有机化学实验教案31Word下载.docx

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为了保证有机化学实验正常进行，培养良好的实验方法，并保证实验室的安全，学生必须严格遵守有机化学实验室规则。

（1）切实做好实验前的准备工作。

（2）进入实验室时，应熟悉实验室灭火器材，急救药箱的放置地点和使用方法。

（3）实验时应遵守纪律，保持安静。

（4）遵从教师的指导，按照实验教材所规定的步骤、仪器及试剂的规格和用量进行实验。

（5）应经常保持实验室的整洁。

（6）爱护公共仪器和工具，应在指定地点使用，保持整洁。

（7）实验完毕离开实验室时，应把水、电和煤气开关关闭。

2．有机化学实验室安全知识

由于有机化学实验室所用的药品多数是有毒、可燃有腐蚀性或有爆炸性的，所用的仪器设备大部分是玻璃制品，故在实验室工作，若粗心大意，就易发生事故。

必须认识到化学实验室是潜在危险场所，必须经常重视安全问题，提高警惕，严格遵守操作规程，加强安全措施，事故是可以避免的。

下面介绍实验室的安全守则和实验室事故的预防和处理。

（1）实验室安全守则。

（2）实验室事故的预防。

①火灾的预防。

②爆炸的预防。

③中毒的预防。

④触电的预防。

（3）事故的处理和急救。

①火灾的处理。

②玻璃割伤。

③烫伤。

④药品灼伤。

⑤中毒。

（4）急救用具。

3．有机化学实验室常用的仪器和装置

（1）有机化学实验室常用普通玻璃仪器。

（2）有机化学实验室常用标准接口玻璃仪器。

（3）有机化学实验室常用装置。

（4）仪器的装备。

4．常用玻璃器皿的洗涤和保养

（1）玻璃器皿的洗涤。

（2）玻璃仪器的干燥。

（3）常用仪器的保养。

5．实验预习、实验记录和实验报告的基本要求

学生在本课程开始时，必须认真地本学习书第一部分有机化学实验的一般知识，在每个实验时，必须做好预习，实验记录和实验报告。

（1）预习。

（2）无预习报告，不得进入实验室。

（3）实验记录。

（4）实验报告基本要求。

6．有机化学实验文献

（1）工具书。

（2）参考书。

（3）期刊杂志。

（4）化学文献。

三、有机化学实验须知

1．学生要提前5min进入实验室，实验时必须穿白大褂。

2．实验前必须写好预习报告，预习报告不合格不允许做实验。

做实验时只能看预习报告，不能看实验教材。

3．实验时必须听从实验教师的指导，不听从指导者，教师有权停止其实验，本次实验按不及格论。

4．学生不能自己擅自决定重做实验，否则本次实验按不及格论。

5．实验中不得有任何作弊行为，否则本课程按不及格论。

6．在设计性实验阶段，将开放实验室。

四、怎样写预习报告

在实验前，应认真预习，并写出预习报告，其内容如下：

（一）、实验目的

写实验目的通常包括以下三个方面：

1．了解本实验的基本原理；

2．掌握哪些基本操作；

3．进一步熟悉和巩固的已学过的某些操作。

【例】溴乙烷的制备实验目的：

1．了解以醇为原料制备饱和一卤代烃的基本原理和方法。

2．掌握低沸点化合物蒸馏的基本操作。

3．进一步熟悉和巩固洗涤和常压蒸馏操作。

（二）、反应原理及反应方程式

本项内容在写法上应包括以下两部分内容：

1．文字叙述——要求简单明了、准确无误、切中要害。

2．主、副反应的反应方程式。

【例】溴乙烷的制备

用乙醇和溴化钠–硫酸为原料来制备溴乙烷是一个典型的双分子亲核取代反应SN2反应，因溴乙烷的沸点很低，在反应时可不断从反应体系中蒸出，使反应向生成物方向移动。

主反应：

副反应：

（三）、实验所需仪器的规格和药品用量

按实验中的要求列出即可。

（四）、原料及主、副产物的物理常数

物理常数包括：

化合物的性状、分子量、熔点、沸点、相对密度、折光率、溶解度等。

查物理常数的目的不仅是学会物理常数手册的查阅方法，更重要的是因为知道物理常数在某种程度上可以指导实验操作。

例如：

相对密度——通常可以告诉我们在洗涤操作中哪个组分在上层，哪个组分在下层。

溶解度——可以帮助我们正确地选择溶剂。

（五）、实验装置图

画实验装置图的目的是：

进一步了解本实验所需仪器的名称、各部件之间的连接次序——即在纸面上进行一次仪器安装。

画实验装置图的基本要求是——横平竖直、比例适当。

【例】溴乙烷的制备 

（六）、实验操作示意流程

实验操作示意流程是实验操作的指南。

实验操作示意流程通常用框图形式来表示，其基本要求是：

简单明了、操作次序准确、突出操作要点。

（七）、产率计算

在实验前，应根据主反应的反应方程式计算出理论产量。

计算方法是以相对用量最少的原料为基准，按其全部转化为产物来计算。

用12.2g苯甲酸、35ml乙醇和4ml浓硫酸一起回流，得到12g苯甲酸乙酯，试计算其产率。

按加料量可知乙醇是过量的，故应以苯甲酸为基准计算。

五、怎样做实验记录

实验时认真操作，仔细观察，积极思考，边实验边记录是科研工作者的基本素质之一。

学生在实验课中就应养成这一良好的习惯，切忌事后凭记忆或纸片上的零星记载来补做实验记录。

在实验记录中应包括以下内容：

1．每一步操作所观察到的现象，如：

是否放热、颜色变化、有无气体产生、分层与否、温度、时间等。

尤其是与预期相反或教材、文献资料所述不一致的现象更应如实记载。

2．实验中测得的各种数据，如：

沸程、熔点、比重、折光率、称量数据（重量或体积）等。

3．产品的色泽、晶形等。

4．实验操作中的失误，如：

抽滤中的失误、粗产品或产品的意外损失等。

实验记录要求实事求是，文字简明扼要，字迹整洁。

实验结束后交教师审阅签字。

【例】以C2H5Br合成为例：

六、怎样讨论实验结果

实验结果讨论主要是针对产品的产量、质量进行讨论，找出实验成功或失败的原因。

本次实验产品的产量（产率72.8%）、质量（无色透明液体）基本合格。

最初得到的几滴粗产品略带黄色，可能是因为加热太快溴化氢被硫酸氧化而分解产生溴所致。

经调节加热速度后，粗产品呈乳白色。

浓硫酸洗涤时发热，说明粗产物中尚含有未反应的乙醇、副产物乙醚和水。

副产物乙醚可能是由于加热过猛产生的；

而水则可能是从水中分离粗产品时带入的。

由于溴乙烷的沸点较低，因此在用硫酸洗涤时会因放热而损失部分产品。

七、有机化学实验的常用仪器

①直形冷凝管②空气冷凝管③球形冷凝管④蛇形冷凝管⑤分液漏斗⑥恒压滴液漏斗

实验二熔点的测定

一、实验目的

1．了解熔点测定的意义。

2．掌握熔点测定的操作方法。

3．了解利用对纯粹有机化合物的熔点测定校正温度计的方法。

4．掌握热浴间接加热技术。

二、实验原理

晶体化合物的固液两态在大气压力下成平衡时的温度称为该化合物的熔点。

纯粹的固体有机化合物一般都有固定的熔点，即在一定的压力下，固液两态之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔（熔点范围称为熔程），温度不超过0.5-1℃。

如果该物质含有杂质，则其熔点往往较纯粹者为低，且熔程较长。

故测定熔点对于鉴定纯粹有机物和定性判断固体化合物的纯度具有很大的价值。

如果在一定的温度和压力下，将某物质的固液两相置于同一容器中，将可能发生三种情况：

固相迅速转化为液相；

液相迅速转化为固相；

固相液相同时并存。

上图

（1）表示该物质固体的蒸气压随温度升高而增大的曲线；

上图

（2）表示该物质液体的蒸气压随温度升高而增大的曲线；

上图（3）表示

（1）与

（2）的加合，由于固相的蒸气压随温度变化的速率较相应的液相大，最后两曲线相交于M处（只能在此温度时），此时固液两相同时并存，它所对应的温度TM即为该物质的熔点。

上图（4）当含杂质时（假定两者不形成固溶体），根据拉乌耳（Raoult）定律可知，在一定的压力和温度条件下，在溶剂中增加溶质，导致溶剂蒸气分压降低（图中M1L’1），固液两相交点M1即代表含有杂质化合物达到熔点时的固液相平衡共存点，TM1为含杂质时的熔点，显然，此时的熔点较纯粹者低。

三、课堂内容

1．通过提问检查学生预习情况（CAI课件预习及实验书预习），提问内容如下：

（1）什么是熔点?

测定熔点有何意义？

（2）什么是熔程？

纯净的固体有机化合物的熔程是多少？

物质不纯时熔点及熔程有何变化？

（3）测熔点时样品为什么要研细，装实？

（4）油浴温度下降多少时再换另一根样品管？

（5）熔点管中装样品多少？

（6）当接近熔点时加热速度为多少？

（7）做本实验时应注意什么？

2．让学生演示安装及操作并讲解。

3．教师讲解熔点测定仪的使用与操作方法及注意事项。

四、课堂学生测试的样品

待测样品

测试方法

m.p.（℃）

苯甲酸（未知物1）

水杨酸（未知物2）

毛细管法

122-123（122.4℃）

156-157（157℃）

五、仪器、药品

仪器：

①Thiele管；

②200℃温度计；

③熔点管、长玻璃管（60cm）；

④表面皿（中号）、锉刀、切口软木塞、胶塞、橡皮圈⑤数字熔点仪、镊子等。

⑥酒精灯

药品：

未知物1苯甲酸；

未知物2水杨酸；

浓硫酸（热载体）；

工业酒精

六、实验步骤

1．熔点管的制备（参见相关实验）

2．向熔点管填装样品

样品粉末要研细,取少许研细干燥的待测样品于表面皿上，并聚成一堆。

将熔点管开口向下插入样品中，然后将熔点管开口向上轻轻在桌面上敲击，使样品进入熔点管，再取约40cm的干净玻璃管垂直台面上，把熔点管上端自由落下，重复几次使样品填装紧密均匀，以达到测熔点时传热迅速均匀的目的。

样品高度约2-3mm。

装好后去除沾在熔点管外的样品，以免沾污热浴。

一次熔点测定一般同时装好4根熔点管。

对于易升华或易吸潮的物质，装好后立即把毛细管口用小火熔封。

3．热浴的选择与装配仪器

根据样品的熔点选择合适的加热浴液。

加热温度在140℃以下时，选用液体石蜡或甘油。

温度低于220℃时可选用浓硫酸，因硫酸具有较强的腐蚀性，所以操作时应注意安全。

向b形管中加入浴液至支管之上1cm处。

然后固定在铁架台上；

毛细管底部应位于温度计水银球中部，用橡皮圈或线绳将毛细管固定在温度计上，橡皮圈不能浸入浴液；

用b形管时，温度计的水银球应处于两侧的中部，不能接触管壁。

4．校正温度计

将已知样品放入热浴中，测定其熔点，将测定值与文献值对照，其差值即为校正系数。

5．测定

（1）粗测

若未知物的熔点，应先粗测一次。

粗测加热可稍快，升温速率约5-6℃/min。

到样品熔化，记录熔点的近似值。

（2）精确测定

测定前，先待热浴温度降至熔点约30℃以下，换一根样品管，慢慢加热，一开始5℃/min，当达到熔点下约15℃时，以1-2℃/min升温，接近熔点时，以0.2-0.3℃/min升温，当毛细管中样品开始塌落和有湿润现象，出现下滴液体时，表明样品已开始熔化，为始熔，记下温度，继续微热，至成透明液体，记下温度为全熔。

①熔点测定至少要进行2次，2次的数据应一致。

每次测定必须用新装样品的毛细管，不可用已测过熔点的样品管。

对于未知熔点的测定，可先以快速加热粗测，然后待浴液冷却至熔点以下约30℃左右时，再做精密的测定。

②通常在熔程为0.5-1.0℃时化合物则被认为是纯物质。

③物质熔点测定是有机化学工作者常用的一种技术，所得的数据可用来鉴定晶体的有机化合物并作为该化合物纯度的一种指标。

七、装置图

八、注意事项

1．实训完毕，待浴液冷却后，将浴液倒回原瓶中，用滤纸擦去温度计上的浴液冷却后，用水冲洗，以免温度计水银球破裂。

2．样品要研细、装实，使热量传导迅速均匀。

样品高度2-3mm，沾附于管外粉末必须擦去，以免污染加热浴液。

3．控制升温速度，开始稍快，当传热液温度距离该化合物熔点约10℃时，调整火焰上升速度为1-2℃/min，愈接近熔点，升温速度愈慢，使0.2-0.3/min。

4．仪器的装配一般是从下向上，从左到右，先难后易逐个地装配，拆卸时，按照与装配时相反的顺序，逐个拆除。

5．仪器用铁夹牢固地夹住，不宜太松或太紧，铁夹不能与玻璃直接接触，应套上橡皮管，垫上石棉网，需要加热的仪器，应夹住仪器受热最低的位置，冷却管则应夹在中间部分。

6．每个样品测三次（粗测一次，细测两次）。

7．注意观察温度计的温度。

8．油浴温度下降30℃以下时更换另一根管。

9．用熔点测定仪测熔点时，取放盖玻片和隔热玻璃时，一定要用镊子夹持，严禁用手触摸，以免烫伤（因熔点热台属高温部件）。

10．温度超过250℃时，浓硫酸发生白烟，防碍温度的读数，在这种情况下，可在浓硫酸中加入硫酸钾，加热使成饱和溶液，然后进行测定。

11．在热浴中使用的浓硫酸有时由于有机物掉入酸内而变黑，防碍对样品熔融过程的观察，在这种情况下，可以加入一些硝酸钾晶体，以除去有机物质。

九、熔点测定可能产生误差的因素

1．熔点管不洁净。

如含有灰尘等，能产生4-10℃的误差。

例如，熔点管内壁含有碱性物质，能催化醛或酮的羟醛缩合，或使糖类及其衍生物发生变旋作用，而使熔点降低，熔程变大；

故熔点管必须洁净。

2．点管底未封好而产生漏管。

检查是否为漏管，不能用吹气的方法，否则会使熔点管内产生水蒸气及其它杂质。

检查的方法为：

当装好样品的毛细管浸入浴液后，发现样品变黄或管底渗入液体，说明为漏管，应弃去，另换一根。

3．样品粉碎不够细。

填装不结实，产生空隙，则不易传热，造成熔程变大。

4．样品不干燥或含有杂质。

根据拉乌耳（Raoult）定律，会使熔点偏低，熔程变大。

5．样品量的多少也会影响。

太少不便观察，产生熔点偏低；

太多会造成熔程变大，熔点偏高。

6．升温速度应慢，让热传导有充分的时间。

升温速度过快，熔点偏高。

7．熔点管壁太厚，热传导时间长，会产生熔点偏高。

归纳上述因素为四个：

（1）熔点管规范（包括规格、管底封闭、洁净等）。

（2）样品合格（包括干燥、粒度等）。

（3）样品填装符合要求（量的多少、填充结实与否）。

（4）升温速度。

十、实验要求

1．准确测试样品的熔点。

2．实验后上交实验报告。

十一、讨论题

1．测定熔点时产生误差的因素有哪些？

2．毛细管法与数字熔点仪法测熔点的优缺点各是什么？

3．两个样品的熔点相同，能否确定它们是同一种物质？

4.测定熔点时，下列情况对实验结果有何影响？

（1）加热过快

（2）样品中有杂质（3）熔点管太厚

（4）熔点管不干净（5）温度计未校正

5．若样品研磨的不细，对装样品有什么影响？

对测定有机物的熔点数据是否可靠？

6．加热的快慢为什么会影响熔点？

在什么情况下加热可以快一些，而在什么情况下加热则要慢一些？

7．是否可以使用第一次测定熔点时已经熔化了的有机化合物再做第二次测定呢？

为什么？

十二、WRS-1A1B熔点仪测定方法

WRS1B数字熔点仪

1．仪器用途及特点

根据物理化学的定义，物质的熔点是指该该仔细搜索由固态变为液态时的温度。

在有机化学领域中，熔点测定是辨认物质本性的基本手段，也是纯度测定的重要方法之一。

因此，熔点测定仪在化学工业、医药研究中据有重要地位，是生产药物、香料、染料及其他有机晶体物质的必备仪器。

WRS-1A1B型数字熔点仪采用光电检测，数字温度显示等技术，具有初初熔、终熔自动显示等功能。

温度系统应用了线性校正的铂电阻作检测元件，并用集成化的电子线路实现快速“起始温度”设定及八档可供选择的线性升温速率自动控制。

初熔读数可自动贮存，具有无需人监视的功能。

仪器采用药典规定的毛细管作为样品管。

2．主要技术参数和规格

（1）熔点测定范围：

室温-300℃。

（2）“起始温度”设定速率：

50℃至300℃不大于3min

　　　　　　　　　　　　　300℃至50℃不大于5min

（3）数字温度显示最小读数：

0.1℃。

（4）线性升温速率：

0.5℃/min，1℃/min，1.5℃/min，3℃/min四档。

（5）线性升温速率误差：

＜200℃时10%　　≥200℃时15%。

（6）重复性：

升温速率1℃/min时为0.4℃。

（7）毛细管尺寸：

内径：

0.9-1.1mm。

（8）径厚：

0.1-0.15mm。

（9）长度：

120mm。

（10）电源：

AC220±

22V　　50±

1HZ。

（11）功率：

100W。

（12）尺寸（长、宽、高）：

550mm×

330mm×

210mm。

（13）质量（净重）：

20kg。

（14）RS232接口：

波特率9600，1位停止位，8位数据位（有RS232接口指WRS-1B）。

3．操作步骤及使用方法

（1）常规熔点测定步骤：

①开启电源开关，稳定20分钟，此时，保温灯、初熔灯亮、电表偏向右方，初始温度为50℃左右。

②通过拨盘设定起始温度，通过起始温度按钮，输入此温度，此时预置灯亮。

③选择升温速率，将波段开关调至需要位置。

④预置灯熄灭时，起始温度设定完毕，可插入样品毛细管。

此时电表基本指零，初熔灯熄灭。

⑤调零，使电表完全指零。

⑥按下升温钮，升温指示灯亮（注意！

忘记插入带有样品的毛细管按升温钮，读数屏将出现随机数提示您纠正操作）。

⑦数分钟后，初熔灯先闪亮，然后出现终熔读数显示，欲知初熔读数，按初熔钮即得。

⑧只要电源未切断，上述读数值将一直保留至测下一个样品。

（2）用RS232电缆连接熔点仪和计算机（仅WRS－1B有此功能）

①将随机所附的软盘插入计算机。

②计算机进入Win95或98执行WRS程序，可实现测试过程中熔化曲线的绘制，结果的显示。

4．使用注意事项

（1）样品发布按要求焙干，在干燥和洁净的碾钵中碾碎，用自由落体法敲击毛细管，使样品填结实，样品填装高度应不小于3mm。

同一批号样品高度应一致。

以确保测量结果一致性。

（2）仪器开机后自动预置到50℃，炉子温度高于或低于此温度都可用拨盘快速设定。

（3）达到起始温度附近时，预置灯交替发光，此乃炉温缓冲过程，平衡后二灯熄灭。

（4）设定起始温度切勿超过仪器使用范围，否则仪器将会损坏。

（5）某些样品起始温度高低对熔点测定结果是有影响的，应确定一定的操作规范。

建议提前3-5分钟插入毛细管，如线性升温速率选1℃/min，起始温度应比熔点低3-5℃，速率选3℃/min，起始温度应比熔点低9-15℃，一般应以实验确定最佳测试条件。

（5）线性升温速率不同，测定结果也不一致，要求制订一定规范。

一般速率越大，读数值越高。

各档速率的熔点读数值可用实验修正值加以统一。

未知熔点值的样品可先用快速升温或大的速率，等到初步熔点范围后再精测。

（6）有参比样品时，可先测参比样品，根据要求选择一定的起始温度和升温速率进行比较测量，用参比样品的初终熔读数作考核的依据。

有熔点标准温度传递标准的单位可根据邻近标准品读数对结果加以修正。

（7）被测样品最好一次填装5根毛细管，分别测定后去除最大最小值，取用中间三个读数的平均值作为测定结果，以消除毛细管及样品制备填装带来的偶然误差。

（8）测完较高熔点样品后再测较低熔点样品，可直接用起始温度设定拨盘及按钮实现快速降温。

（9）有些样品的熔化曲线中会有缺口出现，指零电表会产生摆动，终熔读数会变动两次，这是由于固态结晶在熔化过程中进入半透明视场所致，易影响终熔测定结果。

为此，读取终熔数时，需在显示后待电表示值到最大时读数。

如因装样不良而造成上述情况，应再次装样测定。

（10）对有色样品中少数熔化特性太差或完全炭化的样品，塑料切片样品及微量样品可用本厂生产的WRX-S显微热分析仪测定。

聚合物之类的高分子产品可用本厂出品的WQD-1A滴点软化测定仪测定。

（11）毛细管插入仪器胶用干净软布将外面的沾污的物质清除，否则日久后插座下面会积垢，导致无法检测。

5．仪器的维修及校验

（1）仪器应在干燥通风的室内使用，切忌沾水，防止受潮。

仪器采用三芯电源插头，接地端应接大地，不能用中线代替。

（2）仪器使用的毛细管只允许本厂提供的产品，切忌用手工拉制的毛细管代用，以防太紧而断裂，精细的毛细管应经过挑选。

（3）仪器毛细管断裂在管座内时，可先切断电源，待炉子冷却后用1mm铜丝（仪器附件）插入断裂的毛细管中，然后慢慢提起，即可把断裂的毛细管取出，如果管座内还有玻璃碎屑，可将管座拔出，拔管座时，一手向下顶住电热炉，一手将黄铜管座向上提，切勿单提管座，否则受力不当会导致电热炉支承板损坏外面的管内碎屑倒出或敲出，再按原来方向插入电热炉中，插入时要注意管座的缺口与电热炉的凸缘对齐。

最后应对仪器进行检查，如遇不正常情况应请我厂技术应用服务部修理。

（4）如果开机后初熔指示灯不亮，说明光源灯坏，可打开上盖更换灯泡，灯泡位置应调整到最佳位置。

使光斑会聚在电热炉通光孔中心。

（5）准确度试验：

由国家技术监督局发（1989）335号批准GBW13238国家熔点标准物质进行准确度试验。

本仪器先用其中三种：

萘（终熔81.00℃）、已二酸（终熔152.89℃）、蒽醌（终熔285.96℃）考核，升温速率选至1.0℃/min档，起始温度设定比终熔值5℃，依法测定5次，删除最大值和最小值取其余三数作为测定结果，取三数平均值，偏差应小于规定范围。

（6）示值校正：

由于电子器件老化等因素，仪器示值需定时进行校正。

校正方法如下：

将仪器后侧面的校测选择开关拨向“校正”，变换校A、校B选择开关，分别从温度显示屏读取校A值及校B值，再将校正测定开关拨回测定位置。

然后用准确度试验标准物质测定。

遇81.00℃偏高，应将校A值调低，遇285.96℃偏高，应将校B低反则反之。

调校A校B值时也应在“校正”位置。

反复几次使仪器示值与标准物质终熔数值均在允差范围之内即可。

最后，恢复“测量”位置。

敬告用户：

1、每次在校正测定选择开关转向“校正”状态前，必须将起始温度拨盘置于“000”位置，否则将造成电热炉严重损坏。

2、周期性检查校A、校B值如无明显变化，通常可免去校正示值。

3、校正时的准确度试验，对样品的处理必须严格，填装也要特别讲究。

否则校正值大小就难以把握。

6．常见故障及处理方法

故障现象

原因分析

排除方法

开机后面板无反映

电源未到位

插好电源插头或合上总开关

开机后初熔指示灯不亮