大学有机化学实验全12个有机实验完整版Word文件下载.docx
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液体量应与仪器配套,瓶内液体的体积量应不少于瓶体积的1/3,不多于2/3。
2)温度计的位置:
温度计水银球上线应与蒸馏头侧管下线对齐。
3)接受器:
接收器两个,一个接收低馏分,另一个接收产品的馏分。
可用锥形瓶或圆底烧瓶。
蒸馏易燃液体时(如乙醚),应在接引管的支管处接一根橡皮管将尾气导至水槽或
室外。
4)安装仪器步骤:
一般是从下→上、从左(头)→右(尾),先难后易逐个的装配,蒸馏装置严禁安装成封闭体系;
拆仪器时则相反,从尾→头,从上→下。
5)蒸馏可将沸点不同的液体分开,但各组分沸点至少相差30℃以上。
6)液体的沸点高于140℃用空气冷凝管。
7)进行简单蒸馏时,安装好装置以后,应先通冷凝水,再进行加热。
8)毛细管口向下。
9)微量法测定应注意:
第一,加热不能过快,被测液体不宜太少,以防液体全部气化;
第二,沸点内管里的空气要尽量赶干净。
正式测定前,让沸点内管里有大量气泡冒出,以
此带出空气;
第三,观察要仔细及时。
重复几次,要求几次的误差不超过1℃。
试验二重结晶及过滤
1、学习重结晶提纯固态有机物的原理和方法
2、学习抽滤和热过滤的操作
利用混合物中各组分在某种溶液中的溶解度不同,或在同一溶液中不同温度时溶解度不同而使它们分离
三、试验仪器和药品
循环水真空泵、抽滤瓶、布氏漏斗、烧杯、电炉、石棉网、玻璃棒、滤纸、苯甲酸、活性炭、天平
四、试验步骤
1、称取3g乙酰苯胺,放入250ml烧杯中,加入80ml水,加热至沸腾,若还未溶解可适量加入热水,搅拌,加热至沸腾。
2、稍冷后,加入适量(0.5-1g)活性炭于溶液中,煮沸5-10min,趁热抽滤。
3、将滤液放入冰水中结晶,将所得结晶压平。
再次抽滤,称量结晶质量m。
五、试验数据
六、问答题
1、用活性碳脱色为什么要待固体完全溶解后加入?
为什么不能在溶液沸腾时加入?
(1)只有固体样品完全溶解后才看得出溶液是否有颜色,以及颜色的深浅,从而决定是否需要加活性炭或应加多少活性炭;
(2)固体样品未完全溶解,就加活性炭会使固体样品溶解不完全(活性炭会吸附部分溶剂),同时活性炭沾的被提纯物的量也增多;
(3)由于黑色活性炭的加入,使溶液变黑,这样就无法观察固体样品是否完全溶解。
上述三个方面的原因均会导致纯产品回收率的降低。
使用活性炭时,不能向正在沸腾的溶液中加入活性炭,以免溶液暴沸而溅出。
2、在布氏漏斗上用溶剂洗涤滤饼时应注意什么?
第一洗涤滤饼时不要使滤纸松动,
第二检查气密性,布氏漏斗的斜劈和抽滤瓶支管要远离,
第三滤纸大小要合适,太大会渗液,和漏斗之间不紧密,不易抽干。
3、抽滤的优点:
①过滤和洗涤速度快;
②液体和固体分离比较完全;
③滤出的固体容易干燥。
4、使用布氏漏斗过滤时,如果滤纸大于漏斗瓷孔面时,有什么不好?
答:
如果滤纸大于漏斗瓷孔面时,滤纸将会折边,那样滤液在抽滤时将会自滤纸边沿吸入瓶中,而造成晶体损失。
所以不能大,只要盖住瓷孔即可。
5、减压结束时,应该先通大气,再关泵,以防止倒吸。
6、在试验中加入活性炭的目的是脱色和吸附作用。
但不能加入太多,太多会吸附产品。
亦不能沸腾的时候加入,以免溶液爆沸而从容器中冲出。
用量为1%-3%.
试验三苯甲酸的制备
一、实验目的
1、学习苯环支链上的氧化反应
2、掌握减压过滤和重结晶提纯的方法
二、实验原理
C6H5CH3CH3KMnO4C6H5COOH
三、实验仪器和药品
天平、量筒、圆底烧瓶、冷凝管、电炉、布氏漏斗、抽滤瓶、甲苯、高锰酸钾、浓盐酸、沸
石、活性炭
四、实验步骤
1、在烧瓶中放入2.7ml甲苯和100ml蒸馏水,瓶口装上冷凝管,加热知沸腾。
经冷凝管上
口分批加入8.5g高锰酸钾。
黏附在冷凝管内壁的高锰酸钾用25ml水冲入烧瓶中,继续煮沸
至甲苯层消失,回流液中不再出现油珠为止。
2、反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣,合并滤液和洗涤液,并放入冷水浴中冷却,
然后用浓盐酸酸化至苯甲酸全部析出为止(若滤液呈紫色加入亚硫酸氢钠除去)。
3、将所得滤液用布氏漏斗过滤,
所得晶体置于沸水中充分溶解
(若有颜色加入活性炭除去)
,
然后趁热过滤除去不溶杂质,滤液置于冰水浴中重结晶抽滤,压干后称重。
回流装置图
五、实验数据处理
1、反应完毕后,若滤液呈紫色。
加入亚硫酸氢钠有何作用?
亚硫酸氢钠可以和高锰酸钾反应,消耗多余的高锰酸钾,生成二氧化锰,溶液紫色褪去,产生棕色沉淀。
2、简述重结晶的操作过程
选择溶剂→溶解固体→除去杂质→晶体析出→晶体的收集与洗涤→晶体的干燥
①.将待重结晶的物质溶解在合适的溶剂中,制成过饱和溶液。
②.若待重结晶物质含有色杂质,可加活性碳煮沸脱色。
③.趁热过滤以除去不溶物质及活性碳。
④.冷却滤液,使晶体从过饱和溶液中析出,而可溶性杂质仍保留在溶液里。
⑤.减压过滤,把晶体从母液中分离出来,洗涤晶体以除去吸附在晶体表面上的母液。
3、在制备苯甲酸过程中,加料高锰酸钾时,如何避免瓶口附着?
实验完毕后,粘附在瓶壁上的黑色固体物是什么?
如何除去?
可借助粗颈漏斗或将称量纸叠成喇叭状将研细的固体物体加入瓶中。
粘附在壁上的黑色固体物为二氧化锰,简单的除去方法为:
加入稀的亚硫酸钠溶液,轻轻震荡可除去二氧化锰,其原理为氧化还原机理。
七、注意:
1、一定要等反应液沸腾后(高锰酸钾只溶于水不溶于有机溶剂),高锰酸钾分批加入,避免反应激烈从回流管上端喷出。
2、在苯甲酸的制备中,抽滤得到的滤液呈紫色是由于里面还有高锰酸钾,可加入亚硫酸氢钠将其除去。
试验四1-溴丁烷的制备
1、学习由醇制备溴代烷原理和方法。
2、学习冷凝回流装置和分液漏斗的使用方法。
主要反应:
NaBr
H2SO4
HBr
NaHSO4
nC4H9OHHBr
nC4H9Br
H2O
副反应nC4H
9OH
浓HSO
CH3CH2CH
CH2CH3CHCHCH3
2
4
nC4H9OC4H9nH2O
正丁醇、溴化钠(无水)、浓硫酸、10%碳酸钠溶液、无水氯化钙、沸石、铁架台、冷凝管、烧瓶、升降台、磁力加热搅拌器、加热套、乳胶套、万能夹、十字夹、抽滤瓶、锥形瓶、尾接管、具塞玻管、橡皮塞、量筒、天平、分液漏斗、药勺、称量纸
1、在50ml圆底烧瓶内加8.3g研细的溴化钠,6.2ml正丁醇和1-2粒沸石,装上回流冷凝
管。
2、在锥形瓶中加10ml水,将瓶放入冷水浴中冷却边摇边加入10ml浓硫酸,将稀释后的
硫酸分4次从冷凝管上口加至圆底烧瓶中,加入后充分搅拌,使反应物混合均匀。
3、在冷凝管上口用导气管连一气体吸收装置,用小火加热反应混合物至沸腾并保持回
流30min,反应完成后,冷却5min。
卸下回流冷凝管,待冷却后,补加1-2粒沸石,装上蒸馏头和冷凝管进行蒸馏,仔细观察流出液至无油滴蒸出为止。
4、将馏出液倒入分液漏斗中,下层油层放入一干燥的锥形瓶中,加入10ml浓硫酸(分
三次加入),每次加入都要摇匀混合物,若锥形瓶发热可用冷水浴冷却,将混合物
慢慢加入分液漏斗中,静置分层,放出下层浓硫酸,油层一次用10ml蒸馏水、5ml10%碳酸钠、10ml蒸馏水洗涤。
5、将下层的粗1-溴丁烷放入锥形瓶中,加入1-2g块状无水氯化钙,间歇振荡锥形瓶,
直到液体澄清为止,量出最终获得的1-溴丁烷的体积。
回流装置
五、数据处理
六、问答题
1、本试验有哪些副反应?
如何减少副反应?
如何减少:
①反应物混合均匀;
②回流时小火加热,保持微沸状态。
副反应:
2、试说明各洗涤步骤的作用?
(含有那些杂质,如何除去?
)
略。
试验五正丁醚的制备
1、掌握脱水制醚的反应原理和试验方法
2、学习使用分水器的试验操作
反应式:
H2SO4,134~135oC
+HO
2CH3CH2CH2CH2OH
CHCHCHCHOCHCHCHCH
32222223
CH3CH2CH2CH2OH
H2SO4
C4H8+H2O
>
135oC
三、试验仪器与药品
电热套、铁架台、十字夹、万能夹、分水器、温度计及接头、冷凝器、玻塞、蒸馏头、
尾接管、三口连接管、锥形瓶、量筒、分液漏斗、沸石、烧瓶、正丁醇、浓硫酸、无水
氯化钙、
50%硫酸溶液
1、在100mL三颈烧瓶中,加入
12.5g(15.5mL)正丁醇和约
4g(2.2mL)浓硫酸,摇动使混合
均匀,并加入几粒沸石。
2、在三颈瓶的一瓶口装上温度计,另一瓶口装上分水器,分水器上端接回流冷凝管。
3、在分水器中放置2mL水,然后将烧瓶在石棉网上用小火加热,回流。
4、继续加热到瓶内温度升高到
134~135°
C(约需20min)。
待分水器已全部被水充满时,
表示反应已基本完成。
5、冷却反应物,将它连同分水器里的水一起倒入内盛
25mL水的分液漏斗中,充分振
摇,静止,分出产物粗制正丁醚。
6、用两份8mL50%硫酸洗涤两次,再用10mL水洗涤一次,然后用无水氯化钙干燥。
7、干燥后的产物倒入蒸馏烧瓶中,蒸馏收集
139~142°
C馏分。
纯正丁醚为无色液体,
20
0.769
b.p.为142°
C,d4
,nD1.3992。
实验装置图
1、写出试验中各洗涤步骤各层的成分。
2、反应结束后为什么要将混合物倒入25ml水中?
其后各步洗涤的目的是什么?
3、正丁醚的制备过程中为什么要使用分水器?
它有什么作用?
本实验主反应为可逆反应,且产物当中有水,因此需把生成的水从反应体系中分离出来,使平衡往正方向移动,从而提高产率,分水器的作用就是可以把反应生成的水分离出来。
试验六环己酮的制备
1、学习次氯酸氧化法制备环己酮的原理和方法
2、进一步了解酮和醇的区别和联系
滴液漏斗、温度计、烧瓶、三口连接管、水浴锅、量筒、电炉、石棉网、冷凝管、尾接管、锥形瓶、环己醇、冰醋酸、次氯酸钠、碘化钾、碘化钾淀粉试纸、分液漏斗、磁力加热搅拌器、饱和亚硫酸氢钠溶液、氯化铝、沸石、无水碳酸钠、无水硫酸镁、食盐
1、烧瓶中依次加入5.2ml环己醇和25ml冰醋酸,开动磁力加热搅拌器。
在冰水浴冷却下,
将20ml次氯酸钠溶液经滴液漏斗逐滴加入,使瓶内温度保持30-35度,加完后搅拌
15min。
用碘化钾试纸检验反应混合物是否为蓝色,否则应再次补加5ml次氯酸钠。
2、在室温下继续搅拌30min,然后加入饱和亚硫酸氢钠溶液至反应液对碘化钾试纸不再显
色为止。
3、在反应混合物中加入30ml水,3g三氯化铝和几粒沸石,加热蒸馏,至流出液无油滴为止。
4、在搅拌情况下向馏出液加入无水碳酸钠至中性,然后再加入精制食盐使之饱和,将此液
体倒入分液漏斗,分出有机层,再用无水硫酸镁干燥,蒸馏并收集150-155度的馏分。
1、试验中使用精制试验有何作用?
2、第一次蒸馏所得到馏分的成分是什么?
试验七乙酸乙酯的制备
1、了解从有机酸合成酯的一般原理及方法。
2、掌握蒸馏、分液漏斗的使用等操作。
浓H2SO4
主反应
CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O
副反应
浓H
SO
CH2=CH2
CH
3CH
2OH
+H2O
170
℃
浓H2SO4
(CH3CH2)2O+H2O
2CH3CH2OH
140
三、仪器和药品
圆底烧瓶、冷凝管、蒸馏头、尾接管、分液漏斗、加热套、铁架台、沸石、无水乙醇、冰醋
酸、浓硫酸、饱和碳酸钠、饱和食盐水、饱和氯化钙、无水硫酸镁、pH试纸
回流装置蒸馏装置
1、在50ml圆底烧瓶中加入9.5ml无水乙醇和6ml冰醋酸,再小心加入2.5ml浓硫酸,混匀后,加入沸石,然后装上冷凝管。
2、小心加热反应瓶,并保持回流1/2h,待瓶中反应物冷却后,将回流装置改成蒸馏装置,
接受瓶用冷水冷却。
加热蒸出乙酸乙酯,直到馏出液体积约为反应物总体积的1/2为止。
3、在馏出液中缓慢加入饱和碳酸钠溶液,并不断振荡,直到不再产生气体为止(用pH试
纸不呈酸性),然后将混合液转入分液漏斗,分去下层水溶液。
4、将所得的有机层倒入小烧杯中,用适量无水硫酸镁干燥,将干燥后的溶液进行蒸馏,收
集73-78度的馏分。
五、注意事项
(1)加硫酸时要缓慢加入,边加边震荡。
(2)洗涤时注意放气,有机层用饱和NaCl洗涤后,尽量将水相分干净。
(3)用CaCl2溶液洗之前,一定要先用饱和NaCl溶液洗,否则会产生沉淀,给分液带来困
难。
六、试验结果和数据分析
七、思考题
1、蒸出的粗乙酸乙酯中主要有那些杂质?
2、能否用氢氧化钠代替浓碳酸钠来洗涤?
为什么?
实验八硝基苯的制备
1、学习苯环上亲电取代反应的原理
2、学习掌握冷凝回流及水浴加热
电炉、水浴锅、圆底烧瓶、冷凝管、温度计、铁架台、锥形瓶、分液漏斗、量筒、苯、硝酸、
浓硫酸、饱和食盐水、无水氯化钙、pH试纸、沸石
1、在锥形瓶中加入3.6ml的浓硝酸,另取5ml浓硫酸,分多次加入锥形瓶中,边加边摇匀。
2、将4.5ml苯和上述所配制的混酸一并加入烧瓶中,充分震荡,混合均匀并开始加热,控制水浴温度在60摄氏度左右,保持回流30min。
3、将产物倒入分液漏斗中分液,然后放入锥形瓶中,用等体积水洗涤至不显酸性,最后用水洗至中性,将有机层放入干燥锥形瓶中,用无水氯化钙干燥后量取产物体积。
注意:
第一次用等体积水洗涤时,有机层在上层,第二次用水洗涤时有机层在下层。
1.配制硝酸和硫酸的混酸溶液时,在硝酸中分次的加入硫酸,边加边震荡,使其混合均匀。
2.硝基化合物对人体有较大的毒性,吸入多量蒸汽或被皮肤接触吸收,均会引起中毒!
所以
处理硝基苯或其它硝基化合物时,必须谨慎小心,如不慎触及皮肤,应立即用少量乙醇擦洗,再用肥皂及温水洗涤。
3.硝化反应系一放热反应,温度若超过60℃时,有较多的二硝基苯生成,若温度超过80℃,
则生成副产物苯磺酸,且也有部分硝酸和苯挥发逸去。
4.洗涤硝基苯时,特别是用碳酸钠溶液洗涤时,不可过分用力摇荡,否则使产品乳化而难以分层。
若遇此情况,加数滴酒精,静置片刻,即可分层。
六、实验数据处理七、思考题
1、浓硫酸在试验中的作用是什么?
2、反应过程中如温度过高有何影响?
实验九乙酰水杨酸的制备
1、学习利用酚类的酰化反应制备乙酰水杨酸
(acetyl
salicylic
acid)的原理和制备方法。
2、掌握重结晶、减压过滤、洗涤、干燥、熔点测定等基本实验操作。
乙酰水杨酸即阿司匹林,可通过水杨酸与乙酸酐反应制得。
COOH
(CH
CO)O
CH3COOH
+
3
OCOCH3
OH
HO
O
*
OC
OCO
副反应n
+(n-1)H2O
m
圆底烧瓶、水浴锅、抽滤瓶、循环水真空泵、锥形瓶、玻棒、烧瓶、量筒、胶头滴管、天平、磁力加热搅拌器、温度计、滤纸、水杨酸、乙酸酐、浓硫酸、碎冰、饱和碳酸钠溶液、浓盐
酸
1、在125ml的锥形瓶中加入2g水杨酸、5ml乙酸酐、5滴浓硫酸,小心旋转锥形瓶使水杨
酸全部溶解后,在水浴中加热5-10min,控制水浴温度在85-90℃。
取出锥形瓶,边摇边滴加1mL冷水,然后快速加入50mL冷水,立即进入冰浴冷却。
若无晶体或出现油状物,
可用玻棒摩擦内壁(注意必须在冰水浴中进行)。
待晶体完全析出后用布氏漏斗抽滤,用少量冰水分二次洗涤锥形瓶后,再洗涤晶体,抽干。
2、将粗产品转移到150ml烧杯中,在搅拌下慢慢加入25mL饱和碳酸钠溶液,加完后继续
搅拌几分钟,直到无二氧化碳气体产生为止。
抽滤,副产物聚合物被滤出,用5-10ml水
冲洗漏斗,合并滤液,倒入预先盛有4-5ml浓盐酸和10ml水配成溶液的烧杯中,搅拌均
匀,即有乙酰水杨酸沉淀析出。
用冰水冷却,使沉淀完全。
减压过滤,用冷水洗涤2次,抽
干水分。
将晶体置于表面皿上,蒸汽浴干燥,得乙酰水杨酸产品。
称重。
1、本实验为什么不能在回流下长时间反应?
2、反应后加水的目的是什么?
3、第一步的结晶的粗产品中可能含有哪些杂质?
实验十乙酰苯胺的制备
1、掌握苯胺乙酰化的原理
2、熟悉固体有机物提纯的方法―――重结晶
C6H5NH2CH3COOHC6H5NHCOCH3H2O
圆底烧瓶、分馏柱、温度计、加热套、锥形瓶、抽滤瓶、布氏漏斗、铁架台、冷凝管、尾接管、真空泵、苯胺、冰醋酸、锌粉、沸石
分馏装置图
1、在圆底烧瓶中加入
10ml
新蒸馏锅的苯胺、
15ml
冰醋酸和少许锌粉(约
0.2g)和几粒沸
石,并连接好装置。
2、用小火加热回流,保持温度在
105摄氏度约
1小时,当温度下降时表明反应已完成,边
搅拌边趁热过滤,然后将反应物倒入盛有
250ml
冷水的烧杯中。
3、冷却后抽滤,用冷水洗涤粗产品,将粗产品移至
400ml
烧杯中,加入
300ml
水并加热使
其充分溶解,稍冷,待乙酰苯胺晶体析出,抽滤后压干并称重。
1、反应为什么要控制蒸馏头支管口温度在
105摄氏度?
2、加入锌粉的作用?
3、本实验提高产率的措施有哪些?
实验十一己二酸的制备
1、学习使用环己醇制备己二酸的原理和方法
2、学习抽滤操作分离固液物质的方法
HNO3
HOOCCH2CH2CH2CH2COOH
烧瓶、三口连接管、水浴锅、温度计、电炉、抽滤瓶、布氏漏斗、恒压滴液漏斗、环己醇、浓硝酸、冰块、滤纸、玻棒
装置图
1、在烧瓶中加入10ml水、10ml浓硝酸,混合均匀,并在水浴中加热至80摄氏度。
在恒压
滴液漏斗中加入4.2ml环己醇。
控制滴速,使烧瓶中混合物温度控制在85-90摄氏度之间(必
要时想水浴中添加冷水)。
当醇全部加入而且溶液温度降至80摄氏度以下时,将混合物在
85-90摄氏度下加热约15min,使其充分反应。
2、将反应物放入冰水浴中冷却,析出的晶体经布氏漏斗抽滤得到,用3ml水洗涤滤饼,并
将所得晶体尽量压干并称重。
六、注意事项
1.环己醇和硝酸切不可用同一量筒量取。
2.实验产生的二氧化氮气体有毒,所以装置要求严密不漏气,并要作好尾气吸收。
3.反应完