1、 大学有机 化学实验复习资料 (全 10 个有机实验复习资料完整版 ) 一 仪器名称(考点) (考 10 分) 直形冷凝管 空气冷凝管 球形冷凝管 蛇形冷凝管 梨形 分液漏斗 恒压滴液漏斗 ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 1)三口链接管,( 2)蒸馏头,( 3)尾接管,( 4)布氏漏斗 二、相关基础常识 (考点) 如: 1.液体的沸点高于多少摄氏度需要用空气冷凝管? 140 2. 蒸馏瓶的选用与被蒸液体量的多少有关,通常装入液体的体积应为蒸馏瓶容积的: 1/3-2/3 3. 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 4. 蒸馏时最好控制馏出液的速度为: 1-2
2、滴 /秒 。 5. 重结晶过程中,若无晶体出现,可以采取 用玻棒摩擦内壁 或 加入晶种 以得到所制晶体。 6. 减压过滤的优点有: 过滤和洗涤速度快; 液体和固体分离比较完全; 滤出的固体容易干燥。 7. 在蒸馏操作时,不能用球形冷凝管代替直形冷凝管。 8. 在冷凝回流操作时,可以用直形冷凝管,代替球形冷凝管。 9. 使用布氏漏斗抽滤时,滤纸应该稍小于布氏漏斗瓷孔面。 一 、 蒸馏与沸点的测定(重点) 仪器的安装: 仪器装置的总原则是由下往上 ,由左到右, 先难后易逐个的装配,拆卸时,按照与装配 相反的顺序逐个的拆除。 需注意的问题: 1. 烧瓶中装入液体的体积应为其容积的 1/3-2/3 2
3、.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? 3. 液体的沸点高于 140用空气冷凝管。 4. 蒸馏时需加入沸石防止暴沸,如加热后发现未加沸石,应先停止加热,然后补加。 5.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。 6.冷凝管通水方向是由下而上,反过来行吗?为什么? 冷凝管通水是 由下而上,反过来不行。因为这样冷凝管不能充满水,由此可能带来两个后果: 其一,气体的冷凝效果不好。 其二,冷凝管的内管可能炸裂。 7. 测沸点时,把最后一个气泡刚欲缩回主管的瞬间温度作为化合物的沸点,因为此时毛细管液体的蒸汽压与大气压平衡 蒸馏时,为什么最好控制馏出液的流出速度为
4、 1 2 滴秒? 答:蒸馏时,最好控制馏出液的流出速度为 1 2 滴秒。 因为此速度能使蒸馏平稳,使温度计水银球始终被蒸气包围,从而无论是测定沸点还是集取馏分,都将得到较准确的结果,避免了由于蒸馏速度太快或太慢造成测量误差 。 沸石 (即 止暴剂或助沸剂 )为什么能止暴?如果加热后才发现没加沸石怎么办? 答: (1)沸石为多孔性物质,它在溶液中受热时会产生一股稳定而细小的空气泡流,这一泡流以及随之而产生的湍动,能使液体中的大气泡破裂,成为液体分子的气化中心,从而使液体平稳地沸腾,防止了液体因过热而产生的暴沸。 (2)如果加热后才发现没加沸石,应立即停止加热,待液体冷却后再补加,切忌在加热过程中
5、补加,否则会引起剧烈的暴沸。 二 、 重结晶提纯法 1. 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 2. 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。 3.减压过滤结束时,应该先通大气,再 关泵,以防止倒吸。 4. 在实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,以免溶液暴沸而从容器中冲出。 用量为 1%-3% 5. 简述重结晶的操作
6、过程? 答:( 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和活性碳。 ( 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。 三 、 苯甲酸的制备 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。 四 、 1-溴丁烷的制备(重点实验) 如何减少副
7、反应? 答:( 1)反应物混合均匀 ( 2)回流时小火加热,保持微沸状态。 在 1-溴丁烷制备 实验中,硫酸浓度太高或太低会带来什么结果? 答:硫酸浓度太高: (1)会使 NaBr 氧化 成 Br2,而 Br2 不是亲核试剂。 2 NaBr + 3 H2SO4(浓 ) Br2 + SO2 + 2 H2O +2 NaHSO4 (2)加热回流时可能有大量 HBr 气体从冷凝管顶端逸出形成酸雾。 硫酸浓度太低:生成的 HBr 量不足,使反应难以进行 。 五 、 正丁醚的制备 1.为什么要使用分水器,有什么作用? 答: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
8、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。 2.在制备正丁醚的过程中,粗制产物用 50的 硫酸洗涤,是为了除去正丁醇,然后再用无水氯化钙干燥 试验 六 乙酸乙酯的制备 (考一题综合题10 分) 一、 试验目的 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。 二、 试验原理 (考主反应方程式) C H 3 C O O H C H3 C H 2 O HC H 3 C O O C H 2 C H 3C H 2 = C H 2( C H 3 C H 2 ) 2 OC H 3 C H 2 O HC H 3 C H 2 O HH 2
9、S O 4H 2 S O 4浓H 2 S O 4浓H 2 O主反应副反应+ +H 2 OH 2 O2浓 +1 7 0 1 4 0 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 (考) 四、 试验步骤 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。
10、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(碳酸钙) ,给分液带来困难。 六、 试验结
11、果和数据分析 求出理论值,求产率 七、 思考题 (简答题) 1、 蒸出的粗乙酸乙酯中主要有那些杂质?如何除去? 答:乙酸(用饱和碳酸钠除);乙醇(用饱和氯化钙除);水(用无水硫酸镁除) 2、 能否用氢氧化钠代替浓碳酸钠来洗涤?为什么? 答:不能,氢氧化钠溶液呈碱性,会使乙酸乙酯水解。 3、如何提高产率? 答 ;酯化反应是可逆反应,为提高酯的产率,采用 增加醇的用量 、 蒸出产物酯和水 措施,使平衡右移。 实验 七 、 硝基苯的制备 一、实验目的 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 二、实验原理 (考方程式) 三、实验仪器和药品 电炉、水浴锅、圆底烧瓶、冷凝管、温度
12、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 (考) 四、实验步骤 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。 五、注
13、意事项 (考) 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
14、题 (考) 1、浓硫酸在试验中的作用是什么? 浓硫酸做催化剂和吸水剂 ,其与浓硝酸混合得到更多的 NO2+ ,以制得硝基苯。 2、温度应控制在多少度?反应过程中如温度过高有何影响? 60,温度若超过 60,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 。 实验 八 、 乙酰水杨酸的制备 一、实验目的 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。 二、实验原理 (考) 乙酰水杨酸即 阿司匹林 ,可通过 水杨酸 与 乙酸酐 反应制
15、得。 C O O HO H+ ( C H 3 C O ) 2 OH 2 S O 4 C O O HO C O C H 3+ C H 3 C O O HC O O HH On H 2 S O 4 COOO COO COO* *m +H 2 O( n - 1 )主 反 应副 反 应三、实验仪器和药品 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 四、实验步骤 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
16、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
17、。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。 五、注意事项 (考) 1.用于盛放水杨酸和乙酸酐的锥形瓶在使用前必须洗干净 烘干 。因为 乙酸酐遇水易水解 。 2.盐酸溶液的配制: 4-5mL 浓盐酸 +10mL 水。 六、实验数据处理 (考简答题) 七、思考题 1、本实验为什么不能在回流下长时间反应? 因为乙酰水杨酸不稳定,易分解,长时间回流会导致乙酰水杨酸分解,使产物消失。 2、 反应后加水的目的是什么? 乙酸 酐易水解,加入水中止反应。 3、 第一步的结晶的粗产品中可能含有哪些杂质?如何除去? ( 1)第一步结晶
18、粗产品含有杂质为:乙酸、聚合物和水杨酸。( 2)加入饱和碳酸钠溶液除去乙酸、聚合物和水杨酸。 实验 九 乙酰苯胺的制备 (考一题综合题 10 分) 久置的苯胺呈红棕色,用以什么方法精制: 蒸馏 。 一、实验目的 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 二、实验原理 (考) OHCHCONHHCC O O HCHNHHC 23563256 三、实验仪器和药品 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 (考) 四、实验步骤 1、在圆底烧瓶中加入 10ml 新蒸馏锅的苯胺、 15ml 冰醋
19、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。 重结晶( 乙酰苯胺的溶解度随着温度的升高而升高。 ) 五、实验数据处理 六、思考题 (考简答题) 1、反应为什么要控制蒸馏头支管口温度在 105 摄氏度? 答:由于苯胺的沸点 184,乙酸沸点 118,乙酰苯胺为 304,
20、 105时反应物既不会蒸出,又可以出水,使平衡右移,提高产率。 2、 加入锌粉的作用? 答:锌粉充当还原剂,防止苯胺被氧化,提高产率。 3、本实验提高产率的措施有哪些? 答:( 1)使用新蒸馏 的苯胺; ( 2)加入适量的锌粉; ( 3)增加反应物的浓度(或乙酸过量); ( 4)减少生产物(水)的浓度; ( 5)控制温度在 105左右。 乙酸和苯胺回流反应完成后,抽滤得到的滤液中含有的物质 在乙酰苯胺的制备中,加入锌粉后可以不加沸石。 实验十 、 环己烯的制备 一、实验目的 1、学习以 浓磷酸 催化环己醇脱水制取环己烯的原理和方法 ; 2、初步掌握分馏操作 二、实验原理 (考) O H+ H
21、2 OH 3 P O 4三、实验仪器和药品 环己醇 磷酸食盐无水氯化钙 装置图 四、实验步骤 本实验的加热仪器是 电热套 。 1、在 50 毫升干燥圆底烧瓶中,放入 10ml 环己醇、 5ml 浓磷酸和几粒沸石,充分振荡使混合均匀,安装简单分馏装置,用小锥形瓶作为接收器,置于冰水浴中。 2、小火慢慢加热,控制加热速度使分馏柱上端的温度不要超过 85 ,馏出液为带水的混合物。当烧瓶中只剩下很少量的残渣并出现阵阵白雾时,即可停止蒸馏。全部蒸 馏时间约需 1h。 3、将蒸馏液倒入分液漏斗中分液取上层有机层,再向有机层中加入等体积的饱和食盐水,振摇后静置分层,取上层有机层。将有机层倒入干燥的锥形瓶中,加入少量无水氯化钙干燥。 五、实验数据处理 六、 注意事项 (考) 1.环己醇在常温下是粘稠状液体,若用量筒量取应注意转移中的损失。所以,取样时,最好先取环己醇,后取磷酸。 2.环己醇与磷酸应充分混合,否则在加热过程中可能会局部碳化,使溶液变黑。 3.加热温度不宜过高,速度不宜过快,以减少未反应的环己醇蒸出。文献要求柱顶控制在 73左右,但反应速度太慢。本实验为了加快蒸出的速度,可控制在 85以下 。 七、思考题 (考问答题) 脱水剂选择磷酸比硫酸有什么优点? 答:使用磷酸副产物较少,且能防止暴沸,而使用浓硫酸则会产生碳渣, SO2 刺激性气体,及较多的副产物。
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