甘肃农业大学《有机化学实验》课程教案 课程名称 有机化学实验 课程学时 24学时 课程性质 实验操作技能训练 任课教师 乔海军 职称 讲师 授课时间 2008.3~2008.7 授课对象 农科类本科生 有机化学实验是农科类本科生的一门基础化学实验课程，因此本门课程对学生实 验技能、实验素质和综合能力的培养具有重要的意义。通过本课程的学习与实践，训 课程目的 练学生的基本操作，使学生掌握必备的实验技能，掌握有机化合物提纯、鉴定、制备 和任务 的方法及手段，掌握实验现象的观察、实验数据的记录和实验结果的处理，以培养学 生实事求是的科学态度和严肃认真的科学作风，为逐步掌握科学研究的方法奠定良好 的基础。 通过本课程的学习与实践，学生应达到如下要求： 1.掌握有机物熔点、折光率、旋光度测定方法；蒸馏和重结品、色谱技术等基本操作。 课程教学 2.掌握某些有机化合物的的合成方法。 基本要求 3.掌握实验报告的书写方法。 4.利用所学有机化学理论分析、解释实验现象，提高学生分析问题和解决问题的能力。 教材 工兴民，李铁汉.基础化学实验.北京：中国农业出版社，2006.8 《有机化学实验》(第2版).曾昭琼主编.北京:高等教育出版社,1996. 《有机化学实验》兰州大学、复旦大学化学系有机教研室编.北京：高等教育出版 社，1994. 主要参 《有机化学实验》.关烨第编著.北京:北京大学出版社,2002.10 考资料 《有机化学实验》.王兴涌编著.北京:科学出版社,2004.7 《有机化学实验》.周志高,蒋鹏举主编.北京:化学工业出版社,2005.1 《有机化学实验》.姚映钦主编.武汉工业大学出版社,1995. 实验课程教学内容与学时分配 实验学时 实验内容 学时 实验类型 是否必修 实验一熔点的测定 3学时 基本操作实验 必修 实验二蒸馏和水蒸汽蒸馏 3学时 基本操作实验 必修 实验三乙酸乙酯的制备 3学时 基本操作实验 必修 实验四色谱分析一柱色谱（菠菜色素的提取和分离） 3学时 综合性实验 必修 实验五天然产物的提取（从茶叶中提取咖啡因） 3学时 综合性实验 必修 实验六重结晶及过滤 3学时 设计性 必修 实验七乙酰苯胺的制备 3学时 基本操作实验 必修 实验八乙酰水扬酸（阿司匹林）的制备 3学时 综合性实验 必修 合计 24学时
甘肃农业大学《有机化学实验》课程教案 实验名称 实验一熔点的测定 实验类型 基本採作实验 实验学时 3学时 实验 了解测定熔点的意义。 目的与 了解固体有机物的熔点和熔程的概念。 要求 掌握毛细管法测定熔点的原理和方法。 ● 熔点管封口端壁不能太厚，封口要均匀。 实验关键 ● 毛细管内装样品时，一定要反复冲撞夯实。 ● 控制升温速度不宜太快。 实验内容 课堂调控 一、 实验目的 板书 1.通过实验主要是要让学生掌握用毛细管法测定固体有机物质熔点的燥作方 法： 2.了解熔点测定的意义。 二、实验原理 板书+讲解 1.熔点 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 有机化合物一般都有固定的熔点，固液两念之间的变化是非常敏锐的，自初熔全 全熔（称为熔程）温度不超过0.5~1℃。 加热纯有机化合物，当温度接近其熔点范围时，升温速度随时间变化约为恒 定值，此时用加热时间对温度作图。 板书 相随时间和 度 温度的变化 物质深气乐随塑度 变化曲慢 曲线SM一物质固相的蒸气压与温度的关系 曲线ML—物质液相的蒸气压与温度的关系（因为两条线斜率不同，所以有交点） M一固液两相蒸气压一致，固液两相平衡共有，这时的温度TM即为该物质的熔点 相随时间和温度的变化 化合物温度不到熔点时以固相存在，加热使温度上升，达到熔点.开始有少 量液体出现，而后固液相平衡.继续加热，温度不再变化，此时加热所提供的热 量使固相不断转变为液相，两相间仍为平衡，最后的固体熔化后，继续加热则温 度线性上升。因此在接近熔点时，加热速度一定要慢，每分钟温度升高不能超过 2℃，只有这样，才小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。 当含杂质时（假定两者不形成固溶体），根据拉乌耳定律可知，在一定的压力 和温度条件下，在溶剂中增加溶质，导致溶剂蒸气分压降低（上图中ML),固液 两相交点M'即代表含有杂质化合物达到熔点时的固液相平衡共存点，TM'为含杂
甘肃农业大学《有机化学实验》课程教案 质时的熔点，显然，此时的熔点较纯粹者低。 2.混合熔点 在鉴定某未知物时，如测得其熔点和某已知物的熔点相同或相近时，不能认 为它们为同一物质。还需把它们混合，测该混合物的熔点，若熔点仍个变，才能 认为它们为同一物质。若混合物熔点降低，熔程增大，则说明它们属于不同的物 质。故此种混合熔点试验，是检验两种熔点相同或相近的有机物是杏为同一物质 的最简便方法。多数有机物的熔点都在400℃以下，较易测定。但也有一些有机物 在其熔化以前就发尘分解，只能测得分解点。 三、仪器与药品 L.仪器：b形管(Thiele管)，温度计，酒精灯，毛细管，表面，玻璃棒， 40厘米长玻管（直径3mm以上），铁架台。 2.药品：苯甲酸（分析纯)，尿素（分析纯），浓硫酸。 四、实验装置 板书+讲解 演示： 实验装置 熔点测定装置图 五、操作要点及说明 讲解 提醒学生注 影响毛细管法测熔点的主要因素及措施有： 意 L.熔点管本身要干净，管壁不能太厚，封口要均匀。初学者容易出现的问题 是，封口一端发生弯曲和封口端壁太厚，所以在毛细管封口时，一端在火焰上加 热时要尽量让毛细管接近垂直方向，火焰温度不宜太高，最好用酒精灯，断断续 续地加热，封口要圆滑，以不漏气为原则。 2样品一定要干燥，并要研成细粉木，往毛细管内装样品时，一定要反复冲 撞夯实，管外样品要用卫生纸擦干净。 3.用橡皮圈将毛细管缚在温度计芳，并使装样部分和温度计水银球处在同 水平位置，同时要使温度计水银球处于b形管两侧管中心部位。 4.升温速度不宜太快，特别是当温度将要接近该样品的熔点时，升温速度坦 不能快。一般情况是，开始升温时速度可稍快些(5℃/mim)但接近该样品熔点 时，升温速度要慢(1一2℃/mi),对未知物熔点的测定，第一次可快速升温， 测定化合物的大概熔点。 5.熔点温度范围（熔程、熔点、熔距）的观察和记录，注意观察时，样品开 始蒌缩（蹋落）并非熔化开始的指示信号，实际的熔化开始于能看到第一滴液体 时，记下此时的温度，到所有品体完全消失呈透明液体时再记下这时的温度，这 两个温度即为该样品的熔点范围。 6.熔点的测定全少要有两次重复的数据，每一次测定都必须用新的熔点管， 装新样品。进行第二次测定时，要等浴温冷全其熔点以下约30℃左右再进行。 7.使用硫酸作加热浴液（加热介质）要特别小心，不能让有机物碰到浓硫酸
甘肃农业大学《有机化学实验》课程教案 香则使溶液颜色变深，有碍熔点的观察。若出现这种情况，可加人少许硝酸御品 体共热后使之脱色。采用浓硫酸作热浴，适用于测熔点在220℃以下的样品。若要 测熔点在220℃以上的样品可用其它热浴液。见兰大、复旦书p431。 8.测定工作结束，一定要等浴液冷却后方可将浓硫酸倒回瓶中。温度计也要 等冷却后，用废纸擦去硫酸方可用水冲洗，杏则温度计极易炸裂。 六、实验操作 板书+讲解 1.装样：取少量结品提纯的苯甲酸放在表面皿上，用玻棒的圆头研成细木并 聚为一堆，同时取内径约1mm,长约6~7mm的一端封闭的毛细管一根山，使开 口向下，向研细了的药粉堆上轻插数次，药粉即被压入毛细管中。然后再使毛细 管开口向下，轻轻地在桌面上敲击，以使粉木洛入和填紧管底（或沿着直立的玻 管内壁滑下数次，粉木即洛入毛细管底)。重复数次，全毛细管装有约2~3m高 药粉柱为止。 2.测定： 在毛细管壁均匀的涂抹一层浓硫酸将毛细管粘在温度计上，并使装样部分和 温度计水银球处在同一水半位置。温度计插入配有缺口木塞的Thiele熔点测定管， 温度计刻度应面向木塞缺口，其水银球位于测定管上下两叉管口之间。 测定管中装有硫酸溶液。溶液高达上叉管处即可。用酒精灯在图示部加热， 受热的溶液作沿管上升运动，从而促使整个管内浴液呈对流循环，使得温度较均 匀。当温度上升到与被测物的熔点相差10~15℃时，减小火焰，使温度每分钟上 升约1~2℃。升温速度不宜太快，特别是当温度将要接近该样品的熔点时，升温 速度史不能快。一般情况是，开始升温时速度可稍快些，一般为每分钟5℃，但接 近该样品熔点时，升温速度要慢，一般为每分钟1一2℃。加热过程中注意观察， 样品开始萎缩（蹋洛）并非熔化开始的指示信号，实际的熔化开始于能看到第 滴液体时，记下此时的温度，到所有品体完全消失呈透明液体时再记下这时的温 度，这两个温度即为该样品的熔点范围。 每一次测定都必须用新的熔点管另装样品，不能将己测过熔点的熔点管冷却 使其中的样品固化后再作第二次测定。因为有时某些物质会产生部分分解或转变 成具有不同熔点的其它结品形式。 测熔点时每个样品企少测两次（两次数值一致）。如果要测定未知物的熔点， 应先对样品做一次粗测，粗测时加热可稍快，了解其大致的熔点范围，然后另装 一根毛细管样品，作精密的测定，第二次测定时，浴液温度必须下降20℃左右进 小能进行。 按上述燥作步骤测定苯甲酸、尿素以及苯甲酸与尿素混合物的熔点，并利用 测熔点的方法确定未知物是苯甲酸还是尿素。 熔点测好后，温度计的读数须对照温度计校正图进行校正。 七、思考题 1.测熔点时，若有下列情况将产生什么结果？ 提问学生 (1)熔点管壁太厚。 (2)熔点管底部未完全封闭，尚有一针孔。 (3)熔点管洁净。 (4)样品未完全干燥或含有杂质。 (5)样品研得不细或装得不紧密。 (6)加热太快。 答：(1)管壁太厚样品受热不均匀，熔点测不准，熔点数据易偏高，熔程大。 (2)熔点管底部未完全封闭有一针孔，空气会进人，加热时，可看到有气泡
甘肃农业大学《有机化学实验》课程教案 从溶液中跑出接着溶液进人，结品很快熔化，也测个准，偏低。 (3)熔点管不洁净，等于样品中有杂质，致使测得熔点偏低，熔程加大。 (4)样品未完全干燥，内有水分和其它溶剂，加热，溶剂气化，使样品松动 熔化，也使所测熔点数据偏低，熔程加大.样品含有杂质的话情况同上。 (5)样品研得不细和装得不紧密，甲面含有空隙，充满空气，而空气导热系 数小传热慢，会使所测熔点数据偏高熔程大。 (6)加热太快，升温大快，会使所测熔点数据偏高，熔程大，所以加热不能太 快。这一方面是为了保证有充分的时间让热量山管外传至管内，以使固体熔化。 另一方面因观察者不能同时观察温度计所示度数和样品的变化情况，只有缓慢加 热才能使此项误差变小。 2.是否可以使用第一次测熔点时已经熔化了的有机样品再作第二次测定？为 什么？ 答：不可以，这是因为第一次测过熔点后，有时有些物质会产生部分分解，有些 会转变成具有不同熔点的其它结品形式。 3.测定熔点有什么意义？ 4.已测得甲、乙两样品的熔点均为130℃，将它们以任何比例混合后测得的 熔点仍为130℃，这说明什么问题？ 八、注释 []熔点管本身要干净，管壁不能太厚，封口要均匀。初学者容易出现的问题 是，封口一端发尘弯曲和封口端壁太厚，所以在毛细管封口时，一端在火焰上加 热时要尽量让毛细管接近垂直方向，火焰温度不宜太高，最好用酒精灯断断续续 地加热，封口要圆滑，以不漏气为原则。 [2]样品一定要干燥，并要研成细木，往毛细管内装样品时，一定要反复冲撞 夯实，管外样品要用卫生纸擦干净。 [3]使用浓硫酸作加热浴液（加热介质）要特别小心，不能让有机物碰到浓硫 酸，否则使溶液颜色变深，有碍熔点的观察。若出现这种情况，可加人少许硝酸 御品体共热后使之脱色。采用浓硫酸作热浴，适用于测熔点在220℃以下的样品。 若要测熔点在220℃以上的样品可用其它热浴液