有机化学实验教程 - 图文(6)

2020-02-21 15:44

贮气量;在平衡瓶里所装的液体通常是水或汞。在反映过程中,氢气的压力大小可以通过平衡瓶的高度来调节。反应结束后,再通过平衡瓶来测量参加反应的氢气的体积。气压计可以保证在反应前后,氢气都在相同的压力下(一般为1atm)进行体积测量。

? 十、压缩气体钢瓶 有机化学实训中,有时会用到气体来作为反应物。如氢气、氧气等,也会用到气体作为保护气,例如氮气、氩气等,有的气体用来作为燃料,例如煤气、液化气等。所有这些气体都需要装在特制的容器中。一般都是用的压缩气体钢瓶。将气体以较高压力贮存在钢瓶中,既便于运输又可以在一般实训室里随时用到非常纯净的气体。由于钢瓶里装的高压的压缩气体,因此在使用时必须严格注意安全,否则将会十分危险。

有机化学实训室里常用的压缩气体压强一般接近200个大气压。整个钢瓶的瓶体是非常坚实的,而最易损坏的,应是安装在钢瓶出气口的排气阀,一旦排气阀被损坏,后果则不堪设想,因此为安全起见,都要在排气阀上装一个罩子。除此之外,这些压缩气体钢瓶应远离火源和有腐蚀性的物质,如酸、碱等。

实训室里用的压缩气体钢瓶,一般高度约160cm,毛重约70到80公斤。对于如此庞大的物体,如果不加以固定,一旦倒下来肯定会砸坏东西或砸伤人,且不说还会有高压气体本身带来的危险。因此,也是从安全考虑,应当将钢瓶固定在某个地方,如固定在桌边或墙角等。

为了转移方便,一般选用特制的推车。 如何正确识别钢瓶所装的气体种类,也是一件相当重要的事情。虽然,所有的气体钢瓶外面都会贴有标签来说明瓶内所装气体的种类及纯度,但是这些标签往往会被损坏或腐烂。为保险起见,所有的压缩气体钢瓶都会依据一定的标准根据所装的气体被涂成不同的颜色。

2.3熔点的测定

一、实训目的

1、了解熔点测定的意义; 2、掌握熔点测定的操作方法; 二、实训原理 1、熔点

熔点是固体有机化合物固液两态在大气压力下达成平衡的温度,纯净的固体有机化合物一般都有固定的熔点,固液两态之间的变化是非常敏锐的,自初熔至全熔(称为熔程)温度不超过0.5-1℃。

加热纯有机化合物,当温度接近其熔点范围时,升温速度随时间变化约为恒定值,此时用加热时间对温度作图(如图1)。

图1 相随时间和温度的变化 图2 物质蒸气压随温度变化曲线

化合物温度不到熔点时以固相存在,加热使温度上升,达到熔点.开始有少量液体出现,而后固液相平衡.继续加热,温度不再变化,此时加热所提供的热量使固相不断转变为液相,两相间仍为平衡,最后的固体熔化后,继续加热则温度线性上升。因此在接近熔点时,加热速度一定要慢,每分钟温度升高不能超过2℃,只有这样,才能使整个熔化过程尽可能接近于两相平衡条件,测得的熔点也越精确。

当含杂质时(假定两者不形成固溶体),根据拉乌耳定律可知,在一定的压力和温度条件下,在溶剂中增加溶质,导致溶剂蒸气分压降低(图2中M′L′),固液两相交点M′即代表含有杂质化合物达到熔点时的固液相平衡共存点,TM′为含杂质时的熔点,显然,此时的熔点较纯粹者低。 2、混合熔点

在鉴定某未知物时,如测得其熔点和某已知物的熔点相同或相近时,不能认为它们为同一物质。还需把它们混合,测该混合物的熔点,若熔点仍不变,才能认为它们为同一物质。若混合物熔点降低,熔程增大,则说明它们属于不同的物质。故此种混合熔点试验,是检验两种熔点相同或相近的有机物是否为同一物

质的最简便方法。多数有机物的熔点都在400℃以下,较易测定。但也有一些有机物在其熔化以前就发生分解,只能测得分解点。 三、药品和仪器

药品:浓硫酸,尿素或乙酰苯胺

仪器:温度计, B型管(Thiele管),毛细管,酒精灯,表面皿,长玻璃管,火柴 四、实训操作

1、样品的装入

将少许样品放于干净表面皿上,用玻璃棒将其研细并集成一堆。把毛细管开口一端垂直插人堆集的样品中,使一些样品进入管内,然后,把该毛细管垂直桌面轻轻上下振动,使样品进人管底,再用力在桌面上下振动,尽量使样品装得紧密。或将装有样品,管口向上的毛细管,放入长约50—60Cm垂直桌面的玻璃管中,管下可垫一表面皿,使之从高处落于表面皿上,如此反复几次后,可把样品装实,样品高度2—3mm。熔点管外的样品粉末要擦干净以免污染热浴液体。装入的样品一定要研细、夯实。否则影响测定结果。 2、测熔点

按图搭好装置,放入加热液(浓硫酸),用温度计水银球蘸取少量加热液,小心地将熔点管粘附于水银球壁上,或剪取一小段橡皮圈套在温度计和熔点管的上部(如下图)。将粘附有熔点管的温度计小心地插入加热浴中,以小火在图示部位加热。开始时升温速度可以快些,当传热液温度距离该化合物熔点约10—15℃时,调整火焰使每分钟上升约1—2℃,愈接近熔点,升温速度应愈缓慢,每分钟约0.2—0.3℃。为了保证有充分时间让热量由管外传至毛细管内使固体熔化,升温速度是准确测定熔点的关键;另一方面,观察者不可能同时观察温度计所示读数和试样的变化情况,只有缓慢加热才可使此项误差减小。记下试样开始塌落并有液相产生时(初熔)和固体完全消失时(全熔)的温度读数,即为该化合物的熔距。要注意在加热过程中试样是否有萎缩、变色、发泡、升华、碳化等现象,均应如实记录。

熔点测定,至少要有两次的重复数据。每一次测定必须用新的熔点管另装试样,不得将已测过熔点的熔点管冷却,使其中试样固化后再做第二次测定。因为有时某些化合物部分分解,有些经加热会转变为具有不同熔点的其他结晶形式。

如果测定未知物的熔点,应先对试样粗测一次,加热可以稍快,知道大致的熔距.待浴温冷至熔点以下30℃左右,再另取一根装好试样的熔点管做准确的测定。

一定要等熔点浴冷却后,方可将硫酸(或液体石蜡)倒回瓶中。温度计冷却后,用纸擦去硫酸方可用水冲洗,以免硫酸遇水发热温度计水银球破裂。 五、实训注意事项

1、熔点管必须洁净。如含有灰尘等,能产生4—10OC的误差。 2、熔点管底未封好会产生漏管。

3、样品粉碎要细,填装要实,否则产生空隙,不易传热,造成熔程变大。 4、样品不干燥或含有杂质,会使熔点偏低,熔程变大。

5、样品量太少不便观察,而且熔点偏低;太多会造成熔程变大,熔点偏高。 6、升温速度应慢,让热传导有充分的时间。升温速度过快,熔点偏高。 7、熔点管壁太厚,热传导时间长,会产生熔点偏高。

8、使用硫酸作加热浴液要特别小心,不能让有机物碰到浓硫酸,否则使浴液颜色变深,有碍熔点的观察。若出现这种情况,可加人少许硝酸钾晶体共热后使之脱色。采用浓硫酸作热浴,适用于测熔点在220℃以下的样品。若要测熔点在220℃以上的样品可用其它热浴液。 六、思考题

1.测熔点时,若有下列情况将产生什么结果? (1)熔点管壁太厚。

(2)熔点管底部未完全封闭,尚有一针孔。 (3)熔点管不洁净。

(4)样品未完全干燥或含有杂质。 (5)样品研得不细或装得不紧密。

(6)加热太快。

2.可否用第一次测熔点后已经冷却重新结晶的试样,再做第二次测定?为什么? 3.如何观察试样已经开始熔化和全部熔化?

4.测定熔点对确定化合物的纯度和鉴定有机物有何意义? 5. 沾有浓硫酸的温度计能否直接用水冲洗?为什么?


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