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完整版有机化学实验操作规范

有机化学实验

操作规范

 

《有机化学实验》操作规范................................................................................ 1

一、有机化学实验教学目的和要求........................................................... 1

二、使用标准磨口玻璃仪器注意事项....................................................... 1

三、仪器的装配 .......................................................................................... 1

四、加热 ...................................................................................................... 2

五、回流 ...................................................................................................... 2

六、分液漏斗 .............................................................................................. 3

七、搅拌装置 .............................................................................................. 4

八、干燥 ...................................................................................................... 4

九、蒸馏 ...................................................................................................... 5

十、减压蒸馏 .............................................................................................. 7

十一、水蒸气蒸馏 ...................................................................................... 9

十二、分馏 ................................................................................................ 10

十三、重结晶 ............................................................................................ 11

十四、有机化合物的合成 ........................................................................ 13

 

II

《有机化学实验》操作规范

《有机化学实验》操作规范

 

一、有机化学实验教学目的和要求

通过有机化学实验,加深学生对有机化学基本理论与概念的理

解;增强运用有机化学理论解决实验问题的能力。

要求掌握:

1、本规范内所拟订的各项有机化学实验的基本技能;

2、正确选择有机化合物的合成、分离和提纯的方法;

3、养成实事求是的科学态度,良好的科学素养和工作习惯。

二、使用标准磨口玻璃仪器注意事项

1、标准口塞应保持清洁

2、使用前在磨砂口塞表面涂以少量真空油脂或凡士林,以增强磨

砂接口的密合性,同时也便于接口的装拆。

3、用后应立即拆卸洗净。

否则,对接处常会粘牢,以至拆卸困难。

4、能正确说出各仪器的名称

三、仪器的装配

1、在装配仪器时,所选用的玻璃仪器和配件都要干净。

否则会影

响产物的产量和质量

2、一般根据热源的高低来确定待加热仪器和其他仪器的高度。

3、仪器安装应先选好主要仪器的位置,按先下后上,从左到右顺

序安装,做到正确、整齐、稳妥、端正,其轴线应与实验台边

沿平行。

在拆卸时应先移走热源,后停冷凝水,再拆装置,拆

卸顺序与安装相反,其顺序是由右至左,先上后下。

4、其他注意事项

1

四、加热

(a)铁夹夹玻璃器皿:

铁夹的双钳应贴有软性物质如橡皮、布条

等;先用左手手指将双钳夹紧,再拧紧铁夹螺丝,做到夹物不

松不紧。

(b)铁夹应夹住冷凝管中部偏上一些的位置

(c)冷凝管进水口在下方,出水口在上方

(d)检查完装置后,先通冷凝水,再加热。

四、加热

在有机化学反应中为避免加热不均匀和局部过热,经常使用下列

热浴来进行间接加热:

1、水浴:

当加热的温度不超过 100℃时,最好使用水浴加热。

2、油浴:

适用 100~250℃间加热,油浴所能达到的最高温度取决

于所用油的种类。

3、沙浴:

>80℃的加热,但对于蒸馏操作,则几乎不用沙浴(散热

快,升温很慢且不易控制)

4、空气浴:

沸点在 80℃以上的液体均可采用。

5、电热套:

有机化学实验中一种简便、安全的加热装置,一般可

不用热浴直接加热(但不包括减压蒸馏)。

五、回流

1、冷凝管的选用:

回流时多选用球形冷凝管,若反应混合物沸点

很低或其中有毒性大的原料或溶剂时,可选用蛇形冷凝管。

2、热浴的选用:

回流加热前应先放入沸石,根据瓶内液体的沸腾

温度,可选用水浴、油浴、空气浴或电热套加热等方式。

 

2

《有机化学实验》操作规范

 

3、回流速率:

回流速率应控制在液体蒸气浸润不超过两个球为宜

4、隔绝潮气的回流装置:

某些有机化学反应中水汽的存在会影响

反应的正常进行(如使用格氏试剂、无水三氯化铝来制备化合

物的实验),则需在球形冷凝管顶端加干燥管(干燥管内填装

颗粒状的干燥剂)。

5、有气体吸收装置的回流:

此操作适用于反应时有水溶性气体(如

氯化氢、溴化氢、二氧化硫等气体)产生的实验

6、其它回流装置:

a 有分水器的回流(如正丁醚合成)。

b 有搅拌

器和滴加液体反应物装置的回流

六、分液漏斗

1、分液漏斗的选用:

无论选用何种形状的分液漏斗,加入全部液

体的总体积不得超过其容量的 3/4。

2、盛有液体的分液漏斗的放置(两种方法):

(a)放置在固定的铁环上,而铁环应固定在铁架台的适当高度;

(b)分液漏斗颈上配一塞子,然后用单爪铁夹稳稳地将其夹住,

并固定在铁架台的适当高度。

不论如何放置,接受液

体容器的内壁应紧贴分液漏斗颈。

3、分液漏斗的检查:

使用分液漏斗前,应检查玻璃活

塞、活塞芯是否原装配套;分液漏斗是否漏液;

活塞芯是否旋转自如;活塞芯孔是否被堵塞等。

 

3

七、搅拌装置

七、搅拌装置

1、能熟练装配简易密封装置,并检查其是否运转良好。

2、若需要使用三颈瓶和温度计时,应检查当搅拌棒旋转时是否会

碰及温度计。

3、搅拌棒与真空橡皮管连接过松而在反应过程中脱落。

八、干燥

1、液体有机物的干燥与干燥剂的选用

(1)干燥剂的选择:

所选干燥剂必须不与该化合物发生化学反应

或发生催化作用,不溶解于该液体中。

(2)干燥剂的用量:

一般干燥剂的用量为每 10mL 液体约需 0.5~1g。

但由于液体中的水分含量不等,干燥剂的质量、颗粒大小、

干燥温度等诸多原因,上述数据仅供参考。

(3)干燥时间:

至少半小时,最好放置过夜

(4)注意事项:

A 干燥前有机液体不应有任何可见的水层。

B 蒸馏干燥后的液体时,必须将与水可逆结合成水合物的干

燥剂(如 CaCl2、MgSO4 等)过滤除出。

2、固体有机物的干燥

(1)空气晾干(一般需几天才能彻底干燥)

(2)烘干(应考虑有机物的热不稳定性,一般在低温下烘干)

(3)干燥器中干燥。

 

4

《有机化学实验》操作规范

九、蒸馏

1、正确绘出蒸馏装置图

 

2、仪器(温度计、蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器)的选用

温度计:

使用校正过的温度计(如何校正?

);温度计量度不

得低于液体沸点,但也不要太大;调整温度计的位置务必使蒸馏时

水银球完全被蒸气所包围(这样才能正确地测得蒸气的温度)

 

蒸馏烧瓶:

液体体积不少于其 1/3,不超过其 2/3。

冷凝管:

液体的沸点高于 130℃,用空气冷凝管;低于 130℃,

用直形水冷凝管。

一般不选用球形冷凝管。

(因球的凹部会存有馏

出液,使得不同组分的分离变得困难,难以确保所需产物的纯度)

接收器:

通常用接液管+圆底烧瓶或锥形瓶。

若馏出物沸点较

低,应将接收器置于冰水浴中冷却。

3、仪器的安装与拆卸

若蒸馏出来的产物易挥发、易燃、有毒或放出有毒气体,则在

接液管(尾接管,)的支管连上橡皮管,通入水槽的下水管内或气

5

九、蒸馏

体吸收装置;若蒸馏出的液体易受潮分解,则需在接液管的支管加

干燥管(干燥管内填装颗粒状的干燥剂)。

4、沸点或沸程的测定方法

(1)沸点(常量法)

蒸馏过程中,温度计水银球上应始终附有冷凝液滴,(保持气

液两相平衡)此时温度计的读数就是该纯有机液体的沸点。

经验规

律:

在 760 附近时,多数液体当压力下降 10mmHg,沸点约下降

0.5℃。

(2)沸程

在蒸馏过程中当“前馏分”蒸完,温度趋于稳定后,纯的液体

开始馏出时和馏出最后一滴液体时温度计的读数,既是该馏分的沸

程(沸点范围)。

纯的有机化合物的沸程一般不超过 1~2℃;对于合成实验的产

品,由于蒸馏的分离能力有限,故在普通有机化学实验中收集的沸

程较宽。

5、蒸馏操作

(1)加料(如何加料?

(2)加热(通常蒸馏速度 1~2 滴馏出液/s 为宜)

(3)观察沸点、收集馏液(何时停止蒸馏?

能否蒸干?

(4)拆除装置(注意拆卸顺序)

6、注意事项

(尤其是蒸馏低沸点有机物、易燃、易爆有机物)

(1)千万不要忘记加沸石。

(若忘记加沸石,应如何处理?

(2)蒸馏时加热的温度不能太大,否则温度计读得的沸点会偏高。

(为什么?

6

《有机化学实验》操作规范

(3)若用油浴加热,切不可将水弄进油中。

(为什么?

(4)蒸馏过程中欲向烧瓶中加液体必须先停火降温,再加液体且

不得中断冷凝水。

十、减压蒸馏

减压蒸馏是在系统低压下进行的蒸馏。

低压下物质的沸点可通

过下列方法确定:

(a)文献手册

(b)液体在常压下的沸点与减压下的沸点的近似关系图

(c)经验规律:

许多有机化合物的沸点当压力降到 10~15mmHg

时,压力每相差 1mmHg,沸点相差约 1℃

1、正确绘出减压蒸馏装置图

 

2、水泵、油泵的选用

水泵减压蒸馏:

若不需要很低的压力,一般用水泵减压蒸馏。

应注意的是水泵所能达到的最低压力为当时室温下的水蒸气压。

如:

水温 8℃时,水蒸气压为 8.045mmHg;

水温 15℃时,水蒸气压为 12.788mmHg;

水温 25℃时,水蒸气压为 23.756mmHg。

油泵减压蒸馏:

若需要较低的压力(如﹤10mmHg)或室温较

高则需用油泵(既使用水泵难以达到系统所需的压力)

 

7

十、减压蒸馏

3、使用油泵注意事项

(1)必须先用水泵彻底抽去系统的有机溶剂的蒸气。

(2)应先用水泵进行减压蒸馏,抽去混合物中含有的挥发性杂质。

(3)必须装有气体吸收装置。

4、热浴的选用

减压蒸馏中为保证加热均匀和操作安全,多用水浴、油浴进行

间接加热。

5、减压蒸馏操作

(1)安装仪器完毕后检查系统压力。

若达不到所要求的压力则分段检查各部分(尤其是各连接口

处),并在解除真空后,用熔融的石蜡密封,直至达到所需

的真空。

(2)慢慢旋开安全瓶上活塞,放入空气,直到内外压力相等为止。

(3)加入液体于克氏蒸馏烧瓶中(液体体积﹤烧瓶容积的 1/2)关

好安全瓶上的活塞,开泵抽气,调节毛细管导入空气,使液

体中有连续平稳的小气泡通过。

(4)开启冷凝水,选用合适的热浴加热蒸馏。

此时应注意

(a)克氏蒸馏烧瓶的圆球部位至少应有 2/3 浸入浴液中;

( b )浴液中放一温度计,控制浴温比待蒸馏液体的沸点约高

20~30℃(使馏速 1~2 滴/s)

(c)经常注意瓶颈上的温度计和压力的读数。

(d)记录压力、沸点等数据。

(e)若有需要,小心转动多尾接液管,收集不同馏分。

(5)蒸馏完毕,除去热源,慢慢旋开毛细管上的螺旋夹,并慢慢

打开安全瓶上的活塞,平衡内外压力,使测压计的水银柱缓慢地恢

复原状,然后关闭抽气泵。

8

《有机化学实验》操作规范

6 注意事项:

(1)关闭抽气泵前,若过快旋开螺旋夹和安全瓶上的活塞,则水

银柱会很快上升,有冲破压力计的可能。

(2)若不待内外压力平衡就关闭抽气泵,外压会使油泵中的油反

倒吸入干燥塔。

(3)减压蒸馏过程中务必戴上护目眼镜。

十一、水蒸气蒸馏

基本原理:

当有机物与水一起共热时,整个系统的蒸气压为各

组分蒸气压,即 P(总)=P(水)+P(有机物)

 

当系统总蒸气压与外界大气压相等时,液体沸腾。

显然混合物的沸

点低于任何一个组分的沸点,既有机物可在低于 100℃的温度下随

蒸气一起蒸馏出来。

1、正确绘出水蒸气蒸馏装置图

2、水蒸气蒸馏操作

(1)在水蒸气发生瓶中加入约 3/4 体积的热水,待检查整个装置

不漏气后,旋开 T 形管的螺旋夹,加热至沸腾。

(2)开启冷凝水,当有大量水蒸气从 T 形管的支管冲出时,旋紧

螺旋夹,开始蒸馏。

蒸馏速度 2~3 滴/s

(3)在蒸馏过程中若水蒸气因冷凝而在蒸馏烧瓶中积聚过多,则

可用小火加热并注意瓶内“蹦跳”现象,若“蹦跳”剧烈,则不应

9

十二、分馏

加热以免发生以外。

(4)当馏出液无明显油珠时,可停止蒸馏。

既先旋开螺旋夹,再

移开热源,以免发生倒吸现象。

3、注意事项

(1)水蒸气发生器上必须装有安全管,安全管长度不宜太短,且

其下端应插到接近器底。

(2)水蒸气发生器盛水量最多不超过其容积的 3/4。

水蒸气发生器

与水蒸气导入管连接的 T 形管应适当紧凑一些。

(3)被蒸馏的液体体积不能超过长颈蒸馏烧瓶容积的 1/3,通常将

长颈蒸馏烧瓶成 450斜放桌面,以免蒸馏时因液体跳动剧烈而从导

出管冲出,以至玷污馏出液。

(4)若安全管中的水位迅速上升甚至从管口喷出,这时应立即中

断蒸馏,检察系统内何处发生堵塞,待故障排除后再蒸馏。

十二、分馏

1、正确绘出分馏装置图

2、分馏操作

(1)选用合适的热浴加热,当液体沸腾后及时调节浴温,使蒸气

在分馏柱内慢慢上升,约 10~15min 后蒸气到达柱顶(可用

手摸柱壁,若柱温明显升高甚至烫手时,表明蒸气已到达柱

顶,同时可观察到温度计的水银球上出现了液滴)

(2)当有馏出液滴出后,调节浴温,控制馏速

每 2~3 秒 1 滴。

(3)待低沸点液体蒸完后,再渐渐升高温度,

按沸点收集第一、第二……组分的馏出液,

收集完各组分后,停止分馏。

 

10

《有机化学实验》操作规范

3、注意事项

(1)分馏一定要缓慢进行,要控制好恒定的蒸馏速度。

(2)选择合适的回流比,使有相当量的液体自分馏柱流回烧瓶中。

(3)分馏柱的外围应用石棉绳包住以尽量减少分馏柱的热量散失

和波动。

(4)为了分出较纯的组分,可进行第二次分馏。

十三、重结晶

1、基本原理:

利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同,使被提纯物质从

过饱和溶液中析出。

而让杂质全部或大部分留在溶液中,从而达到

提纯目的。

一般重结晶只适用于纯化杂质含量在 5%以下的固体有

机混合物。

 

2、热水漏斗的使用

(1)热水漏斗中装的热水不宜过高以免溢出;

(2)应使用短颈玻璃漏斗置于热水漏斗中,不能用长颈玻璃漏斗;

(3)玻璃漏斗颈紧贴接受容器的内壁。

(4)过滤易燃溶剂时,必须熄灭附近的火源。

 

11

十三、重结晶

 

3、掌握菊花滤纸(折叠式滤纸)的折叠方法

4、活性炭的使用

(1)什么情况下使用活性炭?

(a)粗制的有机化合物含有有色杂质

(b)溶液中存在着某些树脂状物质或不溶性杂质的均匀悬浮体

(常常不能用一般的过滤方法除去)

(2)活性炭用量为多少?

一般活性炭用量为固体粗产物质量的 1%~5%

(3)如何使用活性炭脱色?

加入适量活性炭后,在不断搅拌下煮沸 5~10min,然后趁热过

滤;若一次脱不好,可再用少量活性炭处理一次。

(4)活性炭对什么溶液脱色效果好?

活性炭在水溶液中进行的脱色效果较好,它也可以在任何有

机溶剂中使用,但在烃类等非极性溶剂中脱色效果效差。

5、重结晶提纯法的一般操作方法

选择溶剂→溶解固体→热过滤除杂质→晶体析出→抽滤,洗涤

晶体→干燥

(1)选择溶剂应特别注意:

 

12

《有机化学实验》操作规范

(a)溶剂与被提纯的有机物不反应

(b)被提纯的有机物易溶于热溶剂中不易溶于冷溶剂中

(c)溶剂对杂质的溶解大很大(杂质留在母液中)或很小(热

过滤时除去杂质)

(d)价廉易得,毒性低

(2)溶解固体

(a)一般使用所需溶剂量的 120%左右的溶剂;

(b)若使用有机易燃、低沸点或有毒溶剂,应在锥形瓶上装置回

流冷凝管

(3)热过滤除杂质

(a)必须熄灭火源再进行热过滤

(b)过滤前要把短颈玻璃漏斗在烘箱中预先烘热

(c)过滤前先用少量热溶剂润湿折叠滤纸,以免干滤纸吸收溶剂,

使结晶析出堵塞漏斗颈

(d)过滤时,漏斗上应盖上表面皿,以减少溶剂的挥发

(e)应用毛巾等物包住热的容器,以免烫伤或忙乱

(4)晶体折出

(a)不要急冷和剧烈搅动滤液,以免晶体过细,使晶体因表面积

大而吸附杂质多

(b)若溶液不结晶,可投“晶种”或用玻棒摩擦器壁

(5)抽滤洗涤晶体

(a)抽滤接近完毕时,用玻璃钉挤压晶体,以尽量除去母液

(b)布氏漏斗中的晶体要用少量溶剂洗涤,以除去存在于晶体表

面的母液

十四、有机化合物的合成

熟练掌握:

(1)正确绘出实验装置图

13

十四、有机化合物的合成

(2)实验前查出原料、产物和副反应的物理常数

(3)有良好的实验记录习惯

(4)熟悉各步实验步骤

(5)正确计算产率

1、正丁醚的制备(注意事项)

(1)实验终点判断:

控温加热至分水器已全部被水充满

(2)制备乙醚和正丁醚在反应原理和操作上有什么不同?

(3)反应结束为什么要将混合物倒入 25mL 水中(分出醚层) 各

步洗涤的目的是什么?

(50%硫酸:

除去正丁醇;水:

除去

醚层中的酸)

(4)涉及的基本操作:

回流、蒸馏、水分离器的使用、液态有机

物的干燥、分液漏斗的使用、液态化合物的量取、电热套的

使用

2.溴乙烷的制备(注意事项)

(1)溴乙烷沸点低,为减少其挥发,洗涤除杂质及接受瓶接收过

程中均应在冰水浴中进行

(2)精制操作中,使用浓硫酸的目的何在?

(除去乙醚、乙醇、

水等杂质)

(3)涉及的基本操作:

蒸馏、分液漏斗的使用、台秤的使用、固

态有机物的称取、液态化合物的量取、电热套的使用

3.环已酮的制备(注意事项)

(1)控温下反应

(2)分清反应后溶液的界面(加少量水或乙醚)

(3)涉及的基本操作:

蒸馏、分液漏斗的使用、机械搅拌、滴液

漏斗的使用、控温条件下的有机反应、液态有机物的干燥、液态有

机物的量取、电热套的使用

14

《有机化学实验》操作规范

4.乙酸乙脂的制备(注意事项)

(1)除杂质过程为:

饱和碳酸钠调至中性→分去水层→饱和食盐

水洗涤(去水层)→饱和氯化钙洗涤(去水层)

(2)本实验若采用醋酸过量是否合适,为什么?

(3)涉及的基本操作:

回流、蒸馏、分液漏斗的使用、液态有机

物的干燥、液态化合物的量取,电热套的使用。

5..乙酰苯胺的制备(注意事项)

(1)应使用新蒸馏的苯胺

(2)为什么要控制温度计的温度在 105℃?

(3)涉及的基本操作:

重结晶、抽滤、固体有机物的干燥、台秆

的使用、电热套的使用、蒸馏。

6.对乙酰胺基苯磺酰氯的制备(注意事项)

(1)氯磺酸腐蚀性很强,与水接触发生激烈的水解作用,使用时

要小心。

(2)反应终点的判断:

无氯化氢气体放出。

(3)涉及的基本操作:

熔点的测定、熔点仪的使用、抽滤,台秆

的使用、固体有机物的称取、液态有机物的量取、固态有机物的干

燥。

7.对氨基苯磺酰胺的制备(注意事项)

(1)粗产品用沸水重结晶,实际操作中应取多少 ml 的沸水?

为什

么?

(2)应在什么温度下析出磺胺晶体?

为什么?

(3)水解时,对乙酰氨基苯磺酰胺为何在酸性条件下水解而不在

碱性条件下水解?

(4)涉及的基本操作:

回流、抽滤、重结晶、热水漏斗的使用、

固体有机物的称取、液态化合物的量取、固态有机物的干燥

8.甲基橙的制备(注意事项)

(1)控制好重氮化(0~5℃)、偶合(8~15℃)的温度

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十四、有机化合物的合成

(2)调 PH 值至弱碱性

(3)N,N-二甲基苯胺不能过量,否则影响产品颜色

(4)涉及的基本操作:

重结晶、抽滤、固体有机物的干燥、固体

有机物的称量、液体有机物的量取、台秆的使用。

9.脲醛树脂的合成(注意事项)

(1)控温、控时、控制好酸度是本实验成功的关键

(2)为什么反应过程中体系的 PH 值会逐渐由大→小?

(3)酸度太小(≤5 左右)、升温太快对本实验有什么影响?

(4)涉及的基本操作:

回流、机械搅拌、电热套的使用、台秆的

使用、固体有机物的称取、液体有机物的量取。

 

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