2.4 蒸馏及沸点的测定
一、实训目的
1、熟悉蒸馏和测定沸点的原理，了解蒸馏和测定沸点的意义； 2、掌握蒸馏和测定沸点的操作要领和方法。
二、实训原理
液体的分子由于分子运动有从表面逸出的倾向，这种倾向随着温度的升高而增大，进而在液面上部形成蒸气。当分子由液体逸出的速度与分子由蒸气中回到液体中的速度相等，液面上的蒸气达到饱和，称为饱和蒸气。它对液面所施加的压力称为饱和蒸气压。实验证明，液体的蒸气压只与温度有关。即液体在一定温度下具有一定的蒸气压。 当液体的蒸气压增大到与外界施于液面的总压力（通常是大气压力）相等时，就有大量气泡从液体内部逸出，即液体沸腾。这时的温度称为液体的沸点。 纯粹的液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点（沸程0.5—1.5 oC）。利用这一点，我们可以测定纯液体有机物的沸点。又称常量法。但是具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物，因为某些有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物，它们也有一定的沸点。蒸馏是将液体有机物加热到沸腾状态，使液体变成蒸汽，又将蒸汽冷凝为液体的过程。 通过蒸馏可除去不挥发性杂质，可分离沸点差大于30 oC的液体混合物，还可以测定纯液体有机物的沸点及定性检验液体有机物的纯度。
三、药品和仪器
工业乙醇, 蒸馏瓶，温度计， 直型冷凝管， 尾接管，锥形瓶或短颈圆底烧瓶，量筒，沸石，电热套。
四、实训装置:主要由气化、冷凝和接收三部分组成 ，如下图所示：
1、蒸馏瓶：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1/3-2/3。液体量过多或过少都不宜。（为什么）？在蒸馏低沸点液体时，选用长颈蒸馏瓶；而蒸馏高沸点液体时，选用短颈蒸馏瓶。
2、温度计：温度计应根据被蒸馏液体的沸点来选，低于100oC,可选用100oC温度计;高于100oC,应选用250-300oC水银温度计。
3、冷凝管：冷凝管可分为水冷凝管和空气冷凝管两类，水冷凝管用于被蒸液体沸点低于140 oC；空气冷凝管用于被蒸液体沸点高于140 oC（为什么）。
4、尾接管及接收瓶：尾接管将冷凝液导入接收瓶中。常压蒸馏选用锥形瓶为接收瓶，减压蒸馏选用圆底烧瓶为接收瓶。
仪器安装顺序为：先下后上，先左后右。拆卸仪器与其顺序相反。 五、实训步骤
1、加料：将待蒸乙醇40ml小心倒入蒸馏瓶中，不要使液体从支管流出。加入几粒沸石（为什么），塞好带温度计的塞子，注意温度计的位置。再检查一次装置是否稳妥与严密。
2、加热：先打开冷凝水龙头，缓缓通入冷水，然后开始加热。注意冷水自下而上，蒸汽自上而下，两者逆流冷却效果好。当液体沸腾，蒸气到达水银球部位时，温度计读数急剧上升，调节热源，让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡，使蒸馏速度以每秒1—2滴为宜。此时温度计读数就是馏出液的沸点。
蒸馏时若热源温度太高，使蒸气成为过热蒸气，造成温度计所显示的沸点偏高；若热源温度太低，馏出物蒸气不能充分浸润温度计水银球，造成温度计读得的沸点偏低或不规则。
3、收集馏液：准备两个接受瓶，一个接受前馏分或称馏头，另一个（需称重）接受所需馏分，并记下该馏分的沸程：即该馏分的第一滴和最后一滴时温度计的读数。
在所需馏分蒸出后，温度计读数会突然下降。此时应停止蒸馏。即使杂质很少，也不要蒸干，以免蒸馏瓶破裂及发生其它意外事故。
4、拆除蒸馏装置：蒸馏完毕，先应撤出热源，然后停止通水，最后拆除蒸馏装置（与安装顺序相反）。 六、实训注意事项
1、冷却水流速以能保证蒸汽充分冷凝为宜，通常只需保持缓缓水流即可。 2、蒸馏有机溶剂均应用小口接收器，如锥形瓶。
3、注意温度计的位置，温度计水银球的上缘应与蒸馏瓶支管口的下缘在同一水平线上。
4、本次实训是常压蒸馏，要使整个体系与大气相通。 5、本次实训应选用100 oC的温度计。乙醇沸点约78 oC。
6、不要忘了加沸石。若在加热后才发现忘了加沸石，则应停止加热，待烧瓶内液体温度降到低于沸点几十度后再补加。 七、思考题
1、什么叫沸点？液体的沸点和大气压有什么关系？
2、用蒸馏法测定沸点时，在下述两种情况下，所测数据会发生什么误差？ （1）加热过猛，蒸馏速度太快
（2）温度计水银球上端在蒸馏烧瓶支管底边的水平线上或以下
3、蒸馏时加入沸石的作用是什么？如果蒸馏前忘记加沸石，能否立即将沸石加至将近沸腾的液体中？当重新蒸馏时，用过的沸石能否继续使用？
4、当有馏出液时，才发现冷凝管未通冷凝水，能否立即通水？为什么？应如何处理？
5、为什么蒸馏时最好控制馏出液的速度为1－2滴／S为宜？
2.5 萃取
一.实训目的：
1、学习萃取法的原理和操作方法； 2、掌握分液漏斗的使用。 二.萃取原理：
萃取是利用物质在两种不互溶（或微溶）溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化目的的一种操作。萃取是有机化学实训中用来提取或纯化有机化合物的常用方法之一。应用萃取可以从固体或液体混合物中提取出所需物质，也可以用来洗去混合物中少量杂杂质。通常称前者为“抽取”或萃取，后者为“洗涤”。本实训是用乙醚为萃取剂从冰醋酸水溶液中萃取醋酸。 三.仪器和药品：
分液漏斗（容积较被萃取液大1-2倍）、凡士林少许、1：19冰醋酸与水的混合液（每组20ml）、乙醚（每组60ml）、酚酞指示剂、0.2mol/LNaOH标准溶液、铁圈、铁架台、锥形瓶、碱式滴定管、量筒等。 四.操作步骤：
用移液管准确量取10ml冰醋酸与水的混合液（体积比1：19）置于分液漏斗中。用30ml乙醚分三次，每次10ml萃取。萃取时先在滴液漏斗的活塞上涂好润滑脂，塞后旋转数圈，使润滑脂均匀分布，再用小像皮圈套住活塞尾部的小槽，防止活塞滑脱。关好活塞，装入待萃取物和萃取溶剂。塞好塞子，旋紧。先用右手食指末节将漏斗上端玻璃塞顶住，再用大拇指及食指和中指握住漏斗，用左手的拇指和食指蜷握在活塞的柄上，上下轻轻振摇分液漏斗，使两相之间充分接触，以提高萃取效率。每振摇几次后，就要将漏斗尾部向上倾斜（朝无人和无明火处）打开活塞放气,以解除漏斗中的压力。如此重复至放气时只有很小压力后，再剧烈振摇2～3min，静置，待两相完全分开后，打开上面的玻璃塞，再将活塞缓缓旋开，下层液体自活塞放出，有时在两相间可能出现一些絮状物也应同时放去。然后将上层液体从分液漏斗上口倒出，却不可也从活塞放出，以免被残留在漏斗颈上的另一种液体所沾污。用锥形瓶作为接受器。 五.注意事项：
1. 在萃取过程中若产生乳化现象，可采取下列措施解决：
(1)较长时间静置；
(2)若是因碱性而产生乳化，可加入少量酸破坏或采用过滤方法除去； (3)若是由于两种溶剂（水与有机溶剂）能部分互溶而发生乳化，可加入少量电解质（如氯化钠等），利用盐析作用加以破坏。另外，加入食盐，可增加水相的比重，有利于两相比重相差很小时的分离；
（4）加热以破坏乳状液，或滴加几滴乙醇、磺化蓖麻油等以降低表面张力。
2. 使用低沸点易燃溶剂进行萃取操作时，应熄灭附近的明火。
3. 化学萃取（利用萃取剂与被萃取物起化学反应）也是常用的分离方法之
一，主要用于洗涤或分离混合物，操作方法和前面的分配萃取相同。例如，利用碱性萃取剂从有机相中萃取出有机酸，用稀酸可以从混合物中萃取出有机碱性物质或用于除去碱性杂质，用浓硫酸从饱和烃中除去不饱和烃，从卤代烷中除去醇及醚等。
4. 液-固萃取是自固体中萃取化合物，通常是用长期浸出法或采用脂肪提取
器，前者是靠溶剂长期的浸润溶解而将固体物质中的需要成分浸出来，效率低，溶剂量大。 脂肪提取器是利用溶剂回流和虹吸原理，是固体物质每一次都能被纯的溶剂所萃取，因而效率较高，为增加液体浸溶的面积，萃取前应先将物质研细，用滤纸套包好置于提取器中，提取器下端接盛有萃取剂的烧瓶，上端接冷凝管，当溶剂沸腾时，冷凝下来的溶剂滴入提取器中，待液面超过虹吸管上端后，即虹吸流回烧瓶，因而萃取出溶于溶剂的部分物质。就这样利用溶剂回流和虹吸作用，是固体中的可溶物质富集到烧瓶中，提取液浓缩后，将所得固体进一步提纯。 5. 萃取溶剂的选择，应根据被萃取化合物的溶解度而定，同时要易于和溶
质分开，所以最好用低沸点溶剂。一般难溶于水的物质用石油醚等萃取；较易溶者，用苯或乙醚萃取；易溶于水的物质用乙酸乙酯等萃取。 6. 每次使用萃取溶剂的体积一般是被萃取液体的1/5～1/3，两者的总体
积不应超过分液漏斗总体积的2/3。
7. 本实训要用到乙醚，乙醚沸点低易挥发，当乙醚的蒸汽与空气相混合时
极为危险，易爆炸。要避免明火。 8. 要注意分液漏斗的使用方法。 9. 注意操作方法的正确性。 六.思考题：
1、萃取时，待萃取混合液和萃取溶剂的总体积与分液漏斗容量之间的关系如何？ 2、分液时，上层液体是否可从漏斗下口放出？为什么？
3、分液时，一时不知哪能一层为萃取层，可用什么方法识别？ 4、在萃取过程中若产生乳化现象，应采取哪些措施？ 5、本实训的产率有时会高于100%，试分析其原因。
2.6 重结晶
一、实训目的
1．了解重结晶原理；
2．初步学会用重结晶方法提纯固体有机化合物； 3．掌握热过滤和抽滤操作。 二、基本原理
通常反应生成的固体有机物含有杂质——副产物、没反应的原料、催化剂等。需选用适当的溶剂进行重结晶提纯。固体有机物在溶剂中的溶解度一般随温度的升高而增大。把固体有机物溶解在热的溶剂中使之饱和，冷却时由于溶解度降低，有机物又重新析出晶体。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，使被提纯物质从过饱和溶液中析出。让杂质全部或大部分留在溶液中，从而达到提纯的目的。
三、溶剂的选择： 参见P42。
理想溶剂具备的条件，查手册、资料或通过实训来决定。 四、重结晶操作：
1、溶解
将样品置于锥形瓶中,加入少于估算量的溶剂,在玻璃棒搅拌下加热直至完全溶解(可分批量补加溶剂), 在溶剂沸点温度下，将被提纯物制成饱和溶液。然后再多加20%的溶剂。（过多会损失，过少会析出。有机溶剂需要回流装置）。
2、脱色
若溶液含有色杂质，要加活性炭脱色。待溶液稍冷后加活性炭！！煮沸5～１0分钟。
3、热过滤
方法一：用热水漏斗趁热过滤，见装置。（预先加热漏斗，叠菊花滤
纸P71，准备锥形瓶接收滤液，减少溶剂挥发用的表面皿）。若用有机溶剂，过滤时应先熄灭火焰或使用档火板。
方法二：可把布氏漏斗预先烘热，然后便可趁热过滤。可避免晶体
析出而损失。
上述两种方法在过滤时，应先用溶剂润湿滤纸，以免结晶析
出而阻塞滤纸孔。本实训采用方法二过滤.
4、结晶
滤液放置冷却，慢慢析出结晶,杂质则留在母液；或杂质析出，被提纯的化合物留在母液中。 5、抽滤，洗涤
采用循环水泵，安全瓶和布氏漏斗抽滤． 待提纯物：乙酰苯胺（４g）
溶剂：水（70 ml） 五、注意事项
1．溶解时，加入的溶剂量比计算量略少，然后逐渐添加至恰好溶解，最后再多加20～30％的溶剂将溶液稀释．
2．脱色时活性炭的用量为粗产品质量的1%—5%．
3．过滤用滤纸应比漏斗底部的直径略小；过滤前先用溶剂润湿滤纸，使滤纸紧贴在漏斗上；固体物质要均匀的分布在滤纸面上；洗涤前应将橡皮管拔开，