中南大学有机化学实验教案04重结晶与熔点测定

实验4重结晶与熔点测定（数字熔点仪）RecrystallizationandDeterminationofmeltingpoint实验课时：5学时实验类型：基本操作综合教学对象：本科生一、目的与要求1．掌握重结晶纯化固体有机物的基本方法（溶剂的选择、溶剂用量确定、热过滤、晶体的生成、固体的洗涤与干燥）。2．了解熔点测定的方法和意义。3．用数字熔点仪测精制产品的熔点二、方法与原理固体有机物的溶解度随温度的变化而变化。一般而言，升高温度溶解度增大，反之则溶解度降低。利用溶剂对被提纯化合物及杂质的溶解度的不同，从而达到分离纯化的目的。三、内容提要粗品乙酰苯胺用水重结晶。用乙醇-水重结晶粗品萘。干燥，测熔点以鉴定纯度，计算回收率。四、难点分析学生第一次做重结晶操作，每一步骤都可能出错，常见操作错误或不当之处如下：溶剂用量过多，析不出结晶；活性炭漏到母液中；用大量的溶剂洗晶体；将滤纸盖在晶体上进行干燥；熔点管未坠紧；布氏漏斗破损等。务必要求严格、规范操作，注重个别指导，发现问题及时纠正。五、教学要点1.课前准备：查阅乙酰苯胺的物理常数（在25℃和100℃水中的溶解度）；预作实验。乙酰苯胺在水中的溶解度：20℃25℃50℃80℃100℃0.460.560.843.455.5熔点：乙酰苯胺114℃；萘：80.55℃萘的溶解度:19.5℃,乙醇中9.5g；25℃,水中0.003g2.预习指导：重结晶法提纯的基本原理？一般包括哪些步骤？每一步的操作要点是什么？如何判断固体有机物的纯度？3.课堂提问指名回答问题，强调重结晶法的每一步操作要点，并引导思考为什么？用有机溶剂重结晶与用水重结晶操作上有什么区别?熔点测定有哪些方法？各有什么优缺点？4.课堂演示水泵抽滤操作:漏斗的预热、抽滤、洗涤精制产品示范回流装置(有机溶剂重结晶制饱和溶液的装置)，熔点测定的操作（强调样品“干燥、研细、装紧、少”；注意熔点仪初始温度的设定、升温速度）。三个示范均可在在实验过程中分多次进行。5.个别巡回指导六、注意事项1、溶剂的用量适当2、活性炭的使用：用量为固体重量的1～5％；不能向正在沸腾的溶液里加入活性炭。3、析晶应充分4、少量冷溶剂洗晶体表面5、晶体干燥充分5、溶解过程中会出现油珠状物，为熔化的乙酰苯胺，不是杂质。七、思考题（附：参考答案）1．活性炭为什么要在固体物质全部溶完后加入？又为何不能在溶液沸腾时加入？答：便于观察固体全溶解，防止暴沸2．抽气过滤收集晶体时，为什要先打开安全瓶的活塞再关水泵？答：防止倒流3．用有机溶剂重结晶时，容易着火，溶剂容易挥发，如何防止？答：水浴加热，回流装置4．在布式漏斗中用溶剂洗涤固体时应注意些什么？:答：停止抽滤，小心松动晶体，加少量、冷的溶剂使晶体润湿，再抽滤，如此反复2-3次。5．下列情况对结果有什么影响A．加热太快（偏高）B．样品不细装得不紧（传热不好，偏高）C．样品管粘贴在提勒管壁上（偏低，中部的浴液温度较高）D．毛细管壁太厚（传热不好，偏高）E．毛细管不洁净（偏低，有杂质）F．样品未完全干燥或含有杂质（偏低）6．两样品的熔点都为150℃，以任何比例混合后测得的熔点仍为150℃,这说明什么?（同一物）7．提勒管法测熔点时，为什么要使用开口木塞？（与大气相通）8．测过的样品能否重测？（不能，可能晶形发生了改变或分解）9．熔距短是否就一定是纯物质？（一般是。若样品的组成与最低共熔点的组成相同时，熔点也很敏锐，不过这种情况很少）附：熔点测定（提勒管法）Determinationofmeltingpoint实验课时：3-4学时实验类型：基本操作实验教学对象：医学临床、检验、麻醉等各专业本科生一、目的与要求1．了解熔点测定的原理和意义2．学会用毛细管法测定标准有机化合物和混合物的熔点3．了解显微熔点仪的使用方法测定自己制备的产物的熔点二、内容提要1．用毛细管法测定标准有机化合物尿素和肉桂酸及它们的1：1混合物的熔点2．用显微熔点仪测定自制的乙酰苯胺的熔点三、教学程序1．提问和讲解：（1）什么叫熔点、熔距？答：熔点是有机物的重要物理常数，熔点测定为基本操作技术之一，熔点即化合物的液态、固态、气态互相共平衡状态共存时的温度。在此温度下，固体的一些分子获得充分的能量并克服晶体分子之间的结合力而液化。通常所记录的熔点范围即熔距。纯化合物开始熔化到全部成为透明液体的温度（始熔~熔完），其熔距为0~0.5℃或0~1或2℃。混合物则其熔点低，熔距宽。结合相图，简要讲解。（2）测定有机化合物熔点有何意义？一是可判定物质的纯度。物质纯则熔距窄，杂质多则熔距宽。本实验中尿素和肉桂酸混合物熔距可达30℃以上，二是可作定性鉴定，参考官能团类别实验后查化学手册上熔点值，作为定性的初步依据。2．示范：注意规范性（1）认识装置中的仪器和用法（2）泰利管或提勒熔点管，似英文b，要注意传热只能到b形管叉管处，因传热液受热膨胀则上升，可能会浸泡固定毛细管用的橡皮圈。酒精灯焰加热支管右下端处，热液会自动循环，不必搅拌。（3）开口软木塞或橡皮圈的作用是：与大气相通，使管内气态受热时能逸出。每个学生在（4）做实验前要熟悉软木塞上的温度计刻度。（5）仪器由上而下装配，自由夹夹住熔点管时松紧要适宜。装置要注意“三中心”相重合。已装样毛细管底部位于温度计水银球中部，温度计水银球位于熔点管支管口与管底之间中部及管柱的中心位置（勿靠管壁）。（6）酒精不超过容积的2/3；点燃酒精灯只能用火柴或纸条；不准用点燃的酒精灯去点。点燃前取出酒精灯盖，熄灭时用灯盖罩上。（7）毛细管装样，样品要研细。坠紧，样品高2~3mm，否则样品颗粒间传热不好，使熔距变大。（8）示范固定毛细管于温度计上的方法，若橡皮圈或装了样品的毛细管掉入石腊油中应立即取出来。3．教学安排与特定要求（1）装置每人一套，毛细管4根/人。单学号测尿素，双学号测肉桂酸；混合物每人都测定。（2）严格控制加热升温速度。每测定一次，都要使浴液降温，纯样品约降温10℃，混合样要降温40℃。（3）本实验报告内容是：实验名称、日期、目的要求、画装置图，记录熔点和熔距数据，结论及对实验的改进意见或心得体会。实验完毕，将数据交老师检查，然后清点仪器（公用的放在台上），最后打扫卫生。（4）用显微熔点仪测定自己制备的乙酰苯胺的熔点四、实验关键之处及注意事项1．个别毛细管底未封好，有石腊油渗入。2．熔点值偏高或偏低，可能是学生观察错误或温度计质量差或升温太快或太慢（测混合物时，晶体应全部熔完时才停止加热）。3．不要将酒精拿出实验室。不要将废弃的毛细管、火柴头、纸屑乱扔在地上或水槽中。4．实验结果参考数据：纯物质一般熔距3℃之内，混合物熔距10℃以上，否则重作。五、思考题的解答1．下列情况对结果有什么影响A．加热太快（偏高）B．样品不细装得不紧（传热不好，偏高）C．样品管粘贴在提勒管壁上（偏低，中部的浴液温度较高）D．毛细管壁太厚（传热不好，偏高）E．毛细管不洁净（偏低，有杂质）F．样品未完全干燥或含有杂质（偏低）2．两样品的熔点都为150℃，以任何比例混合后测得的熔点仍为150℃,这说明什么?（同一物）3．提勒管法测熔点时，为什么要使用开口木塞？（与大气相通，同时便于观察温度计在软木塞内的刻度读数）4．测过的样品能否重测？（不能，可能晶形发生了改变或分解）5．熔距短是否就一定是纯物质？（一般是。若样品的组成与最低共熔点的组成相同时，熔点也很敏锐，不过这种情况很少）