实验一有机化学实验基本操作
实验目的：
1、使学生明白进入有机化学实验学习，必须阅读有机化学实验的一般知识的内容及安全实验是有机化学实验的基本要求；
2、 仪器的清点和玻璃仪器的清洗、安装。
教学内容：
一、 实验室的安全、事故的预防与处理
1、 实验室的一般注意事项
2、 火灾、爆炸、中毒及触电事故的预防
3、 事故的处理和急救
二、 有机化学实验常用仪器、设备和应用范围
1、 玻璃仪器
2、 金属用具
3、 其它仪器设备
三、 有机实验常用装置的安装练习
1、回流装置 2、蒸馏装置 3、气体吸收装置 4、搅拌装置
四、 仪器的清洗、干燥和塞子的配置
1、 仪器的清洗
2、 仪器的干燥
3、 塞子的配置和钻孔
五、 实验预习、记录和实验报告
六、 实验产率的计算
实验二萃取和洗涤
实验目的：
1、学习萃取法的基本原理和方法；
2、学习分液漏斗的使用方法。
实验原理：
萃取和洗涤是利用物质在不同溶剂中的溶解度不同来进行分离的操作。萃取和洗涤在原理上是一样的，只是目的不同。从混合物中抽取的物质，如果是我们需要的，这种操作叫做萃取或提取；如果是我们不要的，这种操作叫做洗涤。
萃取是利用物质在两种不互溶（或微溶）溶剂中溶解度或分配比的不同
来达到分离、提取或纯化目的的一种操作。
实验仪器及药品：
仪器：分液漏斗、试管
药品：0.01%I2—CCl4溶液、1%KI—H2O溶液
实验操作步骤：（本次实验为间歇多次萃取操作）
一、 多次萃取操作步骤及注意事项
1、 选择容积较液体体积大一倍以上的分液漏斗，把活塞擦干，在活塞上
均匀涂上一层润滑脂,使润滑脂均匀分布，看上去透明即可。
2、检查分液漏斗的顶塞与活塞处是否渗漏（用水检验），确认不漏水时方可使用。
3、将被萃取液和萃取剂依次从上口倒入漏斗中，塞紧顶塞（顶塞不能涂润滑脂）。
4、 取下分液漏斗，并前后振荡,然后再将漏斗放回铁圈中静置。
5、待两层液体完全分开后，打开顶塞，再将下层液体自活塞放出至接受瓶：
6、将所有的萃取液合并，加入过量的干燥剂干燥。
7、然后蒸去溶剂，根据化合物的性质利用蒸馏、重结晶等方法纯化。
本次实验成败关键：
1、 分液漏斗的使用方法正确（包括振摇、“放气”、静置、分液等操作）
2、 准确判断萃取液与被萃取液的上下层关系
安全事项：CCl4蒸气对人体有伤害，请注意安全。
萃取实验:（用KI—H2O溶液从I2—CCl4溶液中萃取I2）
1、一次萃取
（1）准确量取10ml0.01%的I2—CCl4溶液，放入分液漏斗中，再加入40ml1%KI—H2O溶液进行萃取操作，分去KI—H2O溶液层，取I2—CCl4层3ml于编号为1的试管中备用。
（2）准确量取10ml0.01%的I2—CCl4溶液，放入分液漏斗中，再加入20ml1%KI—H2O溶液进行萃取操作，分去KI—H2O溶液层，取I2—CCl4层3ml于编号为2的试管中备用。
2、多次萃取
取10ml0.01%的I2—CCl4溶液分别每次用20ml1%KI—H2O溶液进行二次萃取操作，分离后，取经二次萃取后的I2—CCl4层3ml于编号为3的试管中备用。
3、完成下列工作
（1）将盛有3ml0.01%的I2—CCl4溶液的试管（编号为4）分别与编号为1、2、3的试管的颜色进行比较，写出结果。
（2）通过比较总结所用萃取剂量、萃取次数与萃取效应的关系。
实验三蒸馏练习
实验目的： 1、了解蒸馏和测定沸点的意义； 2、掌握圆底烧瓶、直型冷凝管、蒸馏头、真空接受器、锥型瓶等的正确使用方法，初步掌握蒸馏装置的装配和拆卸技能；3、握正确进行蒸馏、分馏操作和的要领和方法。
实验原理：纯粹的液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点，利用有机化合物沸点不同可将不同的化合物分离。
实验装置：（见图）
蒸馏装置 分馏装置
仪器：圆底烧瓶、蒸馏头、直形冷凝管、真空接受管（真空尾接管）、锥形瓶、温度计导管、温度计（100℃）、橡皮管等
蒸馏装置安装：
1、根据蒸馏物的量，选择大小合适的蒸馏瓶（蒸馏物液体的体积，一般不要超过蒸馏瓶容积的2/3，也不要少于1/3。
2、仪器安装顺序一般为：是自下而上，从左到右。撤卸仪器与安装顺序相反。
蒸馏操作：（样品：95%的乙醇）
1、加料：将待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏瓶中。不要使液体从支管流出。加入几粒沸石，塞好带温度计的塞子。
2、加热：用水冷凝管时，先打开冷凝水龙头缓缓通入冷水，然后开始加热。加热时可见蒸馏瓶中液体逐渐沸腾，蒸气逐渐上升，温度计读数也略有上升。当蒸气的顶端达到水银球部位时，温度计读数急剧上升。这时应适当调整热源温度，使升温速度略为减慢，蒸气顶端停留在原处，使瓶颈上部和温度计受热，让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡。然后再稍稍提高热源温度，进行蒸馏（控制加热温度以调整蒸馏速度，通常以每秒1—2滴为宜。温度计的读数就是液体（馏出液）的沸点。
3、观察沸点及收集馏液：进行蒸馏前，至少要准备两个接受瓶，其中一个接受前馏分（或称馏头），另一个（需称重）用于接受预期所需馏分（并记下该馏分的沸程：即该馏分的第一滴和最后一滴时温度计的读数）。
需馏分蒸出后，若继续升温，温度计读数会显著升高，此时应停止蒸馏。即使杂质很少，也不要蒸干，以免蒸馏瓶破裂及发生其它意外事故。
3、 拆除蒸馏装置：蒸馏完毕，先应撤出热源（拔下电源插头，再移走热源），然后停止通水，最后拆除蒸馏装置（与安装顺序相反）。
实验四 熔点的测定
实验目的：
1、了解熔点测定的意义；
2、掌握熔点测定的操作方法；
3、了解利用对纯粹有机化合物的熔点测定校正温度计的方法。
实验原理：
晶体化合物的固液两态在大气压力下成平衡时的温度称为该化合物的熔
点。纯粹的固体有机化合物一般都有固定的熔点，即在一定的压力下，固液
两态之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔（熔点范围称为熔程），温度不
超过0.5—1oC。如果该物质含有杂质，则其熔点往往较纯粹者为低，且熔程
较长。故测定熔点对于鉴定纯粹有机物和定性判断固体化合物的纯度具有很
大的价值。
如果在一定的温度和压力下，将某物质的固液两相置于同一容器中，将可能发生三种情况：固相迅速转化为液相；液相迅速转化为固相；固相液相同时并存，它所对应的温度TM即为该物质的熔点。
实验装置及样品：
1、 参见教材图2.4（2），双浴式
2、 样品：苯甲酸、乙酰苯胺及其两者混合物（1：1）
实验操作：
1、 样品的装入
（1） 样品粉末要研细
（2） 填装结实，不应留有空隙
（3） 填装高度2—3mm，需反复多次（少量多次）
（4） 熔点管外的样品粉末要擦干净以免污染热浴液体
2、 熔点浴的设计及装置（参见P.42，双浴式）
3、 熔点测定
（1） 升温：先快后慢（每分钟1—2oC）
（2） 记下初熔温度（晶体开始塌落并有液相产生时的温度）
（3） 记下全熔温度（固体完全消失）
纯化合物的初熔——全熔过程一般很短，有时只能读到一个数
（4） 至少重复两次（用新的熔点管另装样品）
（5） 若为未知样品，则先初测一次，找出熔点范围，待浴温将至熔点以下约30oC左右，再进行精密测定
4、 介绍用熔点测定仪测定熔点（P.43—44）
5、 介绍温度计校正操作方法
熔点测定可能产生误差的因素：
1、熔点管不洁净。如含有灰尘等，能产生4—10OC的误差。
例如，熔点管内壁含有碱性物质，能催化醛或酮的羟醛缩合，或使糖类及其衍生物发生变旋作用，而使熔点降低，熔程变大；故熔点管必须洁净。
2、 点管底未封好而产生漏管。检查是否为漏管，不能用吹气的方法，
否则会使熔点管内产生水蒸气及其它杂质。检查的方法为：当装好样品的毛细管浸入浴液后，发现样品变黄或管底渗入液体，说明为漏管，应弃去，另换一根。
3、 样品粉碎不够细。填装不结实，产生空隙，则不易传热，造成熔程变
大。
4、 样品不干燥或含有杂质。根据拉乌耳（Raoult）定律，会使熔点偏低，
熔程变大。
5、 样品量的多少也会影响。太少不便观察，产生熔点偏低；太多会造成
熔程变大，熔点偏高。
6、升温速度应慢，让热传导有充分的时间。升温速度过快，熔点偏高。
7、熔点管壁太厚，热传导时间长，会产生熔点偏高。
归纳上述因素为四个：
（1）熔点管规范（包括规格、管底封闭、洁净等）
（2）样品合格（包括干燥、粒度等）
（3）样品填装符合要求（量的多少、填充结实与否）
（4）升温速度
实验五环己烯的制备
实验目的：
1、 学习以浓硫酸催化环己醇脱水制备环己烯的原理和方法；
2、 学习分馏原理及分馏柱的使用方法；
3、 巩固水浴蒸馏的基本操作技能。
实验原理：
实验室中通常可用浓硫酸或浓磷酸催化环己醇脱水制备环己烯。本实验
是以浓硫酸作催化剂来制备环己烯的。
主反应式：
一般认为，该反应历程为E1历程，整个反应是可逆的：
反应装置图
实验试剂：
15.0g（15.6ml，0.15mol）环己醇、1ml浓硫酸、氯化钠、无水氯化钙、5%的碳酸钠水溶液
实验步骤：
1、投料
在50ml干燥的圆底烧瓶中加入15g
环己醇、1ml浓硫酸和几粒沸石，充分摇振使之混合均匀。
2、加热回流、蒸出粗产物产物
将烧瓶在石棉网上小火空气浴缓缓加热至沸，控制分馏柱顶部的溜出温度不超过90℃，馏出液为带水的混浊液。至无液体蒸出时，可升高加热温度，当烧瓶中只剩下很少残液并出现阵阵白雾时，即可停止蒸馏。
3、分离并干燥粗产物
将馏出液用氯化钠饱和，然后加入3—4ml 5%的碳酸钠溶液中和微量的
酸。将液体转入分液漏斗中，振摇（注意放气操作）后静置分层，打开上口玻塞，再将活塞缓缓旋开，下层液体从分液漏斗的活塞放出，产物从分液漏斗上口倒入一干燥的小锥形瓶中，用1—2g无水氯化钙干燥。
4、蒸出产品
待溶液清亮透明后，小心滗入干燥的小烧瓶中，投入几粒沸石后用水浴
蒸馏，收集80—85℃的馏分于一已称量的小锥形瓶中。
实验六正溴丁烷的制备
实验目的：
1、 学习以溴化钠、浓硫酸和正丁醇制备正溴丁烷的原理与方法；
2、 练习带有吸收有害气体装置的回流加热操作。
实验原理：本实验中正溴丁烷是由正丁醇与溴化钠、浓硫酸共热而制得：
【反应式】
主反应：
【试剂】
7.4g（9.2ml，0.10mol）正丁醇，13g（约0.13mol）无水溴化钠，浓硫酸，饱和碳酸氢钠溶液，无水氯化钙
实验装置：见右图：
实验步骤：
1、投料
在圆底烧瓶中加入10ml水，再慢慢加入14ml浓硫酸，混合均匀并冷至室温后，再依次加入9.2ml正丁醇和13g溴化钠，充分振荡后加入几粒沸石。
2、以石棉网覆盖电炉为热源，按P.13图1.6（2）安装回流装置（含气体吸收部分）。（注意圆底烧瓶底部与石棉网间的距离和防止碱液被倒吸）
3、 加热回流
在石棉网上加热至沸，调整圆底烧瓶底部与石棉网的距离，以保持沸腾而
又平稳回流，并时加摇动烧瓶促使反应完成。反应约30—40min。（注意调整距离和摇动烧瓶的操作）
4、 分离粗产物
待反应液冷却后，改回流装置为蒸馏装置（用直形冷凝管冷凝），蒸出粗
产物。（注意判断粗产物是否蒸完）。
5、洗涤粗产物
将馏出液移至分液漏斗中，加入等体积的水洗涤（产物在下层），静置分层后，将产物转入另一干燥的分液漏斗中，用等体积的浓硫酸洗涤（除去粗产物中的少量未反应的正丁醇及副产物正丁醚、1—丁烯、2—丁烯。尽量分去硫酸层（下层）。有机相依次用等体积的水（除硫酸）、饱和碳酸氢钠溶液（中和未除尽的硫酸）和水（除残留的碱）洗涤后，转入干燥的锥形瓶中，加入1—2g的无水氯化钙干燥，间歇摇动锥形瓶，直到液体清亮为止。
6、收集产物
将干燥好的产物移至小蒸馏瓶中，在石棉网上加热蒸馏，收集99—103℃的馏分。
实验七酯的制备
实验目的：
1、 掌握酯制备原理、反应条件。
2、 了解粗酯的纯化。
3、 巩固回流、分馏等操作技能。
实验原理：主反应：（略）生成酯和水副反应：生成乙醚和水反应条件：120-125℃，浓硫酸催化剂药品：冰醋酸 14.3ml (15g, 0.25mol)，乙醇（95%）23ml (约0.37mol)，浓硫酸，饱和碳酸钠溶液，饱和氯化钙溶液，无水碳酸钾，饱和食盐水
实验所需时间：4-6h
步骤
在100 ml三口瓶的一侧口装配一恒压滴液漏斗，滴液漏斗，另一侧口固定一温度计，中口装配一分馏柱、蒸馏头、温度计及直形冷凝管。冷凝管末端连接接引管及锥形瓶，锥形瓶用冰水浴冷却。如图：
在一小锥形瓶内放入3ml乙醇，一边摇动，一边慢慢的加入3ml浓硫酸，将此溶液倒入三口瓶中。配置20ml乙醇和14.3ml冰醋酸的混合液，倒入滴液漏斗中。加热保持反应混合物的温度为120℃左右。然后把滴液漏斗中的乙醇和冰醋酸的混合液慢慢地滴入三口烧瓶中。调解加料速度，使与酯蒸出的速度大致相等，加料时间约需40min。这时，保持反应混合物的温度为120-125℃。滴加完毕后，继续加热10 min，直到不再有液体馏出为止。反应完毕后，将饱和碳酸钠溶液很缓慢地加入馏出液中，直到无二氧化碳气体溢出为止。（为什么）把混合液倒入分液漏斗中，静置，放出下面的水层。用等体积的饱和氯化钙溶液洗涤两次。（为什么）放出下层废液。从分液漏斗上口将乙酸乙酯倒入干燥的小锥形瓶中，加入无水碳酸钾干燥后得粗乙酸乙酯 g或ml。
实验八由环己醇制备己二酸二酯
实验项目性质：综合性实验
实验所涉及课程：无机化学、分析化学、无机及分析化学
实验计划学时：4学时
一、实验目的
1、综合训练有机化合物的制备、分离和提纯的操作技能。
2、通过本实验过程，使学生进一步了解消去反应、氧化反应和酯化反应的原理和特点。
3、通过实验，使学生了解科学研究的初步知识，训练学生按科技论文进行写实验报告，为毕业设计和就业奠定一定的科研基础。
二、预习与参考
1、实验前查阅资料，了解消去反应、氧化反应和酯化反应的特点；
2、充分预习实验内容，安排好实验次序，设计好实验原始数据的记录表；
3、实验结束后按要求完成实验报告。
4、参考资料：
[1]高占先主编，《有机化学实验》，高等教育出版社，20##年6月第四版。
[2]李兆陇 阴金香等编写，《有机化学实验》，清华大学出版社，20##年。
[3]谷亨杰编写，《有机化学实验》，高等教育出版社，20##年。
[4]文瑞明等，硫酸氢钠催化合成己二酸二乙酯，应用化工，2001，30（4），21-22
三、设计指标
1、确定实验方法、实验过程，设计实验数据采集表格；
2、设计产率的计算公式，以质量分数表示。
四、实验要求
在掌握制备原理的基础上，做好以下工作：
1、配平有关的反应方程式；
2、按使用 20g环己醇为起始物进行设计；
3、查阅有关反应物和产物及使用的其他物质的物理常数；
4、分析资料，提出设计方案；
5、列出使用的仪器设备，并画出仪器装置图；
6、提出各步反应的后处理方案；
7、提出产物的分析测试方法和打算使用的仪器。
实验部分：
1、指导教师审查学生的设计方案；
2、学生独立完成实验操作，如果失败，必须进行重做；
3、鼓励学生按自己的合成思路，对不同的实验条件进行反复探索，总结经验。
4、提倡对所做实验的深入研究，不刻意追求完成实验的多寡；
5、对所得产物都要进行测试分析；以分析测试手段来表征合成的结果；
6、做好实验记录，教师签字确认。
附：实验步骤
第一步：己二酸的制备
一：1.如图一组装实验仪器
2.分别量取25ml浓HNO3(在量取过程中要注意戴橡胶手套，并小心不要溅到衣服上)与25ml蒸馏水，在图中烧瓶中混合。
3.量取10ml环己醇，倒入小烧杯中备用。
4.用加热套对HNO3加热到80℃停止加热，取出加热套，在烧瓶底下放250ml的装有冷水的烧杯。
5.用滴管向烧瓶中“逐滴”滴加环己醇，保持反应温度在80-90℃，此反应会放出大量的热，如果超出反应温度用冷水降温。
6.滴加完毕，重新放入加热套中加热，保持反应温度在80-90℃，持续3分钟，使反应完全。
注意事项：1.上述反应会产生NO2，应在通风橱中进行。
2.此反应放热较多，一定要逐滴加入，以免温度上升太高使反应失控.但也不要使温度降到80℃以下,以至反应太慢使未反应的环己醇积聚起来影响产率。
二：1.待反应液稍冷后，将烧瓶放入冰水中冷却，使晶体析出。
2.将析出的晶体在布氏漏斗中进行抽滤。用抽滤液洗出烧瓶中剩余的晶体。用3ml冰水洗涤己二酸晶体，抽滤。再用3ml冰水洗涤一次，再抽滤。
3.等晶体变为雪白色且完全干燥时停止抽滤，取出滤纸，称量计算产率。
注意事项：在冷却的过程中要不停的转动烧瓶（不是晃动），避免洗出的晶体粘在烧瓶壁上。如果仍有晶体粘在壁上可稍微加热使其脱落再重新冷却一次。
第二步：己二酸二乙酯的合成
1.将以上获得的己二酸晶体用纸槽小心地转移到三颈烧瓶中。再添加半药匙NaHSO4作催化剂。
2 .向滴液漏斗中添加15ml无水乙醇，如图二组装仪器。
3 .用加热套给三颈烧瓶加热，当量程为200℃的温度计升高到120℃时，打开滴液漏斗阀门，逐滴滴加无水乙醇，使反应温度控制在120-125℃之间。
4.反应40min左右(从开始滴加乙醇算)取出加热套，让反应物自然冷却。此时反应物已成为无色液体，NaHSO4晶体颗粒聚集在一起成为块状。将产物从三颈烧瓶中倒出。用饱和Na2CO3洗涤分液，除去其中的己二酸氢乙酯和NaHSO4.所得产物即为己二酸二乙酯，用量筒测己二酸二乙酯的体积根据密度计算产率。
五、实验仪器设备和试剂
1、实验仪器设备：
加热套；三颈烧瓶（250ml）；真空泵；布氏漏斗；抽滤瓶；量筒（10ml）；圆底烧瓶（100ml）铁架台；温度计（100℃与200℃各一个）；胶头滴管；烧瓶250ml；滤纸；天平；纸槽；滴液漏斗；冷凝管；分液漏斗。等辅助工具。
2、实验所用试剂：
环己醇；浓硝酸；硫酸氢钠；无水乙醇；饱和碳酸钠溶液
六、结果测试
按照设计的表格采集数据，记录实验中所有原始数据并进行结果的计算处理。
七、考核要求
1、实验考核按实验教学大纲要求进行考核。
2、实验成绩可按百分制登记，实验预习占30%，实验操作占40%，实验报告占30%。
八、实验报告格式及要求
1、实验报告以科技小论文的形式书写。
2、实验报告格式
(1)题目：实验项目名称
(2)作者、单位
(3)摘要（100字以内）
(4)关键词（3-5个，以分号隔开）
(5)正文：①引言：写明本次实验的目的、意义及采取的实验方法。
②实验原理：简述实验的基本原理及反应方程式、结果计算公式。
③实验仪器设备及材料：列出主要的仪器设备及材料。
④实验过程及实验原始数据：扼要写出实验步骤，列出实验原始数据。
⑤实验数据处理：对实验数据计算及结果表达。
⑥实验结果讨论：对实验进行小结，包括对实验条件与实验结果进行讨论，得出本次科学实验的结论。
(6)实验参考资料。
九、思考与讨论题
1、做本实验时，为什么必须严格控制好滴加环己醇的速度和反应物的温度？
2、本实验为什么必须在通风厨里进行?
3、写出用硝酸氧化环己醇成为己二酸的平衡方程式（假定硝酸的分解产物完全是二氧化氮）。根据方程式计算己二酸的理论产量。
4、为什么要用过量的乙醇？
5、能否用浓氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤？