1、郑州科技学院 有机化学 有 机 化 学实 验 指 导 书郑州科技学院食品科学与工程教研室组编二零一四年二月2目 录实验室规则3实验一 熔点，沸点的测定4实验二 薄层色谱的应用6实验三 醇，酚性质及官能团的鉴定9实验四 50乙醇水溶液的分馏11实验五 咖啡因的提取153实验室规则1、实验室内不得高声谈笑，必须保持安静的实验环境。2、爱护仪器，不浪费药品，节省水电，遵守实验室的安全措施。3、使用仪器及试剂瓶，不要取离原有位置，注意瓶塞不要张冠李戴，用毕后立即放回原处，对有害药品，应按实验室规定取用。4、纸、纸片、火柴棒、碎玻璃等投入废物缸，切勿丢入水池。5、使用仪器、器皿有损坏，立即向指导教师报告
2、。6、保持实验室的整齐清洁，个人所带与实验无关的物品不得乱放在实验桌上。7、实验完毕以后，各自整理好自己的器材，将器皿洗涤干净，并做好清洁值日工作。4实验一 熔点和沸点的测定（3 学时）实验目的1、了解熔、沸点测定的意义。2、掌握熔、沸点测定的方法。3、了解利用对有机化合物的熔点测定矫正温度计的方法。4、掌握微量法测定沸点的原理和方法。熔点的测定一、实验原理固体物质在大气压下加热熔化时的温度称为熔点，严格的说，熔点是物质固液两相在大气压下平衡共存时的温度，即固液两态在一个大气压力下成平衡共存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
3、是非常敏锐的，自初熔至全熔的温度变化范围叫熔程，纯物质的熔程一般为 0.51。当物质混有少量杂质时，则其熔点会下降，熔程增大对于纯粹的固体有机物来说，熔点是一个很重要的物理常数，熔点测定可以鉴定纯粹的有机物，同时根据熔程的长短又可定性地看出该化合物的纯度。二、主要仪器与药品1、仪器b 形管、毛细管、玻璃管、表面皿、温度计、酒精灯、150温度计。2、药品苯甲酸，肉桂酸，未知样品（尿素） ，液体石蜡。三、实验内容及步骤1、毛细管法测熔点（1）熔点管的制备通常采用的熔点管长约 7080mm，直径 11.5mm 的一端封闭的毛细管，此管可以购买，也可以截取适当长度、直径的玻璃管熔封住一端的管口而制得。
4、5（2）样品的填装取 0.10.2g 干燥样品放在干净的表面皿或者玻璃片上，研成粉末状，聚成小堆，将熔点管开口端插入粉末中数次，将试剂装入熔点管中，另外取一支长约 40cm 的玻璃管立于倒扣的表面皿上，将已装好样品的熔点管开口朝上，从玻璃管上端自由落下，将样品震落到熔点管底部，重复几次，直至样品的高度约 2-3mm。（3）仪器装备如图（课本第 234 页） ，将提勒管固定在铁架台上，提勒管内倒入热浴液，使热浴液的液面略高于提勒管的上侧管即可，用温度计水银球蘸取少量的浴液，将装好的样品的熔点管小心的黏附在温度计旁，也可用橡皮筋固定，熔点管中的样品处于温度计水银球的中部。温度计用缺口的单孔软木塞固
5、定在提勒管上，橡皮筋不应接触热浴液，温度计的水银球在提勒管两侧管中间。（4）熔点的测定粗略测定熔点。如图（课本 234 页）进行加热，对于测定未知物的熔点，要先粗略测定再精确测定，粗略测定时采用快速升温的办法，升温速度为45/min，直至样品熔化，记下此时温度计的读数，供精确测定熔点时参考。精确测定熔点。粗测后让浴液冷却至温度低于粗测熔点 2030左右，换上一根新的样品管，进行精确测定，开始升温速度可以稍快，接近熔点约5时，使温度上升每分钟不超过 1。此时注意观察熔点管中的样品的变化。当熔点管中的样品开始塌落，湿润，出现小液滴时，表明样品开始熔化，记下此时的温度（始熔温度） ，继续微热至固体全
6、部消失，变为透明液时，记下此时温度（全熔温度） ，此范围即为样品的熔点范围（熔程） 。实验结束，将温度计取出，放在石棉网上自然冷却至室温，用废纸擦去浴液，再用水冲洗，热浴液冷却后倒回原瓶中。按上述步骤测定下列样品的熔点。苯甲酸的熔点（粗测一次，精测两次） 。苯甲酸与桂皮酸的混合物（1:1）的熔点（粗测一次，精测两次） 。四、注意事项61、有时两种熔点相同的不同物质混合后，熔点可能维持不变，也可能上升，这种现象可能与生成的新化合物或存在固溶体有关。2、熔点管必须要洁净，样品粉碎要细，填充要实。3、如果没有 b 形管，可以用双浴式熔点测定仪代替。4、不能将已用的熔点管冷却，固化重复使用。5、固定用
7、的橡皮筋不可以浸入热浴液中。五、温度计的校正为了精确测量熔点，须对温度计进行校正，普通温度计的刻度是在温度计中水银线全部受热的情况下刻出来的，而我们在使用温度计时，仅将温度计的一部分插入热液中，另一部分露在液面外，这样测定势必产生误差，因此要校正。校正温度时，可选择多种已知熔点的纯有机化合物，例如：水-冰（0）等。用该温度计测其熔点以实测熔点为纵坐标，以实测熔点与标准熔点的差值为横坐标，绘制校正曲线。沸点的测定一、实验原理纯的液体化合物有一定的沸点，而且沸程很小（0.51） ，通过测定某有机化合物的沸点，可以鉴别有机化合物和判别物质的纯度，也可以对有机物进行分离，纯化，因此沸点是重要的物理常数
8、之一。在液体受热时，其饱和蒸汽压升高，当饱和蒸汽压和大气压相等时，开始有大量的气泡不断地从液体内部逸出来，液体开始沸腾，这时液体的温度就是该化合物的沸点。物质的沸点与其所受的大气压有关，气压增大，液体沸腾时的蒸气压加大，沸点升高，相反，气压减小，则沸腾时的蒸汽压也下降，沸点降低。沸点测定分常量法和微量法两种，常量法的装置与蒸馏操作相同，这种方法试剂用量为 10mL 以上，若样品不多，可采用微量法。二、主要仪器和药品1、仪器150温度计、橡皮管、毛细管等。2、药品7待测样品（如:工业酒精或四氯化碳） 、液体石蜡等。三、实验内容及步骤微量法测定沸点的装置与测熔点装置相同，如图（课本 239 页）
9、，取 1-2 滴待测液置于长 80-90mm，直径 4-5mm 的沸点外观中，把一支长约 90-95mm 直径为 1mm 的毛细管一端烧熔封闭，把封闭的一端朝上放入沸点外管中，并让开口外浸入待测液中，用橡皮筋将沸点外管附于温度计上，使沸点外管底部与温度计水银球底部平齐，将固定好的沸点外管的温度计放于溶液中进行加热。加热时，由于气体胖张，内管中会有小气泡缓慢溢出，在到达液体的沸点时，将有一连的气泡产生此时即可停止加热，使浴液自行冷却，仔细观察，当最后的一个气泡刚要冒出又缩回至内管时，表示毛细管内的蒸汽压与外界压力相等，立刻记录温度计的读数，此温度为该液体的沸点。四、注意事项1、有一定沸点的物质不
10、一定是纯物质，有些二元或者三元共沸物也有一定的沸点。2、样品用量不宜过多。3、沸点外管底部与温度计水银球底部平齐。4、当有一连气泡连续冒出，立刻停止加热，使浴液自行冷却，仔细观察，最后一个气泡刚欲冒出又缩回去时，立刻读温度。五、思考1、用微量法测定沸点时，把最后一个气泡刚欲缩回到内管的瞬间的温度作为该化合物的沸点，为什么？2、你所测得某液体的沸点与文献中所查的一致吗，为什么？实验二 薄层色谱的应用（3 学时）一、实验目的1、学习薄层色谱的原理。2、掌握薄层色谱操作。3、了解薄层色谱的应用。二、实验原理8薄层色谱法（Thin Layer Chromatography ,缩写为 TLC）是快速分离
11、和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术，也用于跟踪反应进程，是色谱分析法的一种。常用的有薄层吸附色谱与薄层分配色谱两种，最典型的是在玻璃板上均匀铺上一薄层吸附剂制成薄层板，用毛细管将样品溶液点在起点处，把此薄层板置于盛有溶剂的容器中，待溶液到达前沿后取出，晾干，显色，测定色斑的位置。由于色谱是在薄层板上进行，也叫薄层色谱。1、吸附剂常用于 TLC 的吸附剂为硅胶和氧化铝，其中最常用的为氧化铝 G 和硅胶G。2、薄层板的制备和活化（1）制备薄层载片如是新的玻璃板（厚约 2.5mm） ，切割成 150mm30mm2.5mm 或100mm30mm2.5mm 的载玻片，水洗，干燥。如是重新使用的载玻
12、片，要用洗衣粉和水洗涤，用水淋洗，用 50%甲醇溶液淋洗，让载玻片完全干燥。取用时应用手指接触载玻片的边缘，因为指印沾污载玻片表面，将使吸附剂难以铺在载玻片上。硬质塑料膜也可作为载片。（2）制备浆料容器：高型烧杯或带螺旋盖的广口瓶。操作：制成的浆料要求要均匀，不带团块，黏稠适当。为此，应将吸附剂慢慢的加至溶剂中，边加边搅拌。如果将溶剂加至吸附剂中常常会出现团块状，加料完毕，剧烈搅拌，最好用广口瓶，旋紧盖子，将瓶子剧烈摇动，保证充分混合。一般 1g 硅胶 G 需要 0.5%羧甲基纤维素钠（CMC）清夜 34mL 或约 3mL 氯仿。1g 氧化铝 G 需要 0.5%羧甲基纤维素钠（CMC）清夜约
13、2mL。不同性质的吸附剂用溶剂量有所不同，应根据实际情况予以增减。3、点样在距离薄层底端 810mm 处，画一条线，作为起点线。用毛细管吸取样品溶液（一般以氯仿、丙酮、甲醇或四氯化碳等作溶剂，配成 1%溶液） ，垂直地9轻轻接触到薄层的起点线上。如果溶液太稀，一次点样不够，第一次点样干后，再点第二次，第三次；多次点样时，每次点样都应点在同一圆心上。点的次数依样品浓度而定，一般 25 次。点样后的斑点直径以扩大 12mm 圆点为好。如果多处点样，则点样间距 11.5cm。4、展开薄层的展开需在密闭的容器中进行，先将选择的展开剂放在色谱缸中，使色谱缸中的空气饱和 510min，再将点好样品的薄层板
14、放入色谱缸中进行展开，点样的位置必须在展开剂液面之上。当展开剂上升到薄层的前沿（离顶端 5-10mm 处）或各组分已明显分开时，取出薄层板平放晾干，用铅笔或小针画出前沿的位置后即可显色。根据 Rf值的不同对各组分进行鉴定。5、显色展开完毕，取出薄层板，画出前沿线，如果化合物本身有颜色，就可直接观察它的斑点，如果本身无色，可先在紫外灯下观察有无荧光斑点，用小针在薄层上划出斑点的位置，也可在溶剂蒸发前用显色剂喷雾显色。不同类型的化合物需选用不同的显色剂，凡是可用于纸色谱的显色剂都可以用于薄层色谱，薄层色谱还可以使用氧化性的显色剂如浓硫酸。对于未知的样品显色剂是否合适，可选取样品溶液一滴，点在滤纸上
15、，然后滴加显色剂，观察是否有色点产生。也可将薄层板除去溶剂后，放在含有少量碘的密闭容器中显色来检查色点，许多化合物都能和碘成黄棕色斑点。但当碘蒸气挥发后，棕色斑点即易消失，所以显色后应立即用铅笔或小针标出斑点的位置，计算出 Rf 值。三、主要仪器与药品1、仪器玻璃片（可用显微镜载玻片） 、毛细管、色谱缸、50mL 烧杯、量筒、玻璃棒、托盘天平、烘箱。2、药品1%偶氮苯的四氯化碳溶液（样品 A） 、0.01%对二甲氨基偶氮苯的四氯化碳溶液（样品 B） 、A 与 B 的混合液（样品 C） 、四氯化碳-氯仿混合液（体积比3:2）硅胶 G。四、实验内容及步骤101、薄层板的制备铺层用倾注法制备硅胶板，
16、具体操作：称取硅胶 1.5g 硅胶 G 于 50mL 小烧杯中，加入约 3mL 的蒸馏水，用玻璃棒轻轻搅匀。然后迅速将调好的匀浆等量的倾注在两块洗净，晾干的显微镜载玻片上。用食指和拇指拿住载玻片两端，前后左右轻轻摇晃，使流动的匀浆均匀的铺在载玻片上，且表面光洁平整，把铺好的薄层板水平放置晾干，在移入烘箱中加热活化，调节烘箱的温度缓慢升温至110，恒温 0.5h，取出放在干燥器中冷却备用。2、点样在离薄层板一端 1.5cm 处，用铅笔轻轻划出两点样点。在一块板上点样品A 和 C。另一块板上点样品 B 和 C。点样时选择管口比较平齐的毛细管，吸取少量样品溶液，轻轻接触薄层板点样处。如一次点样不够，
17、多次点样，但应控制样品点的扩散直径不要超过 3mm。3、展开薄层色谱需要在密闭容器中展开，由此可使用特制色谱缸或用锥形瓶代替，以 3:2 的四氯化碳、氯仿混合液为展开剂，倒入色谱缸内（液层厚度约 0.5cm） ，将点好的样品的两块薄层板放入缸内，点样一端在下（注意样品点必须在展开剂液面之上） 。盖好缸盖，此时展开剂即沿薄层上升。当展开剂前沿上升到距薄层顶端 1cm 左右时，取出薄层板，尽快用铅笔标出前沿的位置，然后置通风处晾干，或用吹风机从背面吹干。4、R f 值的计算量出从样品原点到展开剂前沿以及到各色斑中心的距离，计算 Rf 值，并鉴别样品中各色点属于何种物质。五、注意事项1、硅胶。常用的商品薄层色谱用的硅胶为：硅胶 H-不含胶黏剂和其他添加剂的色谱用硅胶硅胶 G-含煅烧过的石膏（CaSO 41/2H2O）做胶黏剂的色谱用硅胶。标记 G代表石膏。2、载玻片上涂层要均匀，不应有纹路、带团粒，也不应有能看到玻璃的薄涂料点。
