—— 济宁学院化学与化工系

1. 有机化学实验 —— 济宁学院化学与化工系

2. 教材及参考资料 • 教材： • 《有机化学实验》，曾昭琼主编，高等教育出版社 • 参考资料： • 《有机化学实验》（第二版），兰州大学、复旦大学编，高等教育出版社 • 《有机化学实验》（第二版），黄涛主编，高等教育出版社

3. 关于本实验课 有机化学实验课是一门重要的基础课，要求学生的独立操作能力及动手能力很强。要做好有机合成实验，必须要全面熟练地掌握相关理论知识及实验基本操作技能。 有机化学实验具有一定的不可预测性，灵活的面对、适当的处理实验过程中出现的各种状况是非常重要的。要做到这点同样需要过硬的理论基础及熟练的操作技能。 同样的实验，同样的药品、仪器，不同的人来操作往往得到不同的结果。

4. 本课程的目的、要求 • 熟练掌握有机化学实验的一般操作技能。 • 学会重要有机化合物的制备、分离、纯化和鉴定方法。 • 培养实事求是的科学态度，良好的实验素养和分析问题、解决问题的独立工作能力。 • 通过这门课程的学习，应在有机实验技术方面变得训练有素，为今后做毕业论文或相关工作打下良好的基础。

5. 课程内容 • 基本操作： • 简单基本操作：包括熔点、沸点的测定；蒸馏；重结晶；萃取等，有专门的课程。 • 复杂基本操作：如分馏；水汽蒸馏；分水；机械搅拌器的使用；减压蒸馏等，这些操作将出现在有机合成实验中。 • 有机合成实验： • 化合物的制备实验 • 多步骤反应实验

6. 实验课纪律 • 考勤：不迟到、早退；不缺勤。 • 做好预习工作，写好预习提纲，合理安排时间。 • 严禁在实验室内吸烟或进食。 • 实行轮流值日制度，值日同学应做好实验结束后的清洁工作，并在所有同学实验结束后关好所有电器及门窗。 • 爱护仪器，每次实验结束应清点齐备后收拾好。 • 写好实验报告，当次实验之报告于下次实验前交。

7. 实验报告 • 实验目的和要求 • 反应式：包括主反应和副反应 • 实验所需主要物料及产物的物理常数 • 反应装置图 • 实验步骤和现象记录 • 粗产物纯化过程及原理 • 产品外观、产率计算 • 讨论

8. 实验步骤及现象记录格式：

9. 实验室安全须知 实验室常见事故：割伤、灼伤、中毒、着火、爆炸 • 割伤预防： • 按规则操作，不强行扳、折玻璃仪器，特别是比较紧的磨口处。尽量保证玻璃仪器的完整。 • 注意玻璃仪器的边缘是否碎裂，小心使用。 • 玻璃管（棒）切割后，断面应在火上烧熔以消除棱角。

10. 实验室安全须知 割伤处理：如果不慎，发生割伤事故要及时处理，先将伤口处的玻璃碎片取出。若伤口不大，用蒸馏水洗净伤口，用创可贴包扎，或涂上红药水，撒上止血粉用纱布包扎。若伤口较大或割破了主血管，则应用力按住主血管，防止大出血，及时送医院治疗。

11. 实验室安全须知 灼伤预防：皮肤接触了高温，如热的物体、火焰、蒸气；低温，如固体二氧化碳、液氮；腐蚀性物质，如强酸、强碱、溴等都会造成灼伤。因此，实验时，要避免皮肤与上述能引起灼伤的物质接触。取用有腐蚀性化学药品时，应戴上橡皮手套和防护眼镜。

12. 实验室安全须知 灼伤处理： • 根据不同的灼伤情况需采取不同的处理方法。 • 被酸或碱灼伤时，应立即用大量水冲洗。酸灼伤用1%碳酸钠溶液冲洗；碱灼伤则用1%硼酸溶液冲洗。最后再用水冲洗。严重者要消毒灼伤面，并涂上软膏，送医院就医。 • 被溴灼伤时，应立即用2%硫代硫酸钠溶液洗至伤处呈白色，然后用甘油加以按摩。

13. 实验室安全须知 灼伤处理： • 如被灼热的玻璃或铁器烫伤，轻者立即用冷自来水冲伤口数分钟或用冰块敷伤口至痛感减轻；较重者可在患处涂以正红花油，然后擦一些些烫伤软膏。 • 除金属钠外的任何药品溅入眼内，都要立即用大量水冲洗。冲洗后，如果眼睛未恢复正常，应马上送医院就医。

14. 实验室安全须知 • 中毒预防：化学药品大多具有不同程度的毒性，产生中毒的主要原因是皮肤或呼吸道接触有毒药品所引起的。在实验中，要防止中毒，切实做到以下几点： • 药品不要沾在皮肤上，尤其是极毒的药品。实验完毕后应立即洗手。称量任何药品都应使用工具，不得用手直接接触。

15. 使用和处理有毒或腐蚀性物质时，应在通风柜中进行，并戴上防护用品，尽可能避免有机物蒸气扩散在实验室内。使用和处理有毒或腐蚀性物质时，应在通风柜中进行，并戴上防护用品，尽可能避免有机物蒸气扩散在实验室内。 • 对沾染过有毒物质的仪器和用具，实验完毕应立即采取适当方法处理以破坏或消除其毒性。 • 不要在实验室进食、饮水，食物在实验室易沾染有毒的化学物质。

16. 实验室安全须知 中毒处理：一般药品溅到手上，通常是用水和乙醇洗去。实验时若有中毒特征，应到空气新鲜的地方休息，最好平卧，出现其他较严重的症状，如斑点、头昏、呕吐、瞳孔放大时应及时送往医院。

17. 实验室安全须知 着火预防： • 不能用烧杯或敞口容器盛装易燃物。加热时，应根据实验要求及易燃烧物的特点选择热源，注意远离明火。严禁用明火进行易燃液体（如乙醚）的蒸馏或回流操作。 • 尽量防止或减少易燃的气体外逸，倾倒时要灭火源，且注意室内通风，及时排出室内的有机物蒸气。 • 严禁将与水有猛烈反应的物质倒入水槽中，如金属钠，切忌养成一切东西都往水槽里倒的习惯。 • 注意一些能在空气中自燃的试剂的使用与保存，（如煤油中的钾、钠和水中的白磷）

18. 实验室安全须知 着火处理：实验室如果发生了着火事故，首先应保持沉着镇静，切忌惊慌失措。应及时地采取措施，控制事故的扩大。首先，立即熄灭附近所有火源，切断电源，移开未着火的易燃物。然后，根据易燃物的性质和火势设法扑灭。

19. 实验室安全须知 着火处理：地面或桌面着火，如火势不大，可用淋湿的抹布来灭火；反应瓶内有机物的着火，可用石棉板或湿布盖住瓶口，火即熄灭；身上着火时，切勿在实验室内乱跑，应就近卧倒，用石棉布等把着火部位包起来，或在地上滚动以灭火焰。

20. 实验室安全须知 着火处理： • 不管用哪一种灭火器都是从火的周围开始向中心扑灭。 • 水在大多数场合下不能用来扑灭有机物的着火。因为一般有机物都比水轻，泼水后，火不但不熄，反而漂浮在水面燃烧，火随水流促其蔓延。

21. 灭火器的使用

22. 实验室安全须知 爆炸预防： • 常压操作加热反应时，切勿在封闭系统内进行。在反应进行时，必须经常检查仪器装置的各部分有无堵塞现象。 • 减压蒸馏时，不得使用机械强度不大的仪器（如锥形瓶、平底烧瓶、薄壁试管等）。必要时，要戴上防护面罩或防护眼镜。

23. 实验室安全须知 爆炸预防： • 使用易燃易爆物（如氢气、乙炔和过氧化物）或遇水易燃烧爆炸的物质（如钠、钾等）时，应特别小心，严格按操作规程办事。 • 若反应过于猛烈，要根据不同情况采取冷冻和控制加料速度等。

24. 仪器的领取与维护 • 每人在第一次上课时在准备室领取一套玻璃仪器，领取后应按清单点数并洗净，不够需到准备室补齐。 • 实验过程中应小心使用玻璃仪器，若发生仪器损坏，应及时到准备室报告并领取新仪器，同时承担部分费用。 • 每次实验后应将自己的所有玻璃仪器收好保存在柜中。 • 所有课程结束后，清点仪器交还回准备室，缺损的需补齐，并承担相应费用。

25. 蒸馏及熔点、沸点的测定 目的和要求： • 正确掌握用毛细管法测定有机化合物的原理及其方法，并了解测定熔点的意义。 • 初步掌握蒸馏装置的安装及其操作。 • 正确掌握用常量法（即蒸馏法）测定沸点的原理及其方法。

26. 基本原理：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。纯净的固体有机物一般有固定的熔点，自初熔至全熔(称为熔程)温度不超过0.5-1℃，若化合物含有杂质，会导致熔点变低，熔程变长。基本原理：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。纯净的固体有机物一般有固定的熔点，自初熔至全熔(称为熔程)温度不超过0.5-1℃，若化合物含有杂质，会导致熔点变低，熔程变长。 接近化合物熔点时，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。

27. 沸点：液体化合物的蒸气压与外界大气压力相等时的温度。沸点：液体化合物的蒸气压与外界大气压力相等时的温度。 液体化合物蒸气压——温度曲线图： 外界压力为一个标准大气压时，水的沸点为100 ℃。 若外界压力增大，水的沸点也升高。

28. 基本原理 蒸馏：将液体化合物加热至沸腾使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却在凝结为液体的两个过程的联合。是分离和提纯液态有机化合物最常用的重要方法之一。 应用：通过蒸馏可除去不挥发性杂质及有色的杂质，分离沸点差大于30℃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。 注意：混合液体同样可能有恒定的沸点（共沸物），因此不能说具有恒定沸点的液体一定是纯净物。

29. 实验装置——熔点的测定 毛细管+b形管测定有机化合物的熔点 注意毛细管、温度计、橡皮圈的位置！

30. 熔点的测定 • 注意事项： • 毛细管的封闭：将毛细管的一端伸入酒精灯下层火焰，不断转动毛细管使其不歪斜，不留孔。 • 装样高度：2~3 mm，密实。 • 注意使温度计水银球位于b形管上下两叉口之间。 • 升温速度：不可太快，特别是接近熔点时需控制每分钟升温1℃左右。

31. 熔点的测定 • 样品： • 尿素（m.p. 132℃ ） • 萘（m.p. 80.55℃ ） • 注意：复测需重新装样，不可使用上次凝固样品，温度需降至待测样品熔点30℃以下

32. 熔点的测定——数据记录 • 观测三个温度，并列表记录： • 萎缩、塌陷温度T1 • 液滴出现温度T2 • 全部液化时温度T3 T1-T3即为化合物的熔程 表格建议格式：

33. 实验装置——蒸馏及沸点的测定 采用蒸馏的方法测定液体化合物的沸点 注意温度计水银球的位置！

34. 蒸馏及沸点的测定 • 注意事项： • 蒸馏装置的搭建顺序：从下到上，从左至右——即先固定蒸馏瓶的位置，再依次装蒸馏头、冷凝管、蒸馏尾管及接收瓶。要做到“横看一个面，竖看一条线”。 • 蒸馏瓶的选用与被蒸液体的体积的有关，装入液体体积应为圆底烧瓶容积的1/3～2/3。 • 冷凝水的使用：下方进水，上方出水。若被蒸馏液体沸点高于140℃可不通冷凝水。

35. 蒸馏及沸点的测定 • 注意事项： • 沸石的使用：蒸馏必须使用沸石，可以防止液体暴沸。一般加入2粒左右沸石即可。如中途加热中断，重新加热时需加入新的沸石。 • 加料：装置装好后，应使用长颈漏斗进行加料，漏斗下口处应低于蒸馏头支管。 • 蒸馏过程需密切注意温度计温度。液体在接近沸点时蒸气增多并上升，当蒸气到达温度计水银球后，温度计温度会快速上升直达沸点；而蒸馏完毕后，温度计温度会下降，这也是某一组分液体蒸馏完成的标志。

36. 蒸馏及沸点的测定 • 注意事项： • 蒸馏时馏出液流出速度以1－2滴／s为宜。 • 蒸馏时液体一般不用蒸干。特别是蒸馏低沸点液体（如乙醚）时更要注意不能蒸干，否则易发生意外事故。 • 蒸馏完毕，应先停止加热，后停止通冷却水。拆卸仪器的程序和安装时相反。

37. 蒸馏及沸点的测定 样品：30 mL工业酒精，采用50 mL圆底烧瓶做蒸馏瓶。 • 沸程的记录： • 初沸温度：第一滴样品馏出的温度。 • 末沸温度：记录蒸馏结束前温度计显示的最高温度。 • 由于沸点受大气压力影响很大，因此沸点的记录一般需在后面记录当前的大气压力。如水的沸点：100℃/760 mmHg。

38. 思考题 1. 测定熔点时，若遇下列情况，将产生什么样结果？    (a) 熔点管壁太厚。    (b) 熔点管底部未完全封闭，尚有一针孔。    (c) 熔点管不洁净。    (d) 样品未完全干燥或含有杂质。    (e) 样品研得不细或装得不紧密。    (f) 加热太快。 2. 蒸馏时加入沸石的作用是什么？如果蒸馏时忘记加沸石，应该如何处理？当重新蒸馏时，用过的沸石能否继续使用？

39. 重结晶及萃取 目的和要求： • 了解重结晶的原理，及用重结晶法纯化固体有机物的方法。 • 掌握回流装置、热过滤和减压抽滤的装置安装及其要求。 • 根据混合物中各组分酸、碱性的不同，利用萃取的方法可将各组分逐一分离。 • 正确掌握液-液萃取及分液漏斗的使用方法。 • 掌握蒸馏乙醚装置的安装及其操作。 • 学会干燥剂的使用原理及方法。

40. 基本原理——重结晶 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。 一般的重结晶只适用于纯化杂质含量<5%的固体有机化合物，将反应粗产物直接进行重结晶是不适宜的。

41. 重结晶溶剂的选择 • 不与被提纯物发生化学反应。 • 对被提纯物的溶解度随温度变化大。 • 对杂质的溶解度非常大或非常小。 • 易挥发，易与结晶分离除去。 • 能得到较好的结晶。

42. 重结晶的基本步骤 • 将被纯化的化合物，在已选好的溶剂中配制成沸腾或接近沸腾的饱和溶液； • 如溶液含有有色杂质，可加活性炭煮沸脱色，热滤，除去有色杂质及活性炭； • 将滤液冷却，使结晶析出；过滤分离； • 洗涤，干燥；测定熔点。

43. 热过滤滤纸的折叠方法

44. 重结晶具体操作 样品：粗品萘，2 g。溶剂：95%乙醇。 1. 样品的溶解：在 100 mL锥形瓶中放置 2 g 粗萘，加入 15 mL 95%乙醇，投入一、两粒沸石，装上球形冷凝管，开启冷凝水，用水浴加热回流，观察溶解情况。如不能全溶，移开火源，用滴管自冷凝管口加入95% 乙醇直至恰能完全溶解，再补加 少量溶剂。

45. 重结晶具体操作 2. 脱色：移开火源，稍冷后拆下冷凝管，加入少量活性碳，装上冷凝管，重新加热回流 3-5min 。 3. 热过滤：在保温漏斗中加满水，然后倒出少许，将漏斗安置在铁圈上。在保温漏斗内放置短颈的玻璃三角漏斗和折叠滤纸。加热至水沸腾。熄灭灯焰，立即用少量热的 95% 乙醇润湿滤纸，趁热将前步制得的沸腾的粗萘溶液注入滤纸内，用锥形瓶接收滤出液。

46. 重结晶具体操作 4. 重结晶：热过滤完毕后，将滤液自然冷却至室温，之后可用冷水浴进一步冷却，使晶体充分析出。 5. 抽滤收集产品：用布氏漏斗及抽滤瓶抽滤收集产品，抽滤完毕注意先拔掉抽滤管再管水泵。收集好的产品放置于表面皿上使其自然干燥。干燥后的产品称重、计算产率。

47. 基本原理——萃取 定义：利用物质在两种不互溶的溶剂中具有固定的分配比的特征来达到分离、提纯目的的基本操作。 分配比：K=CA/CB 有机化合物在有机溶剂中的溶解度一般远大于在水中的溶解度，因此可以用有机溶剂将有机化合物从其水溶液中提取出来。萃取一般采用“少量多次”原则。

48. 分液漏斗振摇手法

49. 分液漏斗使用注意事项 • 振摇前应密闭上下磨口塞，特别是上口处磨口上的“孔”和“槽”要错开，以免振摇时液体漏出。 • 为避免振摇时液体漏出，加入液体前可在活塞处涂抹真空脂。 • 振摇完毕应把分液漏斗竖直架在铁圈上，静置分层。 • 将下层液体放出时要使上端通大气，需将上口处磨口上的“孔”和“槽”对齐。 • 上层液体需从上口倒出。

50. 萃取具体操作 哪一层？ 乙醚蒸馏 需水浴加 热，绝不 可蒸干！ 计算产率