综合化学实验讲义.doc

1、综合化学实验讲义1实 验 室 规 则1、实验前必须预习实验指导书，并撰写实验预习报告，方得参加实验。2、实验前须认真检查仪器、试剂、用具及实验材料。如有破损、短缺应在上课前报告由值日生集体上报实验准备教师，逾期自付。3、实验过程中不得随便挪动外组的仪器、用具和实验材料。不得随意拨动仪器开关或电源开关，须按实验要求进行。4、实验材料、药品的使用，应在不影响实验结果的前提下注意节约，杜绝浪费。5、实验室应保持肃静，不得谈笑喧哗，不许搞其他动作，以免影响他人实验。6、清洗仪器、用具、材料时，须将固形物倒入指定容器内，不得直接倒入水槽，以免造成水管堵塞。7、实验过程中，须按操作规程仔细操作，注意观察试

2、验结果，应及时记录。不得抄写他人的实验实习记录，否则，须重做。如有疑问，应向指导教师询问清楚后方可进行。8、实验完毕后，须将玻璃仪器、用具等清洗干净，按原来的位置摆设放置，交任课老师检查。如有破损须报告任课教师，并填写仪器损坏登记簿。9、在进行实验过程中，不得随意食用原料和加工品。10、在进行实验过程中，要认真进行实验纪录，实验结束后，让任课老师签字后方可离开。11、实验结束后，由值日生负责打扫实验室，保持室内整洁，注意关上水、电、窗、门。并填报表格，经任课老师和实验老师签字检查后，方可离开。2实验一 水杨醛的合成一、实验目的1、掌握制备水杨醛的原理和方法2、掌握水汽蒸馏的实验方法二、实验原理

3、：酚与氯仿在碱性溶液中加热生成邻位及对位羟基苯甲醛。含有羟基的喹啉、吡咯、茚等杂环化合物也能进行此反应。常用的碱溶液是氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠水溶液，产物一般以邻位为主，少量为对位产物。如果两个邻位都被占据则进入对位。不能在水中起反应的化合物可在吡啶中进行，此时只得邻位产物。Reimer-Tiemann Mechanism：芳环上的亲电取代反应首先氯仿在碱溶液中形成二氯卡宾，它是一个缺电子的亲电试剂，与酚的负离子（）发生亲电取代形成中间体（） ， （）从溶剂或反应体系中获得一个质子，同时羰基的 - 氢离开形成（）或（ ） ， （）经水解得到醛。3三、仪器与试剂：1、试剂：苯酚 氯仿 氢氧化钠

4、三乙胺 亚硫酸氢钠，乙酸乙酯，盐酸，硫酸2、仪器：电动搅拌器 温度计 球形冷凝管 滴液漏斗 恒压滴液漏斗 分液漏斗 250ml 三口烧瓶 布氏漏斗 抽滤瓶 阿贝折光仪四、操作步骤：在装有搅拌、温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的 250ml 三口瓶中，加入 38ml 水，20g氢氧化钠当其完全溶解后，降至室温，搅拌下加入 9.4g 苯酚，完全溶解后加入 0.16mL(3-6 滴)三乙胺，水浴加热至 50时，在强烈搅拌下，于 30 分钟内缓缓滴加 16mL 氯仿。滴完后，继续搅拌回流 1 小时，此时反应瓶内物料渐由红色变为棕色，并伴有悬浮着的黄色水杨醛钠盐。回流完毕，将反应液冷至室温，以 1: 1 盐

5、酸酸化反应液至 pH=2-3，静置，分出有机层，水层以乙酸乙酯萃取之，合并有机层，常压蒸除溶剂后，残留物水汽蒸馏至无油珠滴出为止，分出油层，水层以乙酸乙酯萃取三次，将油层合并后，加饱和亚硫酸氢钠溶液。大力振摇后，滤出水杨醛与亚硫酸氢钠的加成物，用 10%硫酸于热水浴上分解加成物，分出油层，以无水硫酸钠干燥之，吸滤后，将滤液常压蒸馏，收集 195-197馏份即得淡黄色水杨醛产品， n D201.5720。五、注意事项41、控制好水浴温度。2、16mL 氯仿应在 30min 内缓慢滴加 。六、思考题1、如何将水杨醛与苯酚分离？2、实验中三乙胺有何作用？5实验二无机粉体（CaCO 3）的聚合物胶囊化

6、改性一、实验目的1、了解无机粉体的聚合物胶囊化过程；2、认识聚合物对无机粉体表面的改性作用；3、熟悉并掌握粘度计的使用方法。二、实验原理采用物理或化学方法对粉体颗粒进行表面处理，有目的地改变其表面物理化学性质的工艺，称为粉体表面改性。其目的是为了增强粉体与基体的界面相容性，从而提高复合材料的力学等各种性能。矿物等粉体的表面改性方法有多种不同的分类。根据改性性质的不同分为物理方法，化学方法和包覆方法；综合改性作用的性质、手段和目的，分为包覆法、沉淀反应法、表面化学法、接枝法和机械化学法。包覆处理改性是利用无机物或有机物（主要是表面活性剂，水溶性或油溶性高分子化合物及脂肪酸皂等）对矿粒表面进行包覆

7、以达到改性的方法，也包括利用吸附、附着及简单化学反应或沉积现象进行的包膜。利用化学反应并将生成物沉积在矿粒表面形成一层或多层“改性层”的方法称为沉淀反应改性。表面化学改性通过表面改性剂与颗粒表面进行化学反应或化学吸附的方式完成。机械力化学改性是在矿物超细粉碎的同时实施表面化学改性，利用粉体机械力效应，可促进和强化改性效果，其实质是表面化学等改性方法的促进手段。利用紫外线、红外线、电晕放电和等离子体等方法进行矿物等粉体表面改性的方法称为高能处理改性。高能处理改性一般作为激发手段用于单体烯烃或聚烯烃在矿物颗粒表面的接枝改性。如玻璃纤维和-AL 2O3 等无机粉体经-射线照射，可实现聚乙烯等单体在其

8、表面的接枝聚合。胶囊化改性是在颗粒表面覆盖均质而且有一定厚度薄膜的一种表面改性方法，如采用 in suit 聚合法可制成聚甲基丙烯酸甲酯包覆的钛白粉胶囊改性体。在胶囊化改性工艺中，一般称内藏物为芯物质或核物质（Core material） ，包膜物为膜物质（Wall material） 。胶囊的作用是控制芯物质的放出条件，即控制制造胶囊的条件以调节芯物的溶解、挥发、发色、混合以及反应时间；对在相间起反应的物质可起到隔离作用，以备长期保存；对有毒物质6可以起到隐蔽作用。矿物粉体的胶囊化是正在发展的领域。随着科学技术的发展，人们对材料在多功能、高附加值方面提出了更高的要求。通过某种方法将不同种类的

9、材料制成复合材料，使新材料保留原有组分的优点，克服其缺点，并显示一些新的性能，这种复合技术的研究，已日益受到国内外科技工作者的重视。无机物质和有机物质各有所长，表面性质也有较大差异，通常两者单独使用时均存在一定的局限性，若将有机物质通过一定的方法包覆在无机粉体表面得到无机- 有机复合粒子，可使其兼具两者的各自优点；再者将有机聚合物包覆在无机粉体表面，可使无机粉体达到表面改性的效果，改善其在有机溶剂中的分散稳定性。微胶囊壳体直径为 1-100m，壳体壁膜厚度从几分之一微米到几微米。通常用的表面改性剂有偶联剂、高级脂肪酸及其盐、不饱和有机酸、有机硅、聚烯烃低聚合物等，其中偶联剂是一种常用的表面改性

10、剂，它是一种两性结构物质，分子中的一部分基团可与矿物表面的各种官能团反应，形成强有力的化学键合；另一部分基团与有机高分子发生化学反应或物理缠绕，从而将矿物与有机基体两种性质差异很大的材料牢固结合在一起。本实验采用十二烷基硫酸钠为表面活性剂，甲基丙烯酸甲酯为聚合单体，过硫酸铵为引发剂采用乳液聚合的方法，在 CaCO3 粉体表面包裹上一层均质而且有一定厚度的有机聚合物薄膜，达到粉体表面改性的效果，改善其在有机溶剂中的分散稳定性。乳液聚合是在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌，使单体在水中分散成乳状液，由水溶性引发剂引发而进行的聚合反应。乳液聚合最简单的配方，由单体、水、水溶性引发剂、乳化剂四组分组成。

11、乳化剂通常是一些兼有亲水的极性基团和疏水（亲油）的非极性基团的表面活性剂。按其结构可分三大类（按其亲水基类型）：(1) 阴离子型：亲水基团一般为-COONa, -SO4Na, -SO3Na 等，亲油基一般是 C11C17 的直链烷基，或是 C3C6 烷基与苯基或萘基结合在一起的疏水基。这类乳化剂在碱性溶液中较稳定，遇酸性物质乳液被破坏。(2) 阳离子型：通常是一些胺盐和季铵盐。其特点是在酸性介质中稳定，碱性介质中不稳定。由于它的乳液稳定性较差，在乳液聚合中使用较少。(3) 非离子型：有代表性的是聚乙烯醇、环氧乙烷的聚合物等。这类乳化剂具有非离子型的特性，所以对 pH 的变化不敏感，微酸性反而较

12、稳定。在乳液聚合中，常用作辅助乳化剂，对乳液也起着稳定的作用。乳液聚合有许多优点，如：1、以水作分散介质，价廉安全。乳液的粘度与聚合物分子量及聚合物含量无关，这有利于搅拌、传热和管道输送，便于连续操作；2、聚合速率快，同时产物分子量高，可以在较低的温度下聚合；3、直接应用胶乳的场合，如水乳漆，粘结剂，纸张、皮革、织物处理剂，以及乳液泡沫橡胶，更宜采用乳液聚合。但是乳液聚合也有若干缺点如：1、需要固体聚合物时，乳液需经凝聚(破乳) 、洗涤、脱水、干燥等工序，生产成本较悬浮7法高。2、产品中留有乳化剂等，难以完全除尽，有损电性能。三、实验试剂与仪器试剂：CaCO 3、蒸馏水、甲基丙烯酸甲酯（MMA

13、） 、十二烷基硫酸钠（SDS） 、过硫酸铵、液体石蜡。仪器：烧杯、量筒、三口圆底烧瓶、回流冷凝管、温度计、搅拌器、电子天平、氮气袋、布氏漏斗、滤纸、粘度剂、铁架台、300 目筛。四、实验步骤1、搭搅拌装置：按从下到上的顺序将水浴装置、三口烧瓶、聚四氟乙烯搅拌棒、温度计、冷凝管、电动搅拌器依次装好，应确保从正面和侧面看都呈一条直线.2、实验步骤1、将碳酸钙在 100 C 烘 10 小时，冷却后过 300 目筛；2、在三口烧瓶中，加入 200mL 蒸馏水、10g 碳酸钙、7mL 1%十二烷基硫酸钠，通入氮气，搅拌 1015min；3、加入 4mL 甲基丙烯酸甲酯，搅拌 10min；4、加入 5mL

14、 1%过硫酸铵，搅拌均匀；5、20 分钟后，升温至 60 C，反应 90 分钟；6、自然降温后，用布氏漏斗进行过滤；7、所得固体在真空干燥箱内 40 C 下进行烘干；8、将同样质量的碳酸钙和包覆好的碳酸钙加入同样量的液体石蜡中，搅拌均匀后，测其黏度。五、注意事项注意控制氮气流速和搅拌速度，不易过快。自然降温后，用布氏漏斗进行过滤，目的：进行固液分离8六、思考题1、CaCO 3 烘干过筛的目的是什么？2、CaCO 3 经包覆后，为什么要在 40 C 下烘干？ 3、在实验过程中加入十二烷基硫酸钠的目的是什么？9实验三卡拉胶的提取和果冻的制备一、实验目的1 掌握卡拉胶的提取的方法。2 了解卡拉胶的应

15、用。二、实验原理浩瀚无垠的海洋，孕育着无数的生命，提供人类以丰富的资源，其中包括各种海藻珍品，据统计大约有 2 万多种这些藻类大部分都含有一定的藻胶。有的含有褐藻胶（如褐藻类的海带等） ，有的含有琼胶（如红藻类的江蓠、伊谷草、沙菜、石花菜等） ，有的含有卡拉胶等。其中琼胶是经济价值较高的藻胶。随着近代科技的发展，卡拉胶也已被广泛应用到人类生活的各个方面。卡拉胶的利用起源于数百年前，在爱尔兰南部沿海出产一种海藻，俗称为爱尔兰苔藓（Irish Moss） ，现名为皱波角藻（Chondrus crispus）,当地居民常把它采来放到牛奶中加糖煮，放冷凝固后食用。18 世纪初期，爱尔兰人把此种海藻制成

16、粉状物并介绍到美国，后来有公司开始商品化生产，并以海苔粉（sea moss farina）的名称开始销售，广泛用于牛奶及多种食品中。19 世纪美国开始工厂化提炼卡拉胶，到 19 世纪 40 年代卡拉胶工业才真正在美国发展起来。我国在 1973 年在海南岛开始有卡拉胶生产。卡拉胶又名鹿角菜胶、角叉菜胶，是一类从海洋红藻中提取的海藻多糖，是一个亲水性胶体，其化学结构为 D-半乳糖和 3.6-脱水-D- 半乳糖残基所组成的多糖类硫酸酯的钙、钾、钠、铵盐。由于其中硫酸酯结合形态的不同，可分为 K 型（ Kappa） 、I 型（Iota） 、L 型（Lambda） 。其广泛存在于角叉菜、麒麟菜、杉藻、沙

17、菜等海藻中，为白色或淡黄色粉末，可溶于水或温水（完全溶解于 60以上的水，溶液冷至常温则成粘稠液或透明冻胶） ，不溶于有机溶剂。无味、无臭。卡拉胶具有凝胶、增稠、乳化、保湿、成膜及稳定分散等特性，被广泛应用于食品、轻工、化工和医药等领域。我国工业生产厂家主要集中在广东、福建、海南等地，生产中碱处理大多采用氢氧化钠和氯化钾处理工艺。氢氧化钾处理对海藻结构的破坏较轻，胶质流失少、产品收率高。化学结构：由硫酸基化的或非硫酸基化的半乳糖和 3，6-脱水半乳糖通过 -1，3 糖苷键和 -1，4 键交替连接而成，在 1，3 连接的 D 半乳糖单位 C4 上带有 1 个硫酸基。分子量为 20万以上。 结构式

18、:10胶体化学特性：1、溶解性：不溶于冷水,但可溶胀成胶块状,不溶于有机溶剂，易溶于热水成半透明的胶体溶液.( 在 70以上热水中溶解速度提高； 2、胶凝性：在钾离子存在下能生成热可逆凝胶； 3、增稠性：浓度低时形成低粘度的溶胶,接近牛顿流体，浓度升高形成高粘度溶胶，则呈非牛顿流体。 4、协同性：与刺槐豆胶、魔芋胶、黄原胶等胶体产生协同作用，能提高凝胶的弹性和保水性； 5、健康价值：卡拉胶具有可溶性膳食纤维的基本特性，在体内降解后的卡拉胶能与血纤维蛋白形成可溶性的络合物。可被大肠细菌酵解成 CO2、H 2、沼气及甲酸、乙酸、丙酸等短链脂肪酸，成为益生菌的能量源。卡拉胶在果冻生产中的作用卡拉胶作

19、为一种很好的凝固剂，可取代通常的琼脂、明胶及果胶等。用琼脂做成的果冻弹性不足，价格较高；用明胶做水果冻的缺点是凝固和融化点低，制备和贮存都需要低温冷藏；用果胶的缺点是需要加入高溶度的糖和调节适当的 pH 值才能凝固。卡拉胶没有这些缺点，用卡拉胶制成的果冻富有弹性且没有离水性，因此，其成为果冻常用的凝胶剂。 卡拉胶在果冻中应用时应注意以下几点： 1、是由于卡拉胶属于魔芋胶体系，其溶解度相对不高，因此要进行保温。如保温时间不够，溶解不完全，所做出的果冻口感就不好，严重的会造成果冻很嫩不成型；但同时保温时间过长，卡拉胶又偏碱或者加入了柠檬酸钠之类的缓冲剂，就容易发生去乙酰化变性， 产生“ 蛋花汤”

20、的现象，果冻仍可能不成型。因此建议夏天煮沸后不要保温，冬天煮沸后保温 10min，春秋季节介于两者之间。 2、是由于卡拉胶不耐酸，加酸温度越低越好，一般在 70-80果冻灌装之前或根据实际工艺条 件进行，否则温度越高卡拉胶越容易被破坏，影响口感，同时建议柠檬酸溶于水后添加，以免造成局部过酸；调节 pH 值一般不低于 4，需要更酸的口感则应使用其 11他胶体辅助；巴氏杀菌也会影响口感，需要根据实际情况进行调节。 3、是过滤。在煮沸后，使用筛网过滤料液，其目的是去除无法溶解的魔芋胶颗粒，获得相对透明的果冻，这样做可以得到某些高档果冻透明的效果。果冻是用增稠剂(海藻酸钠、琼脂、明胶、卡拉胶等 )加入

21、各种人工合成香精、着色剂、甜味剂、酸味剂配制而成。虽然来自海藻和陆生植物，可是在提取过程中经过酸、碱、漂白等工艺处理，使其原有的维生素、无机盐等 营养成分均丧失贻尽。海藻酸钠、琼脂等属于膳食纤维类，但摄入过多会影响人体对脂肪、蛋白质的吸收，尤其是铁、锌等无机盐由于结合成不可溶性混合物，降低了人体对铁、锌等微量元素的吸收。人工合成香精，一般多由酯类和醛类化学物溶解于酒精中配制而成。菠萝果冻的香味，主要是加入了以丁酸乙酯为主的人工合成香精；苹果果冻含有异戊酯；香蕉果冻含有丁酸戊酯等。果冻的鲜艳色泽，是加入人工着色剂的结果。这些人工着色剂，是以煤焦油为原料经化学合成，这些物质对人体没有什么营养价值，

22、吃多无益，甚至还有一定的毒性。三、 实验仪器及试剂试剂： 麒麟菜；氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)、氯化钾(KCl)、酒精(C2H5OH)，均为化学纯试剂。仪器：凝胶强度测定仪；分析天平；恒温水浴；真空干燥箱。四、实验步骤1、卡拉胶的提取： 准确称量原料海藻 50g，用蒸馏水洗净，剪成碎块，用 14%KOH 溶液浸泡，把藻体完全浸没为准。加温搅拌，60恒温 4 小时，滤去碱液，用自来水冲洗藻体至中性。然后加入 300mL 蒸馏水，煮沸 50min，用 200 目尼龙纱布滤去藻渣。过滤后的滤液冷却到 40以下，再按胶液的 1/5 加入 5%的氯化钾溶液进行盐析，充分搅拌，使胶液与氯化钾溶

23、液混合均匀，用 30 目的不锈钢筛网把游离水过滤掉。再将所得凝胶在烧杯中加入 200mL 的酒精汲水，用尼龙纱布挤压过滤，滤饼在烘箱中干燥即得产品，称重，计算产率。2、柠檬味果冻的制备（1）将卡拉胶 0.2g（干品）浸泡在 20ml 水中，软化后在搅拌下慢慢加热至果胶全部溶化。(2)加入柠檬酸 0.1g，柠檬酸钠 0.1g，在搅拌下加热至沸，继续熬煮 5 分钟，冷却后即成果冻。12普鲁士蓝光度法测定奶粉中的铁一、实验目的掌握普鲁士蓝光度法测定奶粉中铁含量的方法二、实验原理铁是人体必需的微量元素之一，人体内铁数量不足会导致缺铁性疾患。牛乳中的铁含量通常为 100900g/mL，比人乳中铁含量少，

24、不能够满足喂养幼儿的需要，因此，市销奶粉常强化一定量的营养元素 Fe 。测定奶粉中铁的主要方法有原子吸收法、比色法等。本文利用铁（）与亚铁氰化钾反应生成普鲁士蓝（PB） ，再用光度法测定铁的含量，该法用于食品中铁的测定尚未见报道。研究表明，本法操作简便、快速、重复性好，一般可不经掩蔽干扰离子而直接用于乳粉中铁的测定，结果令人满意。三、仪器和试剂UV-721 紫外可见分光光度计Fe（）储备液（0.1mg/mL） 准确称取 0.4317gNH4Fe(SO4)12H2O 溶于 10mLHNO3 中，转入 500mL 容量瓶中，用水稀释至刻度；Fe（）标准工作液 5g/mL亚铁氰化钾溶液 1mg/mL

25、HNO3 溶液 1mol/L二次蒸馏水四、实验步骤在 25mL 容量瓶中，依次加入一定量的 Fe（）标准工作液，1mL HNO3 溶液 （1mol/L）和 3mL 亚铁氰化钾溶液，用水稀释至刻度，摇匀，以试剂空白作参比，用 1cm比色皿，于波长 700nm 波长处测定吸光度。1、样品处理准确称取约 10g 奶粉于瓷坩埚中，先在电炉上小火加热炭化无烟后，移入高温电阻炉中，于 480灰化，直至样品灰化完全。冷却加入 2mL 浓硝酸溶解，使铁以 Fe（）离子形式存在，然后加水过滤，于 100mL 容量瓶中定容。2、标准曲线的绘制13取 7 个 25mL 容量瓶，分别加入 0、1、5、7.5、10、1

26、2.5、15mL 铁标准工作液，按实验方法显色操作。此溶液分别含铁 0、0.2、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0g/mL，于 700nm 处，1cm 比色皿中测定吸光度，绘制标准曲线。五、数据处理14实验四 离子交换法测定海水盐度一、实验目的1 掌握用离子交换法测定海水盐度的原理和方法。2 了解阳离子交换树脂的使用。二、实验原理对于各种来源的水，常需要测定其中盐类的总量，可以用离子交换发来解决这个问题。当水样通过氢型的阳离子交换树脂时，水中阳离子即与树之中的氢离子进行等当量的交换作用，产生出等当量的酸存在于流出液中，用标准碱溶液滴定其总量。R-SO3 Na+H+= R-SO3 H+ Na

27、+R-SO3 H+M+= R-SO3 M+ H+2H+B4O72-+5H2O=4H3BO3三、试剂及仪器1、 强酸性离子交换树脂(苯乙烯磺酸钠型)2、 硼砂标准溶液（0.05mol/L）精确称取 9.535 克 Na2B4O710H2O 溶于去离子水后移至 500mlL 容量瓶中，加水至刻度。3、 混合指示剂：将 25mL0.2%甲基红乙醇溶液与 75mL0.1%溴甲酚绿乙醇溶液混合（变色点 pH=5.1）4、 4mol/LHCl：334mL 浓盐酸稀释至 1000mL。四、测定a) 离子交换柱的准备取适量在去离子水浸泡 3 小时以上的强酸性离子交换树脂，用湿法装入色谱中，柱高约为 30cm(

28、树脂颗粒之间不能有空气)。用 100150mL 4mol/L HCl 淋洗，控制流速1512mLmin，将树脂变为氢型，然后用去离子水淋洗树脂至流出液不成酸性反应( 用pH 试纸检验)，即可供试验使用。b) 海水样分析：准确移取mL 海水，加入 20mL 去离子水稀释，混匀后，注入准备好的离子交换树脂柱内，调节流速至 12mL/min，待水全进入固定相后，用去离子水淋洗交换柱，至流出液不成酸性反应为止（用 pH 试纸检验，流速可增至 3mL/分） ，流出液体收集在 250mL 锥形瓶中，加入 4 滴混合指示剂，用硼砂标准液滴完，至由酒红色变成浅绿色为终点。计算水样中的含盐总量，以 mol/L

29、表示。五、思考题1、用文字叙述本实验原理。2、如果海水中存在氢氧化物、碳酸盐，能否用该法测定盐度？若要用该法测定，应对海水如何处理？3、海水进样后若流速过快，对实验结果有何影响？16实验五 蛋白质等电点测定一、目的：了解等电点的意义及其与蛋白质分子聚沉能力的关系。二、原理：蛋白质的分子量很大，它能形成稳定均一的溶液，主要是由于蛋白质分子都带有相同符号的电荷，同时蛋白质分子周围有一层溶剂化的水膜，避免蛋白质分子之间聚集而沉降。蛋白质分子所带的电荷与溶液的 pH 值有很大关系，蛋白质是两性电解质，在酸性溶液中成阳离子，在碱性溶液中成阴离子：蛋白质分子所带净电荷为零时的 pH 值称为蛋白质的等电点（

30、PI） 。在等电点时，蛋白质分子在电场中不向任何一极移动，而且分子与分子间因碰撞而引起聚沉的倾向增加，所以这时可以使蛋白质溶液的粘度、渗透压均减到最低，且溶液变混浊。若再加入一定量的溶剂如乙醇、丙酮，它们与蛋白质分子争夺水分子，竭力减低蛋白质水化层的厚度而使混浊更加明显。各种蛋白质的等电点都不相同，但偏酸性的较多，如牛乳中的酪蛋白的等电点是4.74.8，血红蛋白等电点为 6.76.8，胰岛素是 5.35.4，鱼精蛋白是一个典型的碱性蛋白，其等电点在 pH12.012.4。近年来蛋白质的等电点可以采用等电聚焦技术加以准确测定，但需一定的实验条件。本实验采用蛋白质在不同 pH 溶液中形成的混浊度来

31、确定，即混浊度最大时的 pH 值即为该种蛋白质的等电点值，这个方法虽然不很准确，但在一般实验条件下都能进行，操作也简便。三、器材及试剂：1器材：17试管 1.5厘米（9） 。吸管 1 毫升（2） ，2 毫升（2） ，10 毫升（2） 。容量瓶 50 毫升（2） ，500 毫升（1） 。试管架。2试剂：0.01molL -1 醋酸溶液。 0.1molL -1 醋酸溶液。1 molL -1 醋酸溶液。1 molL -1 氢氧化钠溶液（氢氧化钠和醋酸溶液的浓度要标定） 。酪蛋白。四、操作步骤：1制备蛋白质胶液（1）称取酪蛋白 3 克，放在烧杯中，加入 40的蒸馏水。（2）加入 50 毫升 1 mol

32、L-1 氢氧化钠溶液，微热搅拌直到蛋白质完全溶解为止。将溶解好的蛋白溶液转移到 500 毫升容量瓶中，并用少量蒸馏水洗净烧杯，一并倒入容量瓶。（3）在容量瓶中再加入 1 molL-1 醋酸溶液 50 毫升，摇匀。（4）加入蒸馏水定容至 500 毫升，得到略现浑浊的，在 0.1 molL-1NaAC 溶液中的酪蛋白胶体。2等电点测定按下表顺序在各管中加入蛋白质胶液，并准确地加入蒸馏水和各种浓度的醋酸溶液，加入后立即摇匀。观 察管号蛋白质胶液(毫升)H2O(毫升)0.01molL-1HAC(毫升)0.1molL-1HAC（毫升）1molL-1HAC（毫升）pH 0分钟10 分钟20 分钟12345

33、61111118.387.758.758.508.007.000.621.250.250.501.002.005.95.65.35.04.74.4187891115.001.007.404.008.001.604.13.83.5观察各管产生的混浊并根据混浊度来判断酪蛋白的等电点。观察时可用+，+ ，+ ，表示浑浊度。五、思 考 题1、在等电点时蛋白质的溶解度为什么最低？请结合你的实验结果和蛋白质的胶体性质加以说明。2、本实验中，酪蛋白质在等电点时从溶液中沉淀析出，所以说凡是蛋白质在等电点时必然沉淀出来。这种结论对吗？为什么？3、在分离蛋白质时等电点有何实际应用意义？19实验六 薄层板的制备及活

34、度测定一、目的要求1、掌握薄层板的制备及薄层层析的操作方法2、掌握吸附剂活度测定的原理及方法3、应用薄层层析法检测识中草药化学成分二、薄层板的制备1不加粘合剂的薄层涂布法（1）氧化铝薄层将吸附剂置于薄层涂布器中，调节涂布器的高度，向前推动，即得均匀薄层。本实验主要用下述简易操作涂布薄层，取表面光滑，直径统一的玻璃一支，依据所制备薄层的宽度、厚度要求，在玻璃棒两端套上厚度为 0.31mm 的塑料圈或金属环，并在玻璃棒一端一定距离处套上较厚的塑料圈或金属环，以使玻璃棒向前推动时能保持平行方向，操作时，将氧化铝粉均均地铺在玻璃板上，匀速向前推动。（2）纤维素薄层一般取纤维素粉 1 份加水约 5 份，

35、在烧杯中混合均匀后，倒在玻璃板上，轻轻振动，使涂布均匀，水平放置，待水分蒸发至近干，于 1002干燥 3060 分钟即得。（3）聚酰胺薄层取锦纶丝（无色干净废丝即可）用乙醇加热浸泡 23 次，除去腊质等。称取洗净的锦纶丝 1 克，加 85%甲酸 ml，在水浴上加热使溶，再加 70%乙醇 6ml。继续加热使完全溶解成透明胶状溶液。将此溶液适量倒在水平放置的，用清洁液洗净的玻璃片上，并自然向周围推匀，厚度约 0.3mm，薄层太厚时，干后会裂开。将铺好的薄层水平放在盛温水的盘上，使盘中的水蒸汽能熏湿薄层，盘子加玻璃板盖严密，薄板放置约 1 小时完全固化变不透明白色，再放数小时后，泡在流水中洗去甲酸，

36、先在空气中晾干，后在烘箱中 0恒温加热活化 15 分钟，冷后置干燥器中贮存备用。2加粘合剂薄层的涂布法（1）硅胶 G 薄层 取硅胶 G 或硅胶 GF 一份，置烧杯中加水约 5 份混合均匀，放置片刻，随即用药匙取一定量，分别倒在一定大小的玻璃片上（或倒入涂布器中，推动涂布） ，均匀涂布成 0.250.5mm 厚度，轻轻振动玻璃板，使薄层面平整均匀，在水平位置放置，待薄层发白近干，于烘箱中 100活化 0.51 小时，冷后贮于干燥器内备用。活化温度和时间可依需要调整，一般检识水溶性成分或一些极性大的成分时，所用薄层板只在空气中自然干燥，不经活化即可贮存备用。20（2）硅胶（H）羧甲基纤维钠（ CM

37、C-Na）薄层 取羧甲基纤维素 0.2g，溶于 25ml水中，在水浴上加热搅拌使完全溶解，倒入烧杯中，加薄层层析用硅胶（颗粒度 1040m的约 68g） 。激光照排系统混成均匀的稀糊，按照硅胶 G 薄层涂布法制备薄层，或取 0.8%羧甲基纤维纳 10ml，倒入广口瓶（高约 1012cm）中，然后逐步加入薄层层析用硅胶 3.3克，不断振摇成均匀的稀糊，把两块载玻片面对面结合在一起，这样每片只有一面与硅胶糊接触，使薄片浸入硅胶稀糊中，然后慢慢取出，分开二块薄片，将未粘附硅胶糊的那一面水平放在一张清洁的纸上，让其自然阴干，100下烘 30 分钟。冷后于干燥器内备用。未消耗的硅胶稀糊可贮存在广口瓶内，

38、以供再用。氧化铝薄层，氧化铝羧甲基纤维钠薄层的制备方法同上，一般所需要氧化铝比硅胶稍多。目前国内外市场有预先制好的薄层板，底板用玻璃、塑料、铝片等。可按需要用玻璃刀划割，也有用剪刀剪成所要的大小，使用方便，价格贵些。3特殊薄层的制备根据分离工作的特殊需要，可制成以下几种特制薄层。（1）酸、碱薄层和 pH 缓冲薄层为了改变吸附剂的酸碱性，以改进分离效果，可在吸附剂中加入稀酸溶液（如0.10.5N 草酸溶液）代替水制成酸性氧化铅薄层使用，硅胶微呈酸性，可在铺层时用稀碱溶液（如 0.10.5N 氢氧化钠溶液）代替水制成碱性的硅胶薄层。当用醋酸钠、磷酸盐等不同 pH 的缓冲液代替水铺层，制成一定 pH

39、 缓冲的薄层。羧甲基纤维素钠的溶液一般用 0.51%浓度，宜预先配制后静置，取其上层澄清溶液应用，则所制备的薄层表面较为细腻平滑。常用 0.8%浓度。 CMC-Na 系中粘度。300500 厘泊（粘度单位） 。CMC-Na 系碳水化合物，调制时应在水浴上进行。活化温度不应过高，防止碳化。（2）络合薄层硝酸银薄层的制法，可在吸附剂中加入 525%硝酸银水溶液代替水制成均匀糊状，再按常法铺成薄层，制成薄层避光阴干，于 105活化半小时后避光贮存，制成的薄层以不变成灰色为好，在三天内应用。也可先把硝酸银用少量水溶解，再用甲醇稀释成 10%溶液，把预先制好的硅胶 G 薄层浸入此溶液中约 1 分钟，取出

40、避光阴干，按上法活化，贮存。三、吸附剂的活度测定1氧化铝活度的测定一般可用 45 种偶氮染料以薄层层析法进行测定。染料试剂的配制：取偶氮苯（Azobenzene）50mg，对甲氧基偶氮苯（P-21Methoxyuzobenzene）,苏丹黄（Sudan I, Benzeneazo-naphthol） ，苏丹红（Sudan Tetrazobenzol-naphthol） ，对氨基偶氮苯（P-Aminoazobenzene ）各 20mg，分别溶于 50ml重蒸馏的四氯化碳（经氢氧化钠干燥）中。常法制备不含粘合剂氧化铝薄层，以铅笔尖或毛细管尖在薄层板一端 23 cm 处间隔1cm 左右轻轻点上 5

41、 个可以看清的小点，各吸取约 0.02ml 染料试剂分别点滴于原点上，以四氯化碳为展开剂，展开时薄层板与容器底部交角为 1040之间，展开后测出各斑点的 Rf值，从表 1 确定氧化铝的活度（一般高活性氧化铝级活度使用本法时，结果往往偏低）。另取不含粘合剂氧化铝薄层板一块，置于水蒸汽饱和容器内，23 小时后取出，按上述方法测定活度。观察有无变化。 表 1 氧化铝活度与偶氮染料外值关系氧化铝活度级 Rf 值偶氮染料二级 三级 四级 五级偶氮苯 0.59 0.72 0.85 0.95对甲氧基偶氮苯0.16 0.45 0.69 0.89苏丹黄 0.02 0.25 0.87 0.98苏丹红 0.00 0

42、.10 0.35 0.50对氨基偶氮苯 0.00 0.05 0.08 0.192硅胶活度的测定一般选用三种染料的薄层层析法进行测定。欧洲药典 1969 年记载用 0.01%二甲基黄（Dimethy-yellow. P-Dimethylaminoazobenzene） 。苏丹红（Sudan ） ，靛酚蓝（Indophenol blue 4-Tapnthoquinone-4-dimethyl aminoaniline）的苯溶液各 10l 点滴于硅胶 G 或硅胶 H 薄层上，以苯为展开剂，展开 10cm（约 20 分钟） ，三种染料应明显分离，靛酚蓝斑点接近于起始线。二甲基黄斑点在薄层的当中。苏丹红

43、斑点与二甲基黄斑点之间，则认为薄层板活性符合要求。国内青岛海洋化工厂出售薄层层析用的硅胶在吸附剂名称之后加几个字标明的意思是：硅胶 G（G 是 Gypsum 石膏的缩写。表示加了石膏） ，硅胶 H（H 表示不加石膏） ，硅胶GF254（F254 表示加石膏和波长 254 显绿色荧光的硅酸锌锰） 。硅胶 GF365（表示加石膏和波长 365nm 显黄色荧光的硫化锌镉） 。氧化铝则类推。22四、薄层层析的应用薄层层析法在天然产物化学成分的研究中，主要应用于化学成分的预试、化学成分的鉴定及探索柱层分离的条件。用薄层层析进行中草药化学成分检识，可依据各类成分性质及熟知的条件有针对性地进行。由于在薄层上

44、展开后，可将一些杂质分离，选择性高，可使预试结果更为可靠，不仅可通过显色获知成分类型，而且可初步了解主要成分的数目及其极性大小。芦丁的提取、分离与鉴定槐花米系豆科槐属植物槐树（Sophora japonica L）的花蕾，自古用作止血药物。治疗吐血，痔疮便血、子宫出血、鼻血等症，所含主要成分为芸香苷，又称芦丁（Rutin，维生素 P） ，其含量高达 1216% ，有调节毛细血管渗透性之作用，临床用作毛细血管止血药，如复方芦丁，也作为高血压的辅助治疗药物。一、目的要求：1、掌握酸碱法提取黄酮苷类的原理及方法。2、掌握化学鉴别试验、苷水解、衍生物制备、熔点和薄层层检查等手段在苷类结构鉴定上的作用。

45、3、通过 UV、IR、HNMR 和 MS 图谱解析，了解光谱方法黄酮类化合物结构鉴定中的作用。二、已知重要成分性质：1、 芦丁（芸香苷，rutin）淡黄色针晶，水中结晶者含 3 分结晶水，C 27H30O163H2O 100mmHg 和 110加热 12 小时后，变为无水物，无水物于 25变棕，1157软化，214 5发泡分解，1g 芦丁溶于约 300ml 冷水，200ml 沸水，7ml 沸甲醇，溶吡啶，甲酰胺和碱液，微溶于乙醇、丙酮、乙酸乙酯，不溶于氯仿，二硫化碳、乙醚、苯和石油醚。2、 槲皮素（Guereetin）为芦丁的苷元，C15H10O7，MW302.23；含二分子结晶水为黄色针晶，

46、 （稀乙醇） ，57失水，314解，1g 溶于 290ml 无水乙醇、23ml 沸乙醇，溶于冰醋一般在碱水中溶解显黄色，几不溶OHOOHROHR=glurhaOH23于水。3、 皂苷（Saponin）粗品为白色粉末，mp 21020（dec） 。易溶于吡啶。能溶于 200 倍的甲醇，酸水解得下列两种苷元及糖。糖为葡萄糖，葡萄糖醛酸和葡萄醛酸内酯。（1）白桦酯醇（Betulin）无色针晶，mp215 2，能溶于醋酸，丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、氯仿、苯等；难溶于石油醚和水。 （2）槐花二醇（Sophoradiol）无色针晶，mp21920 或 224，溶于石油醚、苯、丙酮、甲醇、难溶于水。 HO

47、CH2OHOOH三、提取分离和纯化2420g5ml250ml1g238.59230 607pH43612 12015607注 1：硼砂因能与芦丁结合，起保护邻二酚羟基，不被氧化破坏的作用，实验证明，提取时加入硼砂，产品质量要好些。注 2：加石灰乳既能达到碱溶解提取芦丁的目的，还可以除去槐花米中大量的粘液质和酸性树脂（形成钙盐沉淀） ，但 pH 不能过高和长时间煮沸，因为会导致芦丁的降解。注 3：pH 过低会使芦丁形成锌盐而降低收率。四、芦丁的鉴定定性反应见附录酮苷的鉴别。（一）芦丁的酸水解称取精制芦丁约 2g，研细，加 H2SO4150ml，投入 500ml 锥形瓶中，放沸石，直火沸腾后，保持

48、 2 小时，放冷后抽滤，滤液保留作糖份的鉴定，水洗沉淀后，粗品用 95%乙醇大约 20ml 回流溶解，趁热过滤，放置，加水至 50%左右浓度，得黄色针晶。（二）糖的鉴定1纸层析鉴定：取水解母液 20ml，于水溶上加热，同时于搅拌下加 BaCO3 细粉中和至中性，滤 BaCO3 后，滤液在水浴上浓缩至 23ml，得样品液，以葡萄糖和鼠李糖标准品作对照。25展开剂：正丁酵一醋酸一水（BAW） （4：1：5）上层，上行展开。显色剂：苯胺一邻苯甲酸试液，喷后 105烘 10 分钟。显棕红色斑点。（三）芦丁和槲皮素的薄层层析鉴定吸附剂：青岛硅胶 G（10400）以 0.4%CMC-Na 水液制板， 105活化 1 小时。展开剂：（1）CHCL 3-MeOH-HCOOH（15：5：1）（2）CHCL 3-