有机化学实验基本操作技术

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1、化学实验技术 第二章 有机化学实验基本操作技术第二章 有机化学实验基本操作技术第一节 常用玻璃仪器的洗涤和保养一、玻璃仪器的洗涤和保养化学实验用的玻璃仪器一般都需要干净的,洗涤仪器的方法很多,应根据实验的要求,污物的性质和污染的程度来决定。有机化学实验的各种玻璃仪器的性能是不同的。必须掌握它们的性能、保养和洗涤方法,才能正确使用,提高实验效果,避免不必要的损失。下面介绍几种常用的玻璃仪器的保养和洗涤方法。1、温度计温度计水银球部位的玻璃很薄,容易打破,使用时要特别留心,一不能用温度计当搅拌棒使用;二不能测定超过温度计的最高刻度的温度;三也不能把温度计长时间放在高温的溶剂中。否则,会使水银球变形

2、,乃至读数不准。温度计用后要让它慢慢冷却,特别在测量高温之后,切不可立即用水冲洗。否则,会破裂,或水银柱破裂,应悬挂在铁座架上,待冷却后把它洗净抹干,放回温度计盒内,盒底要垫上一小块棉花。如果是纸盒,放回温度计时要检查盒底是否完好。2、冷凝管冷凝管通水后很重,所以装置冷凝管时应将夹子夹紧在冷凝管的重心的地方,以免翻倒。如内外管都是玻璃质的则不适用于高温蒸馏用。洗刷冷凝管时要用长毛刷,如用洗涤液或有机溶液洗涤时,用软木塞塞住一端。不用时,应直立放置,使之易干。3、蒸馏烧瓶蒸馏烧瓶的支管容易被碰断,故无论在使用时或放置时要特别注意蒸馏瓶的支管,支管的熔接处不能直接加热。其洗涤方法和烧瓶的洗涤方法相

3、同,参阅化学实验及技术()。4、分液漏斗分液漏斗的活塞和盖子都是磨砂口的,若非原配的,就可能不严密。所以,使用时要注意保护它,各个分液漏斗之间也不要互相调换,用后一定要在活塞和盖子的磨砂口间垫上纸片,以免日久后难于打开。二、玻璃仪器的干燥有机化学实验往往都要使用干燥的玻璃仪器,故要养成在每次实验后马上把玻璃仪器洗净和倒置使之干燥的习惯。干燥玻璃仪器的方法有下列几种:1、自然风干自然风干是指把已洗净的仪器(洗净的标志是:玻璃仪器的器壁上,不应附着有不溶物或油污,装着水把它倒转过来,水顺着器壁流下,器壁上只留下一层既薄又均匀的水膜,不挂水珠)放干燥架上自然风干,这是常用和简单的方法。但必须注意,如

4、玻璃仪器洗得不够干净,水珠不易流下,干燥较为缓慢。2、烘干把玻璃仪器放入烘箱内烘干。仪器口向上,带有磨砂口玻璃塞的仪器,必须取出活塞拿开才可烘干,烘箱内的温度保持100-105,片刻即可。当把已烘干的玻璃仪器拿出来时,最好先在烘箱内降至室温后才取出。切不可让很热的玻璃仪器沾上水,以免破裂。3、吹干用压缩空气,或用吹风机把仪器吹干。第二节 加热与冷却1、加热与热源实验室常用的热源有煤气、酒精和电能。为了加速有机反应,往往需要加热,从加热方式来看有直接加热和间接加热。在有机实验室里一般不用直接加热,例如用电热板加热圆底烧瓶,会因受热不均匀,导致局部过热,甚至导致破裂,所以,在实验室安全规则中规定禁

5、止用明火直接加热易燃的溶剂。为了保证加热均匀,一般使用热浴间接加热,作为传热的介质有空气、水、有机液体、熔融的盐和金属。根据加热温度、升温速度等的需要,常采用下列手段。(1)空气浴这是利用热空气间接加热,对于沸点在80以上的液体均可采用。把容器放在石棉网上加热,这就是最简单的空气浴。但是,受热仍不均匀,故不能用于回流低沸点易燃的液体或者减压蒸馏。半球形的电热套是属于比较好的空气浴,因为电热套中的电热丝是玻璃纤维包裹着的,较安全,一般可加热至400,电热套主要用于回流加热。蒸馏或减压蒸馏以不用为宜,因为在蒸馏过程中随着容器内物质逐渐减少,会使容器壁过热。电热套有各种规格,取用时要与容器的大小相适

6、应。为了便于控制温度,要连调压变压器。(2)水浴当加热的温度不超过100时,最好使用水浴加热,水浴为较常用的热浴。但是,必须强调指出,当用于钾和钠的操作时,决不能在水浴上进行。使用水浴时,勿使容器触及水浴器壁或其底部。如果加热温度稍高于100,则可选用适当无机盐类的饱和水溶液作为热溶液。例如:盐类 饱和水溶液的沸点()NaCl109MgSO4108KNO3116CaCl2180由于水浴中的水不断蒸发,适当时添加热水,使水浴中水面经常保持稍高于容器内的液面。总之,使用液体热浴时,热浴的液面应略高于容器中的液面。(3)油浴适用100-250,优点是使反应物受热均匀,反应物的温度一般低于油浴液20左

7、右。常用的油浴液有:甘油:可以加热到140-150,温度过高时则会分解。植物油:如菜油、蓖麻油和花生油等,可以加热到220,常加入1%对苯二酚等抗氧化剂,便于久用,温度过高时则会分解达到闪点时可能燃烧起来,所以,使用时要小心。石蜡:能加热到200左右,冷到室温时凝成固体,保存方便。石蜡油:可以加热到200左右,温度稍高并不分解,但较易燃烧。用油浴加热时,要特别小心,防止着火,当油受热冒烟时,应立即停止加热。油浴中应挂一支温度计,可以观察油浴的温度和有无过热现象,便于调节火焰控制温度。油量不能过多。否则受热后有溢出而引起火灾的危险。使用油浴时要极力防止产生可能引起油浴燃烧的因素。加热完毕取出反应

8、容器时,仍用铁夹夹住反应容器使其离开液面悬置片刻,待容器壁上附着的油滴完后,用纸和干布揩干之。(4)酸液常用酸液为浓硫酸,可热至250-270,当热至300左右时则分解,生成白烟,若酌加硫酸钾,则加热温度可升到350左右。例如:浓硫酸(比重1.84)70%(W/W)60%(W/W)硫酸钾30%40%加热温度约325约365上述混合物冷却时,即成半固体或固体,因此,温度计应在液体未完全冷却前取出。(5)砂浴砂浴一般是用铁盆装干燥的细海砂(或河沙),把反应容器半埋砂中加热。加热沸点在80以上的液体时可以采用,特别适用于加热温度在220以上者,但砂浴的缺点是传热慢,温度上升慢,且不易控制,因此,砂层

9、要薄一些。砂浴中应插入温度计。温度计水银球要靠近反应器。(6)金属浴选用适当的低熔合金,可加热至350左右,一般都不超过350。否则,合金将会迅速氧化。2、冷却与冷却剂在有机实验中,有时须采用一定的冷却剂进行冷却操作,在一定的低温条件下进行反应,分离提纯等。例如:(1)某些反应要在特定的低温条件下进行的,才利于有机物的生成,如重氮化反应一般在0-5进行;(2)沸点很低的有机物,冷却时可减少损失;(3)要加速结晶的析出;(4)高度真空蒸馏装置(一般有机实验很少运用)。根据不同的要求,选用适当的冷却剂冷却,最简单的是用水和碎冰的混合物,可冷却至0-5,它比单纯用冰块有较大的冷却效能。因为冰水混合物

10、与容器的器壁充分接触。若在碎冰中酌加适量的盐类,则得冰盐混合冷却剂的温度可在0以下,例如:普通常用的食盐与碎冰的混合物(33:100),其温度可由始温-1降至-21.3。但在实际操作中温度约-5-18。冰盐浴不宜用大块的冰,而且要按上述比例将食盐均匀撤布在碎冰上,这样冰冷效果才好。除上述冰浴或水盐浴外,若无冰时,则可用某些盐类溶于水吸热作为冷却剂使用,参阅表2-1及表2-2。表2-1 用两种盐及水(冰)组成的冷却剂盐类及其用量(克)温 度,始 温冷 冻对100克水+20+20+20-7.2-5.8-14NH4Cl31KNO320NaNO353NaNO361NH4Cl24NH4NO379对100

11、克冰NH4Cl26KNO313.5-17.9-30.0-30.1-40.0NH4Cl20 NaCl 40NH4Cl13NaNO337.5NH4NO342 NaCl 42表2-2 用一种盐及水(冰)组成的冷却剂盐 类用 量(克)温 度,始 温冷 冻KClCH3COONa3H2ONH4ClNaNO3NH4NO3CaCl26H2ONH4ClKClNH4NO3NaNO3NaClCaCl26H2O(每100克水)3095307560167(每100克冰)2530455033204+13.6+10.7+13.3+13.2+13.6+10.0-1-1-1-1-10+0.6-4.7-5.1-5.3-13.6-

12、15.0-15.4-11.1-16.7-17.7-21.3-19.7第三节 干燥与干燥剂有机物干燥的方法大致有物理方法(不加干燥剂)和化学方法(加入干燥剂)两种。物理方法如吸收、分馏等,近年来应用分子筛来脱水,在实验室中常用化学干燥法,其特点是在有机液体中加入干燥剂,干燥剂与水起化学反应(例如NaH2ONaOH+H2)或同水结合生成水化物,从而除去有机液体所含的水分,达到干燥的目的。用这种方法干燥时,有机液体中所含的水分不能太多(一般在百分之几以下)。否则,必须使用大量的干燥剂,同时有机液体因被干燥剂带走而造成的损失也较大。1、液体的干燥(1)常用干燥剂常用干燥剂的种类很多,选用时必须注意下列

13、几点:干燥剂与有机物应不发生任何化学变化,对有机物亦无催化作用;干燥剂应不溶于有机液体中;干燥剂的干燥速度快,吸水量大,价格便宜。常用干燥剂有下列几种:(1)无水氯化钙价廉、吸水能力大,是最常用的干燥剂之一,与水化合可生成一、二、四或六水化合物(在30以下)。它只适于烃类、卤代烃、醚类等有机物的干燥,不适于醇、胺和某些醛、酮、酯等有机物的干燥,因为能与它们形成络合物。也不宜用作酸(或酸性液体)的干燥剂。(2)无水硫酸镁它是中性盐,不与有机物和酸性物质起作用。可作为各类有机物的干燥剂,它与水生成MgSO47H2O(48以下)。价较廉,吸水量大,故可用于不能用无水氯化钙来干燥的许多化合物。(3)无

14、水硫酸钠,它的用途和无水硫酸镁相似,价廉,但吸水能力和吸水速度都差一些。与水结合生成NaSO410H2O(37以下)。当有机物水分较多时,常先用本品处理后再用其它干燥剂处理。(4)无水碳酸钾、吸水能力一般,与水生成K2CO32H2O,作用慢,可用干燥醇、酯、酮、腈类等中性有机物和生物碱等一般的有机碱性物质。但不适用于干燥酸、酚、或其它酸性物质。(5)金属钠、醚、烷烃等有机物用无水氯化钙或硫酸镁等处理后,若仍含有微量的水分时,可加入金属钠(切成薄片或压成丝)除去。不宜用作醇、酯、酸、卤烃、醛、酮及某些胺等能与碱起反应或易被还原的有机物的干燥剂。现将各类有机物的常用干燥剂列表如下。表2-3 各类有

15、机物的常用干燥剂液态有机化合物适用的干燥剂醚类、烷烃、芳烃醇类醛类酮类酸类酯类卤代烃有机碱类(胺类)CaCl2、Na、P2O5K2CO3、MgSO4、Na2SO4、CaOMgSO4、Na2SO4MgSO4、Na2SO4、K2CO3MgSO4、Na2SO4MgSO4、Na2SO4、K2CO3CaCl2、MgSO4、Na2SO4、P2O5NaOH、KOH(2)液态有机化合物干燥的操作液态有机化合物的干燥操作一般在干燥的三角烧瓶内进行。把按照条件选定的干燥剂投入液体里,塞紧(用金属钠作干燥剂时则例外,此时塞中应插入一个无水氯化钙管,使氢气放空而水气不致进入),振荡片刻,静置,使所有的水分全被吸去。如

16、果水分太多,或干燥剂用量太少,致使部分干燥剂溶解于水时,可将干燥剂滤出,用吸管吸出水层,再加入新的干燥剂,放置一定时间,将液体与干燥剂分离,进行蒸馏精制。2、固体的干燥从重结晶得到的固体常带水分或有机溶剂,应根据化合物的性质选择适当的方法进行干燥。(1)自然晾干这是最简便,最经济的干燥方法。把要干燥的化合物先在滤纸上面压平,然后在一张滤纸上面薄薄地摊开,用另一张滤纸复盖起来,在空气中慢慢地凉干。(2)加热干燥对于热稳定的固体可以放在烘箱内烘干,加热的温度切忌超过该固体的熔点,以免固体变色和分解,如属需要可在真空恒温干燥箱中干燥。(3)红外线干燥特点是穿透性强,干燥快。(4)干燥器干燥对易吸湿或

17、在较高温度干燥时,会分解或变色的可用干燥器干燥,干燥器有普通干燥器和真空干燥器两种。实验2-1 塞子的钻孔和简单玻璃工操作一、实验目的练习塞子的钻孔和玻璃管的简单加工。在有机化学实验特别是制备实验中,常要用到不同规格和形状的玻璃管和塞子等配件,才能将各种玻璃仪器正确地装备起来。因此,掌握玻璃管的加工和塞子的选用及钻孔的方法,是进行有机化学实验必不可少的基本操作,我们应该会它,才能为顺利地进行有机化学实验打下必要的基础。二、操作步骤1、塞子的钻孔有机化学实验室常用的塞子有软木塞和橡皮塞两种,软木塞的优点是不易和有机化合物作用,但是漏气和易被酸碱腐蚀。橡皮塞虽然不漏气和不易被酸碱腐蚀。但易被有机物

18、所侵蚀或溶胀。各有优缺点,究竟选用哪一种塞子合适要看具体情况而定,一般来说,比较多的使用软木塞,因为在有机化学实验中接触的主要是有机化合物。不论使用哪一种塞子,塞子大小的选择和钻孔的操作,都是必须掌握的。(1)塞子大小的选择 选择一个大小合适的塞子,是使用塞子的起码要求,总的要求是塞子的大小应与仪器的口径相适合,塞子进入瓶颈或管颈的部分不能少于塞子本身高度的1/2,也不能多于2/3,如图2-1所示,否则,就不合用。使用新的软木塞时只要能塞入1/31/2时就可以了,因为经过压塞机压软后就能塞入2/3左右了。图2-1 塞子的配置(2)钻孔器的选择 有机化学实验往往需要在塞子内插入导气管、温度计、滴

19、液漏斗等,这就是要在塞子上钻孔,钻孔用的工具叫钻孔器(也有叫打孔器),这种钻孔器是靠手力钻孔的。也有把钻孔器固定在简单的机械上,借此机械力来钻孔的,这种工具叫打孔机。每套钻孔器约有五、六支直径不同的钻嘴,以供选择。若在软木塞上钻孔,就应选用比欲插入的玻璃管等的外径稍小或接近的钻嘴。若在橡皮塞上钻孔,则要选用比欲插入的玻璃管等的外径稍大一些的钻嘴,因为橡皮塞有弹性,孔道钻成后,会收缩使用孔径变小。总之,塞子孔径的大小,应能使插入的玻璃管紧密地贴合固定为度。(3)钻孔的方法 软木塞在钻孔之前,需在压塞机压紧,防止在钻孔时塞子破裂。如图2-2所示把塞子小的一端朝上,平放在桌面上的一块木板上,这块木板

20、作用是避免当塞子被钻通后,钻坏桌面。钻孔时,左手持紧塞子平稳放在木板上,右手握住钻孔器的柄,在预定好的位置,使劲地将钻孔器以顺时针的方向向下钻动,钻孔器要垂直于塞子的面,不能左右摆动,更不能倾斜。不然,钻得的孔道是偏斜的。等到钻至约塞子高度的一半时,拨出钻孔器,用铁杆通出钻孔器中的塞芯。拨出钻孔器的方法是将钻孔器边转动边往后拨。然后在塞子大的一端钻孔,要对准小的那端的孔位,照上述同样的操作钻孔,直到钻通为止。拨出钻孔器,通出钻孔器内的塞芯。图2-2 塞子的钻孔为了减少钻孔时的磨擦,特别是橡皮塞钻孔时,可在钻孔器的刀口上搽些甘油或水。钻孔后,要检查孔道是否合用,如果不费力就能插入玻璃管时,这说明

21、孔道过大,玻璃管和塞子之间不够紧密贴合会漏气,不能用。若孔道略小或不光滑时,可用圆锉修整。2、简单玻璃工操作(1)玻璃管的截断 玻璃管的截断操作,一是锉痕,二是折断。锉痕用的工具是小三角钢锉,如果没有小三角钢锉,可用新敲碎的瓷碎片。锉痕的操作是:把玻璃管平放在桌子的边缘上,左手的拇指按住玻璃管要截断的地方,右手执小三角钢锉,把小三角钢锉的棱边放在要截断的地方,用力锉出一道凹痕,凹痕约占管周的1/6,锉痕时只向一个方向即向前或向后锉去,不能来回拉锉。当锉出了凹痕之后,下一步就是把玻璃管折断,两手分别握住凹痕的两边,凹痕向外,两个拇指分另按在凹痕的前面的两侧,用力急速轻轻一压带拉,就在凹痕处折成二

22、段,如图2-3所示。为了安全起见常用布包住玻璃管,同时尽可能远离眼睛,以免玻璃碎粒伤人。图2-3 玻璃管的折断玻璃管的断口很锋利,容易划破皮肤,又不易插入塞子的孔道中,所以,要把断口在灯焰上烧平滑。(2)玻璃管的弯曲 有机化学实验常常用到曲玻璃管,它是将玻璃管放在火焰中受热至一定温度时,逐渐变软,离开火焰后,在短时间内进行弯曲至所需要的角度而得的。曲玻璃管弯制的操作如图2-4所示,双手持玻璃管,手心向外把需要弯曲的地方放在火焰上预热,然后放进鱼尾形的火焰中加热,受热的部分约宽5厘米,在火焰中使玻璃管缓慢、均匀而不停地向同一个方向转动,如果两个手用力不均匀时,玻璃管就会在火焰中扭歪,造成浪费,当

23、玻璃管受热至足够软化时(玻璃管色变黄!)即从火焰中取出,逐渐弯成所需要的角度,为了维持管径的大小,两手持玻璃管在火焰中加热尽量不要往外拉,其次可在弯成角度之后,在管口轻轻吹气(不能过猛!),弯好的玻璃从管的整体来看应尽量在同一平面的。然后放在石棉板上自然冷却,不能立即和冷的物件接触,例如,不能放在实验台的瓷板上,因为骤冷会使已弯好的曲玻璃管破裂,造成浪费。检查弯好的玻璃管的外形,如图2-5(1)所示的为合用,如图2-5(2)那样的,则不合用。(1)合用的(2)不合用的隆起图2-4 弯曲玻璃管的操作图2-5 弯好的玻璃管的形状3、熔点管和沸点管的拉制这两种管子的拉制实质上就是把玻璃管拉细成一定规

24、格的毛细管。拉制的步骤:把一根干净的直径约0.81厘米的玻璃管,拉成内径约11.5毫米和34毫米的两种毛细管,然后将直径11.5毫米的毛细管截成1520厘米长,把此毛细管的两端在小火上封闭,当要使用时,在这根毛细管的中央切断,这就是两根熔点管。关于玻璃管拉细的操作是:两肘搁在桌面上,用两手执住玻璃管的两端,掌心相对,加热方法和曲玻璃管的弯制相同,只不过加热程度要强一些,等玻璃管被烧成红黄色时,才从火焰中取出,两肘仍搁在桌面上,两手平稳地沿水平方向作相反方向移动,一直拉开至所需要的规格为止。至于沸点管的拉制,是将直径34毫米和毛细管截成78厘米长,在小火上封闭其一端,另将直径均为1毫米的毛细管截

25、成89厘米长,封闭其一端,这两根毛细管就可组成沸点管了,留作沸点测定的实验使用。4、玻璃管插入塞子的方法先用水或甘油润湿选好的玻璃管的一端(如插入温度计时即水银球部分),然后左手拿住塞子右手指捏住玻璃管的那一端(距管口约4厘米),如图 2-6 所示,稍稍用力转动逐渐插入,必须注意,右手指捏住玻璃管的位置与塞子的距离应保经常保持4厘米左右。不能太远,其次,用力不能过大,以免折断玻璃管刺破手掌,用好用布包住玻璃管较为安全。插入或者拨出弯曲管时,手指不能捏在弯曲的地方。图2-6 把玻璃管插入塞子的操作三、思考题1、选用塞子时注意什么?塞子钻孔是怎样操作的?怎样才能使钻孔器垂直于塞子的平面?2、截断玻

26、璃管时要注意哪些问题?怎样弯曲和拉细玻璃管?在火焰上加热玻璃管时怎样才能防止玻璃管拉歪?3、弯曲和拉细玻璃管时软化玻璃管的温度有什么不同?为什么要不同呢?弯制好了的曲玻璃管如果立即和冷的物件接触会发生什么不良的后果?应该怎样才能避免?4、把玻璃管插入塞子孔道中时要注意些什么?怎样才不会割破手呢?拨出时怎样操作才会安全?实验2-2 熔点的测定和温度计刻度的校正一、实验目的:1、了解熔点测定的意义,掌握测定熔点的操作。2、了解温度计较正的意义,学习温度计较正的方法。二、实验步骤(一)、熔点的测定方法一:毛细管法测熔点通常晶体物质加热到一定温度时,即可从固态变为液态,此时的温度就是该化合物的熔点。由

27、于大多数的有机化合物的熔点都在400以下,较易测定,在有机化学实验及研究工作中,多采用操作简便的毛细管法测定熔点,所得的结果虽常略高于真实的熔点,但作为一般纯度的鉴定已经可以了。纯化合物从开始熔化(始熔)至完全熔化(全熔)的温度范围叫做熔点距,也叫熔点范围。每种纯有机化合物都有自己独特的晶形结构和分子间的力,要熔化它,是需要一定热能的,所以,每种晶体物质都有自己的熔点。同时,当达溶点时,纯化合物晶体几乎同时崩溃,因此熔点距很小,一般为0.51,但是,不纯品即当有少量杂质存在时,其熔点一般会下降,熔点距增大。因此,从测定固体物质的熔点便可鉴定其纯度。如测定熔点的样品为两种不同的有机物的混合物,例

28、如,肉桂酸及尿素,尽管它们各自的熔点均为133,但把它们等量混合,再测其熔点时,则比133低得很多,而且熔点距大。这种现象叫做混合熔点下降,这种试验叫做混合熔点试验,是用来检验两种熔点相同或相近的有机物是否为同一种物质的最简便的物理方法。1、测定熔点的毛细管通常是用直径11.5毫米,长约6070毫米一端封闭的毛细管作为熔点管,这种毛细管的拉制见实验2-1中熔点和沸点管的拉制。2、样品的填装取 0.10.2 克样品,置于干净的表面皿或玻璃片上, 用玻棒或清洁小刀研成粉未,聚成小堆。将毛细管开口一端倒插入粉未堆中,样品便被挤入管中,再把开口一端向上,轻轻在桌面上敲击,使粉未落入管底。也可将装有样品

29、的毛细管,反复通过一根长约40厘米直立于玻板上的玻璃管,均匀地落下,重复操作,以免样品受潮。样品中如有空隙,不易传热。样品:分析纯尿素,分析纯肉桂酸,肉桂酸和尿素的等量混合物。样品一定要研得很细,装样要结实。3、仪器的装置毛细管法测熔点的装置甚多,本实验采用如下两种最常用的装置:第一种装置如图2-7(1)是首先取一个100毫升的高型烧杯,置于放有铁丝网的铁环上,在烧杯中放入一支玻璃搅拌棒(最好在玻棒底端烧一个环,便于上下搅拌),放入约60毫升浓硫酸作为热溶液体1。其次,将毛细管中下部用浓硫酸润湿后,将其紧附在温度计旁,样品部分应靠在温度计水银球的中部,并用橡皮圈将毛细管紧固在温度计上如图2-7

30、(2)。最后,在温度计上端套一软木塞,并用铁夹挂住,将其垂直固定在离烧杯底约1厘米的中心处。(1) (2)图2-7 毛细管法测定熔点第二种装置(如图2-8)是利用Thiele管,又叫b形管,也叫熔点测定管测定法。将熔点测定管夹在铁座架上,装入浓硫酸于熔点测定管中至高出上侧管约1厘米为度,熔点测定管中配一缺口单孔软木塞,温度计插入孔中,刻度应向软木塞缺口。毛细管如同前法附着在温度计旁。温度计插入熔点测定管中的深度以水银球恰在熔点测定管的中部为准。加热时,火焰须与熔点管的倾斜部分接触。这种装置测定熔点的好处是管内液体因温度差而发生对流作用,省去人工搅拌的麻烦。但常因温度计的位置和加热部位的变化而影

31、响测定的准确度。 图2-8 熔点测定管装置图图2-9 特制圆底烧瓶测定熔点装置图4、熔点的测定上述准备工作完成后,在充足光线下即可进行下述熔点测定的操作。用小火缓缓加热(用第一种装置时还须小心地进行搅拌),以每分钟上升 34 的速度升高温度至与所预料的熔点尚差15左右时,减弱加热火焰,使温度上升速度每分种约1为宜,此时应特别注意温度的上升和毛细管中样品的情况。 当毛细管中样品开始蹋落和有湿润现象,出现小滴液体时,表示样品开始熔化,是始熔,记下温度,继续微热至样品微量的固体消失成为透明液体时,是全熔,记下温度,此即为样品的熔点2。实验完,把温度计放好(参阅第一部分),让其自然冷却至接近室温时才能

32、用水冲洗,否则,容易发生水银柱断裂。测定未知物的熔点时应先将样品填好三根毛细管,首先将其中一根迅速地测得未知物的熔点的近似值。待热浴的温度下降约30后,换过第二和第三根样品管仔细地测定。进行混合熔点测定至少测定三种比例(1:9、1:1、9:1)。注释1用浓硫酸作热浴时,应特别小心,不仅要防止灼伤皮肤,还要注意勿使样品或其它有机物触及硫酸,所以,装填样品时,沾在管外的样品须拭去。否则,硫酸的颜色会变成棕黑,妨碍观察。如已变黑,可酌加少许硝酸钠(或硝酸钾)晶体,加热后便可褪色。2这样测出的熔点可能因温度计的误差而不准确。所以,除了要校正温度计刻度之外,还要将温度计外露段所引起的误差进行读数的校正,

33、才能够得到正确的熔点。读数的校正,可按照下式求出水银线的校正值:t=Kn(t1-t2)t为外露段水银线的校正值;t1为由温度计测得的熔点,(用另一支辅助温度计测定,将这支温度计的水银球紧贴于露出液面的一段水银线的中央);n为温度计的水银线外露段的度数;K为水银和玻璃膨胀系数的差。普通玻璃在不同温度下的K值为:t1=0150时 K=0.000158t2=200 K=0.000159t3=250 K=0.000161t4=300 K0.000164例:浴液面在温度计的30处测定的熔点为190(t1)则外露段为190-30=160,这样辅助温度计水银球应放在160 +30=110处,测得t2=65,

34、熔点为190,则K=0.000159,按照上式则可求出:t=0.000159160(190-65)=3.183.2所以,校正后的熔点为190+3.2=193.2方法二:熔点仪测熔点法(一)准备工作熔点仪在使用前应首先进行烘干(接通电源即可),然后用熔点标准品对熔点仪进行校正,修正值供以后精密测量时的修正依据。1、首先将待测物品进行干燥处理:把待测物品研细,用干燥剂干燥,或者用烘箱直接快速烘干,(但温度应控制在待测物品的熔点温度以下)。2、用醮有乙醚(或乙醚与酒精混合液)的脱脂棉,将载玻片擦干净。3、将热台放置在显微镜的底座上,然后把热台的电源线接入调压器的输出端,并将热台的接地端接地。4、将温

35、度计轻轻插入热台的温度计套内。5、取适量待测物品(不大于0.1毫克),放在干净的载玻上,盖上盖玻片,轻轻压实,然后放置在热台的中心位置面上。6、盖上隔热玻璃。7、调节显微镜的调节焦距手轮,直到看到清晰的待测物品图像。8、接通电源。(二)操作步骤1、调节调压器旋扭,调节电压为200V左右,使热台快速升温,当温度计示值接近待测物品熔点温度以下40左右时,立即将调压器的电压调节到适当电压值,使温度计的升温速度被控制在1/分钟左右。2、观察待测物品从初熔到全熔的熔化过程。当待测物品全部熔化时(此时晶核完全消失)立即读出温度计示值,此值既为该待测物品的熔点,完成一次测试。3、如需要再一次测试时,只需待热

36、台温度冷却到待测物品熔点温度以下40左右时,即可继续测试。4、进行精密测量时,应对实测值进行修正,并测试数次,计算平均值,其精度可控制在0.5。5、测量完毕合,应及时切断电源,待热台冷却后,将仪器按规定装入包装箱内,存放在干燥的地方。6、用过的载玻片可用醮有乙醚(或乙醚与酒精混合液)的脱脂棉将载玻片擦干净以备下次测试使用。二、温度计刻度的校正普通温度计的刻度是在温度计的水银线全部均匀受热的情况下刻出来的,但我们在测定温度时常仅将温度计的一部分插入热液中,有一段水银线露在液面外,这样测定的温度当然会比温度计全部浸入液体中所得的结果稍为偏低。因此,要准确测定温度的话,就必须对外露的水银线造成的误差

37、进行校正,这就是所谓温度计的读数校正,其校正方法详见本实验的注释2。此外,普通温度计常因其毛细管的不均匀或刻度不准确,加上在使用过程中,反复地受冷和冷却,亦会导致温度计零点的变动,而影响测定的结果,因此也要进行校正,这种校正称为温度计刻度校正。在生产和科学实验中,如要得到准确的温度数据时,所用的温度计就必须进行上述两种校正。关于温度计刻度校正的方法有两种:第一,比较法,选用一支标准温度计与要进行校正的温度计比较。这种方法比较简便。第二,定点法,选用若干纯有机物,测定其熔点作为校正的标准,若用本法校正的温度计,则不必再作外露水银线校正(即读数校正)。1、用标准温度计校正普通温度计刻度把要校正的温

38、度计和标准温度计并排放入石蜡油或浓硫酸的浴液中(见热浴),两支温度计的水银球要处于同一水平位置,加热浴液,并用玻璃棒不断搅拌,使浴液温度均匀,控制温度上升速度约为12/分钟(不宜过快)。每隔 5便迅速而准确地记下两支温度计的读数,并计算出t:t=被校正温度计的温度(t2)标准温度计的温度(t1)并列表如下:被校正温度计的温度t25055606570标准温度计的温度t150.655.560.364.769.8t-0.6-0.5-0.3+0.3+0.2被校正温度计的温度t2t1然后,用校正的温度计温度t2对t作图,如图2-10。从图中便可得出被校正的温度计的正确温度误差值。例如,假设温度计测得的温

39、度读数(t2)为81时,从图便可求出校正后的正确读数(t1)为:t=+0.8t1=t2-t=81-0.8=80.2即当从被校正的温度计上读得81时,实际温度应为80.2。2、用纯有机化合物的熔点作温度计刻度校正。选择数种已知准确熔点的标准样品(见表2-4)。测定它们的熔点,以观察到的熔点(t2)作纵坐标, 以此熔点(t2)与准确熔点(t1)之差(t)作横坐标作图,如图2-11,如前法一样,从图2-10 温度计刻度校正示意图图中求得校正后的正确温度误差值,如测得的温度为100,则校正后应为101.3。表2-4 一些有机化合物的熔点样品名称熔点,样品名称熔点,水-冰0水杨酸159对二氯苯53.1D-甘露醇168对二硝基苯174对苯二酚173174邻苯二酚105马尿酸188189苯甲酸122.4对羟基苯甲酸214.5215.5蒽216.2216.4图2-11 定点法温度计刻度校正示意图温度计读数,温度计校正数,三、思考题1、加热的快慢为什么会影响熔点?在什么情况下加热可以快一些。而在什么情况下加热则要慢一些?如果搅拌不均匀时会产生什么不良的结果?2、是否可以使用第一次测熔点时已经熔化了的有机化合物再作第二次测定呢?为什么?23

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