有机化学及实验教学课件全套-基本技能之二-考研试题文档资料系列.doc

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1、实验四：重结晶、熔点的测定、薄板的制备一、实 验 目 的1. 学习固体化合物的提纯方法。2. 学习固体化合物熔点的测定方法。3. 学习薄层色谱中薄板的制备。二、实 验 内 容1. 利用重结晶的方法提纯呋喃甲酸粗产品。2. 测呋喃甲酸粗产品和精品以及未知物的熔点。3. 薄板的制备三、重结晶原理 提纯固体样品的方法一般有两种：重结晶及升华。 重结晶适用于产品与杂质性质差别比较大，产品中杂质含量小于5的体系。 基本原理：固体有机化合物在任何一种溶剂中的溶解度随温度的变化而变化。一般而言，当温度升高时，溶解度增加，温度降低时，溶解度减小。利用该性质，使化合物在较高温度下溶解，在低温下结晶析出。由于产品

2、与杂质在溶剂中的溶解度不同，可以通过过滤奖杂质去除，从而达到分离提纯的目的。因此，溶剂的选择是非常关键的。四、重结晶的步骤及目的 溶剂的选择：本实验选用价廉且无负作用的自来水 制作热饱和溶液：1g粗品78 ml水，加热溶解后，补加12ml水。目的是使产物与杂质充分分散在溶剂中。 脱色：热饱和溶液稍冷后加入一勺活性碳，煮沸回流15分钟。目的是脱去色素和树脂状杂质。 热过滤：在煮沸过程中，折滤纸，重力过滤的容器预热，热过滤要求热仪器，热溶液，动作快。目的是去掉不溶物。 结晶：要观察结晶过程。如无晶体生成，补救办法：借晶种；蒸溶剂，快速冷却，用玻璃棒摩擦烧杯壁形成晶核。目的是进一步与溶解在溶剂中的杂

3、质分离。 过滤：用抽滤的方法将母液与晶体分开，瓶中的残留晶体应用母液转移，因为母液是饱和溶液不再继续溶解晶体。母液中残留着杂质转移时尽量用少量母液转移。晶体用少量冷溶剂洗12次，以去处晶体表面的杂质。操作时应先停止抽气，加溶剂时使晶体润湿，并静置片刻，以使结晶均匀地被润湿，然后再抽气。但溶剂用量不应该太多，以免过多地晶体损失。 干燥：室温下自然干燥或用红外灯烘干。五、溶剂的选择1单一溶剂的选择：根据相似相溶原理，通常极性化合物易溶于极性溶剂中，非极性化合物易溶于非极性溶剂中，借助文献可以查出常用化合物在溶剂中的溶解度。选择时应注意以下事项：1）溶剂不应与产物（被提取物）发生化学反应；2）产物在

4、溶剂中的溶解度变化越大越好，即在温度较高时，溶解度越大越好，在温度低时，溶解度越小越好，这样才能够保证比较高的回收率；3）杂质在溶剂中要么溶解度很大，冷却时不会随晶体析出，仍然留在母液（溶剂）中，过滤时随母液一起去除，要么溶解度很小，在加热时不被溶解，在热过滤时将其去除；4）所用溶剂沸点不宜太高，应易挥发，易与晶体分离，一般溶剂的沸点应低于产物的熔点；所选溶剂还应具有毒性小，操作比较安全，价格低廉等。如果在文献中找不到合适的溶剂，应通过实验选择溶剂。方法如下：取0.1g产物放入一支试管中，滴入1ml溶剂，振荡下观察产物是否溶解。若不加热很快溶解，说明产物在此溶剂中的溶解度太大，不适合做此产物重

5、结晶的溶剂；若加热至沸腾还不溶解，可补加溶剂，当溶剂用量超过4ml产物仍不溶解时，说明此溶剂也不适宜。若所选择的溶剂能在14ml溶剂沸腾的情况下使产物全部溶解，并在冷却后能析出较多晶体，说明此溶剂适合作为此产物重结晶的溶剂。实验中应同时选用几种溶剂进行比较。下表列出了一些常用重结晶的溶剂。2混合溶剂的选择混合溶剂一般由两种能以任何比例混溶的溶剂组成。其中一种溶剂对产物的溶解度较大，称为良溶剂；另一种溶剂则对产物溶解度很小，称为不良溶剂。操作时先将产物溶于沸腾和接近沸腾的良溶剂中，滤掉不溶杂质或经脱色后的活性炭，趁热在滤液中滴加不良溶剂，至滤液变浑浊为止，再加热和滴加良溶剂，使滤液变为清亮，放置

6、冷却，使结晶全部析出。如果冷却后析出油状物，需要调整两溶剂的比例，再进行实验，或另换一对溶剂。有时可以将两种溶剂按预先比例混合好，再进行重结晶。下表列出了一些常用的混合溶剂。六、熔点的测定 基本原理 测定方法：两种 提勒管法（经典方法） 显微熔点仪测定熔点（微量熔点测定方法）1熔点测定基本原理 熔点定义：一个大气压下固体化合物固相与液相平衡时的温度 这时固相和液相的蒸汽压相等。每种纯固体有机化合物一般都有一个固定的熔点，即在一定压力下，从初熔到全熔（该范围称为熔程），温度不超过0.5 1C。 熔点是鉴定固体有机化合物的重要物理常数，也是化合物纯度的判断标准。当化合物中混有杂质时，熔程较长，熔点

7、降低。 纯物质的熔点和凝固点是一致的。2测定熔点的方法：1）经典方法（提勒管法） 将试样装入熔点管中（见教材25页）。将干燥的粉末试样在表面皿上堆成小堆，将熔点管的开口端插入试样中，装取少量粉末。然后把熔点管竖立起来，在桌面上顿几下，使样品掉入管底。这样反复取样多次，最后使熔点管从一根长约4050 cm高底玻璃管中掉到表面皿上，多重复几次，使样品粉末紧密堆积在毛细管底部。为使测量结果准确，样品一定要研地很细，填充要均匀且紧密。 载热体一般称为浴液，根据所测物质地熔点选择。一般用液体石蜡，硫酸，硅油等。 毛细管中的样品应位于温度计水银球的中部，可用乳胶圈捆好贴实（胶圈不要浸入溶液中），用有缺口的

8、木塞作支撑套入温度计放到提勒管中，并使水银球处在提勒管的两叉口之间。 在下图中所示位置加热，载热体被加热后在管内呈对流循环，使温度变化比较均匀。 在测定已知熔点的样品时，可先以较快速度加热，在距离熔点1520C时，应以每分钟12 C的速度加热，直到测出熔程。在测定未知熔点的样品时，应先粗测熔点范围，再如上述方法细测。测定时，应观察和记录样品开始塌落并有液相产生时（初熔）和固体完全消失时（全溶）的温度读数，所的数据即为该物质的熔程。还要观察和记录再加热过程中是否有萎缩、变色、发泡、升华及炭化现象， 熔点测定至少要有两次重复数据，每一次都要用新毛细管重新装入样品。2）显微熔点仪测定熔点（微量熔点测

9、定法）该类仪器型号较多，共同特点是使用样品量少（23颗小结晶），可观察晶体再加热过程中的变化情况，能测量室温到300C样品的熔点，其具体操作如下： 取两片干净且干燥的盖玻片将样品夹在中间，用手将样品撵碎，放在载玻片上将样品送入加热平台上，用手柄调节显微镜高度，直至可以清楚的看到晶体。打开控制器上加热开关，调节旋钮I和II使调节器上电压达到100，先让仪器快速升温，待温度升至距样品熔点值约差20左右时放慢速加热速度，控制温度上升速度为每分钟2 C左右。当样品结晶棱角开始变圆时，表示熔化已开始，结晶形状完全消失表示熔化已经完成，记录熔程。 测毕停止加热，稍冷，用镊子取出载玻片，将装有样品的盖薄片放

10、在小烧杯中，将散热片放在加热台上，使其快速冷却，以便再次测试用。 使用仪器前必须仔细阅读使用指南，严格按照操作规程进行。七、固体有机化合物的干燥 主要是除去固体中的少量低沸点溶剂。有机固体化合物的挥发性较溶剂小，因此采取蒸发和吸附的方法来达到干燥的目的。实验常用干燥方法如下：1）自燃晾干方，2）用红外灯烘干。注 意 事 项 结晶操作过程中每1g粗品7 ml水，再过量20， 脱色热过滤冷却结晶抽滤结晶干燥 饱和溶液稍冷后加入脱色剂 热过滤的仪器要热，动作要快 呋喃甲酸100C升华，烘干时红外灯不宜太近 粗产品及精产品分别测mp并进行比较八、薄 板 的 制 备 两种方法：干法制板和湿法制板 干法制

11、板是用氧化铝为吸附剂，详见教材74页。 实验室中最常用的是湿法制板。取2克硅胶，加入57克羧甲基纤维素钠水溶液，调成糊状。将糊状硅胶均匀倒在3块载玻片上，先用玻璃棒铺平，然后用手轻轻振动至平。 制备中应注意以下事项： 铺板时尽量将吸附剂铺均匀，不能有气泡和颗粒等； 铺板时，吸附剂的厚度不能太厚也不能太薄，太厚展开时会出现脱尾，太薄样品分不开，一般厚度为0.5 1 mm。 铺好后，将板放在比较平的地方晾干，然后转移到试管架上慢慢自然干燥，千万不要快速干燥，否则薄板会出现裂痕。同学制的薄板放在自己的实验台上凉到基本干后再收到试管架上放在相应台号位置，由老师统一保存，下次实验发给学生。 薄板的活化由指导老师进行。滴管 1个 圆底烧瓶1425ml 1个 球星冷凝管 1支 合计 12件九、所用仪器各一个1支1个1个1个1个1把1个 烧杯50 ml，100 ml 玻璃棒 表面皿 量筒10 ml 布氏漏斗 抽滤瓶 药匙 19玻璃塞