4、Rf为比移值,Rf=溶质的最高浓度中心至原点的距离/溶剂前沿至原点的距离 六、思考题
样品斑点过大有什么坏处?若将点样处浸入展开剂液面以下会有什么后果?
实验三 醇、酚、醚的性质及官能团的鉴定(3学时)
一、实验目的
1、 掌握醇,酚,醚的性质及其鉴别方法,并比较他们的异同点。 二、实验原理
醇和酚都具有羟基官能团,但由于醇羟基与烷基相连,酚羟基与苯环相连, 因此性质有很大的差异性。醇羟基结构与水相似,可发生取代反应,脱水反应,和氧化反应等,多元醇还有其特殊反应。酚羟基呈弱酸性,极易被氧化,芳环上容易发生亲电取代反应。醚是醇或酚与另一分子的醇或酚脱水缩合而成的,在通常条件下表现出化学性质的不活泼性。 三、主要仪器和药品
1、仪器
试管,表面皿,烧杯,酒精灯,火柴,石棉网,三脚架,软木塞,温度计, 量筒,托盘天平。
2、药品
甲醇,无水乙醇,正丁醇,正辛醇,仲丁醇,叔丁醇,金属钠,酚酞,5% 重铬酸钾(K2Cr2O7),浓硫酸,乙酰氯,10%碳酸钠,异戊醇,卢卡斯试剂,10%硫酸铜、5%氢氧化钠、稀盐酸、乙二醇、丙三醇、1,3-丙二醇、苯酚、5%碳酸钠、苦味酸、0.1%高锰酸钾、1%碘化钾溶液、苯、饱和溴水、对甲苯酚、а-萘酚、1%氯化铁、乙醚、2%硫酸亚铁铵溶液、1%硫氰化钾、工业乙醚、铜丝。 四、实验内容及步骤
(一) 醇的性质 1、醇的同系物溶解性比较
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取4支试管,各加入2mL水,然后分别滴加10滴甲醇,乙醇,正丁醇,正 辛醇,振荡并观察溶解情况,得出结论,记下反应现象于原始记录本上。
2、醇钠的生成和水解
取2支干燥的试管,分别加入1mL无水乙醇,正丁醇,再各加入一粒黄豆般 大小的金属钠,比较两者反应速率快慢。再用拇指堵住试管口一会儿,等到气体大量放出时,把试管口移近火焰,移开拇指有何现象发生。观察液体黏度有何变化。若反应完毕后,试管中还有剩余的金属钠,将剩余的金属钠放在乙醇中销毁,分别把上述各试管中的液体倒在表面皿上,在水浴上蒸干,所得的固体移入装有1mL蒸馏水的试管中,观察溶解情况。滴入酚酞指示剂,将观察到的现象进行解释。
3、醇的氧化(醇羟基的鉴定) (1) 与重铬酸钾反应
在3支试管中分别加入1mL5%重铬酸钾溶液和一滴浓硫酸,摇匀,再分 别加入5滴正丁醇,仲丁醇,叔丁醇,振荡后在水浴中微热,观察试管中颜色的变化。
(2) 与氧化铜反应
取一根铜丝,在玻璃棒上绕成螺旋状,螺旋长约1.5cm,将此铜丝圈在灯 焰上烧红,移出火焰,待铜丝表面出现黑色氧化铜时,趁热插入成有3mL1:1甲醇水溶液的小试管中,铜丝冷却,取出再烧红,重复上述操作多次,观察铜丝圈表面颜色的变化,并嗅闻溶液的气味。
4、 醇的检验(醇羟基的鉴定) (1) 乙酰氯试验(酰化生成酯)
在干燥的试管中加入乙醇,正丁醇,异戊醇各10滴,再加入乙酰氯10滴, 摇动,用手摸试管,有何感觉,在水浴中加热2min,然后加水5mL,用10%碳酸钠溶液中和到无气泡放出,管口有酯香的表示式样为醇。
(2) 与卢卡斯试验的反应
取3个干燥的试管,分别加入5滴正丁醇、仲丁醇,叔丁醇,再各加入 1mL卢卡斯试剂,立即用软木塞塞住试管口,充分震荡后静止,然后将试管放入在30℃水浴中,观察变化,注意观察5min及1h后混合物有何变化。
5、 多元醇的氢氧化铜试验
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取4支试管,各加入3mL5%氢氧化钠及5滴10%硫酸铜溶液,制得新鲜的氢氧化铜。依次向各试管中加入5滴乙醇,乙二醇,丙三醇,1,3-丙三醇,观察有何现象。再加入几滴稀硫酸,又有何变化?
(二) 酚的性质 1、 酚的溶解性和弱酸性
(1) 在1支试管中加入蒸馏水1mL和苯酚0.3g。震动,观察是否溶解。加 热后观察现象,然后放冷,有何变化。滴加5%氢氧化钠溶液数滴,观察现象。
(2) 取2支试管,各加入苯酚0.3g,再分别加入1mL5%碳酸钠溶液,5%碳 酸氢钠溶液,震荡,观察各试管现象。
(3) 取少量的苦味酸,加入1mL5%碳酸氢钠溶液,观察现象。 2、 酚的氧化(酚羟基的鉴定)
取1mL饱和的苯酚水溶液置于试管中,加入1滴浓硫酸,摇匀,再加入0.1% 高锰酸钾溶液5滴,震荡,观察颜色的变化。
3、 酚的检验(酚羟基的鉴定) (1) 溴水试验
取2滴苯酚饱和水溶液于试管中,用水稀释至2mL,逐滴加入饱和的溴水, 当溶液开始析出白色沉淀变为黄色时,立即停止滴加,然后将混合物煮沸2min,以除去过量的溴,冷却后又有沉淀析出,再在此混合物中加1%碘化钾溶液数滴,及1mL苯,用力振荡,沉淀溶于苯中,析出的碘使苯层呈紫色。
(2) 氯化铁显色试验
取3支试管,各加入0.1g苯酚,对甲苯酚、а-萘酚,然后加水1mL,用力振荡,再加入1滴新配置的1%氯化铁溶液,观察颜色变化。 (三) 醚的性质 1、 醚的鉴定
在试管中加入1mL浓硫酸,冷水中冷到0℃,在慢慢的分次滴加0.5mL乙醚,边加边震荡,观察现象。把试管内的液体小心的倒入2mL冰水中,充分震荡,冷却,观察现象。
2、 过氧化物的检验
在试管中加入1mL新配置的2%硫酸亚铁铵溶液,加入几滴1%硫氰化钾溶液,
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然后加入1mL工业乙醚,用力振荡,若有过氧化物存在,溶液的颜色呈血红色。 五、思考题
1、 正丁醇,仲丁醇,叔丁醇和金属钠反应的难易程度如何?为什么? 2、 如何鉴别乙醇,乙二醇,正丁醇和1,3-丙二醇?
3、 苯酚的溴代的反应极易进行,二苯的溴代反应较难进行,为什么?
实验四 50%乙醇水溶液的分馏(3学时)
一、实验目的
1、掌握分馏的原理,学会分馏仪器的使用方法。 2、学会分馏操作技术。 二、实验原理
应用分馏柱将几种沸点相近的混合物进行分离的方法称为分馏,实际上分馏就是多次蒸馏。
分馏是利用分馏柱来进行的,分馏柱是一根长而垂直,柱身有一定形状的空管,或者在管中填以特制的填料,目的是增大气液两相的接触面积,提高分离效果,当混合物的蒸气进入分馏柱时,不断上升的蒸气和重新冷凝下来得液体相遇时,两者之间进行的热交换,沸点较高的组分被冷凝下来,沸点低的组分继续汽化上升,如此经过多次的液相与气相的热交换,使得低沸点的物质不断上升,最后被蒸馏出来,高沸点的物质则不断流回加热的容器中,从而将沸点不同的物质分离,当分馏柱的柱体足够高时,达到柱顶的蒸气绝大部分是低沸点、纯净易挥发组分,流回烧瓶里的是高沸点、纯净物质,从而达到较好的分离效果。 三、主要仪器与药品
1、仪器
圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、真空接液管、韦氏分馏柱、直形冷凝管、温度计套管、磨口锥形瓶、量筒。 2、药品
50%乙醇、碘溶液、5%氢氧化钠溶液。
四、实验内容
1、第一次分馏
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按下图所示,将仪器按照从下到上从左到右的顺序安装好,并将烧瓶、分馏柱、冷凝管用铁夹固定在铁架台上。
量取100mL50%乙醇加到250mL短颈烧瓶中,放进几粒沸石,打开冷凝水用电热套加热。沸腾后,及时调节火力大小,使蒸气缓慢而均匀地沿分馏柱壁上升,当温度计水银球上出现液滴时,记录下第一滴馏出液滴入接收瓶时的温度。调小火力,让蒸气回流到蒸馏烧瓶中,维持5min左右,调大火力进行分馏,使馏出液速率为1滴/2~3s。分别收集柱顶温度为76℃以下、76~83℃、83~94℃、94℃以上的馏分。当柱顶温度达到94℃时停止分馏,让分馏柱内的液体回流入烧瓶中。待烧瓶冷却至40℃时,将瓶中残液与94℃以上的馏分合并。量出并记录各段馏分的体积。
温度计夹持位置蒸馏头出水韦氏分馏柱直形冷凝管真空接液管进水夹持位置圆底烧瓶
2、第二次分馏
为了得到更纯的组分,常需进行第二次分馏或多次分馏。按上面的操作,将76℃以下的组分加热分馏,收集73~76℃之间的馏分。当温度计升至76℃时暂停分馏。待烧瓶冷却后,将76~83℃的馏分倒入烧瓶残液中,补加沸石,继续加热分馏,分别收集76℃以下和76~83℃的馏分。当温度升至83℃时又暂停加热,将83~94℃的馏分继续分馏,分别收集76℃以下、76~83℃、83~94℃的馏分,将同温度段的馏分合并,最后将残液与第一次分馏的残液合并。量出和记录第二次分馏所得各级馏分的体积。
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