有机化学实验授课教案.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date有机化学实验授课教案有机化学实验授课教案“有机化学实验”授课教案实验一:有机化学实验的一般知识简介:(3学时)一教学目的: 有机化学实验是一门以实验为基础的学科,随着新的实验技术不断出现,这门实验课程正在向用量少、效率高、绿色化的方向发展。通过有机化学实验课程的学习,使学生能够掌握有机实验的基本原理,有机物的合成、分离、鉴定的一般方法;加深对有机化学理论知识的理解,培
2、养学生养成“预习(包括查阅文献)准备实验记录总结”的实验习惯,以及严谨的科学态度和计算机的使用能力。二 有机化学实验的基本规则: 为使有机实验有条不紊、安全地进行,必须遵循以下规则:1、 熟悉实验室的安全规则,学会正确使用水、电、煤、通风厨、灭火器等,了解实验事故的一般处理方法。作好实验的预习工作,了解所用药品的危害性及安全操作方法,按操作规程,小心使用有关实验仪器和设备,若有问题应立即停止使用。2、 实验前,认真清点、检查玻璃仪器;实验中,安全合理的使用玻璃仪器;实验后,洗净并妥善保管玻璃仪器,尤其应学会玻璃仪器的洗涤方法。3、 实验时,要保持实验室和桌面的清洁,认真操作,遵守实验纪律,严格
3、按照实验中所规定的实验步骤、试剂规格及与用量来进行。若要改变,需经教师同意方可进行。4、 实验药品使用前,应仔细阅读药品标签,按需取用,避免浪费;取完药品后要迅速盖上瓶塞,避免搞错瓶塞,污染药品。不要任意更换实验室常用仪器(如天平、干燥器、折光仪等)和常用药品的摆放位置。5、 整个实验操作过程中要集中思想,避免大声喧哗,不要在实验室吃东西。6、 实验中和实验后,各类固体废物和液体废物应分别放入指定的废物收集器中。7、 离开实验室前,应检查水电煤是否安全关闭。三有机化学实验的一般安全知识:有机化学实验很大程度上由玻璃仪器、实验试剂和电器设备等组成,如果操作不当,会对人体、环境造成伤害,实验试剂往
4、往具有易燃、易爆、易挥发、易腐蚀、毒性高等特点,玻璃仪器与电器设备使用不当亦可发生意外事故。因此,有机化学实验室是一个潜在的、高危险性的场所。1、 防火 实验操作要规范,实验装置要正确, 对易燃、易爆、易挥发的实验药品要远离明火,不可随意丢弃,实验后应专门回收。若一旦发生火灾,应先切断电源、煤气、移去易燃易爆试剂,再采取其它适当方法灭火,如:灭火器,石棉网或黄沙覆盖,或用水冲等。2、防爆仪器装置要正确,常压蒸馏及回流时,整个系统不能密闭;减压蒸馏时,应事先检查玻璃仪器是否能承受系统的压力;若在加热后发现未放沸石,应停止加热,冷却后再补加;冷凝水要保持畅通。有些有机物遇氧化剂会发生猛烈的爆炸或燃
5、烧,操作或存放应格外小心。 3、防中毒绝大多数有机实验试剂都有不同程度的毒性,对有刺激性或者产生有毒气体的实验,应尽量安排在通风厨,或有排风系统的环境中进行,或采用气体吸收装置。有毒或有较强腐蚀性的药品应严格按照有关操作规程进行,不能用手直接拿或接触这类化学药品,不得入口,或接触伤口,亦不可随便倒入下水道。实验中若发现有头晕、头痛等中毒症状,应立即转移到空气新鲜的地方休息,严重者应送医院。4. 防化学灼伤强酸、强碱和溴等化学药品接触皮肤均可引起灼伤,使用时应格外小心。一旦发生这类情况应立即用大量水冲洗,再用如下方法处理:酸灼伤: 眼睛灼伤用1%NaHCO3溶液清洗;皮肤灼伤用5% NaHCO3
6、溶液清洗。碱灼伤: 眼睛灼伤用1%硼酸溶液清洗;皮肤灼伤用1%2%醋酸溶液清洗。溴灼伤: 立即用酒精洗涤,再涂上甘油,或敷上烫伤油膏。灼伤较严重者经急救后速去医院治疗。5. 防割伤和烫伤在玻璃仪器的使用和玻璃工的操作中,常因操作或使用不当而发生割伤和烫伤现象。若发生此类现象,可用如下方法处理:割伤: 先要取出玻璃片,用蒸馏水或双氧水清洗伤口,涂上红药水,再用纱布包扎;若伤口严重,应在伤口上方用纱布扎紧,急送医院。烫伤: 轻者涂烫伤膏,重者涂烫伤膏后立即送医院。四有机化学实验废物的处置: 在有机化学实验中和实验结束后往往会产生各种固体、液体等废物,为提倡环境保护,遵守国家的环保法规,减少对环境危
7、害,可采用如下处理方法:1 所有实验废物应按固体、液体,有害、无害等分类收集于不同的容器中,对一些难处理的有害废物可送环保部门专门处理;2 少量的酸(如盐酸、硫酸、硝酸等)或碱(如氢氧化钠、氢氧化钾等)在倒入下水道之前必须被中和,并用水稀释。3 有机溶剂必须倒入带有标签的废物回收容器中,并存放在通风处。4 对无害的固体废物,如:滤纸、碎玻璃、软木塞、氧化铝、硅胶、硫酸镁、氯化钙等可直接倒入普通的废物箱中,不应与其他有害固体废物相混;对有害固体废物应放入带有标签的广口瓶中。5 对能与水发生剧烈反应的化学品,处置之前要用适当的方法在通风橱内进行分解。6 对可能致癌的物质,处理起来应格外小心,避免与
8、手接触。五常用的玻璃仪器和实验装置:1 常见玻璃仪器及实验装置参见教材。2使用玻璃仪器应注意以下几个方面:(1) 使用时要轻拿轻放,以免弄碎;(2) 除烧杯、烧瓶和试管外,均不能用火直接加热;(3) 锥形瓶、平底烧瓶不耐压,不能用于减压系统;(4) 带活塞的玻璃器皿用过洗净后,在活塞与磨口之间垫上纸片,以防粘连而打不开;(5) 温度计的水银球玻璃很薄,易碎,使用时应小心。不能将温度计当搅拌棒使用;温度计使用后应先冷却再冲洗,以免破裂;测量范围不得超出温度计刻度范围。3安装实验装置应注意以下几点:(1) 所用玻璃仪器和配件要干净,大小要合适;(2) 搭建实验装置时应按照从下向上、从左到右原则,逐
9、个装配。(3) 拆卸时,则按从右到左,从上到下原则,逐个拆除。(4) 常压下进行的反应装置,应与大气相通,不能密闭。(5) 实验装置要求做到严密、正确、整齐、稳妥。磨口连接处要呈一直线。4玻璃仪器的清洗: 玻璃仪器用毕后应立即清洗,一般的清洗方法是将玻璃仪器和毛刷淋湿,蘸取肥皂粉或洗涤剂,洗刷玻璃器皿的内外壁,除去污物后用水冲洗;当洁净度要求较高时,可依次用洗涤剂、蒸馏水(或去离子水)清洗;也可用超声波振荡仪来清洗。必须反对盲目使用各种化学试剂或有机溶剂来清洗玻璃器皿,这样不仅造成浪费,而且可能带来危险,对环境产生污染。5. 玻璃仪器的干燥,干燥玻璃仪器的方法通常有以下几种: 自然干燥:将仪器
10、倒置,使水自然流下,晾干。 烘干:将仪器放入烘箱内烘干,仪器口朝上;也可用气流干燥器烘干或用电吹风吹 干。 有机溶剂干燥:急用时可用有机溶剂助干,用少量95%乙醇或丙酮荡涤,把溶剂倒回至回收瓶中,然后用电吹风吹干。六实验记录和实验报告:七有机化学的文献资料:有机化学的文献资料非常丰富,在此只作简单介绍:1. 工具书,2. 期刊杂志,3. 化学文摘,4. 网上资源实验二:熔点的测定(3学时)一实验目的: 1.了解熔点测定的意义和应用。 2.掌握熔点测定的操作方法。 3.了解温度计校正的方法。二实验原理: 熔点是固体化合物在101.325KPa下固液两相处于平衡时的温度。纯净的固体有机物一般都有固
11、定的熔点,一个纯化合物从开始熔化(初熔)至完全熔化(全熔)的温度范围叫做熔程或熔距,其熔程一般不超过0.51。当含有杂质时,熔点会有显著的变化,会使其熔点下降,熔程延长。因此,可以通过测定熔点来鉴定有机物,并根据熔程的长短来判断有机物的纯度。利用熔点测定来鉴定有机物并判断有机物的纯度,可通过分析物质的蒸气压和温度关系曲线图来理解。,图a是一种物质固相的蒸气压随温度变化的曲线(SM)和该物质液相的蒸气压随温度变化的曲线(ML),由于固相蒸气压随温度变化的速度大于液相,使两条曲线交于M点。在M点处,固液两相蒸气压相同,固液两相并存,这时的温度(Tm)即为该物质的熔点。 L M L, S 物质的蒸气
12、压与温度的关系 三实验方法:毛细管法,显微熔点仪测定法。 四实验步骤:(一)。毛细管法:1、熔点管的制备取内径约1mm,长75mm的毛细管(可自制或用市售毛细管),将其一端在酒精灯上封口,即制得熔点管。2、样品的填装取少量干燥样品用研钵研细1,堆成一小堆,将熔点管的开口端插入样品堆中,使样品挤入管内。然后把管开口一端向上,轻轻在桌子上顿几下,使样品掉入管底。以同样方式重复取样几次。再取一支长约45cm的玻璃管垂直于表面皿上,将熔点管从玻璃管上端自由落下,重复多次,使样品装填紧密,高度约为23mm。填装时操作要迅速,防止样品吸潮,装入的样品要结实。3、仪器装置毛细管法中最常用的仪器是Thiele
13、管(又叫b型管或熔点测定管)。取一支b型管,固定在铁架台上,装入导热液(导热液一般用液体石蜡、硫酸或硅油等)至略高于支管口上沿。管口配一插有温度计的开槽塞子(也可将温度计悬挂),毛细管通过导热液紧附在温度计上,样品部分位于温度计水银球中部。并用橡皮圈将毛细管缚在温度计上(橡皮圈不能浸入导热液中)。调整温度计位置,使其水银球恰好在Thiele管两侧管的中部2。4、熔点测定测定时,先加热Thiele管,若测定已知样品的熔点,可先以较快速度加热,在距离熔点15-20时,应控制加热速度,使温度每分钟上升123,至测出熔程;若测定未知样品要先粗测熔点范围,再用上述方法细测。当毛细管中的样品开始蹋落,并有
14、小液滴出现时,表明样品已开始融化即初熔(或始熔),记下此温度。继续观察,待固体样品恰好完全溶解成透明液体即全熔时再迅速记下温度。这个温度范围即为样品化合物的熔程。在测定过程中,还要观察和记录是否有萎缩、变色、发泡、升华及碳化等现象。熔点测定至少要有两次重复数据,每一次测定都必须用新的熔点管新装样品,不能使用已测过的熔点管4。同时必须待导热液温度冷至熔点以下约15左右才能再进行测定。测定完成后,必须将导热液冷至室温,方可倒回试剂瓶里。刚用完的温度计不能立即用水冲洗,待其冷却后用纸擦去导热液,再用水冲洗,以避免温度计炸裂。(二)数字显微熔点仪测定法:使用数字熔点仪进行测定,方便、准确、易于操作。以
15、WRS-1数字熔点仪为例,该熔点仪采用光电检测,数字温度显示等技术,具有初熔、全熔自动显示,可与记录仪配合使用,可进行熔化曲线自动记录。该仪器采用集成化的电子线路,能快速达到设定的起始温度,并具有六挡可供选择的线性升、降温速率自动控制,初熔、全熔读数可自动贮存,无需监管。该熔点仪采用毛细管作样品管。 操作步骤:1、 开启电源开关,稳定20min,2、 通过拨盘设定起始温度,再按起始温度按钮,输入此温度,此时预置灯亮。3、 选择升温速度,把波段开关旋至所需位置。4、 当预置灯熄灭时,可插入装有样品的毛细管,此时初熔灯也熄灭。5、 把电表调至零,按升温按钮,数分钟后初熔灯先亮,然后出现全熔读数显示
16、。6、 按初熔按钮,显示初熔读数,记录初、全熔温度。 7. 按降温按钮,使温度降至室温,最后切断电源。 五实验内容:1. 采用毛细管法,分别用乙酰苯胺、苯甲酸、尿素、或肉桂酸,以及混合物(以纯样品按不同的比例配制)作为样品,研细,进行熔点测定的练习。2. 采用数字显微熔点仪测定乙酰苯胺、苯甲酸的熔点。 六注意事项:1 样品一定要研的极细,才能使装样结实,这样受热时才均匀,如果有空隙,不易传热,影响结果。2 此处导热液对流循环好,样品受热均匀。3 有充分时间让热量从熔点管外传至毛细管内,减少观察上的误差。4 避免在融化过程中晶型改变或分解引起熔点的改变。实验三. 重结晶和过滤 (3学时)一. 实
17、验目的: 1. 学习重结晶提纯固体有机化合物的原哩和方法。 2. 掌握重结晶的实验操作。二. 实验原理: 重结晶是利用混合物中多组份在某种溶剂中的溶解度不同,或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同,而使它们相互分离的方法,它是提纯固体有机物常用的方法之一。三. 实验操作: 重结晶提纯法的一般操作(1) 选择适宜的溶剂(选择方法具体见英文部分2.2);(2) 将粗产品溶于适宜的热的溶剂中制成饱和溶液;(3) 趁热过滤除去不溶性杂质。如溶液的颜色深,则应先脱色,再行过滤;(4) 冷却溶液,或蒸发溶剂,使之慢慢析出结晶而杂质则留在母液中,或者杂质析出,而欲提纯的化合物则留在溶液中;(5) 抽气过滤分离
18、母液,分出结晶体或杂质;(6) 洗涤结晶,除去附着的母液;(7) 干燥结晶。 四. 实验内容: 用重结晶法提纯粗品乙酰苯胺。1. 称取4g 粗乙酰苯胺,放在250mL 三角烧杯中,加入纯水,加热至沸腾,直至乙酰苯 胺溶解,若不溶解,可适量添加少量热水,搅拌并热至接近沸腾令乙酰苯胺溶解。2. 稍冷后,加入适量(约1g)活性炭于溶液中,煮沸510分钟,乘热用热水漏斗或折叠式滤纸过滤,用一三角烧杯收集滤液,在过滤过程中,热水漏斗和溶液均应用小火加热保温以免冷却。3. 滤液放置冷却后,有乙酰苯胺结晶体析出,抽气过滤,其操作严格按照本实验理论部分的说明以及注释说明。抽干后用玻璃钉或玻璃瓶塞压挤晶体,继续
19、抽滤,尽量除去母液。4. 然后进行晶体的洗涤工作。即先把橡皮管从抽滤瓶上拔出,关闭抽气泵,将少量蒸馏水(作溶剂)均匀的撒在滤饼上,浸没晶体,用玻璃棒小心地均匀的搅拌晶体,接上橡皮管,抽滤至干,如此重复洗涤两次。5. 晶体已基本上洗干净。取出晶体,放在表面皿上晾干,或在100以下烘干,称重。乙酰苯胺的m.p.为114。 乙酰苯胺在水中的容解度为:5.5 g /100mL (100),0.53 g /100mL (0)实验四. 蒸馏 (2学时)一. 实验目的: 1. 学习普通蒸馏的原理及其应用; 2. 掌握实验室常用的蒸馏的操作。二. 实验原理: 蒸馏是分离和纯化液体有机物常用的方法之一。当液体物
20、质被加热时,该物质的蒸气压达到液体表面大气压时,液体沸腾,这时的温度称为沸点。常压蒸馏就是将液体加热到沸腾状态,使该液体变成蒸气,又将蒸气冷凝后得到液体的过程。 每个液态的有机物在一定的压力下均有固定的沸点。利用蒸馏可将二种或两种以上沸点相差较大(30)的液体混合物分开。但是应该注意,某些有机物往往能和其他组分形成二元或三元恒沸混合物,它们也有固定的沸点,因此具有固定沸点的液体,有时不一定是纯化合物。纯液体化合物的沸距一般为0.51,混合物的沸距则较长。可以利用蒸馏来测定液体化合物的沸点。三. 实验操作:1 按图将实验装置按从下往上,从左到右原则安置完毕,注意各磨口之间的连接。选一个大小适宜的
21、烧瓶,待蒸馏的液体量不宜超过它的一半。温度计经套管插入蒸馏头中,并使温度计的水银球正好与蒸馏头支口的下端一致。2 将待蒸馏的液体经漏斗加入蒸馏烧瓶中,放入12粒沸石1,然后通冷凝水2。3 最初小火加热,然后慢慢加大火力,使之沸腾,开始蒸馏3。4 调节火源,控制蒸馏速度为12秒/滴,记下第一滴馏出液的温度。5 维持加热速度,继续蒸馏3,收集所需温度范围的馏份。当不再有馏份蒸出且温度突然下降时,停止蒸馏4。6 蒸馏完毕,关闭热源,停止通水,拆卸实验装置,其顺序与安装时相反。四. 实验内容:用无水乙醇为样品,水浴加热,进行蒸馏操作实验。五. 注意事项:1 加沸石可使液体平稳沸腾,防止液体过热产生暴沸
22、;一旦停止加热后再蒸馏,应重新加沸石;若忘了加沸石,应停止加热,冷却后再补加。2 冷凝水从冷凝管支口的下端进,上端出。3 此时的温度就是馏出液的沸点。4 切勿蒸干,以防意外事故发生。实验五. 分馏(3学时)一. 实验目的: 1. 学习分馏的原理及其应用; 2. 掌握实验室常用的分馏的操作。二. 实验原理:分馏也是分离提纯液体有机物的一种方法。分馏主要适用于沸点相差不太大的液体有机物的分离提纯,其分离效果比蒸馏好。分馏通常是在蒸馏的基础上用分馏柱来进行的。利用分馏柱进行分馏,实际上就是让在分馏柱内的混合物进行多次气化和冷凝。当上升的蒸气与下降的冷凝液互相接触时,上升的蒸气部分冷凝放出热量使下降的
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