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有機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)及基本操作

1.安全知識(shí)


有機(jī)溶劑大都易燃,如乙醇、丙酮、苯等,特別是乙醚。常用氣體如氫氣、乙炔等也易燃易爆。常用藥品如濃硫酸、濃硝酸、濃鹽酸、燒堿及溴等有腐蝕性。有毒藥品也不少,如氰化鈉、硝基苯和某些有機(jī)磷化合物等。因此應(yīng)十分注意安全操作。

引起火災(zāi)有兩個(gè)條件:


(1)爆炸混合物 空氣中混有易燃有機(jī)物蒸汽達(dá)到某一極限時(shí),遇有明火即發(fā)生燃燒爆炸,稱為爆炸極限,如乙醚及苯爆炸極限均很低,約為1~2%,閃點(diǎn)也很低,低于0℃。


(2)火種  由于敲擊、鞋釘磨擦、馬達(dá)炭刷或電器開(kāi)關(guān)等產(chǎn)生的火花。若遇著火,應(yīng)沉著,立即關(guān)閉煤氣,切斷電源,熄滅火種。小火用濕布或石棉布撲滅;少量溶劑(如幾ml)可任其燒完,轉(zhuǎn)移附近易燃物質(zhì);大火須用滅火器。


四氯化碳滅火器高溫時(shí)生成劇毒的光氣,我國(guó)已禁止生產(chǎn)和使用;二氧化碳滅火器可用以撲滅有機(jī)物及電器設(shè)備的著火;炮沫滅火器為含發(fā)泡劑的碳酸氫鈉溶液和硫酸鋁溶液,使用時(shí)將筒身傾倒,二者混合反應(yīng)生成大量的二氧化碳成泡沫噴出,后處理較麻煩;注意油浴和有機(jī)溶劑不能用水澆,衣服著火不能跑,應(yīng)當(dāng)就地打滾或用厚外衣包裹使之熄滅。


在做有機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)注意以下三點(diǎn):

①不能用明火加熱有機(jī)溶劑;

②蒸餾乙醚要遠(yuǎn)離火源;

③金屬鈉應(yīng)浸在煤油中,反應(yīng)后剩下的鈉用乙醇處理,磷放在煤油中。

乙醚易生成過(guò)氧化物,蒸餾時(shí)應(yīng)注意??捎肒I淀粉檢驗(yàn),用FeSO4防止過(guò)氧化物產(chǎn)生。


試劑燒傷可作如下處理:

①酸  量水洗,3~1%碳酸氫鈉溶液洗,再水洗、消毒、擦干、涂燙傷油膏

②堿  量水洗,2%醋酸液洗,再水洗,其余同上。

③溴  水洗,酒精擦至無(wú)溴液存在為止,其余同上。

④鈉  堿同。

試劑濺入眼內(nèi)作如下處理:

①酸  量水洗,再用1%碳酸氫鈉溶液洗。

②堿  量水洗,再用1%硼酸溶液洗。

③溴  同酸。

④玻璃  用鑷子移去玻璃,或在盆中用水洗,切勿用手揉動(dòng)。


2.常用的溶劑處理


(1)乙醚→無(wú)水乙醚

加硫酸亞鐵或亞硫酸氫鈉溶液除去。

(2)乙醇→無(wú)水乙醇或絕對(duì)乙醇

(3)苯→無(wú)水無(wú)噻吩苯

用濃硫酸除噻吩,用無(wú)水CaCl2干燥。

噻吩的檢驗(yàn) 用靛紅濃硫酸溶液振蕩片刻,顯淺藍(lán)綠色。


3.基本操作



(1)蒸餾  蒸餾裝置包括以下幾項(xiàng):

①溫度計(jì) 比沸點(diǎn)高20℃左右,安裝時(shí)使其汞球上端與蒸餾瓶支管中心成一直線。低于-38℃不能用水銀溫度計(jì),可裝入有機(jī)液體如甲苯(-90℃)、正戊烷(-130℃)等。


液冷卻后再加入,否則將引起暴沸。


③冷凝管  直型冷凝管:140℃以下用水冷卻;空氣冷凝管:用于140℃以上。


④接受器  三角瓶、三角吸濾瓶或蒸餾燒瓶。對(duì)易揮發(fā)、易著火、蒸汽有劇毒物質(zhì)支管上應(yīng)接橡皮管通入水槽,蒸餾時(shí)不斷放水。蒸有毒物質(zhì)應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行。


⑤加熱浴  80℃以下用水??;100℃用沸水浴或水蒸汽??;高于100℃用空氣浴,100~250℃用油浴、石蠟可達(dá)220℃,甘油達(dá)140~150℃;高于200℃用硅油或真空泵油。熱浴溫度一般比沸點(diǎn)高20~30℃左右,控制餾出速度為1~2滴/秒,熱浴液面應(yīng)和蒸餾瓶?jī)?nèi)液面相當(dāng)。


⑥熔鹽  硝酸鈉和硝酸鉀混合物在218℃熔化,使用到700℃;40%亞硝酸鈉、7%硝酸鉀在142℃熔化,使用范圍為150~500℃。


⑦冷卻  水可冷卻到室溫,室溫以下用冰或冰水混合物。食鹽和碎冰(1∶3)使用于-5~-18℃,最低-21℃;冰和CaCl2·6H2O(7~8∶10)使用于-20~-40℃;干冰(固態(tài)CO2)與乙醇混合使用到-72℃;干冰與乙醚、丙酮或氯仿混合可達(dá)-77℃。


⑧水蒸汽蒸餾  特別適用于有大量樹(shù)脂狀雜質(zhì)時(shí)。提純物必須:不溶或幾乎不溶于水;在沸騰狀態(tài)與水長(zhǎng)期共存不起化學(xué)變化;在100℃時(shí)有一定的蒸汽壓(不少于1.3×103Pa)。過(guò)熱水蒸汽可用于130~660Pa蒸汽壓。停止操作時(shí)應(yīng)先打開(kāi)螺旋夾使水蒸汽通大氣。然后移去熱源。


⑨減壓蒸餾  采用克氏蒸餾瓶,一頸插入毛細(xì)管作為液體沸騰的汽


⑩減壓范圍  水泵為105Pa~103Pa,水溫越低蒸汽壓越低;油泵為103~13Pa;擴(kuò)散泵為0.13~0.001Pa。停泵操作次序:移去熱源,通大氣,關(guān)閉油泵。


(2)重結(jié)晶與過(guò)濾  純化固體有機(jī)物常用合適的溶劑進(jìn)行重結(jié)晶。

①溶劑的選擇  若雜質(zhì)溶解度很大可留于溶液中;若雜質(zhì)溶解度很小可留于殘?jiān)?。要求溶劑?duì)純化物質(zhì)的溶解度隨溫度變化大,沸點(diǎn)不宜太高或太低,如無(wú)合適的單一溶劑時(shí),可選用混合溶劑。


②混合溶劑  一般由兩種能以任何比例互溶的溶劑組成,其中一種易溶解純化物質(zhì),另一種難溶解。


活性炭脫色:適用于溶液中存在著少量樹(shù)脂狀物質(zhì)或極細(xì)的不溶性雜質(zhì)。操作應(yīng)注意:先將溶質(zhì)溶解在熱溶液中;待溶液稍冷后加入活性炭搖勻;煮沸5~10min,趁熱過(guò)濾;不能在近沸的溶液中加入活性炭,否則易引起暴沸;在非極性溶劑(如苯、石油醚)中,活性炭脫色效果不好時(shí),可用其它辦法,如氧化鋁吸附等。


③過(guò)濾  應(yīng)趁熱進(jìn)行。折疊濾紙、常壓過(guò)濾(可用保溫漏斗);吸濾應(yīng)避免吸濾過(guò)程中結(jié)晶析出,但有時(shí)雜質(zhì)也會(huì)通過(guò)濾孔或結(jié)晶堵塞濾孔。漏斗均應(yīng)預(yù)熱,并用熱溶劑潤(rùn)濕濾紙。


④結(jié)晶  迅速冷卻晶體小,晶體中雜質(zhì)少,但表面母液較多;慢慢冷卻,晶體較大,但往往有母液留在晶體之間,也有雜質(zhì)。第二次結(jié)晶時(shí)應(yīng)慢慢冷卻,得到的晶體均勻,性能較好。


(3)干燥劑  一類與水可逆地結(jié)合生成水合物,如H2SO4,無(wú)水CaCl2、Na2SO4、MgSO4、CuSO4、K2CO3和固體KOH等,均不能完全去水。

另一類能與水發(fā)生不可逆反應(yīng)生成新的化合物,如P2O5、CaO和Na等,蒸餾時(shí)不必濾除。但制備無(wú)水乙醇時(shí)單用鈉不行,因生成乙醇鈉與水反應(yīng)是可逆的;應(yīng)加入鄰苯二甲酸乙酯或琥珀酸乙酯;消除了NaOH逆反應(yīng),使乙醇含水量低于0.01%。

選擇干燥劑應(yīng)注意:


①堿性物質(zhì)不能用酸性干燥劑干燥;

②CaCl2不能干燥醇、酚、胺、脂、酸、酰胺、酮、醛等,因形成分子絡(luò)合物,且由于其中含有Ca(OH)2等堿性物質(zhì),不適于干燥酸性化合物;MgSO4是一很好的中性干燥劑,可干燥許多CaCl2不能干燥的化合物;固體KOH(NaOH)可干燥氨氣、胺等物質(zhì);五氧化二磷P2O5可干燥醇類、酮類;濃硫酸只能干燥溴、烷、鹵代烷。


(4)色譜分離

①吸附色譜<span style="max-w


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