏瓶的颈部造成过热现象,使一部分液体的蒸气直接受到火焰的热量,这样由温度计读得的沸点会偏高；另一方面蒸馏也不能进行的太慢,否则由于温度计的水银球不能为馏出液蒸气充分浸润而使温度计上所读得的沸点偏低或不规则。
〔5如果液体具有恒定的沸点,那么能否认为它是单纯物质？
答：
纯粹的液体有机化合物,在一定的压力下具有一定的沸点,但是具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物,因为某些有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物,它们也有一定的沸点。
〔6在微量蒸馏时,装在蒸馏装置上部的温度计水银球应位于连接冷凝管的出口处附近。
解释温度计水银球的位置在出口处以上或以下对温度计读数有何影响？
答：
因温度计测量的是蒸汽的温度,故应放在支管口,如果把温度计放在支管口以下的地方,这时候的温度是比支管口的温度略低,往上即是比支管口的温度越高．
P95
〔1若加热太快,馏出液每秒中的滴数超过要求量,用分馏法分离两种液体的能力会显著下降,为什么？
答：
因为加热太快,馏出速度太快,热量来不及交换〔易挥发组分和难挥发组分致使水银球周围液滴和蒸气未达平衡,一部分难挥发组分也被气化上升而冷凝,来不及分离就一道被蒸出,所以分离两种液体的能力会显著下降。
〔2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？
答：
保持回流液的目的在于让上升的蒸气和回流液体,充分进行热交换,促使易挥发组分上升,难挥发组分下降,从而达到彻底分离它们的目的。
〔3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？
答：
装有填料的分馏柱上升蒸气和下降液体〔回流之间的接触面加大,更有利于它们充分进行热交换,使易挥发的组分和难挥发组分更好地分开,所以效率更高。
〔4什么叫共沸物？
为什么不能用分馏法分离共沸混合物？
答：
当某两种或三种液体以一定比例混合,可组成具有固定沸点的混合物。
将这种混合物加热至沸腾时,在气液平衡体系中,气相组成和液相组成一样,故不能使用分馏法将其分离出来,只能得到按一定比例组成的混合物,这种混合物称为共沸混合物或恒沸混合物。
〔5在分馏时通常用水浴或油浴加热,它比直接火加热有什么优点？
答：
在分馏时通常用水浴或油浴,使液体受热均匀,不易产生局部过热,这比直接火加热要好得多。
〔6根据甲醇-水混合物的蒸馏和分馏曲线,哪一种方法分离混合物各组分的效率较高？
为什么？
答：
分馏效率高,因为分馏是利用分馏柱实现"多次重复"的蒸馏过程。
P102
（1）具有什么性质的化合物需用减压蒸馏进行提纯？
答：
在蒸馏操作中,一些有机物加热到其正常沸点附近时,会由于温度过高而发生氧化、分解或聚合等反应,使其无法在常压下蒸馏.若将蒸馏装置连接在一套减压系统上,在蒸馏开始前先使整个系统压力降低到只有常压的十几分之一至几十分之一,那么这类有机物就可以在较其正常沸点低得多的温度下进行蒸馏.
〔2使用水泵减压蒸馏时,应采取什么预防措施？
答：
仪器壁要厚,耐压。
气密性好,仪器接口要涂抹凡士林,仪器安装正确,规范,要安装安全瓶,先加压,再加热。
不能直接加热,要热浴加热。
蒸馏完毕后,先停止加热,慢慢放气,防止水银冲破玻璃管,减压蒸馏应缓慢平稳进行。
〔3进行减压蒸馏时,为什么必须用油浴加热？
为什么必须先抽真空后加热？
答：
加热均匀,可防止爆沸。
因为系统内充满空气,加热后部分溶液气化,再抽气时,大量气体来不及冷凝和吸收,会直接进入真空泵,损坏泵改变真空度。
如先抽气再加热,可以避免或减少之。
〔4使用油泵减压时,要有哪些吸收和保护装置？
其作用是什么？
答：
当用油泵进行减压时,为保护油泵,必须在馏液接受器与油泵之间顺次安装冷却阱和几种吸收塔。
作用:
以免污染泵油,腐蚀机件致使真空度降低。
〔5当减压蒸馏完所需要的化合物后,应如何停止减压蒸馏？
为什么？
答：
蒸馏完毕时,与蒸馏过程中需要中断时〔例如调换毛细管、接受瓶相同,关闭加热电源或熄灭火源,撤去热浴,待稍冷后缓缓解除真空,使系统内外压力平衡后,方可关闭油泵。
否则,由于系统中的压力较低,油泵中的油就有吸入干燥塔的可能。
P113
（1）此三组分分离实验中,利用了什么性质,在萃取过程中各组分发生的变化是什么？
写出分离提纯的流程图。
答：
物质的酸碱性。
见书上
〔2乙醚作为一种常用的萃取剂,其优缺点是什么？
答：
优点：
沸点不高易除去,价格适宜,对有机物的溶解性好。
缺点：
易燃易
爆,易挥发,萃取后常带有一定量的水,有一定的麻醉性。
<3>若用下列溶剂萃取水溶液,它们将在上层还是下层？
乙醚、氯仿、己烷、甲苯。
答：
〔上层：
乙醚,己烷,甲苯。
下层：
氯仿。
〔4如何选择合适的萃取溶剂？
答：
1.被萃取物质在溶剂中溶解度高
2.被萃取物质不与溶剂反应
3.溶剂与被萃取物质原来所在的溶剂不互溶.
溶剂的沸点不宜过高。
化学稳定性好、价格便宜、毒性小、相对密度适当、操作方便。
〔5假设化合物A在乙醚和水之间的分配系数为3,即A更易溶于乙醚。
做书上
〔6从乙醚萃取液中分离苯甲酸,β-萘酚和萘,为什么开始步骤要用碳酸氢钠的水溶液,而不是氢氧化钠的水溶液？
答：
因为氢氧化钠是强碱,会和苯甲酸反应。
〔7从醚溶液中分离β-萘酚,如溶液酸化到pH为10而不是使石蕊试纸显酸性,会产生什么结果？
答：
PH=10时,溶液为碱性,此时萘酚溶解〔萘酚的羟基有弱酸性而萘不溶解,所以可以将两者分离.
〔8一种作为药物的天然产物lorazepam在水和氯仿中的溶解度分别为0.08mg/mL和2.0mg/mL。
试估算此天然产物在氯仿和水两相之间的分配系数。
书上
P125
（1）完成下列填空,每个空选择下面列出的一个词汇,每个词汇只能使用一次。
在吸附色谱中,样品的分离是基于离子偶极和偶极偶极之间的相互作用和H键。
最普遍使用的固定相是硅胶和氧化铝,后者比前者具有较高的吸附性。
高极性的化合物可以用高极性的溶剂和活性低的吸附剂有效地加以分离。
使流动相沿薄板流动的方法称为展开。
溶剂移动的距离与样品移动距离的比例被用来计算Rf值。
通常样品的极性越高,Rf值较低。
荧光剂和碘是常用的显色剂。
TLC常用来分析样品中的组分,而制备TLC则用来分离样品的组分。
（2）在一定的操作条件下为什么可利用Rf值来鉴定化合物？
答：
在特定的展开剂中,Rf值几乎可以认为是物质的特性之一。
取标准品和样品,如果在两个以上的展开剂系统中,样品都有和标准品相同Rf的点,基本可以确定样品中含有标准品。
如果样品在多种展开剂中,都显示只有一个点,而这个点的Rf和标准品〔或者报道的标准品的Rf总是相同,那么此样品就是标准品所含物质。
TLC用于鉴定,是最简便而又常用的方法之一。
（3）在混合物薄层色谱中,如何判定各组分在薄层上的位置？
答：
薄层色谱展开剂的选择和柱色谱一样,主要根据样品的极性,溶解度和吸附剂的活性等因素来考虑。
凡溶剂的极性越大,则对化合物的洗脱力也越大,也就是说Rf值也越大,〔如果样品在溶剂中有一定溶解度。
因为根据溶剂的极性,化合物的极性及Rf值,可知各组分在薄层板上的位置。
（4）展开剂的高度若超过了点样线,对薄层色谱有何影响？
答：
这样所点试样将被溶剂所洗脱,薄层色谱无法展开。
<5>在硅胶G板上用三种不同的混合溶剂进行生物碱的TLC分析。
溶剂1：
氯仿／丙酮／二乙胺<5：
4：
1>；溶剂2：
氯仿／二乙胺<9：
1>；溶剂3：
环己烷／氯仿／二乙胺<5：
4：
1>。
不同生物碱的Rf值如下表所示。
如果你在刑警侦察实验室工作,针对下述三种情况,如何选择溶剂。
（a）刑警收缴的样品包含在走私的药品中,怀疑其中含有吗啡、可卡因和乌头碱？
答：
溶剂3
（b）可卡因和利血平的混合物？
答：
溶剂3
一种含马钱子碱和利血平的毒品？
答：
溶剂1
<6>用TLC分析跟踪不同时间化学反应的进程,反应混合
物在0时间,15min和30min时取样展开后的情况如下图所示。
纯样品A和B<在相同条件下>的Rf值分别为0.2和0.8。
（a）计算所有点的Rf值。
答：
书上
（b）鉴定每个点,并对TLC分析的结果加以解释。
在制备C时,哪种原料是限制试剂？
并简述理由。
P134
<1>柱色谱中为什么极性大的组分要用极性较大的溶剂洗脱？
答：
根据相似相溶原理,极性大的组分在极性大的溶剂中溶解度较大,易于洗脱。
<2>柱中若留有空气或填装不均,对分离效果有何影响？
如何避免？
答：
造成洗脱剂流动不规则而形成沟流,引起色谱带变形,影响分离效果。
向柱子中倒入溶剂约为柱高3/4处,打开活塞,然后慢慢加入吸附剂,用木棒或带橡皮管的玻棒轻轻敲打柱身下部,使填装紧密。
<3>为什么滴定管旋塞不涂油脂更适合于柱色谱层析使用？
答：
柱色谱层析柱用的大都是有机溶剂,会把油脂洗脱,造成污染了。
〔4试解释为什么荧光黄比碱性蓝BB在色谱柱上吸附得更加牢固。
答：
荧光黄是极性化合物,它与氧化铝有三种相互作用力存在：
一是荧光黄的羧基与氧化铝成盐；二是羟基能与氧化铝形成氢键；三是羰基的极性与氧化铝的极性存在偶极-偶极相互作用.因此,荧光黄在氧化铝上吸附得很牢固.碱性湖蓝BB也是极性化合物,其氮原子上的孤对电子能与氧化铝发生配位作用,但该作用力与荧光黄相比弱得多.也就是说,碱性湖蓝BB在氧化铝上的吸附不如荧光黄牢固.
〔5含三种有机试剂〔A、B和C的混合物欲以柱色谱进行分离,先导的TLC分析给出了如下结果〔见下图。
〔a用柱色谱有效地分离A、B和C,应用哪一种溶剂或混合溶剂？
答：
〔b如果只需分离出化合物A〔B和C弃去,应选择哪一种溶剂作为洗脱剂？
答:
环己醇
〔6用两种直径不同但填有相同的固定相和相同流动相的色谱柱来分离二组分的混合物,因装柱不均匀,二者均出现了谱带的倾斜〔见下图。
柱2比柱1有较大的长度/直径比,试问哪一个会得到较好的分离效果？
为什么？
答：
柱1
〔7用柱色谱分离生物碱的混合物,用甲苯、乙醚、二氯甲烷和甲醇作系列洗脱剂,共收集到135个馏分〔每个3mL。
馏分1,15,30,45等用TLC分析结果如下图所示,回答下列问题：
〔a混合物中共存在多少种生物碱？
答：
四种
〔b哪些馏分可以合并而无需进一步分析？
答：
1-30,105-135可以合并。
〔c哪些剩余的馏分在最终合并前需用TLC进行鉴定？
答：
31-44,45-74,91-104最终合并前需用TLC进行鉴定。
P137
（1）纸层析属于吸附色谱还是分配色谱？
（2）为什么层析纸上的斑点不应在展开容器的溶剂液面以下？
答：
展开剂溶解样品,不会出现斑点,斑点分散在背景中,或产生拖尾.
（3）在层析纸上点样品斑点过大有什么不好？
答：
斑点过大,色素扩散过程中容易重叠,影响色素颜色比对,而影响实验结果分析。
（4）为什么展开容器必须尽量密闭？
答：
层析所用的展开剂通常为有机混合溶液,多数有机溶液易挥发,而且挥发性不同。
敞开条件下会由于溶剂的挥发性不同而改变展开剂的比例,影响层析。
密封条件有利于保持层析缸内展开剂的比例。
再者密封有利于薄层板的饱和,保持缸内的湿度。
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