综合与实验讲义(共12页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上基 础 化 学 实 验 教 程（） 综合与设计性实验讲义吉林化工学院基础化学教学与实验中心 编专心-专注-专业目 录实验七 葡萄糖酸锌的制备和分析（综合性化学实验）15实验八 1，2，4-三唑的制备（设计性化学实验）18实验十 香豆素-3-羧酸的制备20实验七 补锌口服液葡萄糖酸锌的综合实验（综合性实验）一、实验目的葡萄糖酸锌是近年来开发的的一种补锌四品添加剂。人体缺锌会造成生长停滞、自发性味觉减退或创伤愈合不良等现象，从而发生各种疾病。以往常用硫酸锌作添加剂，但它对人体的肠胃道有一定的刺激作用，而且吸收率也比较低。葡萄糖酸锌则有吸收率高、副作用少、使用方便等特点，是

2、20世纪80年代中期发展起来的一种补锌添加剂，特别是作为儿童食品、糖果的添加剂，应用日趋广泛。合成葡萄糖酸锌的方法很多，可分为直接合成法和间接合成法两大类。葡萄糖酸锌的纯度分析可采用络合滴定法。通过本实验要求达到如下目的：（1）学习和掌握合成简单药物的基本方法。（2）学习并掌握葡萄糖酸锌的合成。（3）进一步巩固络合滴定分析法。（4）了解锌的生物意义。二、实验原理葡萄糖酸锌为白色或接近白色的结晶性粉末，无臭略有不适味，溶于水，易溶于沸水，15时饱和溶液的质量分数为25%，不溶于无水乙醇、氯仿和乙醚。葡萄糖酸锌是以葡萄糖酸钙和硫酸锌（或硝酸锌）等为原料直接合成。其反应为：Ca(C6H11O7)2

3、+ ZnSO4 = Zn(C6H11O7)2 + CaSO4这类方法的缺点是产率低、产品纯度差。在pH10的溶液中，铬黑T（EBT）与Zn+形成比较稳定的酒红色螯合物（Zn-EBT），而EDTA与Zn+能形成更为稳定的无色螯合物。因此滴定至终点时，铬黑T便被EDTA从Zn-EBT中置换出来，游离的铬黑T在pH值在811之间的溶液中呈纯蓝色。Zn-EBT + EDTA = Zn-EDTA + EBT酒红色 纯蓝色葡萄糖酸锌溶液中游离的锌离子也可与EDTA形成稳定的络合物，因此EDTA滴定法能确定葡萄糖酸锌的含量。三、实验用品1仪器台秤，蒸发皿，布氏漏斗，吸滤瓶，电子天平，滴定管（50mL），移液

4、管（25mL），烧杯，容量瓶。2试剂葡萄糖酸钙，ZnSO4.7H2O，硫酸（1mol/L），乙醇（95%），NH3.H2O-NH4Cl缓冲溶液（pH10），活性炭，乙二胺四乙酸二钠盐（简称EDTA，AR），Zn粒，氨水（1 ：1），HCl(6mol/L)，铬黑T（s，1%）。四、实验步骤1葡萄糖酸锌的合成。称取葡萄糖酸钙4.5g，放入50mL烧杯中，加入12mL蒸馏水。另称取Zn-SO4.7H2O3.0g，用12mL蒸馏水使之溶解，在不断搅拌下，把ZnSO4溶液逐滴加入葡萄糖酸钙溶液中，加完后在90水浴中保温约20min，抽滤除去CaSO4沉淀，溶液转入烧杯，加热近沸，加入少量活性炭脱色，趁热

5、抽滤。滤液冷却至室温，加10mL95%乙醇（降低葡萄糖酸锌的溶解度），并不断搅拌，此时有胶状葡萄糖酸锌析出，充分搅拌后，用倾析法去除乙醇液，得葡萄糖酸锌粗品。用适量水溶解葡萄糖酸锌粗品，加热（90）至溶解，趁热抽滤，滤液冷却至室温，加10mL95%乙醇，充分搅拌，结晶析出后抽滤至干，得精品，在50烘干，称量，可得供压制片剂的葡萄糖酸锌。本品可作为营养增补剂（锌强化剂）。用于代乳品时，每升代乳品含锌量不得超过6mg。2葡萄糖酸锌含量测定：设计EDTA滴定法测定葡萄糖酸锌含量的实验步骤。五、注意事项（1）反应需在90恒温水浴中进行。这是由于温度太高，葡萄糖酸锌会分解，温度太低，则葡萄糖酸锌的溶解度

6、降低。（2）用乙醇为溶剂进行重结晶时，开始有大量胶状葡萄糖酸锌析出，不易搅拌，可用竹棒代替玻璃棒进行搅拌。乙醇溶液全部回收。（3）在装柱过程中注意保持液面始终高于树脂层。（4）配制锌标准溶液时，为防止锌与酸剧烈反应，必须加盖表面皿，定量转移须吹洗表面皿并多次淋洗烧杯。（5）葡萄糖酸锌加水不溶时，可微热。六、结果和讨论（1）计算葡萄糖酸锌的产率。（2）列表记录EDTA标定过程，计算EDTA的量浓度。（3）列表记录葡萄糖酸锌测定过程，计算葡萄糖酸锌产品的纯度。七、思考题1根据葡萄糖酸锌制备的原理和步骤，比较直接法和间接法制备葡萄糖酸锌的优缺点。2葡萄糖酸锌可以用哪几种方法进行结晶？3可否用如下的化

7、合物与葡萄糖酸钙反应来制备葡萄糖酸锌？为什么？ ZnO，ZnCO3，ZnCl2，Zn(CH3COO)24设计一方案制备葡萄糖酸亚铁。5试解释以铬黑T为指示剂的标定实验中的几个现象：（1）滴加氨水至开始出现白色沉淀；（2）假如缓冲溶液后沉淀又消失；（3）用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色。6用铬黑T作指示剂时，为什么要控制pH10？八、参考文献（1）无机精细化学品的制备和应用，熊加林等，北京：化学工业出版社，1999。（2）无机化学实验，周惠琳等，广州：暨南大学出版社，1993。（3）大学化学实验，浙江大学、华东理工大学、四川大学合编，北京：高等教育出版社，2002。模块三实验八 1

8、，2，4，-三唑的制备（设计性实验）Preparation of 1H-1,2,4-三唑-triazole一、实验目的了解无取代三唑环的合成和应用；了解文献资料的收集和整理；学会对实验数据的处理和分析。二、实验原理根据实验数据和文献资料写出本实验的可能反应机理。应用与发展根据文献资料用自己的语言总结出该化合物的应用、意义等。三、实验仪器和试剂（实验前要根据实验内容写出详细的实验仪器名称，熟悉实验仪器及所涉及到仪器设备的使用）带机械搅拌蒸馏装置（尾气吸收）等，有机溶剂重结晶反应装置。水合肼C.P.80 甲酰胺 C.P.99.5 常用溶剂四、实验内容在配有温度计，蒸馏头、直型冷凝器，机械搅拌和恒压

9、滴液漏斗的100ml四口瓶中，加入甲酰胺（0.8mol），加热搅拌至一定温度，搅拌并在一定时间内滴加80水合肼，逸出的氨气和甲酸引入吸收瓶（内盛20-30H2SO4）吸收。滴加完毕，在于180-185下继续反应一段时间，然后冷至130-140，倾倒于烧杯或表面皿中，用玻璃棒搅拌冷却析出固体，过滤得粗产品1,2,4-三唑，记录产品质量，用溶剂重结晶得白色结晶，记录产量，换算产率。熔点117-120。(IR v: 3129,3097,3055,2926,1764,1532,1484,1362,1272,1258,1180cm-1) 为了了解反应及反应条件对反应的影响，完成了几组实验数据如下：1：改

10、变物料配比加入甲酰胺后，使用电炉子加热至180，使反应液保持在180下滴加80%的水合肼，滴加时间为90min。滴毕，180保温30min，撤掉热源，冷至130-140，倾倒于烧杯中，析出固体，过滤，称量质量。甲酰胺的量0.8mol 36.0g水合肼物质的量（mol）0.160.200.240.280.320.360.400.440.480.520.560.6080%水合肼的质量（g）10.012.515.017.520.022.525.027.530.032.535.037.6水合肼甲酰胺物料比0.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.700.75三

11、唑理论质量（g）11.013.816.619.022.124.827.627.627.627.627.627.6同学甲三唑实际质量（g）4.27.59.311.114.816.217.717.116.020.919.918.6实验粗产率（%）38.0454.3556.0258.4266.9765.3264.1361.9657.9775.7272.1067.39同学乙三唑实际质量（g）3.16.18.013.815.617.016.714.913.621.318.621.6实验粗产率（%）28.1849.2048.1972.6370.5968.5560.5153.9948.2878.8967.3

12、978.26同学丙三唑实际质量（g）8.113.315.718.316.017.420.318.121.915.419.4实验粗产率（%）58.6980.1282.6382.8164.5263.0473.5565.5879.3555.7971.012. 1：改变滴加时间加入22.6g（2mol）甲酰胺后，使用电炉子加热至180，使反应液保持在180下滴加80%的水合肼12.6g。滴毕，180保温30min，撤掉热源，冷至130-140，倾倒于烧杯中，析出固体，过滤，称量质量。甲酰胺的量0.5mol，22.6g 水合肼物质的量0.25mol，12.6（80%水合肼）水合肼甲酰胺物料比2：1三唑理

13、论质量（g）17.3g同学丁滴加时间（小时/h）0.50.751.01.251.51.752.02.252.52.753.0实验粗产率（%）5.16.98.46.28.97.58.910.410.08.87.6三唑实际质量（g）4.27.59.311.114.816.217.717.116.020.919.918.6实验粗产率（%）38.0454.3556.0258.4266.9765.3264.1361.9657.9775.7272.1067.39同学乙三唑实际质量（g）3.16.18.013.815.617.016.714.913.621.318.621.6实验粗产率（%）28.1849.

14、2048.1972.6370.5968.5560.5153.9948.2878.8967.3978.26同学丙三唑实际质量（g）8.113.315.718.316.017.420.318.121.915.419.4实验粗产率（%）58.6980.1282.6382.8164.5263.0473.5565.5879.3555.7971.01注：同学们应在实验前认真熟悉所用磨口仪器的安装及其注意事项。参考文献：1Panw D D ENew antifungal agents and preparations工International Journal of Antimicrobial Agents

15、2000，16：1471502周文明，王昌钊，李长杰，等新三唑类化合物的合成及抑菌活性研究J西北农林科技大学学报，2005，33(6)：1471503 白雪，周成合，米佳丽三唑类化合物研究与应用J化学研究与应用，2007，19(7)：7217294 NHNam，et a1Carboxylic acid and phosphate esterderivatives of Flueonazole：synthesis and antifunhalactivitiesJBioorganic and Medicinal Chemistry Lette墙，2004，12(12)：625562695Khan

16、a F R，Smithb L JEvaluating fungicides for controllingCercospom leaf spot on sugar beetJCropProtection，2005，24：79866Horsley R D，Pederson J D，Sehwarz P B，et a1Integrateduse of tebueonazole and fnsarium head blight一胁sistant barleygenotypesJAsronoJ2006，98(1)：1941977杨典文. 1，2，4三唑类化合物的合成J浙江化工，2004，35(7)：4-

17、58马晓燕，王国强，田战省1，2，4-三唑的制备方法J火炸药，1997(4)：51529马晓燕，程永清，宁荣昌1，2，4-三唑的合成工艺研究J陕西化工，1998(3)：262810杜斌1H1，2，4三唑的制备J中国医药工业杂志，2000，31(11)：515实验十 香豆素-3-羧酸的制备（综合性实验）一、实验目的1学习利用Knoevenagel反应制备香豆素的原理和实验方法。 2了解酯水解法制羧酸。 二、实验原理本实验以水杨醛和丙二酸二乙酯在六氢吡啶存在下发生Knoevenage缩合反应制得香豆素-3-羧酸酯，然后在碱性条件下水解制得目标产物。 反应式为： 三、基本操作训练：（含仪器装置和主要

18、流程）回流与无水操作、结晶、抽滤、洗涤、重结晶等基本操作；IR测定与分析【操作步骤】1、在25mL圆底烧瓶中依次加入1mL水杨醛、1.2mL丙二酸二乙酯、5mL无水乙醇和0.1mL六氢吡啶及一滴冰醋酸，在无水条件下搅拌回流1.5h，待反应物稍冷后拿掉干燥管，从冷凝管顶端加入约6mL冷水，待结晶析出后抽滤并用1mL被冰水冷却过的50%乙醇洗两次，粗品可用25%乙醇重结晶，干燥后得到香豆素-3-羧酸乙酯，熔点93。 2、在25mL圆底烧瓶中加入0.8g香豆素-3-羧酸乙酯、0.6g氢氧化钾、4mL乙醇和2mL水，加热回流约15min。趁热将反应产物倒入20mL浓盐酸和10mL水的混合物中，立即有白

19、色结晶析出，冰浴冷却后过滤，用少量冰水洗涤，干燥后的粗品约1.6g，可用水重结晶，熔点190（分解）。 四、实验关键及注意事项1、实验中除了加六氢吡啶外，还加入少量冰醋酸，反应很可能是水杨醛先与六氢吡啶在酸催化下形成亚胺化合物，然后再与丙二酸二乙酯的负离子反应。 2、用冰过的50%乙醇洗涤可以减少酯在乙醇中的溶解。 五、主要试剂及产品的物理常数：（文献值）名 称分子量性 状比 重熔点沸点溶解度：克/100ml溶剂水醇醚香豆素-3-羧酸190.15白色结晶190（分解）六、产品性状、外观、物理常数：（与文献值对照）己内酰胺为白色粉末或者白色片状固体七、产率计算：八、提问纲要1、试写出用水杨醛制香

20、豆素-3-羧酸的反应机理。 2、羧酸盐在酸化得羧酸沉淀析出的操作中应如何避免酸的损失，提高酸的产量。 九、主要试剂用量、规格水杨醛、丙二酸二乙酯、无水乙醇、六氢吡啶、冰醋酸、浓盐酸、氢氧化钾、无水氯化钙。实验十一 三草酸根合铁（III）酸钾的制备、性质和组成分析（综合性实验）一、实验目的1.掌握三草酸根合铁（III）酸钾的制备方法。2.熟悉化学分析、热分析、电导率测定等方法在化合物组成分析中的应用。3.了解三草酸根合铁（III）酸钾的光化学性质。二、实验原理三草酸根合铁（III）酸合成工艺有多种，例如，可采用氢氧化铁和草酸氢钾反应；也可用硫酸亚铁铵与草酸反应得到草酸亚铁，再在过量草酸根存在下用

21、过氧化（）本实验采用三氯化铁和草酸钾直接反应制备。K3Fe(C2O4)33H2O为亮绿色晶体，溶于水（0时4.7g/100g水，100时117.7g/100g水），难溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。110失去结晶水，230分解。该配合物对光敏感；可进行下列光反应：2 K3Fe(C2O4)3 2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2因此，在实验室中可用碱草酸根含铁（III）酸钾作成感光纸；进行感光实验。另外，由于它具有光的化学性质，能定量进行化学反应，常用作化学光量计材料。用稀H2SO4可使三草酸根合铁III酸钾分解产生Fe3+和C2O 用高锰酸钾标准溶液滴定试样中的C2O 此时Fe3+不干扰测定滴定

22、后的溶液用锌粉还原 为 。过滤除去过量的锌粉，使用高锰酸钾标准溶液滴定Fe2+通过消耗高锰酸钾标准溶液的体积及浓液计算得到C2o和Fe3+的含量。用电导体测定配合物的摩尔电导体Km可确定阴，阳离子数目之比，从而确定配合物离子的电荷数，进一步确定化学式和原子结合的方式三、主要仪器和试剂天平，台秤，电导率仪，抽滤瓶 , 布氏漏斗循环水泵 , 棕色容量瓶 ,烧杯 ,量筒 蒸发皿。草酸钾(k2c2o4 H2O,化学纯)三绿化铁(FeCl3 6H2O,化学纯 ),K3Fe(cn)6(化学纯), NaoH(2mol/L),H2SO4 (2mol/L,0.2mol/L), kMno4标准溶液(0.0200m

23、ol/L)锌粉(分析纯),丙酮。 四、实验内容与步骤1. 三草酸根合铁(III)酸钾的制备称取12g草酸钾放入100mL烧杯中,加20mL水,加热使全部溶解.在溶液近沸时边搅拌加入8mL,三氯化铁 溶液（0.4g/mL）,将此溶液在冷水中冷却既有绿色晶体析出，析出完全后减压过滤得粗产品。 将粗产品溶解在约20mL热水中，趁热过滤。将滤液在冰水中冷却，待结晶完全后抽滤晶体产物先用少量冰水和丙酮洗涤，晾干，称重，计算，产率2.配合物的组成分析 C2O 的测定 准确称取约1g合成的三草酸合铁（III）酸钾绿色晶体于烧杯中，加入25mL 3mol/L的硫酸使之溶解再转移至250mL容器瓶中，稀释至刻度

24、，摇均。移取 25mL试液于锥形瓶中加入20mL3mol/L硫酸，在7080水浴中加热5min后，趁热用高锰酸钾标准溶液滴定到溶液呈浅粉色，且30s 不褪色即为终点，计下读数。平行测定三次，每次滴定完后溶液保留。Fe3+的测定 往上述滴定后的每份溶液中加入1g锌粉、5mL3moL/L硫酸振荡810min后，过滤除去过量的锌粉，滤纸用另一个锥行瓶承接。用40mL0.2mol/L的硫酸溶液洗涤原锥行瓶和沉淀，然后用高锰酸钾标准溶液滴定到溶液呈浅粉色，30s不褪色即为终点计下读数平行测定三次。配离子电荷的确定，称取产品0.1g，配成100mL溶液。在电导率仪上测其电导然后求出摩尔电导率km值根据上述

25、结果分析配合物的组成3.光化学性质将少量产品放在表面皿或点滴板上，在日光下放置一段时间，观察晶体颜色的化与放在暗处的晶体比较。称取0.5g产物和0.4K3Fe(cn)6,加5mL水配成溶液，用玻璃棒或毛笔取在纸上涂画，在日光直照下，观察变化。或者将此混合液均匀涂在纸上，放暗处晾干后，附上图案，在强光下照射，观察变化。五、注意事项制备三草酸根合铁（III）酸钾时，可以往溶液中加入少量丙酮或乙醇，促使晶体析出完全。六、思考题写出 Fe(C2O4)33-的结构式。1.三草酸根合铁（III）酸钾固体和溶液应如何保存？2.用化学式表示本实验Fe3+和C2O2- 4的测定原理。3.K3Fe(C2O4)3与

26、K3Fe(CN)6混合物为什么在光照产生蓝色物质？4.设计实验方案，定性说明产物中的Fe3+和C2O2- 4是处在配合物的外界还是内界。5.产物中的K+可以用什么方法进行定性和定量分析？实验十二 彩色固体酒精的制备及燃烧热测定一、实验目的1.了解彩色固体酒精的制备原理、用途，掌握其制备方法。2.了解燃烧热的定义、氧弹量热计的结构、工作原理，学会用氧弹量热计测定固体酒精的燃烧热。二、实验原理固体酒精制备过程中涉及的主要化学反应式为：C17H35COOH+NaOH=C17H35COONa+H2O反应后生成的硬脂酸钠是一个长碳链的极性分子，室温下在酒精中不易溶，在较高的温度下，硬脂酸钠可以均匀地分散

27、在液体酒精中，而冷却后则形成凝胶体系，使酒精分子被束缚于相互连接的大分子之间，呈不流动状态而使酒精凝固，形成固体酒精。三、主要仪器与试剂1.仪器三颈烧瓶（100mL），回流冷凝管，电热恒温水浴锅，天平，电动搅拌器，氧弹量热计，贝克曼温度计或数字精密度/温差测量仪，容量瓶。2.试剂硬脂酸（化学纯），酒精（工业品，90%），氢氧化钠（分析纯），酚酞（指示剂），硝酸铜（分析纯），苯甲酸（分析纯），棉纱，引火丝，氧气钢瓶。四、实验步骤安全预防：酒精易燃，避免明火。1.彩色固体酒精的制备用蒸馏水将硝酸铜配成10%的水溶液，备用。将氢氧化钠配成8%的水溶液，然后用工业酒精稀释成1：1的混合溶液，备用。将l

28、g酚酞溶于100mL60%的工业酒精中，备用。分别取2.5g工业硬脂酸、50mL工业酒精和两滴酚酞置于100mL三颈烧瓶中，水浴加热，搅拌，回流。维持水浴温度在70左右，在冷凝管上方滴加上述1：1的混合溶液，直至溶液颜色由无色变为浅红又立即褪掉为止。继续维持水浴温度在70左右，搅拌，回流反应10min后，一次性加入1.5mL10%硝酸铜溶液再反应5min后，停止加热，冷却至60，再将溶液倒入模具中，自然冷却后得嫩蓝绿色的固体酒精。2.固体酒精的燃烧热测定利用氧弹法测定所制彩色固体酒精的燃烧热。五、思考题1.固体酒精燃料性能如何评价？2.固体酒精制备，常用的固化剂有哪些？3.提高固体酒精产品质量有什么措施和方法？六、参考文献1郑静，汪敦佳，王国宏，固体酒精的制备J.湖北师范学院学报（自然科学版），2005,25(2):6769.2楚伟华，方水奎，李雪峰等，优质固体酒精的研制与性能实验J.山东化工，2005，34（4）：1113.3罗澄源，向明礼等编.物理化学实验（第四版）M.北京：高等教育出版社，2004.