第一篇:實(shí)驗(yàn)思考題及答案
實(shí)驗(yàn)思考題及答案
實(shí)驗(yàn)五十六 鄰二氮菲分光光度法測(cè)定鐵的含量 在顯色前加入鹽酸羥胺是為了將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵;加入醋酸-醋酸鈉緩沖溶液是為了控制溶液的酸度。在吸光度的測(cè)量中,被測(cè)物質(zhì)是裝在比色皿中的,由于器皿的反射,溶液中其它質(zhì)點(diǎn)對(duì)光產(chǎn)生的吸收以及折射與散射等,都會(huì)引起測(cè)量值對(duì)比耳定律的偏離,因此常采用幾何尺寸及材料完全相同的比色皿作參比調(diào)節(jié)儀器的零點(diǎn),這樣才能較真實(shí)地反映測(cè)得的吸光度與被測(cè)物質(zhì)濃度間的線性關(guān)系。選用參比溶液的原則是:除不含有顯色化合物外,其余組分應(yīng)盡量接近于被測(cè)試液。3 實(shí)驗(yàn)中標(biāo)準(zhǔn)溶液必須準(zhǔn)確加入,鹽酸羥胺、醋酸-醋酸鈉緩沖溶液以及顯色劑的加入量不必很準(zhǔn)確。繪制工作曲線和測(cè)定試樣在相同的條件下進(jìn)行可以最大程度上消除實(shí)驗(yàn)條件變化造成的影響。條件主要指波長(zhǎng)、顯色劑濃度、溶液酸度以及顯色時(shí)間等。5以入射光波長(zhǎng)作橫坐標(biāo),以吸光度作縱坐標(biāo)所繪制的曲線,稱為吸收曲線。其作用是用來(lái)選擇最大吸收波長(zhǎng);以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度作橫坐標(biāo),以吸光度作縱坐標(biāo)所繪制的曲線,稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線。其作用是用來(lái)測(cè)定未知試樣的濃度。6 為了減小讀數(shù)誤差以提高測(cè)定的準(zhǔn)確度,一般控制吸光度的讀數(shù)在0.1-1.0的范圍內(nèi)??梢酝ㄟ^(guò)改變?nèi)芤旱南♂尪群瓦x擇不同厚度的比色皿兩個(gè)途徑控制吸光度的范圍。
實(shí)驗(yàn)五十七 離子選擇性電極測(cè)定水中氟含量
1. 這樣所加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積小,才能使配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)試液具有接近的離子強(qiáng)度和組成。
2. 氟離子選擇性電極使用前需用去離子水浸泡活化過(guò)夜,或在10-3mol·L-1 NaF溶液中浸泡1-2h,再用去離子水洗至空白電位值為300mV左右,方可使用。電極使用后,應(yīng)清洗至空白電位值,然后浸泡在水中。長(zhǎng)久不用時(shí),風(fēng)干后保存。
3. TISAB包括惰性電解質(zhì)、緩沖溶液、掩蔽劑。其中惰性電解質(zhì)用來(lái)控制溶液的離子強(qiáng)度,緩沖溶液用于控制溶液的pH值,掩蔽劑用來(lái)掩蔽干擾物質(zhì)。4. 測(cè)的時(shí)F- 的活度。如果要測(cè)定F- 的濃度,需要活度系數(shù)為一定值,因此需要加入足夠量的惰性電解質(zhì)以固定溶液總的離子強(qiáng)度。
5. 試液的pH值對(duì)氟電極的電位響應(yīng)有影響。在酸性溶液中H+離子與部分F— 離子形成HF或HF2— 等在氟電極上不響應(yīng)的形式,從而降低了F— 離子的濃度。在堿性溶液中,OH—在氟電極上與F— 產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)響應(yīng),此外OH— 也能與LaF3晶體膜產(chǎn)生如下反應(yīng):
LaF3 + OH-→ La(OH)3 + 3F-
由此產(chǎn)生的干擾電位使測(cè)定結(jié)果偏高。因此測(cè)定需要在pH為5左右的溶液中進(jìn)行。
實(shí)驗(yàn)五十九 恒電流電解法測(cè)定銅的含量
1.決定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的條件有:電極電位、電流、反應(yīng)物濃度、溶液的量、攪拌的程度和溫度等。但是其中最關(guān)鍵的是怎樣控制電流為恒定。
實(shí)驗(yàn)六十一
原子吸收光譜法測(cè)定溶液中含銅廢液中銅的含量
1.與分子吸收光譜不同,在原子吸收分光光度計(jì)重,單色器要放置在原子化系統(tǒng)之后,以阻止來(lái)自原子吸收池內(nèi)所有不需要的輻射進(jìn)入檢測(cè)器。2 空心陰極燈是一種特征輻射銳線光源,它能發(fā)射待測(cè)元素基態(tài)原子所吸收的特征共振線。不能用氫燈或鎢燈代替,因?yàn)闅錈艋蜴u燈發(fā)射的是連續(xù)光譜。3 原子吸收光譜分析具有靈敏度高,干擾少,準(zhǔn)確度高,操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
第二篇:微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)原理及思考題答案
油鏡便于觀察的原理是什么?
用油鏡觀察時(shí)在油鏡與載玻片之間加入了和玻璃折射率相近的香柏油,使進(jìn)入透鏡的光線增多,視野亮度增強(qiáng),使物象明亮清晰。
1.細(xì)調(diào)節(jié)器每旋轉(zhuǎn)一周使鏡筒上升或下降0.1mm.一。培養(yǎng)基的配制
原理:微生物的生長(zhǎng)發(fā)育都有一定的營(yíng)養(yǎng)需要,培養(yǎng)基即人工培養(yǎng)物,為其生長(zhǎng)發(fā)育提供所需營(yíng)養(yǎng)的基質(zhì)。培養(yǎng)基配制好以后必須經(jīng)過(guò)滅菌方能用于分離培養(yǎng)微生物實(shí)驗(yàn)。一次培養(yǎng)基的配制和滅菌是微生物實(shí)驗(yàn)室中最基本的操作,通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)微生物實(shí)驗(yàn)室中常用培養(yǎng)基的配制方法和滅菌方法。
1.稱藥品的鑰匙不要混用
稱完藥品應(yīng)及時(shí)蓋緊瓶蓋,因?yàn)槟承┏煞秩绲鞍纂藰O易吸水潮解
調(diào)PH時(shí)要小心操作,避免回調(diào)。
配制培養(yǎng)基應(yīng)注意哪些問(wèn)題?
要選定合適的培養(yǎng)基;培養(yǎng)基成分要稱量準(zhǔn)確;PH要適宜;滅菌要嚴(yán)格。
培養(yǎng)基配制完成后為什么要立即滅菌?已滅菌的培養(yǎng)基如何進(jìn)行無(wú)菌檢查?
防止細(xì)菌污染培養(yǎng)基
一旦細(xì)菌污染了培養(yǎng)基,由于培養(yǎng)基有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),細(xì)菌會(huì)段時(shí)間內(nèi)大量產(chǎn)生
這樣子就會(huì)跟培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),另一方面,細(xì)菌生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)致使培養(yǎng)物死亡。放在37℃的恒溫箱中一兩天后,培養(yǎng)基上沒(méi)有生長(zhǎng)任何微生物的就可以使用(若有微生物則是以菌落出現(xiàn)的 肉眼可以看見(jiàn))
二。細(xì)菌的單染色技術(shù)
原理:?jiǎn)稳旧◣熇脝我蝗玖蠈?duì)細(xì)菌進(jìn)行染色的一種方法。
在中性,堿性或弱酸性溶液中,細(xì)菌細(xì)胞通常帶負(fù)電荷,所以常用堿性染料進(jìn)行染色。堿性染料并不是堿,和其他染料一樣是一種鹽,電離時(shí)染料離子帶正電,易于帶負(fù)電荷的細(xì)菌結(jié)合而使細(xì)菌著色。
制備染色標(biāo)本時(shí)的注意事項(xiàng)?
選擇合適菌齡的細(xì)菌;固定時(shí)避免火焰直接烘烤破壞細(xì)菌形態(tài);染色時(shí)間要適宜;水洗時(shí)水不能直接沖在涂片處。
制片為什么要完全干燥后才能用油鏡觀察?
油和水之間會(huì)分層,油就不能與標(biāo)本接觸還有光會(huì)發(fā)生折射等等原因,這樣不利于油鏡觀察
三。細(xì)菌的革蘭氏染色法
原理:細(xì)菌先經(jīng)堿性染料結(jié)晶紫染色,而經(jīng)碘液媒染后用酒精脫色,在一定條件下有的細(xì)菌紫色不被脫去,為G+,有的可被脫去,為G-.1.革蘭氏染色成敗的關(guān)鍵是乙醇脫色。脫色過(guò)度,陽(yáng)性細(xì)菌被染成陰性細(xì)菌,脫色不足,陰性細(xì)菌被染成陽(yáng)性細(xì)菌
涂片務(wù)必均勻,切忌過(guò)厚,以免脫色不徹底造成假陽(yáng)性
要用活躍生長(zhǎng)期的適齡菌,老齡菌因體內(nèi)核算減少或菌體死亡,會(huì)使陽(yáng)性菌被染成陰性菌,故不建議使用。
為什么革蘭氏染色所用細(xì)菌的菌齡一般不超過(guò)24h?
若菌齡太老,由于菌體死亡或自溶常使革蘭氏陽(yáng)性菌轉(zhuǎn)呈陰性反應(yīng),關(guān)鍵在于細(xì)胞壁的通透性的改變,使結(jié)晶紫染液可以脫色透出。
當(dāng)你對(duì)一株未知菌進(jìn)行革蘭氏染色時(shí),怎樣才能保證你的操作正確,結(jié)果可靠?
找事先已知的且和未知菌形態(tài)明顯不同的G+和G-分別做混合涂片,當(dāng)和G+做時(shí)G+正確顯紫色和當(dāng)和G-做時(shí)G-正確顯紅色,看這個(gè)未知菌分別顯什么色,若一致,則可確定此菌為G+
或G-。再回過(guò)頭單做此未知菌的革蘭氏染色,顯現(xiàn)正確那就證明此染色技術(shù)操作正確。
四。細(xì)菌的鞭毛染色法
原理:染色前先用媒染劑處理,讓他沉積在鞭毛上,使鞭毛直徑加粗,然后再進(jìn)行染色。
1.鍍銀法染色染色液必須現(xiàn)配先用,不能存放。
Leifson染色法受菌種,菌齡和室溫等因素的影響,且染色液須經(jīng)15~20次過(guò)濾,要掌握好染色條件
細(xì)菌鞭毛極細(xì),很易脫落,在整個(gè)操作過(guò)程中藥小心,防止鞭毛脫落。
染色用玻片干凈無(wú)油污是鞭毛染色成功的先決條件。
哪些因素能影響鞭毛染色結(jié)果?如何控制?
選取的細(xì)菌菌種及菌齡要適宜;鍍銀法染色液必須現(xiàn)配先用;
操作要小心,防止鞭毛脫落;染色用玻片干凈無(wú)油污
鞭毛染色的菌種為什么要連續(xù)傳種幾代,并且要采用幼齡菌種?
因?yàn)榫g較老的細(xì)菌容易失落鞭毛。
五。細(xì)菌數(shù)量的測(cè)定
原理:鏡檢計(jì)數(shù)法適用于各種含單細(xì)胞菌體的純培養(yǎng)懸浮液,如有雜質(zhì)或雜菌常不易分辨。菌體較大的酵母菌或霉菌孢子可采用血球計(jì)數(shù)板。血球計(jì)數(shù)板較厚,不能使用油鏡,故細(xì)菌不易看清。
1.有壓線的菌體,每格只統(tǒng)計(jì)上方及右方線上的細(xì)胞
因菌液在血球計(jì)數(shù)板上處于不同的空間,要在不同的焦距下才能看全,所以觀察時(shí)必須不斷調(diào)節(jié)細(xì)螺旋方可找全。
每個(gè)樣品重復(fù)2~3次,若兩次差別太大應(yīng)重測(cè)。
哪些因素會(huì)造成血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)誤差,應(yīng)如何避免 ?
儀器的準(zhǔn)確度和操作的規(guī)范性
所用器材均應(yīng)清潔干燥,計(jì)數(shù)板的規(guī)格應(yīng)符合要求或經(jīng)過(guò)校正;必須一次性充滿計(jì)數(shù)室,防止產(chǎn)生氣泡。
六。放線菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)觀察
原理:放線菌細(xì)胞一般呈分枝無(wú)隔的絲狀,纖細(xì)的菌絲體分為基內(nèi)菌絲和氣生菌絲.采用插片法觀察放線菌。將蓋玻片傾斜約45°角插入瓊脂表面,然后將放線菌接種于蓋玻片與培養(yǎng)基接縫處,經(jīng)培養(yǎng)使放線菌生長(zhǎng)在蓋玻片上。觀察時(shí)將蓋玻片取下,貼放在載玻片上,直接鏡檢。
1.用玻璃紙法接種時(shí),注意玻璃紙與培養(yǎng)基之間不能有氣泡,以免影響其表面放線菌的生長(zhǎng)。操作過(guò)程,切勿動(dòng)玻璃紙菌面上的培養(yǎng)物。
玻璃紙培養(yǎng)和觀察法是否可以應(yīng)用于其他微生物類群的培養(yǎng)和觀察?為什么?
可以應(yīng)用于霉菌。
鏡檢時(shí),如何區(qū)別放線菌的基內(nèi)菌絲和氣生菌絲?
基內(nèi)菌絲分枝繁茂,無(wú)色或產(chǎn)生水溶性或脂溶性色素而呈現(xiàn)黃、綠、橙、紅、紫、藍(lán)、褐、黑等各種顏色。氣生菌絲顏色較深且較基內(nèi)菌絲粗,直徑為1~1.4μm,直形或彎曲狀,有分枝,有的產(chǎn)生色素
七。酵母菌形態(tài)觀察及死活細(xì)胞的鑒別
原理:酵母菌是多行的,不運(yùn)動(dòng)的單細(xì)胞微生物,細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)已有明顯分化,菌體比細(xì)菌大。美藍(lán)是一種無(wú)毒性染料,他的氧化型呈藍(lán)色,還原型無(wú)色。用美藍(lán)對(duì)酵母的活細(xì)胞進(jìn)行染色時(shí),由于活細(xì)胞的新陳代謝作用,細(xì)胞內(nèi)具有較強(qiáng)的還原能力,能是美藍(lán)由藍(lán)色的氧化型變成無(wú)色的還原型。因此,具有還原能力的酵母細(xì)胞是無(wú)色的,而死細(xì)胞或代謝作用微弱的衰老細(xì)胞則呈藍(lán)色或淡藍(lán)色。
1.染液不宜過(guò)多或過(guò)少,否則再蓋上蓋片時(shí)菌液會(huì)溢出或出現(xiàn)大量氣泡而影響觀察。蓋玻片不宜平著放下,以免產(chǎn)生氣泡影響觀察。
美藍(lán)染色法對(duì)酵母細(xì)胞進(jìn)行死活鑒別時(shí)為什么要控制染液濃度和染色時(shí)間。
美藍(lán)濃度高和染色時(shí)間過(guò)長(zhǎng)都會(huì)增加酵母菌的死亡,美蘭有氧化性,濃度太高會(huì)使活菌很快致死,濃度低老齡細(xì)胞與活細(xì)胞不易區(qū)分;染色時(shí)間短,活細(xì)胞還沒(méi)從藍(lán)變無(wú)色,觀察到的活細(xì)胞數(shù)量會(huì)比預(yù)計(jì)的少,染色時(shí)間長(zhǎng),活細(xì)胞數(shù)量也會(huì)減少
顯微鏡下,酵母菌有哪些特征區(qū)別于一般細(xì)菌?
酵母菌菌體呈圓形、卵形或橢圓形不同于一般細(xì)菌的形狀;酵母菌菌體比一般細(xì)菌大。
八。霉菌形態(tài)的觀察
原理:霉菌營(yíng)養(yǎng)體是分支的絲狀體,分為基內(nèi)菌絲和氣生菌絲。氣生菌絲又可分化出繁殖絲。不同霉菌的繁殖絲可形成不同的孢子。霉菌的個(gè)體比細(xì)菌和放線菌大的多,故用低倍鏡即可觀察,常用的觀察方法有直接制片觀察,載波濕室培養(yǎng)觀察法和玻璃紙透析培養(yǎng)法三種。霉菌菌絲體較粗大,細(xì)胞易收縮變形,且孢子絲易飛散,故在直接制片觀察時(shí)常用乳酸石碳酸棉蘭染色液。其優(yōu)點(diǎn)是:細(xì)胞既不變形,又具有殺菌防腐作用,且不易干燥,能保持較長(zhǎng)時(shí)間,還能防止孢子飛散。染液的藍(lán)色能增強(qiáng)反差,使物象更清楚。
1.瓊脂塊的制作應(yīng)注意無(wú)菌操作
載玻片培養(yǎng)時(shí),盡可能將分散的孢子接種在瓊脂塊邊緣,且量要少,以免培養(yǎng)后菌絲過(guò)于稠密影響觀察。
制片時(shí),盡可能保持霉菌自然生長(zhǎng)狀態(tài),加蓋時(shí)勿入氣泡和移位。
顯微鏡下,細(xì)菌,放線菌,酵母菌,和霉菌的主要區(qū)別?
放線菌與細(xì)菌需要在油鏡下才能觀察清楚,而霉菌和酵母菌在低倍鏡下即可看到。
細(xì)菌:為細(xì)而短的單細(xì)胞微生物(個(gè)體微?。饕螒B(tài)有:球、桿、螺旋狀等。(部分桿菌還可形成芽孢)
放線菌:存在分枝絲狀體和菌絲體,革蘭氏陽(yáng)性菌,有孢子絲和孢子(球形、橢圓形、桿狀、柱狀)。
酵母菌:?jiǎn)渭?xì)胞,菌體呈圓球、卵形或橢圓形,少數(shù)呈檸檬形、尖形等。菌體比細(xì)菌大幾倍到幾十倍,部分處于出芽繁殖過(guò)程中菌體還可觀察到芽體,大多數(shù)菌體上還有芽痕。
霉菌:菌絲和孢子的寬度通常比細(xì)菌和放線菌粗得多,常是細(xì)菌菌體寬度的幾倍到幾十倍,在低倍鏡下即可看到,并還可看到孢子囊梗、囊軸、孢子囊、包囊孢子等。
九。酸奶的制備和乳酸菌的分離
原理:乳酸菌將牛奶中的乳糖發(fā)教程乳酸使其PH降至酪蛋白等電點(diǎn)附近從而使牛奶形成凝膠狀;其次,乳酸菌還會(huì)促使部分酪蛋白降解,形成乳酸鈣和產(chǎn)生一些脂肪,乙醛,雙乙酰和丁二酮等風(fēng)味物質(zhì)。發(fā)酵過(guò)程通過(guò)雙菌或多菌的混合培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)。其中桿菌先分解酪蛋白為氨基酸和小肽,由此促進(jìn)了球菌的生長(zhǎng),而球菌產(chǎn)生的甲酸又刺激了桿菌產(chǎn)生大量乳酸和部分乙醛,此外球菌還產(chǎn)生了雙乙酰這類風(fēng)味物質(zhì),達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)的混合發(fā)酵。
酸奶制作為什么混菌發(fā)酵?
為了發(fā)酵均勻和完全
十。質(zhì)粒DNA的小量制備
原理:在pH 12.0-12.6堿性環(huán)境中,線性的大分子量細(xì)菌染色體DNA變性,而共價(jià)閉環(huán)質(zhì)粒DNA仍為自然狀態(tài)。
將PH調(diào)至中性并有高鹽濃度存在的條件下,染色體DNA之間交聯(lián)形成不溶性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),大部分DNA和蛋白質(zhì)在去污劑SDS的作用下形成沉淀,而質(zhì)粒DNA仍為可溶狀態(tài),通過(guò)離心可除去大部分細(xì)胞碎片、染色體DNA、RNA及蛋白質(zhì),質(zhì)粒DNA尚在上清中,再用酚氯仿抽提進(jìn)一
步純化質(zhì)粒DNA。
1.注意提取質(zhì)粒DNA的各步驟應(yīng)始終在低溫下進(jìn)行。
第三篇:電工實(shí)驗(yàn)思考題答案
實(shí)驗(yàn)1 常用電子儀器的使用 實(shí)驗(yàn)報(bào)告及思考題
1.總結(jié)如何正確使用雙蹤示波器、函數(shù)發(fā)生器等儀器,用示波器讀取被測(cè)信號(hào)電壓值、周期(頻率)的方法。答:要正確使用示波器、函數(shù)發(fā)生器等儀器,必須要弄清楚這些儀器面板上的每個(gè)旋鈕及按鍵的功能,按照正確的操作步驟進(jìn)行操作.
用示波器讀取電壓時(shí),先要根據(jù)示波器的靈敏度,知道屏幕上Y軸方向每一格所代表的電壓值,再數(shù)出波形在Y軸上所占的總格數(shù)h,按公式 計(jì)算出電壓的有效值。
用示波器讀取被測(cè)信號(hào)的周期及頻率時(shí),先要根據(jù)示波器的掃描速率,知道屏幕上X軸方向每一格所代表的時(shí)間,再數(shù)出波形在X軸上一個(gè)周期所占的格數(shù)d,按公式T= d ×ms/cm,計(jì)算相應(yīng)的周期和頻率。2.欲測(cè)量信號(hào)波形上任意兩點(diǎn)間的電壓應(yīng)如何測(cè)量? 答:先根據(jù)示波器的靈敏度,知道屏幕上Y軸方向每一格所代表的電壓值,再數(shù)出任意兩點(diǎn)間在垂直方向所占的格數(shù),兩者相乘即得所測(cè)電壓。3.被測(cè)信號(hào)參數(shù)與實(shí)驗(yàn)儀器技術(shù)指標(biāo)之間有什么關(guān)系,如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇儀器? 答:被測(cè)信號(hào)參數(shù)應(yīng)在所用儀器規(guī)定的指標(biāo)范圍內(nèi),應(yīng)按照所測(cè)參量選擇相應(yīng)的儀器。如示波器、函數(shù)發(fā)生器、直流或交流穩(wěn)壓電源、萬(wàn)用表、電壓表、電流表等。
4.用示波器觀察某信號(hào)波形時(shí),要達(dá)到以下要求,應(yīng)調(diào)節(jié)哪些旋紐?①波形清晰;②波形穩(wěn)定;③改變所顯示波形的周期數(shù);④改變所顯示波形的幅值。答:①通過(guò)調(diào)節(jié)聚焦旋鈕可使波形更清晰。
②通過(guò)配合調(diào)節(jié)電平、釋抑旋鈕可使波形穩(wěn)定。
③調(diào)節(jié)掃描速度旋鈕。
④調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕。
實(shí)驗(yàn)2 基爾霍夫定律和疊加原理的驗(yàn)證
七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題
1.說(shuō)明基爾霍夫定律和疊加原理的正確性。計(jì)算相對(duì)誤差,并分析誤差原因。
答:根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:基爾霍夫定律和疊加原理是完全正確的。
實(shí)驗(yàn)中所得的誤差的原因可能有以下幾點(diǎn):(1)實(shí)驗(yàn)所使用的電壓表雖內(nèi)阻很大,但不可能達(dá)到無(wú)窮大,電流表雖內(nèi)阻很小,但不可能為零,所以會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。(2)讀數(shù)時(shí)的視差。
(3)實(shí)驗(yàn)中所使用的元器件的標(biāo)稱值和實(shí)際值的誤差。
(4)儀器本身的誤差。(5)系統(tǒng)誤差。
2.使用萬(wàn)用表測(cè)量電阻、直流電壓、直流電流時(shí),應(yīng)注意些什么問(wèn)題?
答:用萬(wàn)用表測(cè)電阻時(shí),應(yīng)將電阻與電路獨(dú)立,選用合適的量程,并進(jìn)行調(diào)零,若不能調(diào)零,則說(shuō)明電池不足,需更換足量的電池。
用萬(wàn)用表測(cè)直流電壓時(shí),萬(wàn)用表應(yīng)并聯(lián)在所測(cè)電壓兩端,并注意量程的選擇以及所測(cè)電壓的極性,若出現(xiàn)指針?lè)雌珪r(shí),應(yīng)對(duì)調(diào)表筆,此時(shí)所測(cè)量的值應(yīng)該為負(fù)。用萬(wàn)用表測(cè)直流電流時(shí),萬(wàn)用表應(yīng)串聯(lián)在所測(cè)支路當(dāng)中,一定要注意電流的極性,若出現(xiàn)指針?lè)雌珪r(shí),應(yīng)對(duì)調(diào)表筆,此時(shí)所測(cè)量的值應(yīng)該為負(fù)。
3.實(shí)驗(yàn)時(shí),如果電源(信號(hào)源)內(nèi)阻不能忽略,應(yīng)如何進(jìn)行? 答:實(shí)驗(yàn)時(shí),若不忽略內(nèi)阻,應(yīng)該將電源接到電路當(dāng)中再調(diào)所需要的值。
實(shí)驗(yàn)3 戴維寧定理的研究
七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題
1.說(shuō)明戴維寧定理的正確性。計(jì)算表3.1的相對(duì)誤差,并分析誤差原因。
答:根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:戴維寧定理是完全正確的。
實(shí)驗(yàn)中所得的誤差的原因可能有以下幾點(diǎn):(1)實(shí)驗(yàn)所使用的電壓表雖內(nèi)阻很大,但不可能達(dá)到無(wú)窮大,電流表雖內(nèi)阻很小,但不可能為零,所以會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。(2)讀數(shù)時(shí)的視差。
(3)實(shí)驗(yàn)中所使用的元器件的標(biāo)稱值和實(shí)際值的誤差。
(4)儀器本身的誤差。(5)系統(tǒng)誤差。
2.對(duì)有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)阻Ro的測(cè)量是否還有其它方法,若有說(shuō)明其中一種方法。
答:有,可以在斷開(kāi)電源的情況下直接用萬(wàn)用表測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻Ro 3.電壓表、電流表的內(nèi)阻分別是越大越好還是越小越好,為什么?
答:電壓表的內(nèi)阻越大越好,以減小其上的電流,以保證a、b兩端電壓測(cè)量的準(zhǔn)確性。
電流表的內(nèi)阻越小越好,以減小其上的電壓,以保證a、b支路電流測(cè)量的準(zhǔn)確性。
實(shí)驗(yàn)4 RLC串聯(lián)交流電路的研究
七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題
1.列表整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)串聯(lián)交流電路的特點(diǎn)。
答:當(dāng)XL 當(dāng)XL>XC時(shí),電路呈電感性,此時(shí)電感上的電壓大于電容上的電壓,且電壓超前電流。 當(dāng)XL=XC時(shí),電路發(fā)生串聯(lián)諧振,電路呈電阻性,此時(shí)電感上的電壓與電容上的電壓近似相等,且大于輸入電壓。電路中的電流最大,電壓與電流同相位。2.從表4.1~4.3中任取一組數(shù)據(jù)(感性、容性、電阻性),說(shuō)明總電壓與分電壓的關(guān)系。答:取f=11kHz時(shí)的數(shù)據(jù):U=6V,UR=3.15V,ULr=13.06V,UC=8.09V,將以上數(shù)據(jù)代入公式=5.88V,近似等于輸入電壓6V。 3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中部分電壓大于電源電壓,為什么? 答:因?yàn)榘磳?shí)驗(yàn)中所給出的頻率,XL及XC的值均大于電路中的總阻抗。 4.本實(shí)驗(yàn)中固定R、L、C參數(shù),改變信號(hào)源的頻率,可改變電路的性質(zhì)。還有其它改變電路性質(zhì)的方法嗎? 答:也可固定頻率,而改變電路中的參數(shù)(R、L、C)來(lái)改變電路的性質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)5 感性負(fù)載與功率因數(shù)的提高 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題 1. 根據(jù)表5.2所測(cè)數(shù)據(jù)和計(jì)算值,在坐標(biāo)紙上作出I=f(C)及cos = f(C)兩條曲線。說(shuō)明日光燈電路要提高功率因數(shù),并聯(lián)多大的電容器比較合理,電容量越大,是否越高? 答:并聯(lián)2.88uF的電容最合理,所得到的功率因數(shù)最大.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看到,并聯(lián)最大電容4.7uF時(shí)所得的功率因數(shù)并不是最大的,所以可以得出,并不是電容量越大,功率因數(shù)越高. 2. 說(shuō)明電容值的改變對(duì)負(fù)載的有功功率P、總電流I,日光燈支路電流IRL有何影響? 答:電容值的改變并不會(huì)影響負(fù)載的有功功率及日光燈支路的電流. 3. 提高電路的功率因數(shù)為什么只采用并聯(lián)電容法,而不采用串聯(lián)法? 答:因?yàn)榇?lián)電容雖然也可以提高功率因數(shù),但它會(huì)使電路中的電流增大,從而增大日光燈的有功功率,可能會(huì)超過(guò)它的額定功率而使日光燈損壞. 實(shí)驗(yàn)6 三相交流電路 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題 1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析:負(fù)載對(duì)稱的星形及三角形聯(lián)接時(shí)Ul與Up,Il與Ip之間的關(guān)系。分析星形聯(lián)接中線的作用。按測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算三相功率。答:負(fù)載對(duì)稱的星形聯(lián)接:,Il=Ip 負(fù)載對(duì)稱的三角形聯(lián)接:Ul=Up,星形聯(lián)接中線的作用就是使相電壓對(duì)稱,負(fù)載能夠正常工作。 2. 為什么不能在負(fù)載星形、負(fù)載三角形電路中短接負(fù)載?若短接,其后果如何? 答:在負(fù)載星形四線制和負(fù)載三角形電路中,若短接負(fù)載,則相當(dāng)于將相電壓或線電壓直接短接,必然會(huì)引起電流過(guò)大而燒壞保險(xiǎn)管。 3. 在星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接兩種情況下的三相對(duì)稱負(fù)載,若有一相電源線斷開(kāi)了,會(huì)有什么情況發(fā)生?為什么? 答:在星形聯(lián)接時(shí),若有中線,則一相電源線斷開(kāi),則電源斷開(kāi)的這一相負(fù)載不能工作,而并不影響其他兩相負(fù)載的正常工作。 若無(wú)中線,則其他兩相負(fù)載的電壓會(huì)降低,將不能正常工作。 在三角形聯(lián)接時(shí),若有一相電源線斷開(kāi),則接在另外兩相電源之間的負(fù)載繼續(xù)正常工作,而另兩相負(fù)載的工作電壓將會(huì)降低而導(dǎo)致不能正常工作。 實(shí)驗(yàn)7 一階RC電路的暫態(tài)過(guò)程 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題 1.坐標(biāo)紙上描繪各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所要求的波形圖,說(shuō)明其產(chǎn)生條件。 答:RC微分電路產(chǎn)生的條件:(1)τ<<tp,(2)從電阻端輸出。RC積分電路產(chǎn)生的條件:(1)τ>>tp,(2)從電容端輸出。 耦合波形產(chǎn)生的條件:(1)τ>>tp,(2)從電阻端輸出。 2.把電路的時(shí)間常數(shù)τ值與理論值比較,分析誤差原因。 答:誤差產(chǎn)生的原因可能有以下幾個(gè)方面:(1)在理論上,電容器真正充到最大值的時(shí)間是無(wú)窮大,而實(shí)驗(yàn)中只取5τ,因此會(huì)引起誤差。(2)元器件標(biāo)稱值與實(shí)際值的誤差。(3)操作者在波形上讀數(shù)時(shí)的視差。(4)儀器本身的誤差。 3. 什么樣的電信號(hào)可作為RC一階電路零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)的激信號(hào)? 答:階躍信號(hào)或者是方波信號(hào)。 4. 在電路參數(shù)己定的RC微分電路和積分電路中,當(dāng)輸入頻率改變時(shí),輸出信號(hào)波形是否改變?為什么? 答:改變。因?yàn)轭l率改變時(shí),脈寬會(huì)發(fā)生變化,時(shí)間常數(shù)與脈寬的關(guān)系就會(huì)發(fā)生變化,所以輸出信號(hào)的波形也會(huì)改變。實(shí)驗(yàn)8 三相異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)與正反轉(zhuǎn)控制 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及思考題 1. 寫(xiě)出直接起動(dòng),正、反轉(zhuǎn)控制的動(dòng)作程序,說(shuō)明那些元件起自鎖、互鎖作用。 答:直接起動(dòng)時(shí),先按下起動(dòng)按鈕,交流接觸器的線圈帶電,會(huì)帶動(dòng)它的主觸點(diǎn)和輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,使得主電路接通,電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。輔助常開(kāi)觸點(diǎn)起自鎖的作用。 正反轉(zhuǎn)控制中,先按正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕,電動(dòng)機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn),此時(shí)反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕不起作用。要讓電機(jī)反轉(zhuǎn),必須先按停止按鈕讓電機(jī)停止,再按反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕,電機(jī)才可以反轉(zhuǎn)。正轉(zhuǎn)交流接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)接到反轉(zhuǎn)控制電路當(dāng)中,反轉(zhuǎn)交流接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)接到正轉(zhuǎn)控制電路當(dāng)中起到互鎖的作用。2. 畫(huà)出經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后的圖8.2和圖8.3控制線路圖。說(shuō)明控制電路的各種保護(hù)作用。 答:經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后的控制線路圖與上面的電路圖完全一致。 控制電路中的保護(hù)有:熔斷器起短路保護(hù),熱繼電器起過(guò)載保護(hù),交流接觸器以及按鈕起欠壓或失壓保護(hù)。3. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有無(wú)出現(xiàn)故障?是什么性質(zhì)的故障?你是如何檢查和排除的? 答;沒(méi)有出現(xiàn)故障。 4. 若拆除圖8.2控制回路中自鎖觸頭KM1,再接通三相電源,電動(dòng)機(jī)將如何運(yùn)轉(zhuǎn)情況? 答:電動(dòng)機(jī)將進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)9 單相雙繞組變壓器 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題 1. 計(jì)算變比K、效率η及電壓變化率ΔU。答:K=U1/U2 =1.9,η=P2/P1,=,2. 寫(xiě)出短路實(shí)驗(yàn)計(jì)算原邊等效阻抗Z的公式并計(jì)算。 答:Z= U1/ I1 3. 通過(guò)測(cè)試的數(shù)據(jù),你能否計(jì)算變壓器的功率損耗? 答:ΔP=P1-P2 4. 若負(fù)載實(shí)驗(yàn)中負(fù)載為感性負(fù)載(例如COS 2=0.8),能否進(jìn)行變壓器負(fù)載特性測(cè)試? 答:可以。 實(shí)驗(yàn)10 單管低頻放大電路 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題 1. 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析RL對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響。答:放大電路帶上RL會(huì)使電路的放大倍數(shù)減小。2. 根據(jù)uo在各種條件下的波形,解釋靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形失真的影響。 答:靜態(tài)工作點(diǎn)偏高會(huì)使放大電路進(jìn)入飽和區(qū)而產(chǎn)生飽和失真。 靜態(tài)工作點(diǎn)偏低會(huì)使放大電路進(jìn)入截止區(qū)而產(chǎn)生截止失真。 3. 測(cè)量放大電路輸出電阻ro時(shí),若電路中負(fù)載電阻RL改變,輸出電阻ro會(huì)改變嗎?除了實(shí)驗(yàn)介紹的方法,是否還有其它方法測(cè)量輸入電阻和輸出電阻? 答:負(fù)載電阻RL改變不會(huì)影響輸出電阻的大小。測(cè)量輸入電阻的方法:在放大電路輸入端加一個(gè)電壓Ui,只要測(cè)出輸入端的電壓Ui和流過(guò)輸入端的電流Ii,便可求得ri=Ui/Ii。 測(cè)量輸出電阻的方法:在放大電路輸出端加一個(gè)電壓U0,只要測(cè)出輸出端的電壓U0和流過(guò)輸出端的電流I0,便可求得r0=U0/I0。 4. 通過(guò)示波器對(duì)輸入信號(hào)電壓和輸出信號(hào)電壓進(jìn)行比較,能否測(cè)量電壓放大倍數(shù)? 答:可以測(cè)量。 實(shí)驗(yàn)11 多級(jí)放大電路與負(fù)反饋放大電路 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題 1.整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論,總結(jié)多級(jí)放大電路放大倍數(shù)的計(jì)算關(guān)系;總結(jié)負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響。 答:多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)電壓放大電路放大倍數(shù)的乘積。 負(fù)反饋對(duì)放大電路性的影響主要有以下幾點(diǎn): 1)擴(kuò)展通頻帶:2)提高放大電路的穩(wěn)定性:3)減小電路的非線性失真:4)電壓放大倍數(shù)減小。2.如果加到放大電路輸入端的信號(hào)已經(jīng)失真,引入負(fù)反饋能否改善這種失真? 答:加入負(fù)反饋是為了改善放大電路的動(dòng)態(tài)性能,而不是改變放大電路的性質(zhì)。放大電路的性質(zhì)是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大,所以如果加到放大電路輸入端的信號(hào)已經(jīng)失真,引入負(fù)反饋不能改善這種失真。3.對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置與動(dòng)態(tài)性能的測(cè)試有何關(guān)系? 答:設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)是為了讓放大電路處于線性放大區(qū),如果靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不合適有可能引起輸出信號(hào)失真,從而不能準(zhǔn)確地測(cè)試出電路的動(dòng)態(tài)性能,所以必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)13 基本運(yùn)算電路 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及思考題 1.整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論,分析產(chǎn)生誤差的原因。說(shuō)明集成運(yùn)放的使用應(yīng)注意哪些問(wèn)題。答:誤差的產(chǎn)生可能有如下幾個(gè)原因: (1)運(yùn)算放大器的輸入電阻雖然很大,但并不是無(wú)窮大,所以會(huì)影響到測(cè)量的值。 (2)實(shí)驗(yàn)中所使用的元器件的標(biāo)稱值可能跟實(shí)際值有一定的誤差,也會(huì)引起測(cè)量誤差。(3)在讀數(shù)時(shí)也可能產(chǎn)生人為誤差。集成運(yùn)放的使用應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:(1)集成運(yùn)放工作必須接正負(fù)12V雙電源。(2)必須接調(diào)零電路,且實(shí)驗(yàn)前必須先調(diào)零。(3)集成運(yùn)放絕不允許開(kāi)環(huán)操作。 (4)集成運(yùn)放需接有消振電路,若運(yùn)放內(nèi)部已自帶消振電路,則不必再外接。 2. 實(shí)驗(yàn)中輸入信號(hào)多為直流,集成運(yùn)放組成的運(yùn)算電路能輸入交流信號(hào)嗎? 答:可以。 3. 比較實(shí)驗(yàn)中積分電路(有源)與實(shí)驗(yàn)6的積分電路(無(wú)源),說(shuō)明各自的特點(diǎn)。答:本實(shí)驗(yàn)中的積分電路采用了集成運(yùn)放,得到的三角波更準(zhǔn)確,而實(shí)驗(yàn)6中的積分電路嚴(yán)格地來(lái)說(shuō),得到的三角波是按指數(shù)函數(shù)上升或下降的。4. 集成運(yùn)算放大器作為基本運(yùn)算單元,就我們所熟悉的,它可完成哪些運(yùn)算功能? 答:可以完成比例運(yùn)算,加法運(yùn)算,減法運(yùn)算,積分運(yùn)算 實(shí)驗(yàn)16 直流穩(wěn)壓電源 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題 1.整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論。比較無(wú)穩(wěn)壓電路與有穩(wěn)壓電路的電壓穩(wěn)定程度。 答:若無(wú)穩(wěn)壓電路,則負(fù)載及輸入電壓的變化對(duì)輸出電壓的影響較大,輸出電壓不穩(wěn)定,而加入了穩(wěn)壓電路以后,只是輸出電壓稍有變化,穩(wěn)壓器則通過(guò)迅速增加或減小流經(jīng)其的電流來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié),將輸出電壓穩(wěn)定在一個(gè)固定的值。2.從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表16.2中,計(jì)算直流穩(wěn)壓電路的輸出電阻ro,它的大小有何意義? 答:將整個(gè)直流穩(wěn)壓電路等效為一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò),由ro=Uo/ I,則計(jì)算值如表2。ro的大小對(duì)有穩(wěn)壓時(shí)的輸出電壓無(wú)影響,只會(huì)影響整個(gè)電路的輸出功率。若無(wú)穩(wěn)壓時(shí),則ro的大小將影響輸出電壓的大小,ro越小,則輸出電壓越小。 3.單相橋式整流電路,接電容濾波,空載時(shí)輸出電壓還滿足Uo=1.2U2嗎? 答:不滿足。因?yàn)楫?dāng)RL趨于無(wú)窮大時(shí),I也趨于無(wú)窮大,則U0=U2 4.如果線性直流穩(wěn)壓器78XX的輸入端是一個(gè)直流脈動(dòng)電壓,器件能否否正常工作?如果不能,應(yīng)當(dāng)如何處理? 答:若脈動(dòng)電壓太大,不能很好地穩(wěn)壓,要加合適的濾波電容;若脈動(dòng)電壓太?。措妷浩骄堤。?,可選擇較合適的變壓器副邊電壓??傊€(wěn)壓輸入應(yīng)在其正常參數(shù)的范圍內(nèi)。 實(shí)驗(yàn)17 組合邏輯門(mén)電路 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題 1.畫(huà)出各個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖,列表整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.小結(jié)與非門(mén)、與門(mén)、或門(mén)、異或門(mén)、全加器以及所設(shè)計(jì)邏輯電路的邏輯功能。答:與非門(mén):有0出1,全1出0 與門(mén):有0出0,全1出1 異或門(mén):相異出1,相同出0 全加器:和位Si:當(dāng)輸入為奇數(shù)個(gè)1時(shí),輸出為1;偶數(shù)個(gè)1時(shí),輸出為0。進(jìn)位Ci:當(dāng)輸入中有兩個(gè)或兩個(gè)以上為1時(shí),輸出為1,否則輸出為0。3.TTL集成門(mén)電路有何特點(diǎn),集成門(mén)電路的多余端如何處理? 答:集成門(mén)電路的多余端有三種處理方法:(1)空著; (2)并聯(lián)后接到正電源;(3)并聯(lián)后接到高電平。 4.“與非”門(mén)一個(gè)輸入端接連續(xù)脈沖,其余輸入端什么狀態(tài)時(shí)允許脈沖通過(guò)?什么狀態(tài)時(shí)不允許脈沖通過(guò)? 答:其余輸入端為高電平“1”時(shí),允許脈沖通過(guò),輸入和輸出之間呈反相關(guān)系。而有一個(gè)輸入端為低電平“0”時(shí),將“與非”門(mén)封鎖,不允許脈沖通過(guò)。 實(shí)驗(yàn)18 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及思考題 1.記錄、整理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)所得的有關(guān)數(shù)據(jù),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。 2.觸發(fā)器的共同特點(diǎn)是什么? 答:觸發(fā)器都有記憶功能。 3.型觸發(fā)器與維持阻塞型觸發(fā)器對(duì)觸發(fā)脈沖各有什么要求? 答:對(duì)于主從型觸發(fā)器CP脈沖的寬度要小于等于輸入信號(hào)的脈沖寬度,后沿觸發(fā),而對(duì)于維持阻塞型觸發(fā)器CP脈沖的上升沿應(yīng)該滯后于輸入信號(hào),前沿觸發(fā)。 實(shí)驗(yàn)19 計(jì)數(shù)器 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題 1.畫(huà)出各個(gè)實(shí)驗(yàn)電路,列表整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并畫(huà)出有關(guān)波形圖。 2.組合邏輯電路與時(shí)序邏輯電路有何不同? 答:組合邏輯電路沒(méi)有記憶功能,而時(shí)序邏輯電路有記憶功能。 3.總結(jié)使用集成觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器的體會(huì)。 實(shí)驗(yàn)20 555集成定時(shí)器及其應(yīng)用 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及思考題 1.在坐標(biāo)紙上描繪多諧振蕩器電路中電容器C充放電電壓uc與uo的波形對(duì)應(yīng)關(guān)系,以及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中ui與uo、uc的對(duì)應(yīng)關(guān)系波形圖。 2.將步驟1、2中測(cè)得的周期T以及正脈沖寬度tp與計(jì)算值進(jìn)行比較。 3.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的脈寬等于多少?怎樣改變脈寬? 答:因?yàn)閠p =1.1RC,所以改變R、C即可改變tp。4.振蕩器的脈沖寬度受哪些參數(shù)的影響?如何調(diào)整? 答:因?yàn)門(mén)1=0.7(R1+R2)C,所以可通過(guò)調(diào)節(jié)R1、R2可C來(lái)改變脈寬。 ? 第二部分 基本操作 實(shí)驗(yàn)一 常壓蒸餾和沸點(diǎn)的測(cè)定 1、在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的玻璃冷凝管有哪些?它們各用在什么地方? 答:學(xué)生實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的冷凝管有:直形冷凝管,球形冷凝管,空氣冷凝管及刺形分餾柱等。直形冷凝管一般用于沸點(diǎn)低于140℃的液體有機(jī)化合物的沸點(diǎn)測(cè)定和蒸餾操作中;沸點(diǎn)大于140℃的有機(jī)化合物的蒸餾可用空氣冷凝管。球形冷凝管一般用于回流反應(yīng)即有機(jī)化合物的合成裝置中(因其冷凝面積較大,冷凝效果較好);刺形分餾柱用于精餾操作中,即用于沸點(diǎn)差別不太大的液體混合物的分離操作中。 2、蒸餾的原理是什么?寫(xiě)出蒸餾裝置中儀器的名稱。 答:純的液態(tài)物質(zhì)在一定的壓力下具有確定的沸點(diǎn),不同的物質(zhì)具有的不同的沸點(diǎn)。蒸餾操作就是利用不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差異對(duì)液態(tài)混合物進(jìn)行分離和純化。把一個(gè)液體化合物加熱,其蒸汽壓升高,當(dāng)與外界大氣壓相等時(shí),液體沸騰為蒸汽,再通過(guò)冷凝使蒸汽變?yōu)橐后w的過(guò)程。蒸餾適用于沸點(diǎn)相差30℃以上的混合物的分離。如果組分沸點(diǎn)差異不大,就需要采用分餾操作對(duì)液體混合物進(jìn)行分離和純化。蒸餾裝置主要由圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計(jì)、直形冷凝管、尾接管(又叫接液管)和接受瓶組成。 3、純凈化合物的沸點(diǎn)是固定的,所以具有恒定沸點(diǎn)的液體就一定是純凈物,對(duì)不對(duì),為什么? 答:在一定壓力下,純凈化合物的餓沸點(diǎn)是固定的。但是,具有恒定沸點(diǎn)的液體就不一定是純凈物。因?yàn)閮蓚€(gè)或兩個(gè)以上的化合物形成的共沸混合物也具有一定的沸點(diǎn)。 4、冷凝管通水方向是由下而上,反過(guò)來(lái)行嗎?為什么? 答:冷凝管通水是由下而上,反過(guò)來(lái)不行。因?yàn)檫@樣冷凝管不能充滿水,由此可能帶來(lái)兩個(gè)后果:其一,氣體的冷凝效果不好。其二,冷凝管的內(nèi)管可能炸裂。 5、蒸餾時(shí)加熱的快慢,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響?為什么? 答:蒸餾時(shí)加熱過(guò)猛,火焰太大,易造成蒸餾瓶局部過(guò)熱現(xiàn)象,使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,而且餾份純度也不高。加熱太慢,蒸氣達(dá)不到支口處,不僅蒸餾進(jìn)行得太慢,而且因溫度計(jì)水銀球不能被蒸氣包圍或瞬間蒸氣中斷,使得溫度計(jì)的讀數(shù)不規(guī)則,讀數(shù)偏低。 6、有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,玻璃儀器為什么不能直接用火焰加熱?有哪些間接加熱方式?應(yīng)用范圍如何? 答:因?yàn)橹苯佑没鹧婕訜幔瑴囟茸兓瘎×仪壹訜岵痪鶆颍自斐刹Ax器損壞;同時(shí),由于局部過(guò)熱,還可能引起有機(jī)物的分解,縮合,氧化等副反應(yīng)發(fā)生。 間接加熱方式和應(yīng)用范圍如下:在石棉網(wǎng)上加熱,但加熱仍很不均勻。水浴加熱,被加熱物質(zhì)溫度只能達(dá)到80℃以下,需加熱至100℃時(shí),可用沸水浴或水蒸氣加熱。電熱套空氣浴加熱,對(duì)沸點(diǎn)高于80℃的液體原則上都可使用。油浴加熱,溫度一般在100~250℃之間,可達(dá)到的最高溫度取決于所用油的種類,如甘油適用于100-150℃;透明石蠟油可加熱至220℃,硅油或真空泵油再250℃時(shí)仍很穩(wěn)定。砂浴加熱,可達(dá)到數(shù)百度以上。熔融鹽加熱,等量的KNO3和NaNO3在218℃熔化,在700℃以下穩(wěn)定,含有40%NaNO2,7% NaNO3和53%KNO3的混合物,在142℃熔化,使用范圍為150-500℃。 7、蒸餾時(shí)為什么蒸餾燒瓶中所盛液體的量既不應(yīng)超過(guò)其容積的2/3,也不應(yīng)少于1/3? 答:如果裝入液體量過(guò)多,當(dāng)加熱到沸騰時(shí),液體可能沖出或飛沫被蒸氣帶走,混入餾出液中。如果裝入液體量太少,在蒸餾結(jié)束時(shí),相對(duì)地也會(huì)有較多的液體殘留在瓶?jī)?nèi)蒸不出來(lái)。 8、蒸餾時(shí),如果餾出液易受潮分解,可以在接受器上連接一個(gè),以防止 的侵入。 答:干燥管;空氣中的水分。 9、在進(jìn)行蒸餾操作時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題? 答:應(yīng)注意:(1)漏斗下口在蒸餾支管的下方;(2)液體中要加入沸石,防止暴沸;(3)加熱前,檢查實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是否完成,并控制蒸餾速度為1~2 滴/秒。 10、什么叫沸點(diǎn)?液體的沸點(diǎn)和大氣壓有什么關(guān)系?文獻(xiàn)里記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn)是否即為你們那里的沸點(diǎn)溫度? 答:將液體加熱,其蒸氣壓增大到和外界施于液面的總壓力(通常是大氣壓力)相等時(shí),液體沸騰,此時(shí)的溫度即為該液體的沸點(diǎn)。 文獻(xiàn)上記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn)不一定即為我們那里的沸點(diǎn)度,通常文獻(xiàn)上記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn),如不加說(shuō)明,一般是一個(gè)大氣壓時(shí)的沸點(diǎn),如果我們那里的大氣壓不是一個(gè)大氣壓的話,該液體的沸點(diǎn)會(huì)有變化。 11、為什么蒸餾時(shí)最好控制餾出液的速度為1~2滴/s為宜? 答:在整個(gè)蒸餾過(guò)程中,應(yīng)使溫度計(jì)水銀球上常有被冷凝的液滴,讓水銀球上液滴和蒸氣溫度達(dá)到平衡。所以要控制加熱溫度,調(diào)節(jié)蒸餾速度,通常以1-2滴/s為宜,否則不成平衡。蒸餾時(shí)加熱的火焰不能太大,否則會(huì)在蒸餾瓶的頸部造成過(guò)熱現(xiàn)象,使一部分液體的蒸氣直接受到火焰的熱量,這樣由溫度計(jì)讀得的沸點(diǎn)會(huì)偏高;另一方面,蒸餾也不能進(jìn)行的太慢,否則由于溫度計(jì)的水銀球不能為餾出液蒸氣充分浸潤(rùn)而使溫度計(jì)上所讀得的沸點(diǎn)偏低或不規(guī)則。 12、蒸餾時(shí)加入沸石的作用是什么?沸石(即止暴劑或助沸劑)為什么能止暴?如果蒸餾前忘記加沸石,能否立即將沸石加至將近沸騰的液體中?當(dāng)重新蒸餾時(shí),用過(guò)的沸石能否繼續(xù)使用? 答:加入沸石的作用是起助沸作用,防止暴沸,因?yàn)榉惺砻婢形⒖?,?nèi)有空氣,所以可起助沸作用。 止沸原理:沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣泡流,這一泡流以及隨之而產(chǎn)生的湍動(dòng),能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止了液體因過(guò)熱而產(chǎn)生的暴沸。 不能將沸石加至將近沸騰的液體中,那樣溶液猛烈暴沸,液體易沖出瓶口,若是易燃液體,還會(huì)引起火災(zāi),要等沸騰的液體冷下來(lái)再加。 用過(guò)的沸石一般不能再繼續(xù)使用,因?yàn)樗奈⒖字幸殉錆M或留有雜質(zhì),孔經(jīng)變小或堵塞,再加熱已不能產(chǎn)生細(xì)小的空氣流而失效,不能再起助沸作用。 13、在合成液體有機(jī)化合物時(shí),常常在反應(yīng)液中加幾粒沸石是為什么? 答:沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣流泡,這一流泡以及隨之而生的湍動(dòng)能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止液體過(guò)熱而產(chǎn)生暴沸。 14、實(shí)驗(yàn)安裝順序如何? 答:安裝順序一般先從熱源處開(kāi)始,從下到上,從左到右(也可從右到左,要看實(shí)驗(yàn)環(huán)境而定!)。 15、在蒸餾裝置中,溫度計(jì)水銀球的位置不符合要求會(huì)帶來(lái)什么結(jié)果 ? 答:如果溫度計(jì)水銀球位于支管口之上,蒸氣還未達(dá)到溫度計(jì)水銀球就已從支管流出,測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),將使數(shù)值偏低。若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份,則按此溫度計(jì)位置集取的餾份比規(guī)定的溫度偏高,并且將有一定量的該收集的餾份誤作為前餾份而損失,使收集量偏少。如果溫度計(jì)的水銀球位于支管口之下或液面之上,測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份時(shí),則按此溫度計(jì)位置集取的餾份比要求的溫度偏低,并且將有一定量的該收集的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。 實(shí)驗(yàn)二 分餾 1、什么情況下使用蒸餾?什么情況下使用分餾?蒸餾和分餾有什么異同點(diǎn)?如果是兩種沸點(diǎn)很接近的液體組成的混合物能否用分餾來(lái)提純呢? 答:蒸餾沸點(diǎn)相差較大或分離要求不高的液體混合物的分離。分餾主要用于相差較小或分離要求較高的液體混合物的分離。兩者在原理上是相同的,分餾相當(dāng)于多次蒸餾。除了應(yīng)用范圍不同外,它們的裝置也不同,分餾裝置比蒸餾裝置多了一各分餾柱。它們?cè)诓僮魃橡s出速度也不同,蒸餾操作餾出速度尾1~2滴/s,而分餾餾出速度為1滴/(2~3)s。 現(xiàn)在,最精密的分餾設(shè)備已能將沸點(diǎn)相差僅1-2℃混合物分開(kāi),所以兩種沸點(diǎn)很接近的液體組成的混合物能用分餾來(lái)提純。 2、分餾操作中,用裝有填料的分餾柱的效率高還是沒(méi)裝填料的分餾柱高?為什么?影響分餾效率的因素有哪些? 答:裝有填料的分餾柱的分餾效率高,因?yàn)樵诜逐s柱內(nèi),上升的蒸汽與下降的冷凝液互相接觸,通過(guò)熱交換和質(zhì)交換使冷凝液中的低沸點(diǎn)物質(zhì)吸熱而汽化,蒸汽中的高沸點(diǎn)物質(zhì)冷凝放出熱,結(jié)果是分餾柱越高,低沸點(diǎn)物質(zhì)的濃度越來(lái)越高,高沸點(diǎn)物質(zhì)的濃度越來(lái)越低,最后達(dá)到分離的目的。而填充物在柱中起到增加蒸汽與回流液接觸的作用,填充物比表面積越大,越有利于提高分離效率。這樣就可以更充分地進(jìn)行熱交換和質(zhì)交換。 影響分餾效率的因素有: ①理論塔板;②回流比;③柱的保溫 3、何謂韋氏(Vigreux)分餾柱?使用韋氏分餾柱的優(yōu)點(diǎn)是什么? 答:韋氏(Vigreux)分餾柱,又稱刺形分餾柱,它是一根每隔一定距離就有一組向下傾斜的刺狀物,且各組刺狀物間呈螺旋狀排列的分餾管。 使用該分餾柱的優(yōu)點(diǎn)是:儀器裝配簡(jiǎn)單,操作方便,殘留在分餾柱中的液體少。 4、進(jìn)行分餾操作時(shí)應(yīng)注意什么? 答:(1)在儀器裝配時(shí)應(yīng)使分餾柱盡可能與桌面垂直,以保證上面冷凝下來(lái)的液體與下面上升的氣體進(jìn)行充分的熱交換和質(zhì)交換,提高分離效果。 (2)根據(jù)分餾液體的沸點(diǎn)范圍,選用合適的熱浴加熱,不要在石棉網(wǎng)上用直接火加熱。用小火加熱熱浴,以便使浴溫緩慢而均勻地上升。 (3)液體開(kāi)始沸騰,蒸氣進(jìn)入分餾柱中時(shí),要注意調(diào)節(jié)浴溫,使蒸氣環(huán)緩慢而均勻地沿分餾柱壁上升。若室溫低或液體沸點(diǎn)較高,應(yīng)將分餾柱用石棉繩或玻璃布包裹起來(lái),以減少柱內(nèi)熱量的損失。 (4)當(dāng)蒸氣上升到分餾柱頂部,開(kāi)始有液體餾出時(shí),應(yīng)密切注意調(diào)節(jié)浴溫,控制餾出液的速度為每2~3秒一滴。如果分餾速度太快,產(chǎn)品純度下降;若速度太慢,會(huì)造成上升的蒸氣時(shí)斷時(shí)續(xù),餾出溫度波動(dòng)。 (5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)規(guī)定的要求,分段集取餾份,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),稱量各段餾份。 5、、若加熱太快,餾出液>1-2滴/s(每秒種的滴數(shù)超過(guò)要求量),用分餾分離兩種液體的能力會(huì)顯著下降,為什么? 答:因?yàn)榧訜崽欤s出速度太快,熱量來(lái)不及交換(易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分),致使水銀球周?chē)旱魏驼魵馕催_(dá)平衡,一部分難揮發(fā)組分也被氣化上升而冷凝,來(lái)不及分離就一道被蒸出,所以分離兩種液體的能力會(huì)顯著下降。 6、、用分餾柱提純液體時(shí),為了取得較好的分離效果,為什么分餾柱必須保持回流液? 答:保持回流液的目的在于讓上升的蒸氣和回流液體,充分進(jìn)行熱交換,促使易揮發(fā)組分上升,難揮發(fā)組分下降,從而達(dá)到徹底分離它們的目的。 7、什么叫共沸物?為什么不能用分餾法分離共沸混合物? 答:當(dāng)某兩種或三種液體以一定比例混合,可組成具有固定沸點(diǎn)的混合物,將這種混合物加熱至沸騰時(shí),在氣液平衡體系中,氣相組成和液相組成一樣,故不能使用分餾法將其分離出來(lái),只能得到按一定比例組成的混合物,這種混合物稱為共沸混合物或恒沸混合物。 8、在分餾時(shí)通常用水浴或油浴加熱,它比直接火加熱有什么優(yōu)點(diǎn)? 答:在分餾時(shí)通常用水浴或油浴,使液體受熱均勻,不易產(chǎn)生局部過(guò)熱,這比直接火加熱要好得多。 9、當(dāng)丙酮蒸餾完畢時(shí),溫度計(jì)有什么變化?為什么? 答:當(dāng)丙酮蒸餾完畢時(shí),由于丙酮蒸汽斷斷續(xù)續(xù)上升,溫度計(jì)水銀球不能被丙酮蒸氣包圍,因此溫度計(jì)出現(xiàn)下降或波動(dòng)。要等到水蒸氣上升,溫度計(jì)才會(huì)上升至穩(wěn)定。 思考: 含水乙醇為何經(jīng)過(guò)反復(fù)分餾也得不到100%乙醇,為什么?要制取100%乙醇可采用哪些方法? 實(shí)驗(yàn)三 重結(jié)晶提純法 1、重結(jié)晶的基本原理? 答:固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度隨溫度的變化而改變。通常升高溫度溶解度增大,反之溶解度降低。熱飽和溶液,降低其溫度,溶解度下降,溶液變成過(guò)飽和而析出結(jié)晶。利用溶劑對(duì)被提純化合物及雜質(zhì)的溶解度的不同,以達(dá)到分離純化的目的。 2、在重結(jié)晶過(guò)程中,必須注意哪幾點(diǎn)才能使產(chǎn)品的產(chǎn)率高、質(zhì)量好? 答:(1)正確選擇溶劑; (2)溶劑的加入量要適當(dāng); (3)活性炭脫色時(shí),一是加入量要適當(dāng),二是切忌在沸騰時(shí)加入活性炭; (4)吸濾瓶和布氏漏斗必需充分預(yù)熱; (5)濾液應(yīng)自然冷卻,待有晶體析出后再適當(dāng)加快冷速度,以確保晶形完整; (6)最后抽濾時(shí)要盡可能將溶劑除去,并用母液洗滌有殘留產(chǎn)品的燒杯。 3、選擇重結(jié)晶用的溶劑時(shí),應(yīng)考慮哪些因素?重結(jié)晶時(shí),溶劑的用量為什么不能過(guò)量太多,也不能過(guò)少?正確的應(yīng)該如何? 答:(1)溶劑不應(yīng)與重結(jié)晶物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng);(2)重結(jié)晶物質(zhì)在溶劑中的溶解度應(yīng)隨溫度變化,即高溫時(shí)溶解度大,而低溫時(shí)溶解度?。?3)雜質(zhì)在溶劑中的溶解度或者很大,或者很??;(4)溶劑應(yīng)容易與重結(jié)晶物質(zhì)分離; (5)溶劑應(yīng)無(wú)毒,不易燃,價(jià)格合適并有利于回收利用。 重結(jié)晶時(shí),溶劑的用量過(guò)量太多,不能形成熱飽和溶液,冷卻時(shí)析不出結(jié)晶或結(jié)晶太少。過(guò)少,有部分待結(jié)晶的物質(zhì)熱溶時(shí)未溶解,熱過(guò)濾時(shí)和不溶性雜質(zhì)一起留在濾紙上,造成損失??紤]到熱過(guò)濾時(shí),有部分溶劑被蒸發(fā)損失掉,使部分晶體析出留在波紙上或漏斗頸中造成結(jié)晶損失,所以適宜用量是制成熱的飽和溶液后,再多加20%左右。 4、重結(jié)晶的目的是什么?怎樣進(jìn)行重結(jié)晶? 答:從有機(jī)反應(yīng)中得到的固體產(chǎn)品往往不純,其中夾雜一些副產(chǎn)物、不反應(yīng)的原料及催化劑等。純化這類物質(zhì)的有效方法就是選擇合適的溶劑進(jìn)行重結(jié)晶,其目的在于獲得最大回收率的精制品。 進(jìn)行重結(jié)晶的一般過(guò)程是: ①將待重結(jié)晶的物質(zhì)在溶劑沸點(diǎn)或接近溶劑沸點(diǎn)的溫度下溶解在合適的溶劑中,制成過(guò)飽和溶液。若待重結(jié)晶物質(zhì)的熔點(diǎn)較溶劑的沸點(diǎn)低,則應(yīng)制成在熔點(diǎn)以下的過(guò)飽和溶液。②若待重結(jié)晶物質(zhì)含有色雜質(zhì),可加活性碳煮沸脫色。③趁熱過(guò)濾以除去不溶物質(zhì)和活性碳。 ④冷卻濾液,使晶體從過(guò)飽和溶液中析出,而可溶性雜質(zhì)仍留在溶液里。 ⑤減壓過(guò)濾,把晶體從母液中分離出來(lái),洗滌晶體以除去吸附在晶體表面上的母液。 5、重結(jié)晶時(shí),如果溶液冷卻后不析出晶體怎么辦? 答:可采用下列方法誘發(fā)結(jié)晶: (1)用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁。(2)用冰水或其它制冷溶液冷卻。(3)投入“晶種”。 6、粗乙酰苯胺進(jìn)行重結(jié)晶操作時(shí),注意哪幾點(diǎn)才能得到產(chǎn)量高、質(zhì)量好的產(chǎn)品? 答:在正確選擇溶劑的前提下,應(yīng)注意以下四點(diǎn): (1)溶解粗乙酰苯胺時(shí),若煮沸時(shí)仍有油珠存在,不可認(rèn)為是雜質(zhì)而拋棄,此乃溶液溫度?83℃,未溶于水,但已融化了乙酰苯胺,因其比重大于水而沉于器底,可補(bǔ)加少量的熱水,直至完全溶解(注意:加水量不可過(guò)多,否則,將影響結(jié)晶的產(chǎn)率)。(2)脫色時(shí),加入活性炭的量不可太多,否則它會(huì)象吸附雜質(zhì)一樣吸附產(chǎn)物而影響產(chǎn)量。(3)熱的濾液碰到冷的器壁,很快析出結(jié)晶,但其質(zhì)量往往不好,所以布氏漏斗,吸濾瓶應(yīng)事先預(yù)熱。 (4)靜止等待結(jié)晶時(shí),一定要使濾液慢慢冷卻,以使所得結(jié)晶純凈,一般說(shuō)來(lái),溶液濃度大,冷卻速度快,析出結(jié)晶細(xì),晶體不夠純凈;二是要充分冷卻,用冷水或冰水冷卻容器,以使晶體更好的從母液中析出。 7、如何除去液體化合物中的有色雜質(zhì)?如何除去固體化合物中的有色雜質(zhì)?除去固體化合物中的有色雜質(zhì)時(shí)應(yīng)注意什么? 答:除去液體化合物中的有色雜質(zhì),通常采用蒸餾的方法,因?yàn)殡s質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量大,留在殘液中。除去固體化合物中的有色雜質(zhì),通常采用在重結(jié)晶過(guò)程中加入活性炭,有色雜質(zhì)吸附在活性炭上,在熱過(guò)濾一步除去。除去固體化合物中的有色雜質(zhì)應(yīng)注意:(1)加入活性炭要適量,加多會(huì)吸附產(chǎn)物,加少,顏色脫不掉;(2)不能在沸騰或接近沸騰的溫度下加入活性炭,以免暴沸;(3)加入活性炭后應(yīng)煮沸幾分鐘后才能熱過(guò)濾。 8、減壓過(guò)濾(即:抽濾)的優(yōu)點(diǎn)有:(1) ;(2);(3); 答:(1)過(guò)濾和洗滌速度快;(2)固體和液體分離的比較完全;(3)濾出的固體容易干燥。 9、用水重結(jié)晶乙酰苯胺,在溶解過(guò)程中有無(wú)油狀物出現(xiàn)?這是什么? 答:在溶解過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)油狀物,此油狀物不是雜質(zhì)。乙酰苯胺的熔點(diǎn)為114℃,但當(dāng)乙酰苯胺用水重結(jié)晶時(shí),往往于83℃就熔化成液體,這時(shí)在水層有溶解的乙酰苯胺,在熔化的乙酰苯胺層中含有水,故油狀物為未溶于水而已熔化的乙酰苯胺,所以應(yīng)繼續(xù)加入溶劑,直至完全溶解。切不可認(rèn)為是雜質(zhì)而將其拋棄。 10、用活性炭脫色為什單要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入?為什么不能在溶液沸騰時(shí)加入? 答:活性炭可吸附有色雜質(zhì)、樹(shù)脂狀物質(zhì)以及均勻分散的物質(zhì)。因?yàn)橛猩s質(zhì)雖可溶于沸騰的溶劑中,但當(dāng)冷卻析出結(jié)晶體時(shí),部分雜質(zhì)又會(huì)被結(jié)晶吸附,使得產(chǎn)物帶色。所以用活性炭脫色要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入,并煮沸5-10min。要注意活性炭不能加入已沸騰的溶液中,以免溶液暴沸而從容器中沖出。 11、使用有機(jī)溶劑重結(jié)晶時(shí),哪些操作容易著火?怎樣才能避免呢? 答:有機(jī)溶劑往往不是易燃就是有一定的毒性,也有兩者兼有的,操作時(shí)要熄滅鄰近的一切明火,最好在通風(fēng)櫥內(nèi)操作。常用三角燒瓶或圓底燒瓶作容器,因?yàn)樗鼈兤靠谳^窄,溶劑不易發(fā),又便于搖動(dòng),促使固體物質(zhì)溶解。若使用的溶劑是低沸點(diǎn)易燃的,嚴(yán)禁在石棉網(wǎng)上直接加熱,必須裝上回流冷凝管,并根據(jù)其沸點(diǎn)的高低,選用熱浴,若固體物質(zhì)在溶劑中溶解速度較慢,需要較長(zhǎng)時(shí)問(wèn),也要裝上回流冷凝管,以免溶劑損失。 12、停止抽濾前,如不先拔除橡皮管就關(guān)住水閥(泵)會(huì)有什么問(wèn)題產(chǎn)生? 答:如不先拔除橡皮管就關(guān)水泵,會(huì)發(fā)生水倒吸入抽濾瓶?jī)?nèi),若需要的是濾液?jiǎn)栴}就大了。 13、將溶液進(jìn)行熱過(guò)濾時(shí),為什么要盡可能減少溶劑的揮發(fā)?如何減少其揮發(fā)? 答:溶劑揮發(fā)多了,會(huì)有部分晶體熱過(guò)濾時(shí)析出留在濾紙上和漏斗頸中,造成損失,若用有機(jī)溶劑,揮發(fā)多了,造成浪費(fèi),還污染環(huán)境。 為此,過(guò)濾時(shí)漏斗應(yīng)蓋上表面皿(凹面向下),可減少溶劑的揮發(fā)。盛溶液的容器,一般用錐形瓶(水溶液除外),也可減少溶劑的揮發(fā)。 14、在布氏漏斗中用溶劑洗滌固體時(shí)應(yīng)該注意些什么? 答:用重結(jié)晶的同一溶劑進(jìn)行洗滌,用量應(yīng)盡量少,以減少溶解損失。如重結(jié)晶的溶劑的熔點(diǎn)較高,在用原溶劑至少洗滌一次后??捎玫头悬c(diǎn)的溶劑洗滌,使最后的結(jié)晶產(chǎn)物易于干燥,(要注意此溶劑必須能和第一種溶劑互溶而對(duì)晶體是不溶或微溶的)。 思考: 在活性炭脫色熱抽濾時(shí),若發(fā)現(xiàn)母液中有少量活性炭,試分析可能由哪些原因引起的?應(yīng)如何處理? 實(shí)驗(yàn)四 減壓蒸餾 1、減壓蒸餾裝置通常由、、、、、、、、和 等組成。 答:克氏蒸餾燒瓶;冷凝管;兩尾或多尾真空接引管;接受器;水銀壓力計(jì);溫度計(jì);毛細(xì)管(副彈簧夾);干燥塔;緩沖瓶;減壓泵。 2、減壓蒸餾時(shí),往往使用一毛細(xì)管插入蒸餾燒瓶底部,它能冒出 A,成為液體的 B,同時(shí)又起到攪拌作用,防止液體 C。 答:A::氣泡; B:沸騰中心; C:暴沸。 3、減壓蒸餾操作中使用磨口儀器,應(yīng)該將 A 部位仔細(xì)涂油;操作時(shí)必須先 B 后才能進(jìn)行 C 蒸餾,不允許邊 D 邊 E ;在蒸餾結(jié)束以后應(yīng)該先停止 F,再使 G,然后才能 H。 答:A:磨口; B:調(diào)好壓力; C:加熱; D:調(diào)整壓力;E:加熱; F:加熱; G:系統(tǒng)與大氣相同; H:停泵。 4、在減壓蒸餾裝置中,氫氧化鈉塔用來(lái)吸收 A 和 B ,活性炭塔和塊狀石蠟用來(lái)吸收 C,氯化鈣塔用來(lái)吸收 D。答:A:酸性氣體;B :水;C:有機(jī)氣體;D:水。 5、減壓蒸餾操作前,需估計(jì)在一定壓力下蒸餾物的 A,或在一定溫度下蒸餾所需要的 B。 答:A:沸點(diǎn);B:真空度。 6、減壓蒸餾前,應(yīng)該將混合物中的 A 在常壓下首先 B 除去,防止大量 C 進(jìn)入吸收塔,甚至進(jìn)入 D,降低 E 的效率。 答:A:低沸點(diǎn)的物質(zhì); B:蒸餾; C:有機(jī)蒸汽;D:泵油; E:油泵。 7、何謂減壓蒸餾?適用于什么體系?減壓蒸餾裝置由哪些儀器、設(shè)備組成,各起什么作用? 答:在低于大氣壓力下進(jìn)行的蒸餾稱為減壓蒸餾。減壓蒸餾是分離提純高沸點(diǎn)有機(jī)化合物的一種重要方法,特別適用于在常壓下蒸餾未達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)即受熱分解、氧化或聚合的物質(zhì)。減壓蒸餾裝置由四部分組成:蒸餾部分:主要儀器有蒸餾燒瓶,克氏蒸餾頭,毛細(xì)管,溫度計(jì),直形冷凝管,多頭接引管,接受器等,起分離作用。抽提部分:可用水泵或油泵,起產(chǎn)生低壓作用。油泵保護(hù)部分:有冷卻阱,有機(jī)蒸氣吸收塔,酸性蒸氣吸收塔,水蒸氣吸收塔,起保護(hù)油泵正常工作作用。測(cè)壓部分:主要是壓力計(jì),可以是水銀壓力計(jì)或真空計(jì)量表,起測(cè)量系統(tǒng)壓力的作用。 8、減壓蒸餾中毛細(xì)管的作用是什么?能否用沸石代替毛細(xì)管?如不用導(dǎo)氣毛細(xì)管, 用什么方法可以代替?該替代辦法除起到毛細(xì)管的作用外,還有什么優(yōu)點(diǎn)? 答:減壓蒸餾時(shí),空氣由毛細(xì)管進(jìn)入燒瓶,冒出小氣泡,成為液體沸騰時(shí)的氣化中心,這樣不僅可以使液體平穩(wěn)沸騰,防止暴沸,同時(shí)又起一定的攪拌作用。 不能用沸石代替毛細(xì)管。 如果不用毛細(xì)管,可以采用在磁力攪拌下減壓蒸餾。優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):不能提供惰性氣體保護(hù)。見(jiàn)下圖: 9、在怎樣的情況下才用減壓蒸餾? 答:沸點(diǎn)高的物質(zhì)以及在普通蒸餾時(shí)還沒(méi)達(dá)到沸點(diǎn)溫度就已分解,氧化或聚合的物質(zhì)才用減次蒸餾。 10、使用油泵減壓時(shí),實(shí)有哪些吸收和保護(hù)裝置?其作用是什么? 答:油泵的結(jié)構(gòu)較精密,工作條件要求較嚴(yán),蒸餾時(shí)如有揮發(fā)性的有機(jī)溶劑、水、酸蒸氣都會(huì)損壞泵和改變真空度。所以要有吸收和保護(hù)裝置。主要有:(1)冷阱:使低沸點(diǎn)(易揮發(fā))物質(zhì)冷凝下來(lái)不致進(jìn)入真空泵。(2)無(wú)水CaCl2干燥塔,吸收水汽。(3)粒狀氫氧化鈉塔,吸收酸性氣體。(4)切片石臘:吸收烴類物質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)五 水蒸氣蒸餾 1、水蒸氣蒸餾是用來(lái)分離和提純有機(jī)化合物的重要方法之一,常用于下列情況:(1)混合物中含有大量的 ;(2)混合物中含有 物質(zhì);(3)在常壓下蒸餾會(huì)發(fā)生 的 有機(jī)物質(zhì)。 答:(1)固體;(2)焦油狀物質(zhì);(3)氧化分解;高沸點(diǎn)。 2、什么情況下用水蒸氣蒸餾?用水蒸氣蒸餾的物質(zhì)應(yīng)具備什么條件? 答:下列情況可采用水蒸氣蒸餾: (1)混合物中含有大量的固體,通常的蒸餾、過(guò)濾、萃取等方法都不適用。(2)混合物中含有焦油狀物質(zhì),采用通常的蒸餾、萃取等方法都不適用。(3)在常壓下蒸餾會(huì)發(fā)生分解的高沸點(diǎn)有機(jī)物質(zhì)。用水蒸氣蒸餾的物質(zhì)應(yīng)具備下列條件: (1)隨水蒸氣蒸出的物質(zhì)應(yīng)不溶或難溶于水,且在沸騰下與水長(zhǎng)時(shí)間共存而不起化學(xué)變化。 (2)隨水蒸氣蒸出的物質(zhì),應(yīng)在比該物質(zhì)的沸點(diǎn)低得多的溫度,而且比水的沸點(diǎn)還要低得多的溫度下即可蒸出。 3、怎樣正確進(jìn)行水蒸汽蒸餾操作? 答:①在進(jìn)行水蒸氣蒸餾之前,應(yīng)認(rèn)真檢查水蒸氣蒸餾裝置是否嚴(yán)密。 ②開(kāi)始蒸餾時(shí),應(yīng)將T形管的止水夾打開(kāi),待有蒸氣溢出時(shí)再旋緊夾子,使水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶中,并調(diào)整加熱速度,以餾出速度2—3滴/秒為宜。 ③操作中要隨時(shí)注意安全管中的水柱是否有異常現(xiàn)象發(fā)生,若有,應(yīng)立即打開(kāi)夾子,停止加熱,找出原因,排除故障后方可繼續(xù)加熱。 4、怎樣判斷水蒸汽蒸餾操作是否結(jié)束?如何停止操作,為什么? 答:當(dāng)流出液澄清透明不再含有有機(jī)物質(zhì)的油滴時(shí),即可斷定水蒸汽蒸餾結(jié)束(也可用盛有少量清水的錐形瓶或燒杯來(lái)檢查是否有油珠存在)。 在停止操作后,應(yīng)先旋開(kāi)T形管的螺旋夾,再停止水蒸氣發(fā)生器的加熱,以免發(fā)生蒸餾燒瓶?jī)?nèi)殘存液向水蒸氣發(fā)生器發(fā)生倒灌的現(xiàn)象。 5、水蒸氣蒸餾裝置主要由幾大部分組成? 答:水蒸氣蒸餾裝置主要由水蒸氣發(fā)生器、三頸瓶和冷凝管三部分組成。 6、水蒸氣發(fā)生器中的安全管的作用是什么? 答:安全管主要起壓力指示計(jì)的作用,通過(guò)觀察管中水柱高度判斷水蒸氣的壓力;同時(shí)有安全閥的作用,當(dāng)水蒸氣蒸餾系統(tǒng)堵塞時(shí),水蒸氣壓力急劇升高,水就可從安全管的上口沖出,使系統(tǒng)壓力下降,保護(hù)了玻璃儀器免受破裂。 思考:安全管和T型管各起些什么作用? 以,為什么? 第三部分 有機(jī)化合物的制備 實(shí)驗(yàn)一 乙酸乙酯的制備 1、在合成液體有機(jī)化合物時(shí),常常在反應(yīng)液中加幾粒沸石是為什么? 答:沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣流泡,這一流泡以及隨之而生的湍動(dòng)能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止液體過(guò)熱而產(chǎn)生暴沸。 2、何謂酯化反應(yīng)?有哪些物質(zhì)可以作為酯化反應(yīng)的催化劑? 答:羧酸和醇在少量酸催化作用下生成酯的反應(yīng),稱為酯化反應(yīng)。常用的酸催化劑有:濃硫酸,磷酸等質(zhì)子酸,也可用固體超強(qiáng)酸及沸石分子篩等。 3、有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,什么時(shí)候用蒸出反應(yīng)裝置?蒸出反應(yīng)裝置有哪些形式? 答:在有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,有兩種情況使用蒸出反應(yīng)裝置: 一種情況是反應(yīng)是可逆平衡的,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,常用蒸出裝置隨時(shí)將產(chǎn)物蒸出,使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 另一種情況是反應(yīng)產(chǎn)物在反應(yīng)條件下很容易進(jìn)行二次反應(yīng),需及時(shí)將產(chǎn)物從反應(yīng)體系中分離出來(lái),以保持較高的產(chǎn)率。 蒸出反應(yīng)裝置有三種形式:蒸餾裝置、分餾裝置和回流分水裝置。 4、有機(jī)實(shí)驗(yàn)中有哪些常用的冷卻介質(zhì)?應(yīng)用范圍如何? 答:有機(jī)實(shí)驗(yàn)中常用的冷卻介質(zhì)有:自來(lái)水,冰-水,冰-鹽-水等,分別可將被冷卻物冷卻至室溫,室溫以下及0℃以下。 5、用羧酸和醇制備酯的合成實(shí)驗(yàn)中,為了提高酯的收率和縮短反應(yīng)時(shí)間,應(yīng)采取哪些主要措施? 答:(1)提高反應(yīng)物之一的用量;(2)減少生成物的量(移去水或酯);(3)催化劑濃硫酸的用量要適當(dāng)(太少,反應(yīng)速度慢,太多,會(huì)使副產(chǎn)物增多); 6、根據(jù)你做過(guò)的實(shí)驗(yàn),總結(jié)一下在什么情況下需用飽和食鹽水洗滌有機(jī)液體? 答:當(dāng)被洗滌液體的相對(duì)密度與水接近且小于水時(shí),用飽和食鹽水洗滌,有利于分層。有機(jī)物與水易形成乳濁液時(shí),用飽和食鹽水洗滌,可以破壞乳濁液形成。被洗滌的有機(jī)物在水中的溶解度大,用飽和食鹽水洗滌可以降低有機(jī)物在水層中的溶解度,減少洗滌時(shí)的損失。 7、有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,什么時(shí)候利用回流反應(yīng)裝置?怎樣操作回流反應(yīng)裝置? 答:有兩種情況需要使用回流反應(yīng)裝置: ①是反應(yīng)為強(qiáng)放熱的、物料的沸點(diǎn)又低,用回流裝置將氣化的物料冷凝回到反應(yīng)體系中。 ②是反應(yīng)很難進(jìn)行,需要長(zhǎng)時(shí)間在較高的溫度下反應(yīng),需用回流裝置保持反應(yīng)物料在沸騰溫度下進(jìn)行反應(yīng)。 回流反應(yīng)裝置通常用球形冷凝管作回流冷凝管。進(jìn)行回流反應(yīng)操作應(yīng)注意: ①根據(jù)反應(yīng)物的理化性質(zhì)選擇合適的加熱方式,如水浴、油浴或石棉網(wǎng)直接加熱。 ②不要忘記加沸石。 ③控制回流速度,一般以上升的氣環(huán)不超過(guò)冷凝管的1/3(即球形冷凝管的第一個(gè)球)。過(guò)高,蒸氣不易全部冷凝回到反應(yīng)燒瓶中;過(guò)低,反應(yīng)燒瓶中的溫度不能達(dá)到較高值。 8、液體有機(jī)物干燥前,應(yīng)將被干燥液體中的 盡可能,不應(yīng)見(jiàn)到有。 答:水份;分離凈;水層。 9、乙酸乙酯中含有()雜質(zhì)時(shí),可用簡(jiǎn)單蒸餾的方法提純乙酸乙酯。(A)丁醇(B)有色有機(jī)雜質(zhì)(C)乙酸(D)水.答:B。思考: 本次實(shí)驗(yàn)中一共排放了多少?gòu)U水與廢渣,你有什么治理方案? 實(shí)驗(yàn)二 1-溴丁烷的制備 1、在正溴丁烷制備實(shí)驗(yàn)中,硫酸濃度太高或太低會(huì)帶來(lái)什么結(jié)果? 答:硫酸濃度太高:①會(huì)使NaBr氧化成Br2,而B(niǎo)r2不是親核試劑。NaBr + 3 H2SO4(濃)→Br2 + SO2 + 2 H2O +2NaHSO4 ②加熱回流時(shí)可能有大量HBr氣體從冷凝管頂端逸出形成酸霧。 硫酸濃度太低:生成的HBr量不足,使反應(yīng)難以進(jìn)行。 2、什么時(shí)候用氣體吸收裝置?如何選擇吸收劑? 答:反應(yīng)中生成的有毒和刺激性氣體(如鹵化氫、二氧化硫)或反應(yīng)時(shí)通入反應(yīng)體系而沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化的有毒氣體(如氯氣),進(jìn)入空氣中會(huì)污染環(huán)境,此時(shí)要用氣體吸收裝置吸收有害氣體。 選擇吸收劑要根據(jù)被吸收氣體的物理、化學(xué)性質(zhì)來(lái)決定??梢杂梦锢砦談缬盟整u化氫;也可以用化學(xué)吸收劑,如用氫氧化鈉溶液吸收氯和其它酸性氣體。 3、在正溴丁烷的合成實(shí)驗(yàn)中,蒸餾出的餾出液中正溴丁烷通常應(yīng)在下層,但有時(shí)可能出現(xiàn)在上層,為什么?若遇此現(xiàn)象如何處理? 答:若未反應(yīng)的正丁醇較多,或因蒸鎦過(guò)久而蒸出一些氫溴酸恒沸液,則液層的相對(duì)密度發(fā)生變化,正溴丁烷就可能懸浮或變?yōu)樯蠈印S龃爽F(xiàn)象可加清水稀釋,使油層(正溴丁烷)下沉。 4、用分液漏斗洗滌產(chǎn)物時(shí),正溴丁烷時(shí)而在上層,時(shí)而在下層,若不知道產(chǎn)物的密度,可用什么簡(jiǎn)便的方法加以判斷? 答:在分液漏斗中加入一些水,體積增大的那一層是水層,另一層是有機(jī)層。 5、最后蒸餾得到的產(chǎn)物1-溴丁烷有時(shí)不是無(wú)色透明的,而是渾濁的,這是為什么?如何處理? 答:這是因?yàn)橛兴H绻龅竭@種情況,則應(yīng)重新用無(wú)水氯化鈣干燥,然后重新蒸餾。 思考: 1、加料時(shí),如不按實(shí)驗(yàn)操作中的加料順序,如先使溴化鈉與濃硫酸混合然后再加正丁醇和水,將會(huì)出現(xiàn)何現(xiàn)象? 2、從反應(yīng)混合物中分離出粗產(chǎn)品正溴丁烷時(shí),為什么用蒸餾的方法,而不直接用分液漏斗分離? 3、本次實(shí)驗(yàn)中一共排放了多少?gòu)U水與廢渣,你有什么治理方案? 4、為什么蒸餾正溴丁烷之后殘余物應(yīng)趁熱倒出?實(shí)驗(yàn)室如何處理處理殘余物? 實(shí)驗(yàn)三 乙酸正丁酯的制備 1、在乙酸正丁酯的制備實(shí)驗(yàn)中,粗產(chǎn)品中除乙酸正丁酯外,還有哪些副產(chǎn)物?怎樣減少副產(chǎn)物的生成? 答:主要副產(chǎn)物有:1-丁烯和正丁醚。方法有:回流時(shí)要用小火加熱,保持微沸狀態(tài),以減少副反應(yīng)的發(fā)生。 2、乙酸正丁酯的合成實(shí)驗(yàn)是根據(jù)什么原理來(lái)提高產(chǎn)品產(chǎn)量的? 答:該反應(yīng)是可逆的。本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)正丁酯與水形成恒沸蒸餾的方法,在回流反應(yīng)裝置中加一分水器,以不斷除去酯化反應(yīng)生成的水,來(lái)打破平衡,使反應(yīng)向生成酯的方向進(jìn)行,從而達(dá)到提高乙酸正丁酯產(chǎn)率之目的。 本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)正丁酯與水形成恒沸蒸餾的方法,在回流反應(yīng)裝置中加一分水器,以不斷除去酯化反應(yīng)生成的水,來(lái)打破平衡,使反應(yīng)向生成酯的方向進(jìn)行,從而達(dá)到提高乙酸正丁酯產(chǎn)率之目的。 4、對(duì)乙酸正丁酯的粗產(chǎn)品進(jìn)行水洗和堿洗的目的是什么? 答:(1)水洗的目的是除去水溶性雜質(zhì),如未反應(yīng)的醇,過(guò)量堿及副產(chǎn)物少量的醛等。(2)堿洗的目的是除去酸性雜質(zhì),如未反應(yīng)的醋酸,硫酸,亞硫酸甚至副產(chǎn)物丁酸。 5、在合成反應(yīng)中,有些可逆反應(yīng)生成水,為了提高轉(zhuǎn)化率,常用帶水劑把水從反應(yīng)體系中分出來(lái),什么物質(zhì)可作為帶水劑? 答:可作帶水劑的物質(zhì)必需與水有最低共沸點(diǎn),且在水中的溶解度很小,它可以是反應(yīng)物或產(chǎn)物,例如:環(huán)已烯合成是利用產(chǎn)物與水形成共沸物;乙酸異戊酯合成中,反應(yīng)初期利用原料異戊醇與水形成二元共沸物或原料、產(chǎn)物和水形成三元共沸物,并用分水器分水,同時(shí)將原料送回反應(yīng)體系,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,原料減少,則利用產(chǎn)物乙酸異戊酯與水形成二元共沸物。帶水劑也可以是外加的第三組分,但第三組分必需是對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物不起反應(yīng)的物質(zhì),通常加入的第三組分有苯,環(huán)已烷,氯仿,四氯化碳等。 6、在乙酸正丁酯的精制過(guò)程中,如果最后蒸餾時(shí)前餾分多,其原因是什么? 答:原因可能是: (1)酯化反應(yīng)不完全,經(jīng)洗滌后仍有少量的正丁醇等雜質(zhì)留在產(chǎn)物中。 (2)干燥不徹底,產(chǎn)物中仍有微量水分。酯、正丁醇和水能形成二元或三元恒沸物,因而前餾分較多。 7、如果最后蒸餾時(shí)得到的是乙酸正丁酯混濁液,什么原因? 答:蒸餾系統(tǒng)所用儀器或粗產(chǎn)品干燥不徹底,使產(chǎn)品中混有微量的水分,該水分以乳濁液的形式存在于乙酸正丁酯中,因而使乙酸正丁酯混濁。 8、精制乙酸正丁酯的最后一步精餾,所用儀器為什么均需干燥? 答:如果粗制品的最后一步蒸餾所用的儀器不干燥或干燥不徹底,則蒸出的產(chǎn)品將混有水份,導(dǎo)致產(chǎn)品不純、渾濁。 9、用MgSO4干燥粗乙酸正丁酯,如何掌握干燥劑的用量? 答:干燥劑的用量可視粗產(chǎn)品的多少和混濁程度而定,用量過(guò)多,由于MgSO4干燥劑的表面吸附,會(huì)使乙酸正丁酯有損失;用量過(guò)少,則MgSO4便會(huì)溶解在所吸附的水中,一般干燥劑用量以搖動(dòng)錐形瓶時(shí),干燥劑可在瓶底自由移動(dòng),一段時(shí)間后溶液澄清為宜。 10、在合成反應(yīng)中,有些可逆反應(yīng)生成水,為了提高轉(zhuǎn)化率,常用帶水劑把水從反應(yīng)體系中分出來(lái),什么物質(zhì)可作為帶水劑? 答:可作帶水劑的物質(zhì)必需與水有最低共沸點(diǎn),且在水中的溶解度很小,它可以是反應(yīng)物或產(chǎn)物,例如:環(huán)已烯合成是利用產(chǎn)物與水形成共沸物;乙酸異戊酯合成中,反應(yīng)初期利用原料異戊醇與水形成二元共沸物或原料,產(chǎn)物和水形成三元共沸物,并用分水器分水,同時(shí)將原料送回反應(yīng)體系,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,原料減少,則利用產(chǎn)物乙酸異戊酯與水形成二元共沸物。帶水劑也可以是外加的第三組分,但第三組分必需是對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物不起反應(yīng)的物質(zhì),通常加入的第三組分有苯、環(huán)已烷、氯仿、四氯化碳等。 思考: 在提純粗產(chǎn)品的過(guò)程中,用碳酸鈉溶液洗滌主要除去哪些雜質(zhì)?若改用NaOH溶液是否可 思考題 實(shí)驗(yàn)一 常壓蒸餾及沸點(diǎn)的測(cè)定 1、解:當(dāng)液體混合物受熱時(shí),其蒸汽壓隨之升高。當(dāng)與外界大氣壓相等時(shí),液體變?yōu)檎羝?,再通過(guò)冷凝使蒸汽變?yōu)橐后w的兩個(gè)聯(lián)合操作的過(guò)程叫蒸餾。從安全和效果方面考慮,蒸餾實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意如下幾點(diǎn)。①待蒸餾液的體積約占蒸餾燒瓶體積的1/3~2/3。 ②沸石應(yīng)在液體未加熱前加入。液體接近沸騰溫度時(shí),不能加入沸石,要待液體冷卻后才能加入,用過(guò)的沸石不能再用。 ③待蒸餾液的沸點(diǎn)如在140℃以下,可以選用直形冷凝管,若在140℃以上,則要選用空氣冷凝管。④蒸餾低沸點(diǎn)易燃液體時(shí),不能明火加熱,應(yīng)改用水浴加熱。⑤蒸餾燒瓶不能蒸干,以防意外。 2、解: (1)溫度控制不好,蒸出速度太快,此時(shí)溫度計(jì)的顯示會(huì)超過(guò)79℃,同時(shí)餾液中將會(huì)含有高沸點(diǎn)液體有機(jī)物而至產(chǎn)品不純,達(dá)不到蒸餾的目的。 (2)如果溫度計(jì)水銀球位于支管口之上,蒸氣還未達(dá)到溫度計(jì)水銀球就已從支管流出,測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),將使數(shù)值偏低。若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份,則按此溫度計(jì)位置收集的餾份比規(guī)定的溫度偏高,并且將有少量的餾份誤作前餾份而損失,使收集量偏少。 如果溫度計(jì)的水銀球位于支管口之下,測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍收集餾份時(shí),則按此溫度計(jì)位置收集的餾份比要求的溫度偏低,并且將有少量的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。 3、解:(1)沸石的作用:沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣泡流,這一氣泡流以及隨之而產(chǎn)生的湍動(dòng),能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止了液體因過(guò)熱而產(chǎn)生的暴沸。簡(jiǎn)而言之,是為了防止暴沸! (2)如果加熱后才發(fā)現(xiàn)沒(méi)加沸石,應(yīng)立即停止加熱,待液體冷卻后再補(bǔ)加,切忌在加熱過(guò)程中補(bǔ)加,否則會(huì)引起劇烈的暴沸,甚至使部分液體沖出瓶外而引起著火。 4、解:中途停止蒸餾,再重新開(kāi)始蒸餾時(shí),因液體已被吸入沸石的空隙中,再加熱已不能產(chǎn)生細(xì)小的空氣流而失效,必須重新補(bǔ)加沸石。 5、解:應(yīng)立即停止加熱。 (1)冷卻后補(bǔ)加新的沸石。用過(guò)的沸石一般不能再繼續(xù)使用,因?yàn)樗奈⒖字幸殉錆M或留有雜質(zhì),孔徑變小或堵塞,不能再起助沸作用。 (2)如有餾液蒸出來(lái),則須等到冷凝管冷卻后再通水。因?yàn)槔淠荏E冷會(huì)爆裂。 實(shí)驗(yàn)二 分餾 1、解:蒸餾可用于沸點(diǎn)相差較大或分離要求不高的液體混合物的分離。分餾主要用于相差較小或分離要求較高的液體混合物的分離。兩者在原理上是相同的,分餾相當(dāng)于多次蒸餾。除了應(yīng)用范圍不同外,它們的裝置也不同,分餾裝置比蒸餾裝置多了一個(gè)分餾柱。它們?cè)诓僮魃橡s出速度也不同,蒸餾操作餾出速度尾1~2滴/s,而分餾餾出速度為1滴/(2~3)s。 2、解:不可以。如果把分餾柱頂上溫度計(jì)的水銀柱的位置向下插些,這樣測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份時(shí),則按此溫度計(jì)位置集取的餾份比要求的溫度偏低,并且將有少量的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。 3、解:加熱過(guò)快,餾液滴數(shù)增加,使得上升的蒸汽來(lái)不及熱交換就直接進(jìn)入冷凝管,所以分離能力會(huì)下降。 4、解:這樣可以保證上面冷凝下來(lái)的液體與下面上升的氣體進(jìn)行充分的熱交換和質(zhì)交換,提高分離效果。 5、解:填充物在柱中起到增加蒸汽與回流液接觸的作用,填充物比表面積越大,越有利于提高分離效率。所以有填充物的柱比不裝填料的效率高。 實(shí)驗(yàn)三 重結(jié)晶 1、解:一般包括: (1)選擇適宜溶劑,目的在于獲得最大回收率的精制品。(2)制成熱的飽和溶液。目的是脫色。 (2)熱過(guò)濾,目的是為了除去不溶性雜質(zhì)(包括活性炭)。(3)晶體的析出,目的是為了形成整齊的晶體。 (4)晶體的收集和洗滌,除去易溶的雜質(zhì),除去存在于晶體表面的母液。(4)晶體的干燥,除去附著于晶體表面的母液和溶劑。 2、解:控制溶劑用量,利于配制飽和溶液。 3、解:應(yīng)注意: (1)加入活性炭要適量,加多會(huì)吸附產(chǎn)物,加少,顏色脫不掉;用量為固體重量的1~5%為合適。 (2)不能在沸騰或接近沸騰的溫度下加入活性炭,以免暴沸;(3)加入活性炭后應(yīng)煮沸幾分鐘后才能熱過(guò)濾。 4、解:如果濾紙大于漏斗瓷孔面時(shí),濾紙將會(huì)折邊,那樣濾液在抽濾時(shí)將會(huì)自濾紙邊沿吸入瓶中,而造成晶體損失。所以不能大,只要蓋住瓷孔即可。 5、解:與第一次析出的晶體相比,純度下降。因?yàn)槟敢褐须s質(zhì)的濃度會(huì)更高,所以結(jié)晶產(chǎn)品中雜質(zhì)含量也相對(duì)較高。 6、解:注意: (1)邊加熱邊趁熱過(guò)濾。要不時(shí)加熱大燒杯。 (2)熱濾濾紙不能有缺口。熱濾時(shí)要沉著冷靜,不要讓活性炭從濾紙邊緣掉到錐形瓶里。(3)總的溶液不能超過(guò)120ml。否則產(chǎn)率降低。(4)注意擠干晶體。否則產(chǎn)率虛高。 7、解:一般通過(guò)晶形、色澤、熔點(diǎn)和熔點(diǎn)矩等作初步判斷。具有單一晶形、顏色均勻、熔程在0.5℃以內(nèi)的固體,可視為純凈。 實(shí)驗(yàn)四 減壓蒸餾 1、解:液體的沸點(diǎn)隨外界壓力的降低而降低。在低于大氣壓力下進(jìn)行的蒸餾稱為減壓蒸餾。減壓蒸餾主要應(yīng)用于: ①純化高沸點(diǎn)液體; ②分離或純化在常壓沸點(diǎn)溫度下易于分解、氧化或發(fā)生其它化學(xué)變化的液體; ③分離在常壓下因沸點(diǎn)相近二難于分離,但在減壓下可有效分離的液體混合物; ④分離純化低熔點(diǎn)固體。 2、解:裝配要求:系統(tǒng)不漏氣,壓力穩(wěn)定,平穩(wěn)沸騰。應(yīng)注意: ①減壓蒸餾時(shí)應(yīng)用克氏蒸餾頭,帶支管的接液管或使用多頭接液管。②需用毛細(xì)管代替沸石,防止暴沸。 ③要求用熱浴加熱,需使用厚壁耐壓的玻璃儀器。 * 3、解:必須先抽真空后加熱,對(duì)于油泵,原因是:系統(tǒng)內(nèi)充滿空氣,加熱后部分溶液氣化,再抽氣時(shí),大量氣體來(lái)不及冷凝和吸收,會(huì)直接進(jìn)入真空泵,損壞泵改變真空度。如先抽氣再加熱,可以避免或減少之。 對(duì)于水泵:防止由于“過(guò)熱”引起的暴沸。 必須用熱浴加熱:用熱浴的好處是加熱均勻,可防止暴沸,如果直接用火加熱的話,情況正好相反。* 4、解:略 * 5、解:蒸餾完畢移去熱源,慢慢旋開(kāi)螺旋夾,并慢慢打開(kāi)二通活塞,(這樣可以防止倒吸),平衡內(nèi)外壓力,使測(cè)壓計(jì)的水銀柱慢慢地回復(fù)原狀(若放開(kāi)得太快,水銀柱很快上升,有沖破壓力計(jì)的可能)然后關(guān)閉油泵和冷卻水。 實(shí)驗(yàn)六 水蒸氣蒸餾 1、解:插入容器底部的目的是使瓶?jī)?nèi)液體充分加熱和攪拌,有利于更有效地進(jìn)行水蒸汽蒸餾。 2、解:經(jīng)常要檢查安全管中水位是否正常,若安全管中水位上升很高,說(shuō)明系統(tǒng)有堵塞現(xiàn)象,這時(shí)應(yīng)立即打開(kāi)止水夾,讓水蒸汽發(fā)生器和大氣相通,排除故障后方可繼續(xù)進(jìn)行蒸餾。 3、解:在分液漏斗中加入一些水,體積增大的那一層是水層,另一層是有機(jī)層。 實(shí)驗(yàn)七 乙酸乙酯的制備 1、解:催化劑和脫水劑。說(shuō)明:硫酸的用量為醇用量的3%時(shí)即起催化作用。當(dāng)硫酸用量較多時(shí),它又起脫水作用而增加酯的產(chǎn)率。但當(dāng)硫酸用量過(guò)多時(shí),由于它在高溫時(shí)會(huì)起氧化作用,結(jié)果對(duì)反應(yīng)反而不利。本實(shí)驗(yàn)用了5ml硫酸,硫酸已經(jīng)過(guò)量了。 2、解:可逆反應(yīng),需酸催化。方法有:(1)提高反應(yīng)物之一的用量;(2)減少生成物的量(移去水或酯);(3)催化劑濃硫酸的用量要適當(dāng)(太少,反應(yīng)速度慢,太多,會(huì)使副產(chǎn)物增多,但不影響產(chǎn)率)。 3、解:飽和氯化鈣溶液可以除去未反應(yīng)的乙醇。當(dāng)酯層用碳酸鈉洗過(guò)后,若緊接著就用氯化鈣溶液洗滌,有可能產(chǎn)生絮狀的碳酸鈣沉淀,使進(jìn)一步分離變得困難,故在這兩步操作之間必須水洗一下。由于乙酸乙酯在水中有一定的溶解度,為了盡可能減少由此而造成的損失,采用“鹽析效應(yīng)”,所以實(shí)際上用飽和食鹽水進(jìn)行水洗。(參見(jiàn)教材P40,鹽析效應(yīng)) 實(shí)驗(yàn)八 乙酸正丁酯的制備 1、解:可能的副反應(yīng): 濃H2SO4 2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3 + H2O 濃H2SO4 CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH=CH2 + H2O提高產(chǎn)率的方法有:(1)提高反應(yīng)物之一的用量;(2)減少生成物的量(移去水或酯)。 2、解:不可以。因?yàn)殚_(kāi)始加熱蒸餾出來(lái)的乙醇與水互溶后,使分水器中的水倒灌進(jìn)入燒瓶,導(dǎo)致產(chǎn)率大大降低。 * 3、解:分水器的作用就是除去反應(yīng)過(guò)程中生成的水,使反應(yīng)向生成物的方向進(jìn)行,提高反應(yīng)產(chǎn)率。帶水劑的作用就是與水形成飽和蒸氣壓,將水帶出來(lái);同時(shí)也可以降低反應(yīng)溫度,使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行。 * 4、解:方法有:沸點(diǎn)、折光率、氣相色譜等的測(cè)定。* 5、解:見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 實(shí)驗(yàn)九 1-溴丁烷的制備 1、解:副反應(yīng)有: HSO24C4H9OH C4H8 + H2O H2SO4 2C4H9OH C4H9OC4H9 + H2O C4H9OH + H2SO4 C4H9OSO2OH + H2O 2C4H9OH + H2SO4 C4H9OSO2OC4H9 + 2H2O 減少副反應(yīng)的方法:(1)注意加料順序。切不可顛倒!(2)加熱溶解過(guò)程中,要不斷搖動(dòng)。這樣可以擴(kuò)大固液接觸面,加快反應(yīng)速度。 2、解:油層若呈紅棕色,說(shuō)明含有游離的溴??捎蒙倭縼喠蛩釟溻c水溶液洗滌以除去游離溴。 反應(yīng)方程式為:Br2+NaHSO3 +H2O→ 2HBr + NaHSO4 1、解:碳酸鈉溶液可以除去HBr、Br2等雜質(zhì)。水洗滌是除去碳酸鈉溶液。 有機(jī)實(shí)驗(yàn)思考題答案 第二部分 基本操作 實(shí)驗(yàn)一 常壓蒸餾和沸點(diǎn)的測(cè)定 1、在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的玻璃冷凝管有哪些?它們各用在什么地方? 答:學(xué)生實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的冷凝管有:直形冷凝管,球形冷凝管,空氣冷凝管及刺形分餾柱等。直形冷凝管一般用于沸點(diǎn)低于140℃的液體有機(jī)化合物的沸點(diǎn)測(cè)定和蒸餾操作中;沸點(diǎn)大于140℃的有機(jī)化合物的蒸餾可用空氣冷凝管。球形冷凝管一般用于回流反應(yīng)即有機(jī)化合物的合成裝置中(因其冷凝面積較大,冷凝效果較好);刺形分餾柱用于精餾操作中,即用于沸點(diǎn)差別不太大的液體混合物的分離操作中。 2、蒸餾的原理是什么?寫(xiě)出蒸餾裝置中儀器的名稱。 答:純的液態(tài)物質(zhì)在一定的壓力下具有確定的沸點(diǎn),不同的物質(zhì)具有的不同的沸點(diǎn)。蒸餾操作就是利用不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差異對(duì)液態(tài)混合物進(jìn)行分離和純化。把一個(gè)液體化合物加熱,其蒸汽壓升高,當(dāng)與外界大氣壓相等時(shí),液體沸騰為蒸汽,再通過(guò)冷凝使蒸汽變?yōu)橐后w的過(guò)程。蒸餾適用于沸點(diǎn)相差30℃以上的混合物的分離。如果組分沸點(diǎn)差異不大,就需要采用分餾操作對(duì)液體混合物進(jìn)行分離和純化。蒸餾裝置主要由圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計(jì)、直形冷凝管、尾接管(又叫接液管)和接受瓶組成。 3、純凈化合物的沸點(diǎn)是固定的,所以具有恒定沸點(diǎn)的液體就一定是純凈物,對(duì)不對(duì),為什么? 答:在一定壓力下,純凈化合物的餓沸點(diǎn)是固定的。但是,具有恒定沸點(diǎn)的液體就不一定是純凈物。因?yàn)閮蓚€(gè)或兩個(gè)以上的化合物形成的共沸混合物也具有一定的沸點(diǎn)。 4、冷凝管通水方向是由下而上,反過(guò)來(lái)行嗎?為什么? 答:冷凝管通水是由下而上,反過(guò)來(lái)不行。因?yàn)檫@樣冷凝管不能充滿水,由此可能帶來(lái)兩個(gè)后果:其一,氣體的冷凝效果不好。其二,冷凝管的內(nèi)管可能炸裂。 5、蒸餾時(shí)加熱的快慢,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響?為什么? 答:蒸餾時(shí)加熱過(guò)猛,火焰太大,易造成蒸餾瓶局部過(guò)熱現(xiàn)象,使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,而且餾份純度也不高。加熱太慢,蒸氣達(dá)不到支口處,不僅蒸餾進(jìn)行得太慢,而且因溫度計(jì)水銀球不能被蒸氣包圍或瞬間蒸氣中斷,使得溫度計(jì)的讀數(shù)不規(guī)則,讀數(shù)偏低。 6、有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,玻璃儀器為什么不能直接用火焰加熱?有哪些間接加熱方式?應(yīng)用范圍如何? 答:因?yàn)橹苯佑没鹧婕訜?,溫度變化劇烈且加熱不均勻,易造成玻璃儀器損壞;同時(shí),由于局部過(guò)熱,還可能引起有機(jī)物的分解,縮合,氧化等副反應(yīng)發(fā)生。 間接加熱方式和應(yīng)用范圍如下:在石棉網(wǎng)上加熱,但加熱仍很不均勻。水浴加熱,被加熱物質(zhì)溫度只能達(dá)到80℃以下,需加熱至100℃時(shí),可用沸水浴或水蒸氣加熱。電熱套空氣浴加熱,對(duì)沸點(diǎn)高于80℃的液體原則上都可使用。油浴加熱,溫度一般在100~250℃之間,可達(dá)到的最高溫度取決于所用油的種類,如甘油適用于100-150℃;透明石蠟油可加熱至220℃,硅油或真空泵油再250℃時(shí)仍很穩(wěn)定。砂浴加熱,可達(dá)到數(shù)百度以上。熔融鹽加熱,等量的KNO3和NaNO3在218℃熔化,在700℃以下穩(wěn)定,含有40%NaNO2,7% NaNO3和53%KNO3的混合物,在142℃熔化,使用范圍為150-500℃。 7、蒸餾時(shí)為什么蒸餾燒瓶中所盛液體的量既不應(yīng)超過(guò)其容積的2/3,也不應(yīng)少于1/3? 答:如果裝入液體量過(guò)多,當(dāng)加熱到沸騰時(shí),液體可能沖出或飛沫被蒸氣帶走,混入餾出液中。如果裝入液體量太少,在蒸餾結(jié)束時(shí),相對(duì)地也會(huì)有較多的液體殘留在瓶?jī)?nèi)蒸不出來(lái)。 8、蒸餾時(shí),如果餾出液易受潮分解,可以在接受器上連接一個(gè),以防止的侵入。 答:干燥管;空氣中的水分。 9、在進(jìn)行蒸餾操作時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題? 答:應(yīng)注意: (1)漏斗下口在蒸餾支管的下方;(2)液體中要加入沸石,防止暴沸;(3)加熱前,檢查實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是否完成,并控制蒸餾速度為1~2 滴/秒。 10、什么叫沸點(diǎn)?液體的沸點(diǎn)和大氣壓有什么關(guān)系?文獻(xiàn)里記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn)是否即為你們那里的沸點(diǎn)溫度? 答:將液體加熱,其蒸氣壓增大到和外界施于液面的總壓力(通常是大氣壓力)相等時(shí),液體沸騰,此時(shí)的溫度即為該液體的沸點(diǎn)。 文獻(xiàn)上記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn)不一定即為我們那里的沸點(diǎn)度,通常文獻(xiàn)上記載的某物質(zhì)的沸點(diǎn),如不加說(shuō)明,一般是一個(gè)大氣壓時(shí)的沸點(diǎn),如果我們那里的大氣壓不是一個(gè)大氣壓的話,該液體的沸點(diǎn)會(huì)有變化。 11、為什么蒸餾時(shí)最好控制餾出液的速度為1~2滴/s為宜? 答:在整個(gè)蒸餾過(guò)程中,應(yīng)使溫度計(jì)水銀球上常有被冷凝的液滴,讓水銀球上液滴和蒸氣溫度達(dá)到平衡。所以要控制加熱溫度,調(diào)節(jié)蒸餾速度,通常以1-2滴/s為宜,否則不成平衡。蒸餾時(shí)加熱的火焰不能太大,否則會(huì)在蒸餾瓶的頸部造成過(guò)熱現(xiàn)象,使一部分液體的蒸氣直接受到火焰的熱量,這樣由溫度計(jì)讀得的沸點(diǎn)會(huì)偏高;另一方面,蒸餾也不能進(jìn)行的太慢,否則由于溫度計(jì)的水銀球不能為餾出液蒸氣充分浸潤(rùn)而使溫度計(jì)上所讀得的沸點(diǎn)偏低或不規(guī)則。 12、蒸餾時(shí)加入沸石的作用是什么?沸石(即止暴劑或助沸劑)為什么能止暴?如果蒸餾前忘記加沸石,能否立即將沸石加至將近沸騰的液體中?當(dāng)重新蒸餾時(shí),用過(guò)的沸石能否繼續(xù)使用? 答:加入沸石的作用是起助沸作用,防止暴沸,因?yàn)榉惺砻婢形⒖祝瑑?nèi)有空氣,所以可起助沸作用。 止沸原理:沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣泡流,這一泡流以及隨之而產(chǎn)生的湍動(dòng),能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止了液體因過(guò)熱而產(chǎn)生的暴沸。 不能將沸石加至將近沸騰的液體中,那樣溶液猛烈暴沸,液體易沖出瓶口,若是易燃液體,還會(huì)引起火災(zāi),要等沸騰的液體冷下來(lái)再加。 用過(guò)的沸石一般不能再繼續(xù)使用,因?yàn)樗奈⒖字幸殉錆M或留有雜質(zhì),孔經(jīng)變小或堵塞,再加熱已不能產(chǎn)生細(xì)小的空氣流而失效,不能再起助沸作用。 13、在合成液體有機(jī)化合物時(shí),常常在反應(yīng)液中加幾粒沸石是為什么? 答:沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣流泡,這一流泡以及隨之而生的湍動(dòng)能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止液體過(guò)熱而產(chǎn)生暴沸。 14、實(shí)驗(yàn)安裝順序如何? 答:安裝順序一般先從熱源處開(kāi)始,從下到上,從左到右(也可從右到左,要看實(shí)驗(yàn)環(huán)境而定?。?/p> 15、在蒸餾裝置中,溫度計(jì)水銀球的位置不符合要求會(huì)帶來(lái)什么結(jié)果? 答:如果溫度計(jì)水銀球位于支管口之上,蒸氣還未達(dá)到溫度計(jì)水銀球就已從支管流出,測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),將使數(shù)值偏低。若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份,則按此溫度計(jì)位置集取的餾份比規(guī)定的溫度偏高,并且將有一定量的該收集的餾份誤作為前餾份而損失,使收集量偏少。如果溫度計(jì)的水銀球位于支管口之下或液面之上,測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份時(shí),則按此溫度計(jì)位置集取的餾份比要求的溫度偏低,并且將有一定量的該收集的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。 實(shí)驗(yàn)二 分餾 1、什么情況下使用蒸餾?什么情況下使用分餾?蒸餾和分餾有什么異同點(diǎn)?如果是兩種沸點(diǎn)很接近的液體組成的混合物能否用分餾來(lái)提純呢? 答:蒸餾沸點(diǎn)相差較大或分離要求不高的液體混合物的分離。分餾主要用于相差較小或分離要求較高的液體混合物的分離。兩者在原理上是相同的,分餾相當(dāng)于多次蒸餾。除了應(yīng)用范圍不同外,它們的裝置也不同,分餾裝置比蒸餾裝置多了一各分餾柱。它們?cè)诓僮魃橡s出速度也不同,蒸餾操作餾出速度尾1~2滴/s,而分餾餾出速度為1滴/(2~3)s。 現(xiàn)在,最精密的分餾設(shè)備已能將沸點(diǎn)相差僅1-2℃混合物分開(kāi),所以兩種沸點(diǎn)很接近的液體組成的混合物能用分餾來(lái)提純。 2、分餾操作中,用裝有填料的分餾柱的效率高還是沒(méi)裝填料的分餾柱高?為什么?影響分餾效率的因素有哪些? 答:裝有填料的分餾柱的分餾效率高,因?yàn)樵诜逐s柱內(nèi),上升的蒸汽與下降的冷凝液互相接觸,通過(guò)熱交換和質(zhì)交換使冷凝液中的低沸點(diǎn)物質(zhì)吸熱而汽化,蒸汽中的高沸點(diǎn)物質(zhì)冷凝放出熱,結(jié)果是分餾柱越高,低沸點(diǎn)物質(zhì)的濃度越來(lái)越高,高沸點(diǎn)物質(zhì)的濃度越來(lái)越低,最后達(dá)到分離的目的。而填充物在柱中起到增加蒸汽與回流液接觸的作用,填充物比表面積越大,越有利于提高分離效率。這樣就可以更充分地進(jìn)行熱交換和質(zhì)交換。 影響分餾效率的因素有: ①理論塔板;②回流比;③柱的保溫 3、何謂韋氏(Vigreux)分餾柱?使用韋氏分餾柱的優(yōu)點(diǎn)是什么? 答:韋氏(Vigreux)分餾柱,又稱刺形分餾柱,它是一根每隔一定距離就有一組向下傾斜的刺狀物,且各組刺狀物間呈螺旋狀排列的分餾管。 使用該分餾柱的優(yōu)點(diǎn)是:儀器裝配簡(jiǎn)單,操作方便,殘留在分餾柱中的液體少。 4、進(jìn)行分餾操作時(shí)應(yīng)注意什么? 答:(1)在儀器裝配時(shí)應(yīng)使分餾柱盡可能與桌面垂直,以保證上面冷凝下來(lái)的液體與下面上升的氣體進(jìn)行充分的熱交換和質(zhì)交換,提高分離效果。 (2)根據(jù)分餾液體的沸點(diǎn)范圍,選用合適的熱浴加熱,不要在石棉網(wǎng)上用直接火加熱。用小火加熱熱浴,以便使浴溫緩慢而均勻地上升。 (3)液體開(kāi)始沸騰,蒸氣進(jìn)入分餾柱中時(shí),要注意調(diào)節(jié)浴溫,使蒸氣環(huán)緩慢而均勻地沿分餾柱壁上升。若室溫低或液體沸點(diǎn)較高,應(yīng)將分餾柱用石棉繩或玻璃布包裹起來(lái),以減少柱內(nèi)熱量的損失。 (4)當(dāng)蒸氣上升到分餾柱頂部,開(kāi)始有液體餾出時(shí),應(yīng)密切注意調(diào)節(jié)浴溫,控制餾出液的速度為每2~3秒一滴。如果分餾速度太快,產(chǎn)品純度下降;若速度太慢,會(huì)造成上升的蒸氣時(shí)斷時(shí)續(xù),餾出溫度波動(dòng)。 (5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)規(guī)定的要求,分段集取餾份,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),稱量各段餾份。 5、、若加熱太快,餾出液>1-2滴/s(每秒種的滴數(shù)超過(guò)要求量),用分餾分離兩種液體的能力會(huì)顯著下降,為什么? 答:因?yàn)榧訜崽?,餾出速度太快,熱量來(lái)不及交換(易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分),致使水銀球周?chē)旱魏驼魵馕催_(dá)平衡,一部分難揮發(fā)組分也被氣化上升而冷凝,來(lái)不及分離就一道被蒸出,所以分離兩種液體的能力會(huì)顯著下降。 6、、用分餾柱提純液體時(shí),為了取得較好的分離效果,為什么分餾柱必須保持回流液? 答:保持回流液的目的在于讓上升的蒸氣和回流液體,充分進(jìn)行熱交換,促使易揮發(fā)組分上升,難揮發(fā)組分下降,從而達(dá)到徹底分離它們的目的。 7、什么叫共沸物?為什么不能用分餾法分離共沸混合物? 答:當(dāng)某兩種或三種液體以一定比例混合,可組成具有固定沸點(diǎn)的混合物,將這種混合物加熱至沸騰時(shí),在氣液平衡體系中,氣相組成和液相組成一樣,故不能使用分餾法將其分離出來(lái),只能得到按一定比例組成的混合物,這種混合物稱為共沸混合物或恒沸混合物。 8、在分餾時(shí)通常用水浴或油浴加熱,它比直接火加熱有什么優(yōu)點(diǎn)? 答:在分餾時(shí)通常用水浴或油浴,使液體受熱均勻,不易產(chǎn)生局部過(guò)熱,這比直接火加熱要好得多。 9、當(dāng)丙酮蒸餾完畢時(shí),溫度計(jì)有什么變化?為什么? 答:當(dāng)丙酮蒸餾完畢時(shí),由于丙酮蒸汽斷斷續(xù)續(xù)上升,溫度計(jì)水銀球不能被丙酮蒸氣包圍,因此溫度計(jì)出現(xiàn)下降或波動(dòng)。要等到水蒸氣上升,溫度計(jì)才會(huì)上升至穩(wěn)定。 思考: 含水乙醇為何經(jīng)過(guò)反復(fù)分餾也得不到100%乙醇,為什么?要制取100%乙醇可采用哪些方法? 實(shí)驗(yàn)三 重結(jié)晶提純法 1、重結(jié)晶的基本原理? 答:固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度隨溫度的變化而改變。通常升高溫度溶解度增大,反之溶解度降低。熱飽和溶液,降低其溫度,溶解度下降,溶液變成過(guò)飽和而析出結(jié)晶。利用溶劑對(duì)被提純化合物及雜質(zhì)的溶解度的不同,以達(dá)到分離純化的目的。 2、在重結(jié)晶過(guò)程中,必須注意哪幾點(diǎn)才能使產(chǎn)品的產(chǎn)率高、質(zhì)量好? 答:(1)正確選擇溶劑; (2)溶劑的加入量要適當(dāng); (3)活性炭脫色時(shí),一是加入量要適當(dāng),二是切忌在沸騰時(shí)加入活性炭; (4)吸濾瓶和布氏漏斗必需充分預(yù)熱; (5)濾液應(yīng)自然冷卻,待有晶體析出后再適當(dāng)加快冷速度,以確保晶形完整; (6)最后抽濾時(shí)要盡可能將溶劑除去,并用母液洗滌有殘留產(chǎn)品的燒杯。 3、選擇重結(jié)晶用的溶劑時(shí),應(yīng)考慮哪些因素?重結(jié)晶時(shí),溶劑的用量為什么不能過(guò)量太多,也不能過(guò)少?正確的應(yīng)該如何? 答:(1)溶劑不應(yīng)與重結(jié)晶物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng); (2)重結(jié)晶物質(zhì)在溶劑中的溶解度應(yīng)隨溫度變化,即高溫時(shí)溶解度大,而低溫時(shí)溶解度小; (3)雜質(zhì)在溶劑中的溶解度或者很大,或者很小; (4)溶劑應(yīng)容易與重結(jié)晶物質(zhì)分離; (5)溶劑應(yīng)無(wú)毒,不易燃,價(jià)格合適并有利于回收利用。 重結(jié)晶時(shí),溶劑的用量過(guò)量太多,不能形成熱飽和溶液,冷卻時(shí)析不出結(jié)晶或結(jié)晶太少。過(guò)少,有部分待結(jié)晶的物質(zhì)熱溶時(shí)未溶解,熱過(guò)濾時(shí)和不溶性雜質(zhì)一起留在濾紙上,造成損失??紤]到熱過(guò)濾時(shí),有部分溶劑被蒸發(fā)損失掉,使部分晶體析出留在波紙上或漏斗頸中造成結(jié)晶損失,所以適宜用量是制成熱的飽和溶液后,再多加20%左右。 4、重結(jié)晶的目的是什么?怎樣進(jìn)行重結(jié)晶? 答:從有機(jī)反應(yīng)中得到的固體產(chǎn)品往往不純,其中夾雜一些副產(chǎn)物、不反應(yīng)的原料及催化劑等。純化這類物質(zhì)的有效方法就是選擇合適的溶劑進(jìn)行重結(jié)晶,其目的在于獲得最大回收率的精制品。 進(jìn)行重結(jié)晶的一般過(guò)程是: ①將待重結(jié)晶的物質(zhì)在溶劑沸點(diǎn)或接近溶劑沸點(diǎn)的溫度下溶解在合適的溶劑中,制成過(guò)飽和溶液。若待重結(jié)晶物質(zhì)的熔點(diǎn)較溶劑的沸點(diǎn)低,則應(yīng)制成在熔點(diǎn)以下的過(guò)飽和溶液。 ②若待重結(jié)晶物質(zhì)含有色雜質(zhì),可加活性碳煮沸脫色。 ③趁熱過(guò)濾以除去不溶物質(zhì)和活性碳。 ④冷卻濾液,使晶體從過(guò)飽和溶液中析出,而可溶性雜質(zhì)仍留在溶液里。 ⑤減壓過(guò)濾,把晶體從母液中分離出來(lái),洗滌晶體以除去吸附在晶體表面上的母液。 5、重結(jié)晶時(shí),如果溶液冷卻后不析出晶體怎么辦? 答:可采用下列方法誘發(fā)結(jié)晶: (1)用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁。(2)用冰水或其它制冷溶液冷卻。(3)投入“晶種”。 6、粗乙酰苯胺進(jìn)行重結(jié)晶操作時(shí),注意哪幾點(diǎn)才能得到產(chǎn)量高、質(zhì)量好的產(chǎn)品? 答:在正確選擇溶劑的前提下,應(yīng)注意以下四點(diǎn): (1)溶解粗乙酰苯胺時(shí),若煮沸時(shí)仍有油珠存在,不可認(rèn)為是雜質(zhì)而拋棄,此乃溶液溫度>83℃,未溶于水,但已融化了乙酰苯胺,因其比重大于水而沉于器底,可補(bǔ)加少量的熱水,直至完全溶解(注意:加水量不可過(guò)多,否則,將影響結(jié)晶的產(chǎn)率)。 (2)脫色時(shí),加入活性炭的量不可太多,否則它會(huì)象吸附雜質(zhì)一樣吸附產(chǎn)物而影響產(chǎn)量。 (3)熱的濾液碰到冷的器壁,很快析出結(jié)晶,但其質(zhì)量往往不好,所以布氏漏斗,吸濾瓶應(yīng)事先預(yù)熱。 (4)靜止等待結(jié)晶時(shí),一定要使濾液慢慢冷卻,以使所得結(jié)晶純凈,一般說(shuō)來(lái),溶液濃度大,冷卻速度快,析出結(jié)晶細(xì),晶體不夠純凈;二是要充分冷卻,用冷水或冰水冷卻容器,以使晶體更好的從母液中析出。 7、如何除去液體化合物中的有色雜質(zhì)?如何除去固體化合物中的有色雜質(zhì)?除去固體化合物中的有色雜質(zhì)時(shí)應(yīng)注意什么? 答:除去液體化合物中的有色雜質(zhì),通常采用蒸餾的方法,因?yàn)殡s質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量大,留在殘液中。除去固體化合物中的有色雜質(zhì),通常采用在重結(jié)晶過(guò)程中加入活性炭,有色雜質(zhì)吸附在活性炭上,在熱過(guò)濾一步除去。除去固體化合物中的有色雜質(zhì)應(yīng)注意: (1)加入活性炭要適量,加多會(huì)吸附產(chǎn)物,加少,顏色脫不掉; (2)不能在沸騰或接近沸騰的溫度下加入活性炭,以免暴沸; (3)加入活性炭后應(yīng)煮沸幾分鐘后才能熱過(guò)濾。 8、減壓過(guò)濾(即:抽濾)的優(yōu)點(diǎn)有:(1) ;(2) ;(3); 答:(1)過(guò)濾和洗滌速度快;(2)固體和液體分離的比較完全;(3)濾出的固體容易干燥。 9、用水重結(jié)晶乙酰苯胺,在溶解過(guò)程中有無(wú)油狀物出現(xiàn)?這是什么? 答:在溶解過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)油狀物,此油狀物不是雜質(zhì)。乙酰苯胺的熔點(diǎn)為114℃,但當(dāng)乙酰苯胺用水重結(jié)晶時(shí),往往于83℃就熔化成液體,這時(shí)在水層有溶解的乙酰苯胺,在熔化的乙酰苯胺層中含有水,故油狀物為未溶于水而已熔化的乙酰苯胺,所以應(yīng)繼續(xù)加入溶劑,直至完全溶解。切不可認(rèn)為是雜質(zhì)而將其拋棄。 10、用活性炭脫色為什單要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入?為什么不能在溶液沸騰時(shí)加入? 答:活性炭可吸附有色雜質(zhì)、樹(shù)脂狀物質(zhì)以及均勻分散的物質(zhì)。因?yàn)橛猩s質(zhì)雖可溶于沸騰的溶劑中,但當(dāng)冷卻析出結(jié)晶體時(shí),部分雜質(zhì)又會(huì)被結(jié)晶吸附,使得產(chǎn)物帶色。所以用活性炭脫色要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入,并煮沸5-10min。要注意活性炭不能加入已沸騰的溶液中,以免溶液暴沸而從容器中沖出。 11、使用有機(jī)溶劑重結(jié)晶時(shí),哪些操作容易著火?怎樣才能避免呢? 答:有機(jī)溶劑往往不是易燃就是有一定的毒性,也有兩者兼有的,操作時(shí)要熄滅鄰近的一切明火,最好在通風(fēng)櫥內(nèi)操作。常用三角燒瓶或圓底燒瓶作容器,因?yàn)樗鼈兤靠谳^窄,溶劑不易發(fā),又便于搖動(dòng),促使固體物質(zhì)溶解。若使用的溶劑是低沸點(diǎn)易燃的,嚴(yán)禁在石棉網(wǎng)上直接加熱,必須裝上回流冷凝管,并根據(jù)其沸點(diǎn)的高低,選用熱浴,若固體物質(zhì)在溶劑中溶解速度較慢,需要較長(zhǎng)時(shí)問(wèn),也要裝上回流冷凝管,以免溶劑損失。 12、停止抽濾前,如不先拔除橡皮管就關(guān)住水閥(泵)會(huì)有什么問(wèn)題產(chǎn)生? 答:如不先拔除橡皮管就關(guān)水泵,會(huì)發(fā)生水倒吸入抽濾瓶?jī)?nèi),若需要的是濾液?jiǎn)栴}就大了。13、將溶液進(jìn)行熱過(guò)濾時(shí),為什么要盡可能減少溶劑的揮發(fā)?如何減少其揮發(fā)? 答:溶劑揮發(fā)多了,會(huì)有部分晶體熱過(guò)濾時(shí)析出留在濾紙上和漏斗頸中,造成損失,若用有機(jī)溶劑,揮發(fā)多了,造成浪費(fèi),還污染環(huán)境。 為此,過(guò)濾時(shí)漏斗應(yīng)蓋上表面皿(凹面向下),可減少溶劑的揮發(fā)。盛溶液的容器,一般用錐形瓶(水溶液除外),也可減少溶劑的揮發(fā)。 14、在布氏漏斗中用溶劑洗滌固體時(shí)應(yīng)該注意些什么? 答:用重結(jié)晶的同一溶劑進(jìn)行洗滌,用量應(yīng)盡量少,以減少溶解損失。如重結(jié)晶的溶劑的熔點(diǎn)較高,在用原溶劑至少洗滌一次后??捎玫头悬c(diǎn)的溶劑洗滌,使最后的結(jié)晶產(chǎn)物易于干燥,(要注意此溶劑必須能和第一種溶劑互溶而對(duì)晶體是不溶或微溶的)。 思考: 在活性炭脫色熱抽濾時(shí),若發(fā)現(xiàn)母液中有少量活性炭,試分析可能由哪些原因引起的?應(yīng)如何處理? 實(shí)驗(yàn)四 減壓蒸餾 1、減壓蒸餾裝置通常由、、、、、、、、和 等組成。 答:克氏蒸餾燒瓶;冷凝管;兩尾或多尾真空接引管;接受器;水銀壓力計(jì);溫度計(jì);毛細(xì)管(副彈簧夾);干燥塔;緩沖瓶;減壓泵。 2、減壓蒸餾時(shí),往往使用一毛細(xì)管插入蒸餾燒瓶底部,它能冒出 A,成為液體的B,同時(shí)又起到攪拌作用,防止液體 C。 答:A::氣泡; B:沸騰中心; C:暴沸。 3、減壓蒸餾操作中使用磨口儀器,應(yīng)該將 A 部位仔細(xì)涂油;操作時(shí)必須先 B 后才能進(jìn)行 C 蒸餾,不允許邊 D 邊 E ?。辉谡麴s結(jié)束以后應(yīng)該先停止 F,再使 G,然后才能 H。 答:A:磨口; B:調(diào)好壓力; C:加熱; D:調(diào)整壓力;E:加熱; F:加熱; G:系統(tǒng)與大氣相同; H:停泵。 4、在減壓蒸餾裝置中,氫氧化鈉塔用來(lái)吸收 A 和 B,活性炭塔和塊狀石蠟用來(lái)吸收 C,氯化鈣塔用來(lái)吸收 D。 答:A:酸性氣體;B :水;C:有機(jī)氣體;D:水。 5、減壓蒸餾操作前,需估計(jì)在一定壓力下蒸餾物的A,或在一定溫度下蒸餾所需要的B。 答:A:沸點(diǎn);B:真空度。 6、減壓蒸餾前,應(yīng)該將混合物中的A 在常壓下首先 B 除去,防止大量 C 進(jìn)入吸收塔,甚至進(jìn)入 D,降低 E的效率。 答:A:低沸點(diǎn)的物質(zhì); B:蒸餾; C:有機(jī)蒸汽;D:泵油; E:油泵。 7、何謂減壓蒸餾?適用于什么體系?減壓蒸餾裝置由哪些儀器、設(shè)備組成,各起什么作用? 答:在低于大氣壓力下進(jìn)行的蒸餾稱為減壓蒸餾。減壓蒸餾是分離提純高沸點(diǎn)有機(jī)化合物的一種重要方法,特別適用于在常壓下蒸餾未達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)即受熱分解、氧化或聚合的物質(zhì)。減壓蒸餾裝置由四部分組成:蒸餾部分:主要儀器有蒸餾燒瓶,克氏蒸餾頭,毛細(xì)管,溫度計(jì),直形冷凝管,多頭接引管,接受器等,起分離作用。抽提部分:可用水泵或油泵,起產(chǎn)生低壓作用。油泵保護(hù)部分:有冷卻阱,有機(jī)蒸氣吸收塔,酸性蒸氣吸收塔,水蒸氣吸收塔,起保護(hù)油泵正常工作作用。測(cè)壓部分:主要是壓力計(jì),可以是水銀壓力計(jì)或真空計(jì)量表,起測(cè)量系統(tǒng)壓力的作用。 8、減壓蒸餾中毛細(xì)管的作用是什么?能否用沸石代替毛細(xì)管?如不用導(dǎo)氣毛細(xì)管,用什么方法可以代替?該替代辦法除起到毛細(xì)管的作用外,還有什么優(yōu)點(diǎn)? 答:減壓蒸餾時(shí),空氣由毛細(xì)管進(jìn)入燒瓶,冒出小氣泡,成為液體沸騰時(shí)的氣化中心,這樣不僅可以使液體平穩(wěn)沸騰,防止暴沸,同時(shí)又起一定的攪拌作用。 不能用沸石代替毛細(xì)管。 如果不用毛細(xì)管,可以采用在磁力攪拌下減壓蒸餾。優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):不能提供惰性氣體保護(hù)。見(jiàn)下圖: 9、在怎樣的情況下才用減壓蒸餾? 答:沸點(diǎn)高的物質(zhì)以及在普通蒸餾時(shí)還沒(méi)達(dá)到沸點(diǎn)溫度就已分解,氧化或聚合的物質(zhì)才用減次蒸餾。 10、使用油泵減壓時(shí),實(shí)有哪些吸收和保護(hù)裝置?其作用是什么? 答:油泵的結(jié)構(gòu)較精密,工作條件要求較嚴(yán),蒸餾時(shí)如有揮發(fā)性的有機(jī)溶劑、水、酸蒸氣都會(huì)損壞泵和改變真空度。所以要有吸收和保護(hù)裝置。 主要有:(1)冷阱:使低沸點(diǎn)(易揮發(fā))物質(zhì)冷凝下來(lái)不致進(jìn)入真空泵。(2)無(wú)水CaCl2干燥塔,吸收水汽。(3)粒狀氫氧化鈉塔,吸收酸性氣體。(4)切片石臘:吸收烴類物質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)五 水蒸氣蒸餾 1、水蒸氣蒸餾是用來(lái)分離和提純有機(jī)化合物的重要方法之一,常用于下列情況:(1)混合物中含有大量的;(2)混合物中含有 物質(zhì);(3)在常壓下蒸餾會(huì)發(fā)生的有機(jī)物質(zhì)。 答:(1)固體;(2)焦油狀物質(zhì);(3)氧化分解;高沸點(diǎn)。 2、什么情況下用水蒸氣蒸餾?用水蒸氣蒸餾的物質(zhì)應(yīng)具備什么條件? 答:下列情況可采用水蒸氣蒸餾: (1)混合物中含有大量的固體,通常的蒸餾、過(guò)濾、萃取等方法都不適用。 (2)混合物中含有焦油狀物質(zhì),采用通常的蒸餾、萃取等方法都不適用。 (3)在常壓下蒸餾會(huì)發(fā)生分解的高沸點(diǎn)有機(jī)物質(zhì)。 用水蒸氣蒸餾的物質(zhì)應(yīng)具備下列條件: (1)隨水蒸氣蒸出的物質(zhì)應(yīng)不溶或難溶于水,且在沸騰下與水長(zhǎng)時(shí)間共存而不起化學(xué)變化。 (2)隨水蒸氣蒸出的物質(zhì),應(yīng)在比該物質(zhì)的沸點(diǎn)低得多的溫度,而且比水的沸點(diǎn)還要低得多的溫度下即可蒸出。 3、怎樣正確進(jìn)行水蒸汽蒸餾操作? 答:①在進(jìn)行水蒸氣蒸餾之前,應(yīng)認(rèn)真檢查水蒸氣蒸餾裝置是否嚴(yán)密。 ②開(kāi)始蒸餾時(shí),應(yīng)將T形管的止水夾打開(kāi),待有蒸氣溢出時(shí)再旋緊夾子,使水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶中,并調(diào)整加熱速度,以餾出速度2—3滴/秒為宜。 ③操作中要隨時(shí)注意安全管中的水柱是否有異常現(xiàn)象發(fā)生,若有,應(yīng)立即打開(kāi)夾子,停止加熱,找出原因,排除故障后方可繼續(xù)加熱。 4、怎樣判斷水蒸汽蒸餾操作是否結(jié)束?如何停止操作,為什么? 答:當(dāng)流出液澄清透明不再含有有機(jī)物質(zhì)的油滴時(shí),即可斷定水蒸汽蒸餾結(jié)束(也可用盛有少量清水的錐形瓶或燒杯來(lái)檢查是否有油珠存在)。 在停止操作后,應(yīng)先旋開(kāi)T形管的螺旋夾,再停止水蒸氣發(fā)生器的加熱,以免發(fā)生蒸餾燒瓶?jī)?nèi)殘存液向水蒸氣發(fā)生器發(fā)生倒灌的現(xiàn)象。 5、水蒸氣蒸餾裝置主要由幾大部分組成? 答:水蒸氣蒸餾裝置主要由水蒸氣發(fā)生器、三頸瓶和冷凝管三部分組成。 6、水蒸氣發(fā)生器中的安全管的作用是什么? 答:安全管主要起壓力指示計(jì)的作用,通過(guò)觀察管中水柱高度判斷水蒸氣的壓力;同時(shí)有安全閥的作用,當(dāng)水蒸氣蒸餾系統(tǒng)堵塞時(shí),水蒸氣壓力急劇升高,水就可從安全管的上口沖出,使系統(tǒng)壓力下降,保護(hù)了玻璃儀器免受破裂。 思考:安全管和T型管各起些什么作用? 以,為什么? 第三部分 有機(jī)化合物的制備 實(shí)驗(yàn)一 乙酸乙酯的制備 1、在合成液體有機(jī)化合物時(shí),常常在反應(yīng)液中加幾粒沸石是為什么? 答:沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣流泡,這一流泡以及隨之而生的湍動(dòng)能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止液體過(guò)熱而產(chǎn)生暴沸。 2、何謂酯化反應(yīng)?有哪些物質(zhì)可以作為酯化反應(yīng)的催化劑? 答:羧酸和醇在少量酸催化作用下生成酯的反應(yīng),稱為酯化反應(yīng)。常用的酸催化劑有:濃硫酸,磷酸等質(zhì)子酸,也可用固體超強(qiáng)酸及沸石分子篩等。 3、有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,什么時(shí)候用蒸出反應(yīng)裝置?蒸出反應(yīng)裝置有哪些形式? 答:在有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,有兩種情況使用蒸出反應(yīng)裝置: 一種情況是反應(yīng)是可逆平衡的,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,常用蒸出裝置隨時(shí)將產(chǎn)物蒸出,使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 另一種情況是反應(yīng)產(chǎn)物在反應(yīng)條件下很容易進(jìn)行二次反應(yīng),需及時(shí)將產(chǎn)物從反應(yīng)體系中分離出來(lái),以保持較高的產(chǎn)率。 蒸出反應(yīng)裝置有三種形式:蒸餾裝置、分餾裝置和回流分水裝置。 4、有機(jī)實(shí)驗(yàn)中有哪些常用的冷卻介質(zhì)?應(yīng)用范圍如何? 答:有機(jī)實(shí)驗(yàn)中常用的冷卻介質(zhì)有:自來(lái)水,冰-水,冰-鹽-水等,分別可將被冷卻物冷卻至室溫,室溫以下及0℃以下。 5、用羧酸和醇制備酯的合成實(shí)驗(yàn)中,為了提高酯的收率和縮短反應(yīng)時(shí)間,應(yīng)采取哪些主要措施? 答:(1)提高反應(yīng)物之一的用量;(2)減少生成物的量(移去水或酯);(3)催化劑濃硫酸的用量要適當(dāng)(太少,反應(yīng)速度慢,太多,會(huì)使副產(chǎn)物增多); 6、根據(jù)你做過(guò)的實(shí)驗(yàn),總結(jié)一下在什么情況下需用飽和食鹽水洗滌有機(jī)液體? 答:當(dāng)被洗滌液體的相對(duì)密度與水接近且小于水時(shí),用飽和食鹽水洗滌,有利于分層。有機(jī)物與水易形成乳濁液時(shí),用飽和食鹽水洗滌,可以破壞乳濁液形成。被洗滌的有機(jī)物在水中的溶解度大,用飽和食鹽水洗滌可以降低有機(jī)物在水層中的溶解度,減少洗滌時(shí)的損失。 7、有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,什么時(shí)候利用回流反應(yīng)裝置?怎樣操作回流反應(yīng)裝置? 答:有兩種情況需要使用回流反應(yīng)裝置: ①是反應(yīng)為強(qiáng)放熱的、物料的沸點(diǎn)又低,用回流裝置將氣化的物料冷凝回到反應(yīng)體系中。 ②是反應(yīng)很難進(jìn)行,需要長(zhǎng)時(shí)間在較高的溫度下反應(yīng),需用回流裝置保持反應(yīng)物料在沸騰溫度下進(jìn)行反應(yīng)。 回流反應(yīng)裝置通常用球形冷凝管作回流冷凝管。進(jìn)行回流反應(yīng)操作應(yīng)注意: ①根據(jù)反應(yīng)物的理化性質(zhì)選擇合適的加熱方式,如水浴、油浴或石棉網(wǎng)直接加熱。 ②不要忘記加沸石。 ③控制回流速度,一般以上升的氣環(huán)不超過(guò)冷凝管的1/3(即球形冷凝管的第一個(gè)球)。過(guò)高,蒸氣不易全部冷凝回到反應(yīng)燒瓶中;過(guò)低,反應(yīng)燒瓶中的溫度不能達(dá)到較高值。 8、液體有機(jī)物干燥前,應(yīng)將被干燥液體中的盡可能,不應(yīng)見(jiàn)到有。 答:水份;分離凈;水層。 9、乙酸乙酯中含有()雜質(zhì)時(shí),可用簡(jiǎn)單蒸餾的方法提純乙酸乙酯。 (A)丁醇 (B)有色有機(jī)雜質(zhì) (C)乙酸 (D)水.答:B。 思考: 本次實(shí)驗(yàn)中一共排放了多少?gòu)U水與廢渣,你有什么治理方案? 實(shí)驗(yàn)二 1-溴丁烷的制備 1、在正溴丁烷制備實(shí)驗(yàn)中,硫酸濃度太高或太低會(huì)帶來(lái)什么結(jié)果? 答:硫酸濃度太高:①會(huì)使NaBr氧化成Br2,而B(niǎo)r2不是親核試劑。 NaBr + H2SO4(濃) →Br2 + SO2 + H2O +2NaHSO4 ②加熱回流時(shí)可能有大量HBr氣體從冷凝管頂端逸出形成酸霧。 硫酸濃度太低:生成的HBr量不足,使反應(yīng)難以進(jìn)行。 2、什么時(shí)候用氣體吸收裝置?如何選擇吸收劑? 答:反應(yīng)中生成的有毒和刺激性氣體(如鹵化氫、二氧化硫)或反應(yīng)時(shí)通入反應(yīng)體系而沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化的有毒氣體(如氯氣),進(jìn)入空氣中會(huì)污染環(huán)境,此時(shí)要用氣體吸收裝置吸收有害氣體。 選擇吸收劑要根據(jù)被吸收氣體的物理、化學(xué)性質(zhì)來(lái)決定。可以用物理吸收劑,如用水吸收鹵化氫;也可以用化學(xué)吸收劑,如用氫氧化鈉溶液吸收氯和其它酸性氣體。 3、在正溴丁烷的合成實(shí)驗(yàn)中,蒸餾出的餾出液中正溴丁烷通常應(yīng)在下層,但有時(shí)可能出現(xiàn)在上層,為什么?若遇此現(xiàn)象如何處理? 答:若未反應(yīng)的正丁醇較多,或因蒸鎦過(guò)久而蒸出一些氫溴酸恒沸液,則液層的相對(duì)密度發(fā)生變化,正溴丁烷就可能懸浮或變?yōu)樯蠈?。遇此現(xiàn)象可加清水稀釋,使油層(正溴丁烷)下沉。 4、用分液漏斗洗滌產(chǎn)物時(shí),正溴丁烷時(shí)而在上層,時(shí)而在下層,若不知道產(chǎn)物的密度,可用什么簡(jiǎn)便的方法加以判斷? 答:在分液漏斗中加入一些水,體積增大的那一層是水層,另一層是有機(jī)層。 5、最后蒸餾得到的產(chǎn)物1-溴丁烷有時(shí)不是無(wú)色透明的,而是渾濁的,這是為什么?如何處理? 答:這是因?yàn)橛兴?。如果遇到這種情況,則應(yīng)重新用無(wú)水氯化鈣干燥,然后重新蒸餾。 思考: 1、加料時(shí),如不按實(shí)驗(yàn)操作中的加料順序,如先使溴化鈉與濃硫酸混合然后再加正丁醇和水,將會(huì)出現(xiàn)何現(xiàn)象? 2、從反應(yīng)混合物中分離出粗產(chǎn)品正溴丁烷時(shí),為什么用蒸餾的方法,而不直接用分液漏斗分離? 3、本次實(shí)驗(yàn)中一共排放了多少?gòu)U水與廢渣,你有什么治理方案? 4、為什么蒸餾正溴丁烷之后殘余物應(yīng)趁熱倒出?實(shí)驗(yàn)室如何處理處理殘余物? 實(shí)驗(yàn)三 乙酸正丁酯的制備 1、在乙酸正丁酯的制備實(shí)驗(yàn)中,粗產(chǎn)品中除乙酸正丁酯外,還有哪些副產(chǎn)物?怎樣減少副產(chǎn)物的生成? 答:主要副產(chǎn)物有:1-丁烯和正丁醚。方法有:回流時(shí)要用小火加熱,保持微沸狀態(tài),以減少副反應(yīng)的發(fā)生。 2、乙酸正丁酯的合成實(shí)驗(yàn)是根據(jù)什么原理來(lái)提高產(chǎn)品產(chǎn)量的? 答:該反應(yīng)是可逆的。本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)正丁酯與水形成恒沸蒸餾的方法,在回流反應(yīng)裝置中加一分水器,以不斷除去酯化反應(yīng)生成的水,來(lái)打破平衡,使反應(yīng)向生成酯的方向進(jìn)行,從而達(dá)到提高乙酸正丁酯產(chǎn)率之目的。 本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)正丁酯與水形成恒沸蒸餾的方法,在回流反應(yīng)裝置中加一分水器,以不斷除去酯化反應(yīng)生成的水,來(lái)打破平衡,使反應(yīng)向生成酯的方向進(jìn)行,從而達(dá)到提高乙酸正丁酯產(chǎn)率之目的。 4、對(duì)乙酸正丁酯的粗產(chǎn)品進(jìn)行水洗和堿洗的目的是什么? 答:(1)水洗的目的是除去水溶性雜質(zhì),如未反應(yīng)的醇,過(guò)量堿及副產(chǎn)物少量的醛等。 (2)堿洗的目的是除去酸性雜質(zhì),如未反應(yīng)的醋酸,硫酸,亞硫酸甚至副產(chǎn)物丁酸。 5、在合成反應(yīng)中,有些可逆反應(yīng)生成水,為了提高轉(zhuǎn)化率,常用帶水劑把水從反應(yīng)體系中分出來(lái),什么物質(zhì)可作為帶水劑? 答:可作帶水劑的物質(zhì)必需與水有最低共沸點(diǎn),且在水中的溶解度很小,它可以是反應(yīng)物或產(chǎn)物,例如:環(huán)已烯合成是利用產(chǎn)物與水形成共沸物;乙酸異戊酯合成中,反應(yīng)初期利用原料異戊醇與水形成二元共沸物或原料、產(chǎn)物和水形成三元共沸物,并用分水器分水,同時(shí)將原料送回反應(yīng)體系,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,原料減少,則利用產(chǎn)物乙酸異戊酯與水形成二元共沸物。帶水劑也可以是外加的第三組分,但第三組分必需是對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物不起反應(yīng)的物質(zhì),通常加入的第三組分有苯,環(huán)已烷,氯仿,四氯化碳等。 6、在乙酸正丁酯的精制過(guò)程中,如果最后蒸餾時(shí)前餾分多,其原因是什么? 答:原因可能是: (1)酯化反應(yīng)不完全,經(jīng)洗滌后仍有少量的正丁醇等雜質(zhì)留在產(chǎn)物中。 (2)干燥不徹底,產(chǎn)物中仍有微量水分。酯、正丁醇和水能形成二元或三元恒沸物,因而前餾分較多。 7、如果最后蒸餾時(shí)得到的是乙酸正丁酯混濁液,什么原因? 答:蒸餾系統(tǒng)所用儀器或粗產(chǎn)品干燥不徹底,使產(chǎn)品中混有微量的水分,該水分以乳濁液的形式存在于乙酸正丁酯中,因而使乙酸正丁酯混濁。 8、精制乙酸正丁酯的最后一步精餾,所用儀器為什么均需干燥? 答:如果粗制品的最后一步蒸餾所用的儀器不干燥或干燥不徹底,則蒸出的產(chǎn)品將混有水份,導(dǎo)致產(chǎn)品不純、渾濁。 9、用MgSO4干燥粗乙酸正丁酯,如何掌握干燥劑的用量? 答:干燥劑的用量可視粗產(chǎn)品的多少和混濁程度而定,用量過(guò)多,由于MgSO4干燥劑的表面吸附,會(huì)使乙酸正丁酯有損失;用量過(guò)少,則MgSO4便會(huì)溶解在所吸附的水中,一般干燥劑用量以搖動(dòng)錐形瓶時(shí),干燥劑可在瓶底自由移動(dòng),一段時(shí)間后溶液澄清為宜。 10、在合成反應(yīng)中,有些可逆反應(yīng)生成水,為了提高轉(zhuǎn)化率,常用帶水劑把水從反應(yīng)體系中分出來(lái),什么物質(zhì)可作為帶水劑? 答:可作帶水劑的物質(zhì)必需與水有最低共沸點(diǎn),且在水中的溶解度很小,它可以是反應(yīng)物或產(chǎn)物,例如:環(huán)已烯合成是利用產(chǎn)物與水形成共沸物;乙酸異戊酯合成中,反應(yīng)初期利用原料異戊醇與水形成二元共沸物或原料,產(chǎn)物和水形成三元共沸物,并用分水器分水,同時(shí)將原料送回反應(yīng)體系,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,原料減少,則利用產(chǎn)物乙酸異戊酯與水形成二元共沸物。帶水劑也可以是外加的第三組分,但第三組分必需是對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物不起反應(yīng)的物質(zhì),通常加入的第三組分有苯、環(huán)已烷、氯仿、四氯化碳等。 思考: 在提純粗產(chǎn)品的過(guò)程中,用碳酸鈉溶液洗滌主要除去哪些雜質(zhì)?若改用NaOH溶液是否可 思考題 實(shí)驗(yàn)一 常壓蒸餾及沸點(diǎn)的測(cè)定 1、解:當(dāng)液體混合物受熱時(shí),其蒸汽壓隨之升高。當(dāng)與外界大氣壓相等時(shí),液體變?yōu)檎羝?,再通過(guò)冷凝使蒸汽變?yōu)橐后w的兩個(gè)聯(lián)合操作的過(guò)程叫蒸餾。 從安全和效果方面考慮,蒸餾實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意如下幾點(diǎn)。 ①待蒸餾液的體積約占蒸餾燒瓶體積的1/3~2/3。 ②沸石應(yīng)在液體未加熱前加入。液體接近沸騰溫度時(shí),不能加入沸石,要待液體冷卻后才能加入,用過(guò)的沸石不能再用。 ③待蒸餾液的沸點(diǎn)如在140℃以下,可以選用直形冷凝管,若在140℃以上,則要選用空氣冷凝管。 ④蒸餾低沸點(diǎn)易燃液體時(shí),不能明火加熱,應(yīng)改用水浴加熱。 ⑤蒸餾燒瓶不能蒸干,以防意外。 2、解: (1)溫度控制不好,蒸出速度太快,此時(shí)溫度計(jì)的顯示會(huì)超過(guò)79℃,同時(shí)餾液中將會(huì)含有高沸點(diǎn)液體有機(jī)物而至產(chǎn)品不純,達(dá)不到蒸餾的目的。 (2)如果溫度計(jì)水銀球位于支管口之上,蒸氣還未達(dá)到溫度計(jì)水銀球就已從支管流出,測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),將使數(shù)值偏低。若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份,則按此溫度計(jì)位置收集的餾份比規(guī)定的溫度偏高,并且將有少量的餾份誤作前餾份而損失,使收集量偏少。 如果溫度計(jì)的水銀球位于支管口之下,測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍收集餾份時(shí),則按此溫度計(jì)位置收集的餾份比要求的溫度偏低,并且將有少量的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。 3、解:(1)沸石的作用:沸石為多孔性物質(zhì),它在溶液中受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股穩(wěn)定而細(xì)小的空氣泡流,這一氣泡流以及隨之而產(chǎn)生的湍動(dòng),能使液體中的大氣泡破裂,成為液體分子的氣化中心,從而使液體平穩(wěn)地沸騰,防止了液體因過(guò)熱而產(chǎn)生的暴沸。簡(jiǎn)而言之,是為了防止暴沸! (2)如果加熱后才發(fā)現(xiàn)沒(méi)加沸石,應(yīng)立即停止加熱,待液體冷卻后再補(bǔ)加,切忌在加熱過(guò)程中補(bǔ)加,否則會(huì)引起劇烈的暴沸,甚至使部分液體沖出瓶外而引起著火。 4、解:中途停止蒸餾,再重新開(kāi)始蒸餾時(shí),因液體已被吸入沸石的空隙中,再加熱已不能產(chǎn)生細(xì)小的空氣流而失效,必須重新補(bǔ)加沸石。 5、解:應(yīng)立即停止加熱。 (1)冷卻后補(bǔ)加新的沸石。用過(guò)的沸石一般不能再繼續(xù)使用,因?yàn)樗奈⒖字幸殉錆M或留有雜質(zhì),孔徑變小或堵塞,不能再起助沸作用。 (2)如有餾液蒸出來(lái),則須等到冷凝管冷卻后再通水。因?yàn)槔淠荏E冷會(huì)爆裂。 實(shí)驗(yàn)二 分餾 1、解:蒸餾可用于沸點(diǎn)相差較大或分離要求不高的液體混合物的分離。分餾主要用于相差較小或分離要求較高的液體混合物的分離。兩者在原理上是相同的,分餾相當(dāng)于多次蒸餾。除了應(yīng)用范圍不同外,它們的裝置也不同,分餾裝置比蒸餾裝置多了一個(gè)分餾柱。它們?cè)诓僮魃橡s出速度也不同,蒸餾操作餾出速度尾1~2滴/s,而分餾餾出速度為1滴/(2~3)s。 2、解:不可以。如果把分餾柱頂上溫度計(jì)的水銀柱的位置向下插些,這樣測(cè)定沸點(diǎn)時(shí),數(shù)值將偏高。但若按規(guī)定的溫度范圍集取餾份時(shí),則按此溫度計(jì)位置集取的餾份比要求的溫度偏低,并且將有少量的餾份誤認(rèn)為后餾份而損失。 3、解:加熱過(guò)快,餾液滴數(shù)增加,使得上升的蒸汽來(lái)不及熱交換就直接進(jìn)入冷凝管,所以分離能力會(huì)下降。 4、解:這樣可以保證上面冷凝下來(lái)的液體與下面上升的氣體進(jìn)行充分的熱交換和質(zhì)交換,提高分離效果。 5、解:填充物在柱中起到增加蒸汽與回流液接觸的作用,填充物比表面積越大,越有利于提高分離效率。所以有填充物的柱比不裝填料的效率高。 實(shí)驗(yàn)三 重結(jié)晶 1、解:一般包括: (1)選擇適宜溶劑,目的在于獲得最大回收率的精制品。 (2)制成熱的飽和溶液。目的是脫色。 (2)熱過(guò)濾,目的是為了除去不溶性雜質(zhì)(包括活性炭)。 (3)晶體的析出,目的是為了形成整齊的晶體。 (4)晶體的收集和洗滌,除去易溶的雜質(zhì),除去存在于晶體表面的母液。 (4)晶體的干燥,除去附著于晶體表面的母液和溶劑。 2、解:控制溶劑用量,利于配制飽和溶液。 3、解:應(yīng)注意: (1)加入活性炭要適量,加多會(huì)吸附產(chǎn)物,加少,顏色脫不掉;用量為固體重量的1~5%為合適。 (2)不能在沸騰或接近沸騰的溫度下加入活性炭,以免暴沸; (3)加入活性炭后應(yīng)煮沸幾分鐘后才能熱過(guò)濾。 4、解:如果濾紙大于漏斗瓷孔面時(shí),濾紙將會(huì)折邊,那樣濾液在抽濾時(shí)將會(huì)自濾紙邊沿吸入瓶中,而造成晶體損失。所以不能大,只要蓋住瓷孔即可。 5、解:與第一次析出的晶體相比,純度下降。因?yàn)槟敢褐须s質(zhì)的濃度會(huì)更高,所以結(jié)晶產(chǎn)品中雜質(zhì)含量也相對(duì)較高。 6、解:注意: (1)邊加熱邊趁熱過(guò)濾。要不時(shí)加熱大燒杯。 (2)熱濾濾紙不能有缺口。熱濾時(shí)要沉著冷靜,不要讓活性炭從濾紙邊緣掉到錐形瓶里。 (3)總的溶液不能超過(guò)120ml。否則產(chǎn)率降低。 (4)注意擠干晶體。否則產(chǎn)率虛高。 7、解:一般通過(guò)晶形、色澤、熔點(diǎn)和熔點(diǎn)矩等作初步判斷。具有單一晶形、顏色均勻、熔程在0.5℃以內(nèi)的固體,可視為純凈。 實(shí)驗(yàn)四 減壓蒸餾 1、解:液體的沸點(diǎn)隨外界壓力的降低而降低。在低于大氣壓力下進(jìn)行的蒸餾稱為減壓蒸餾。減壓蒸餾主要應(yīng)用于: ①純化高沸點(diǎn)液體; ②分離或純化在常壓沸點(diǎn)溫度下易于分解、氧化或發(fā)生其它化學(xué)變化的液體; ③分離在常壓下因沸點(diǎn)相近二難于分離,但在減壓下可有效分離的液體混合物; ④分離純化低熔點(diǎn)固體。 2、解:裝配要求:系統(tǒng)不漏氣,壓力穩(wěn)定,平穩(wěn)沸騰。 應(yīng)注意: ①減壓蒸餾時(shí)應(yīng)用克氏蒸餾頭,帶支管的接液管或使用多頭接液管。 ②需用毛細(xì)管代替沸石,防止暴沸。 ③要求用熱浴加熱,需使用厚壁耐壓的玻璃儀器。 *3、解:必須先抽真空后加熱,對(duì)于油泵,原因是:系統(tǒng)內(nèi)充滿空氣,加熱后部分溶液氣化,再抽氣時(shí),大量氣體來(lái)不及冷凝和吸收,會(huì)直接進(jìn)入真空泵,損壞泵改變真空度。如先抽氣再加熱,可以避免或減少之。 對(duì)于水泵:防止由于“過(guò)熱”引起的暴沸。 必須用熱浴加熱:用熱浴的好處是加熱均勻,可防止暴沸,如果直接用火加熱的話,情況正好相反。 *4、解:略 *5、解:蒸餾完畢移去熱源,慢慢旋開(kāi)螺旋夾,并慢慢打開(kāi)二通活塞,(這樣可以防止倒吸),平衡內(nèi)外壓力,使測(cè)壓計(jì)的水銀柱慢慢地回復(fù)原狀(若放開(kāi)得太快,水銀柱很快上升,有沖破壓力計(jì)的可能)然后關(guān)閉油泵和冷卻水。 實(shí)驗(yàn)六 水蒸氣蒸餾 1、解:插入容器底部的目的是使瓶?jī)?nèi)液體充分加熱和攪拌,有利于更有效地進(jìn)行水蒸汽蒸餾。 2、解:經(jīng)常要檢查安全管中水位是否正常,若安全管中水位上升很高,說(shuō)明系統(tǒng)有堵塞現(xiàn)象,這時(shí)應(yīng)立即打開(kāi)止水夾,讓水蒸汽發(fā)生器和大氣相通,排除故障后方可繼續(xù)進(jìn)行蒸餾。 3、解:在分液漏斗中加入一些水,體積增大的那一層是水層,另一層是有機(jī)層。 實(shí)驗(yàn)七 乙酸乙酯的制備 1、解:催化劑和脫水劑。說(shuō)明:硫酸的用量為醇用量的3%時(shí)即起催化作用。當(dāng)硫酸用量較多時(shí),它又起脫水作用而增加酯的產(chǎn)率。但當(dāng)硫酸用量過(guò)多時(shí),由于它在高溫時(shí)會(huì)起氧化作用,結(jié)果對(duì)反應(yīng)反而不利。本實(shí)驗(yàn)用了5ml硫酸,硫酸已經(jīng)過(guò)量了。 2、解:可逆反應(yīng),需酸催化。方法有:(1)提高反應(yīng)物之一的用量;(2)減少生成物的量(移去水或酯);(3)催化劑濃硫酸的用量要適當(dāng)(太少,反應(yīng)速度慢,太多,會(huì)使副產(chǎn)物增多,但不影響產(chǎn)率)。 3、解:飽和氯化鈣溶液可以除去未反應(yīng)的乙醇。當(dāng)酯層用碳酸鈉洗過(guò)后,若緊接著就用氯化鈣溶液洗滌,有可能產(chǎn)生絮狀的碳酸鈣沉淀,使進(jìn)一步分離變得困難,故在這兩步操作之間必須水洗一下。由于乙酸乙酯在水中有一定的溶解度,為了盡可能減少由此而造成的損失,采用“鹽析效應(yīng)”,所以實(shí)際上用飽和食鹽水進(jìn)行水洗。(參見(jiàn)教材P40,鹽析效應(yīng)) 實(shí)驗(yàn)八 乙酸正丁酯的制備 1、解:可能的副反應(yīng): 提高產(chǎn)率的方法有:(1)提高反應(yīng)物之一的用量;(2)減少生成物的量(移去水或酯)。 2、解:不可以。因?yàn)殚_(kāi)始加熱蒸餾出來(lái)的乙醇與水互溶后,使分水器中的水倒灌進(jìn)入燒瓶,導(dǎo)致產(chǎn)率大大降低。 *3、解:分水器的作用就是除去反應(yīng)過(guò)程中生成的水,使反應(yīng)向生成物的方向進(jìn)行,提高反應(yīng)產(chǎn)率。帶水劑的作用就是與水形成飽和蒸氣壓,將水帶出來(lái);同時(shí)也可以降低反應(yīng)溫度,使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行。 *4、解:方法有:沸點(diǎn)、折光率、氣相色譜等的測(cè)定。 *5、解:見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 實(shí)驗(yàn)九 1-溴丁烷的制備 1、解:副反應(yīng)有: 減少副反應(yīng)的方法:(1)注意加料順序。切不可顛倒?。?)加熱溶解過(guò)程中,要不斷搖動(dòng)。這樣可以擴(kuò)大固液接觸面,加快反應(yīng)速度。 2、解:油層若呈紅棕色,說(shuō)明含有游離的溴??捎蒙倭縼喠蛩釟溻c水溶液洗滌以除去游離溴。 反應(yīng)方程式為:Br2+NaHSO3 +H2O→ 2HBr + NaHSO41、解:碳酸鈉溶液可以除去HBr、Br2等雜質(zhì)。水洗滌是除去碳酸鈉溶液。第四篇:有機(jī)實(shí)驗(yàn)思考題答案
第五篇:有機(jī)實(shí)驗(yàn)思考題答案