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1、化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术24第三章 有机化学实验基本分离技术第一节 蒸馏蒸馏是分离和提纯液态物质的最重要的方法。最简单的蒸馏是通过加热使液体沸腾，产生的蒸气在冷凝管中冷凝下来并被收集在另一容器中的操作过程。液体分子由于分子运动有从表面逸出的倾向，这种倾向随温度的升高而加大，这就造成了液体在一定的温度下具有一定的蒸气压，与体系存在的液体和蒸气的绝对量无关。当液体的蒸气压与外界压力相等时，液体沸腾，既达到沸点。每种纯液态化合物在一定压力下具有固定的沸点。根据不同的物理性质将蒸馏分为普通蒸馏、水蒸汽蒸馏和减压蒸馏。一、普通蒸馏普通蒸馏操作可用于测定液体化合物的沸点，提纯或除去不

2、挥发性物质，回收溶剂或蒸出部分溶剂以浓缩溶液，主要用于分离液体混合物，由于很多有机物在 150以上已显著分解，而沸点低于 40的液体用普通蒸馏操作又难免造成损失，故普通蒸馏主要用于沸点为 40150之间的液体分离，同时普通蒸馏只是进行一次蒸发和冷凝的操作，因此待分离的混合物中各组分的沸点要有较大的差别时才能有效的分离，通常沸点应相差 30以上。1、蒸馏装置使用的装置见图 3-1。图 3-1化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术25由图 3-1 可知，所用仪器主要包括三部分：（1）汽化部分：由圆底烧瓶、蒸馏头、温度计组成。液体在瓶内受热汽化，蒸气经蒸馏头侧管进入冷凝器中，蒸馏瓶的大小一般

3、选择待蒸馏液体的体积不超过其容量的 1/2，也不少于 1/3。（2）冷凝部分：由冷凝管组成，蒸气在冷凝管中冷凝成为液体，当液体的沸点高于 140时选用空气冷凝管，低于 140时则选用水冷凝管（通常采用直形冷凝管而不采用球形冷凝管） 。冷凝管下端侧管为进水口，上端侧管为出水口，安装时应注意上端出水口侧管应向上，保证套管内充满水。（3）接受部分：由接液管、接受器（圆底烧瓶或梨形瓶）组成，用于收集冷凝后的液体，当所用接液管无支管时，接液管和接受器之间不可密封，应与外界大气相通。热源：当液体沸点低于 80时通常采用水浴，高于 80时采用封闭式的电加热器配上调压变压器控温。2、操作要点安装的顺序一般是先

4、从热源处开始，然后由下而上，从左往右依次安装。（1）以热源高度为基准，用铁夹夹在烧瓶瓶颈上端并固定在铁架台上。（2）装上蒸馏头和冷凝管，使冷凝管的中心线和蒸馏头支管的中心线成一直线，然后移动冷凝管与蒸馏头支管紧密连接起来，在冷凝管中部用铁架台和铁夹夹紧，再依次装上接液管和接受器。整个装置要求准确端正，无论从正面或侧面观察，全套仪器中各个仪器的轴线都要在用一平面内。所有的铁架台和铁夹都应尽可能整齐地放在仪器的背部。（3）在蒸馏头上装上配套专用温度计，如果没有专用温度计可用搅拌套管或橡皮塞装上一温度计，调整温度计的位置，使温度计水银球上端与蒸馏头支管的下端在同一水平线上，如图 3-2 所示，以便在

5、蒸馏时它的水银球能被完全为蒸气所包围，若水银球偏高则引起所量温度偏低，反之，则偏高。图 3-2（4）如果蒸馏所得的产物易挥发，易燃或有毒，可在接液管的支管上接一根长橡皮管，通入水槽的下水管内或引出室外。若室温较高，馏出物沸点低甚至与室温接近，化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术26可将接受器放在冷水浴或冰水浴中冷却，如图 3-3 所示。图 3-3（5）假如蒸馏出的产品易受潮分解或是无水产品，可在接液管的支管上连接一氯化钙干燥管，如图 3-4。如果在蒸馏时放出有害气体，则需装配气体吸收装置，如图 3-5。图 3-4图 3-51、操作方法（1）将样品沿瓶颈漫漫倾入蒸馏烧瓶，加入数粒沸石，

6、以便在液体沸腾时，沸石化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术27内的小气泡成为液体汽化中心，保证液体平稳沸腾，防止液体过热而产生爆沸，然后按由下而上，从左往右依次安装好蒸馏装置。（2）检查仪器的各部分连接是否紧密和妥善。（3）接通冷凝水，开始加热，随加热进行瓶内液体温度漫漫上升，瓶内液体逐渐沸腾，当蒸气的顶端到达温度计水银球部分时，温度计读数开始急剧上升。这时应适当控制加热程度，使蒸气顶端停留在原处加热瓶颈上部和温度计，让水银球上液体和蒸气温度达到平衡，此时温度正时馏出液的沸点。然后适当加大加热程度，进行蒸馏，控制蒸馏速度，以每秒 12 滴为宜。蒸馏过程中，温度计水银球上应始终附有冷凝

7、的液滴，以保持气液两相平衡，这样才能确保温度计读数的准确。（4）记录第一滴馏出液落入接受器的温度(初馏点) ，此时的馏出液是物料中沸点较低的液体，称“前馏分” 。前馏分蒸完，温度趋于稳定后蒸出的就是较纯的物质(此过程温度变化非常很小)，当这种组分基本蒸完时，温度会出现非常微小的回落 (加热过快会出现温度不降反而快速上升)，说明这种组分蒸完。计下这部分液体开始馏出时和最后一滴时的温度读数，既是该馏分的“沸程” 。纯液体沸程差一般不超过 12。（5）当所需的馏分蒸出后，应停止蒸馏，不要将液体蒸干，以免造成事故。（6）蒸馏结束后，称量馏分和残液并记录。（7）蒸馏结束后，先移去热源，冷却后停止通水，按

8、装配时的逆向顺序逐件拆除装置。2、注意事项（1）不要忘记加沸石。若忘记加沸石，必须在液体温度低于其沸腾温度时方可补加，切忌在液体沸腾或接近沸腾时加入沸石。（2）始终保证蒸馏体系与大气相通。（3）蒸馏过程中欲向烧瓶中添加液体，必须停止加热冷却后进行，不得中断冷凝水。（4）对于乙醚等易生成过氧化物的化合物，蒸馏前必须检验过氧化物，若含过氧化物务必除去后方可蒸馏且不得蒸干，蒸馏硝基化合物也切忌蒸干，以防爆炸。（5）当蒸馏易挥发和易燃的物质时，不得使用明火加热，否则容易引起火灾事故。（6）停止蒸馏时应先停止加热，冷却后再关冷凝水。（7）严格遵守实验室的各项规定（如：用电，用火等） 。二、水蒸汽蒸馏水蒸

9、汽蒸馏是用来分离和提纯液态或固态有机化合物的一种方法。其过程是在不溶或难溶于热水并有一定挥发性的有机化合物中加入水后加热或通入水蒸汽后在必要时加热，使其沸腾，然后冷却其蒸气使有机物和水同时被蒸馏出来。水蒸汽蒸馏的优点在于所需要的有机物可在较低的温度下从混合物中蒸馏出来，通常用在下列几种情况：化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术28（1）某些高沸点的有机物，在常压下蒸馏虽可与副产品分离，但其会发生分解。（2）混合物中含有大量树脂状杂质或不挥发性杂质，采用蒸馏、萃取等方法都难于分离的。（3）从较多固体反应物中分离出被吸附的液体产物。（4）要求除去易挥发的有机物。当不溶或难溶有机物与水一起

10、共热时整个系统的蒸气压，根据分压定律，应为各组分蒸气压之和。即 p 总 =p 水 +p 有机物 ，当总蒸气压（ p 总 ）与大气压力相等时混合物沸腾。显然，混合物的沸腾温度（混合物的沸点）低于任何一个组分单独存在时的沸点，即有机物可在比其沸点低得多的温度，而且在低于水的正常沸点下安全地被蒸馏出来。使用水蒸汽蒸馏时，被提纯有机物应具备下列条件：（1）不溶或难溶于水；（2）共沸腾下，与水不发生化学反应；（3）在水的正常沸点时必须具有一定的蒸气压（一般不小于 1333Pa） 。1、仪器装置图 3-6 是实验室常用的装置。包括水蒸汽发生器、蒸馏部分、冷凝部分和接受器四个部分。图 3-6（1）水蒸汽发生

11、器：一般使用专用的金属制的水蒸汽发生器，也可用 500ml 的蒸馏烧瓶代替（配一根长 1m，直经约为 7mm 的玻璃管作安全管） ，水蒸汽发生器导出管与一个 T 形管相连，T 形管的支管套上一短橡皮管。橡皮管用螺旋夹夹住，以便及时除去冷凝下来的水滴，T 形管的另一端与蒸馏部分的导管相连（这段水蒸汽导管应尽可能短些，以减少水蒸汽的冷凝） 。（2）蒸馏部分：采用圆底烧瓶，配上克氏蒸馏头，这样可以避免由于蒸馏时液体的跳动引起液体从导出管冲出，以至沾污馏出液。为了减少由于反复换容器而造成产化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术29物损失，常直接利用原来的反应器，进行水蒸汽蒸馏。（3）冷凝部分：

12、一般选用直形冷凝管。（4）接受部分：选择合适容量的圆底烧瓶或梨形瓶作接受器。2、操作要点（1）水蒸汽发生器上必须装有安全管，安全管不宜太短，下端应插到接近底部，盛水量通常为发生器容量的一半，最多不超过 2/3。（2）水蒸汽发生器与水蒸汽导入管之间必须连接 T 形管，蒸汽导管尽量短，以减少蒸汽的冷凝。（3）被蒸馏的物质一般不超过其容积的 1/3，水蒸汽导入管不宜过细，一般选用内径大于或等于 7mm 的玻璃管。3、操作方法将被蒸馏的物质加入烧瓶中，尽量不超过其容积的 1/3，仔细检查各接口处是否漏气，并将 T 形管上螺旋夹打开。开启冷凝水，然后水蒸汽发生器开始加热，当 T 形管的支管有蒸汽冲出时，

13、再逐渐旋紧 T 形管上的螺旋夹，水蒸汽开始通向烧瓶。（1）如果水蒸汽在烧瓶中冷凝过多，烧瓶内混合物体积增加，以至超过烧瓶容积的 2/3 时，或者水蒸汽蒸馏速度不快时，可对烧瓶进行加热，要注意烧瓶内崩跳现象，如果崩跳剧烈，则不应加热，以免发生意外。蒸馏速度每秒 23 滴。（2）欲中断或停止蒸馏一定要先旋开 T 形管上的螺旋夹，然后停止加热，最后再关冷凝水。否则烧瓶内混合物将倒吸到水蒸汽发生器中。（3）当馏出液澄清透明，不含有油珠状的有机物时，即可停止蒸馏。4、注意事项（1）蒸馏过程中，必须随时检查水蒸汽发生器中的水位是否正常，安全管水位是否正常，有无倒吸现象，一旦发现不正常，应立即将 T 形管上

14、螺旋夹打开，找出原因排除故障，然后逐渐旋紧 T 形管上的螺旋夹，继续进行。（2）蒸馏过程中，必须随时观察烧瓶内混合物体积增加情况，混合物崩跳现象，蒸馏速度是否合适，是否有必要对烧瓶进行加热。三、减压蒸馏某些沸点较高的有机化合物在常压下加热还未达到沸点时便会发生分解、氧化或聚合的现象，所以不能采用普通蒸馏，使用减压蒸馏即可避免这种现象的发生。因为当蒸馏系统内的压力降低后，其沸点便降低，使得液体在较低的温度下气化而逸出，继而冷凝成液体，然后收集在一容器中，这种在较低的压力下进行蒸馏的操作称减压蒸馏。减压蒸馏对于分离或提纯沸点较高或性质比较不稳定的液态有机化合物具有特别重要的意义。人们通常把低于 1

15、10-5Pa 的气态空间称为真空，欲使液体沸点下降得多就必须提高系统内的真空程度。实验室常用水喷射泵（水泵）或真空泵（油泵）来提高系统真空度。化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术30 图 3-8图 3-9在进行减压蒸馏前，应先从文献中查阅清楚欲蒸馏物质在选择压力下相应的沸点，一般来说，当系统内压力降低到 15133.3Pa(133.3Pa=1mmHg)左右时，大多数高沸点有机物沸点随之下降 100125左右；当系统内压力在 10133.315133.3Pa 之间进行减压蒸馏时，大体上压力每相差 133.3Pa，沸点相差约 1。1、减压蒸馏的装置减压蒸馏的装置见图 3-7，主要仪器设备

16、：蒸馏烧瓶、冷凝管、接受器、测压计、吸收装置、安全瓶和减压泵。图 3-7（1）蒸馏部分：由蒸馏烧瓶、冷凝管、接受器三部分构成。蒸馏烧瓶采用圆底烧瓶。冷凝管一般选用直形冷凝管，如果蒸馏液体较少且沸点高或为低熔点固体可不用冷凝管。接受器一般选用多个梨形（圆形）烧瓶接在多头接液管上，如图 3-8。化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术31（2）测压计：测压计 (压力计) 有玻璃和金属的两种。常使用的是水银压力计 (压差计)，是将汞装入 U 形玻璃管中制成的，分为开口式和封闭式，如图 3-9，开口式水银压力计的特点是管长必须超过 760mm，读数时必须配有大气压计，因为两管中汞柱高度的差值是大

17、气压力与系统内压之差，所以蒸馏系统内的实际压力应为大气压力减去这一汞柱之差，其所量压力准确。封闭式水银压力计轻巧方便，两管中汞柱高度的差值即为系统内压，但不及开口式水银压力计所量压力准确，常用开口式水银压力计来校正。金属制压力表，其所量压力的准确度完全由机械设备的精密度决定。一般的压力表所量压力不太准确，然而它轻巧，不易损坏，使用安全，对测量压力准确度要求不太高时用其非常方便。（3）吸收装置：只有使用真空泵（油泵）时采用此装置，其作用是吸收对真空泵有害的各种气体或蒸气，借以保护减压设备，一般由下述几部分组成：捕集管用来冷凝水蒸汽和一些挥发性物质，捕集管外用冰-盐混合物冷却。氢氧化钠吸收塔用来吸

18、收酸性蒸气。硅胶（或用无水氯化钙）干燥塔用来吸收经捕集管和氢氧化钠吸收塔后还未除净的残余水蒸汽。（4）安全瓶：一般用吸滤瓶，壁厚耐压，安全瓶与减压泵和测压计相连，并配有活塞用来调节系统压力及放气。（5）减压泵：实验室常用的减压泵有水喷射泵（水泵）和真空泵（油泵）两种。若不需要很低的压力时可用水喷射泵（水泵） ，若要很低的压力时就要用真空泵（油泵）了。“粗”真空（系统压力大于 10133.3Pa） ，一般可用水喷射泵（水泵）获得。“次高” 真空（系统压力小于 10133.3Pa，大于 133.310-3Pa） ，可用油泵获得。“高” 真空（系统压力小于 133.310-3Pa） ，可用扩散泵获得

19、。2、操作要点装配时要注意仪器应安排得十分紧凑，既要做到系统通畅，又要做到不漏气，气密性好，所有橡皮管最好用厚壁的真空用的橡皮管，磨口处均匀地涂上一层真空脂。如能用水喷射泵（水泵）抽气的，则尽量使用水喷射泵。如蒸馏物中含有挥发性杂质，可先用水喷射泵减压抽除，然后改用真空泵（油泵） 。3、操作方法（1）进行装配前，首先检查减压泵抽气时所能达到的最低压力 (应低于蒸馏时的所需值)，然后按图 3-7 进行装配。装配完成后，开始抽气，检查系统能否达到所要求的压力，如果不能满足要求，说明漏气，则分段检查出漏气的部位（通常是接口部分） ，化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术32在解除真空后进行处

20、理，直到系统能达到所要求的压力为止。（2）解除真空，装入待蒸馏液体，其量不得超过烧瓶容积的 1/2，然后开动减压泵抽气，调节安全瓶上的活塞达到所需压力（3）开启冷凝水，开始加热，液体沸腾时，应调节热源，控制蒸馏速度每秒 12滴为宜。整个蒸馏过程中密切注意温度计和压力的读数，并记录压力、相应的沸点等数据。当达到要求时，小心转动接掖管，收集馏出掖，直到蒸馏结束。（4）蒸馏完毕，除去热源，待系统稍冷后，缓慢解除真空，关闭减压泵，最后关闭冷凝水，按从右往左，由上而下的顺序拆卸装置。3、注意事项（1）蒸馏液中含低沸点组分时，应先进行普通蒸馏再进行减压蒸馏。（2）减压系统中应选用耐压的玻璃仪器，切忌使用薄

21、壁的甚至有裂纹的玻璃仪器，尤其不要使用平底瓶（如锥形瓶） ，否则易引起内向爆炸。（3）蒸馏过程中若有堵塞或其他异常情况，必须先停止加热，稍冷后，缓慢解除真空后才能进行处理。（4）抽气或解除真空时，一定要缓慢进行，否则汞柱急速变化，有冲破压力计的危险。（5）解除真空时，一定要稍冷后进行，否则大量空气进入有可能引起残液的快速氧化或自燃，发生爆炸。第二节 分 馏蒸馏可以分离两种或两种以上沸点相差较大（大于 30）的液体混合物，而对于沸点相差较小的或沸点接近的液体混合物仅用一次蒸馏不可能把它们分开。若要获得良好的分离效果，就非得采用分馏不可。分馏实际上就是使沸腾着的混合物蒸气通过分馏柱（工业上用分馏塔

22、）进行一些列的热交换，由于柱外空气的冷却，蒸气中的高沸点组分被冷却为液体，回流入烧瓶中，上升的蒸气中含低沸点组分就相对地增加，当上升的蒸气遇到回流的冷凝液，两者之间又进行热交换，使上升的蒸气中高沸点的组分又被冷凝，低沸点的组分仍继续上升，低沸点组分的含量又增加了，如此在分馏柱内反复进行着气化、冷凝、回流等程序，当分馏柱的效率相当高且操作正确时，在分馏柱顶部出来的蒸气就接近于纯低沸点的组分。这样，最终便可将沸点不同的物质分离出来。实质上分馏过程与蒸馏相类似，不同在于多了一个分馏柱，使冷凝、蒸发的过程由一次变成图 3-10化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术33多次，大大地提高了蒸馏的效

23、率。因此，简单地说分馏就等于多次蒸馏。在分馏过程中，有时可能得到与单纯化合物相似的混合物，它也具有固定的沸点和组成，这种混合物称为共沸混合物（或恒沸混合物） ，它的沸点（高于或低于其中的每一组分）称为共沸点，该混合物不能用分馏法进一步分离。分馏的效率与回流比有关。回流比是指在同一时间内冷凝的蒸气及重新回入柱内的冷凝液数量与柱顶馏出的蒸馏液数量之间的比值。一般来说，回流比越高分馏效率就越高，但回流比太高，则蒸馏液被馏出的量少，分馏速度慢。1、分馏装置通常情况下的分馏装置如图 3-10，与蒸馏装置所不同的地方就在于多了一个分馏柱。由于分馏柱构造上的差异使分馏装置有简单和精密之分。实验室常用的分馏柱

24、如图 3-11，安装和操作都非常方便。图 3-11（1）是韦氏（Vigreux）分馏柱也称刺形分馏柱，分馏效率不高，仅相当于两次普通的蒸馏。图 3-11（2） ，（3）填料分馏柱，内部可装入高效填料，提高分馏效率。（1） （2） （3）图 3-112、操作要点（1）按图 3-10 正确安装，分馏柱用铁夹固定。（2）为尽量减少柱内热量的散失和由于外界温度影响造成柱温的波动，通常分馏柱外必须进行适当的保温，以便能始终维持温度平衡。对于比较长，绝热又差的分馏化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术34柱，则常常需要在柱外绕上电热丝以提供外加的热量。（3）使用高效率的分馏柱，控制回流比，才可以获

25、得较高的分馏效率。3、操作方法（1）将待分馏的混合物放入圆底烧瓶中，加入沸石，按图 3-10 安装好装置。（2）选择合适的热源，开始加热。当液体一沸腾就及时调节热源，使蒸气漫漫升入分馏柱，约 1015 min 后蒸气到达柱顶，这时可观察到温度计的水银球上出现了液滴。（3）调小热源，让蒸气仅到柱顶而不进入支管就全部冷凝，回流到烧瓶中，维持5min 左右，使填料完全湿润，开始正常地工作。（4）调大热源，控制液体的馏出速度为每 23 秒 1 滴，这样可得到较好的分馏效果。待温度计读数骤然下降，说明低沸点组分已蒸完，可继续升温，按沸点收集第二、第三种组分的馏出液，当欲收集的组分全部收集完后，停止加热。

26、4、注意事项（1）参照普通蒸馏中的注意事项。（2）一定要缓慢进行，控制好恒定的分馏速度。（3）要有足够量的液体回流，保证合适的回流比。（4）尽量减少分馏柱的热量失散和波动。化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术35实验 3-1 普通蒸馏一、目的要求（1）了解普通蒸馏的原理和意义；（2）初步掌握蒸馏装置的装配和拆卸的规范操作；二、实验原理本实验利用乙醇（沸点：78.5）与水的沸点相差较大，用普通蒸馏法将大部分乙醇在 7788蒸出，收集 7880馏分得到 95%的乙醇。三、仪器与试剂直型冷凝管（300mm） 1 只 蒸馏头 1 只圆底烧瓶（150mL） 1 只 接液管 1 只锥形瓶（100

27、mL） 2 只 乙醇 60ml四、实验步骤1测乙醇水溶液相对密度测定乙醇水溶液的相对密度 d1，查表找出乙醇水溶液的含量。2安装蒸馏装置并加料根据乙醇水溶液的量选好合适的圆底烧瓶，将上面的乙醇水溶液倒入 150mL 圆底烧瓶里，加几粒沸石。按图 3-1 装好蒸馏装置，通入冷却水（冷却水的流速不宜过大化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术36造成浪费，只要保证蒸气能够充分冷却即可） 。3蒸馏并收集馏分水浴加热，开始可以把水温调高点，边加热边注意观察蒸馏瓶里的现象和温度计水银柱上升的情况。加热一段时间后，液体沸腾，蒸气前沿逐渐上升，待达到温度计水银球时，温度计水银柱急剧上升，这时要适当调低

28、温度，使温度略为下降，让水银球上的液滴和蒸气达到平衡，使蒸气不是立即冲出蒸馏烧瓶的支口，而是冷凝回流。此时，水银球上保持有液滴。待温度稳定后再稍调高水温进行蒸馏。控制流出液滴以每秒 12 滴为宜。当温度计读数上升至 77时，换一个已称量过的干燥的接受瓶。收集 7788馏分，测定其相对密度 d2。将蒸馏得到的 7788馏分的乙醇依上法再蒸馏一次，收集 7880的馏分，测定其相对密度 d3，比较 d1、d 2、d 3，说明其含量有何变化。称量收集乙醇量，计算乙醇的回收率。4用 95%工业乙醇做对比实验用 80mL95%工业乙醇进行蒸馏，观察温度计的变化与上有何不同。操作同上，当瓶内只剩下少量液体时

29、约 0.51mL，水浴温度不变，温度计读数会突然下降，即可停止蒸馏，切不可待瓶内液体完全蒸干。计算回收率。五、思考题1什么叫沸点？沸点和大气压有什么关系？文献上记载的某物质的沸点温度是否即为你所在地区该物质的沸点温度？2蒸馏时为什么蒸馏瓶所盛液体的量不应超过其容积的 2/3，也不少于 1/3？3蒸馏时加入沸石的作用是什么？如果蒸馏前忘记加沸石，能否立即将沸石加至将近沸腾的液体中？当重新进行蒸馏时，用过的沸石能否继续使用？4为什么蒸馏时最好控制馏出液的速度为 12 滴/秒？5如果液体具有恒定的沸点，那么能否认为它是单纯物质？6在进行蒸馏操作时应注意什么问题（从安全和效果两方面考虑）？7在装置中，

30、把温度计水银球插至液面上或者在蒸馏头支管上方是否正确？这样会发生什么问题？8当加热后有馏液出来时，才发现冷凝管未通水，能否马上通水？如果不行，应怎么办？化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术37实验 3-2 八角茴香的水蒸汽蒸馏一、目的要求（1）了解水蒸气蒸馏原理；（2）初步掌握水蒸气蒸馏装置的安装和操作；（3）学习八角茴香的水蒸气蒸馏操作。二、实验原理八角茴香含有一种精油，称八角茴香油（茴油） ，它可由八角茴香果实或枝叶经水蒸气蒸馏而得，它是无色或淡黄色液体，有茴香气味，密度为 0.9800.994gcm -3（15） ，折光率 1.5531.560（20） ，溶于乙醇和乙醚。茴油中

31、主要成份是茴香脑，可用作配制饮料、食品、烟草等的增香剂也可用在医药方面。三、仪器和药品三口烧瓶（500mL） 1 只 蒸馏头 1 只长颈烧瓶（250mL） 1 只 接液管 1 只直型冷凝管（300mm） 1 只 T 型管 1 只化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术38锥形瓶（150mL） 1 只 螺旋夹 1 只长玻璃管（1m） 1 根 八角茴香 15g四、实验步骤1安装水蒸气蒸馏装置并加料称取 15g 八角茴香并捣碎，加到 250mL 圆底烧瓶中，并加水 30mL。在水蒸气发生器或 500mL 蒸馏烧瓶中加入约占其容量四分之三的热水，并加入数片素烧瓷。2蒸馏并收集馏分按图 3-6 装

32、好装置，检查装置是否漏气，待装置不漏气后旋开 T 型管上的螺旋夹，加热至沸腾，当有大量水蒸气从 T 型管的支管逸出时，立即将螺旋夹旋紧。这时水蒸气进入圆底烧瓶开始蒸馏（可以看到烧瓶中的物质有翻腾现象） 。在蒸馏过程中，如由于水蒸气冷凝而使烧瓶内液体量增加，以至超过烧瓶容积的三分之一时，或者水蒸气蒸馏速度不快时，可用小火加热烧瓶或者先把烧瓶中混合物预热至接近沸腾，然后再通入蒸汽，但在加热过程中要注意瓶内溅跳现象，如果溅跳剧烈，则不应加热，以免发生意外。蒸馏速度以每秒 23 滴为宜。在操作时，要随时注意安全管中的水柱是否发生不正常的上升现象，以及烧瓶中的溶液是否发生倒吸现象，蒸馏部分混合物溅飞是否

33、厉害。一时发生不正常，应立即旋开螺旋夹，移去热源，找出原因加以排除，才能继续蒸馏。当馏出液澄清透明不再混浊时（由于澄清透明而不混浊，需很长时间，一般规定收集到 150mL 馏出液)，即可停止蒸馏，这时应先旋开 T 型管上螺旋夹，再移去热源，冷却后，拆卸装置。五、思考题1水蒸气蒸馏的基本原理是什么？有何意义？与一般蒸馏有何不同？2安全管和 T 型管各起什么作用？3如何判断水蒸气蒸馏的终点？4停止水蒸气蒸馏时，在操作的顺序上应注意些什么？为什么？化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术39实验 3-3 苯乙酮的减压蒸馏一、实验目的（1）了解减压蒸馏原理；（2）初步掌握减压蒸馏装置的安装与操作

34、；（3）熟悉压力计的使用，掌握体系压力的测定和保护油泵的装置及安装；（4）学习苯乙酮的减压蒸馏操作。二、实验原理纯粹苯乙酮的沸点为 202.6，熔点为 20.5，折光率 nD201.5371，苯乙酮在近沸点较稳定，可用简单蒸馏法将其蒸出，其缺点是操作不便，安全性较差。采用减压蒸馏法，可使苯乙酮在较低的沸点蒸出，安全性好。本实验将体系压力减至（510）133Pa，收集 80左右的馏分即可得纯净的苯乙酮。三、仪器与试剂化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术40直型冷凝管（300mm） 1 只双尾接液管 1 只圆底烧瓶（100mL）2 只苯乙酮（CP）20mL克氏蒸馏头 1 只四、实验步骤1

35、安装减压蒸馏装置并检漏按图 3-7 装好仪器，磨口接口部分涂上凡士林或少量真空脂，检查气密性，试验装置内的压力能否达到预定要求。保证系统内的低压至少要达到约 10133.3Pa。2蒸馏并收集馏分在 100mL 蒸馏烧瓶中放 20mL 苯乙酮。旋紧毛细管上螺旋夹，开动抽气泵，逐渐关闭安全瓶上活塞，调节毛细管导入空气量，以能冒出一连串的小气泡为宜（无气泡，可能阻塞应更换） 。从压力计上测系统真空度，小心的旋转安全瓶上活塞，使压力计上读数为（510）133.3Pa 左右，用电热套加热；控制馏出速度每秒 12 滴 ，当系统达到稳定时，立即记下压力和温度值，作为第一组数据。然后移去热源，稍微打开安全瓶上

36、活塞，调节压力到约（1020）133.3Pa，重新加热蒸馏，记下第二组数据。将上述数据填入下表，并根据文献值找出相应压力下的沸点温度。压力 实际温度 文献温度编号 Pa 123解除真空蒸馏完毕，移去热源，冷却后慢慢旋开夹在毛细管上的橡皮管的螺旋夹，并渐渐打开安全瓶上的旋塞，平衡内外压力，使测压计的水银柱缓慢地回复原状，若放开得太快，水银柱很快上升，有冲破测压计的可能，待内外压力平衡后，才可关闭抽气泵，以免抽气泵中的油反吸入干燥塔中，最后拆除仪器。五、思考题1、物质沸点与外界压力有什么关系？减压蒸馏一般在什么情况下使用？2、使用水泵抽气，是否也需要气体吸收装置？安全瓶是否可以省去？为什么？3、怎

37、样才能使装置严密不漏气？怎样检查装置的气密性？4、减压蒸馏开始时，为什么要先抽气再加热？结束时为什么要先移开热源，停止抽气？顺序可否颠倒，为什么？5、减压蒸馏装置应注意什么问题？化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术416、减压蒸馏时，为什么不能用火直接加热？实验 3-4 丙酮和 1，2二氯乙烷混合物的分馏一、实验目的（1）了解分馏的原理和意义；（2）掌握分馏装置的安装和操作；（3）学习丙酮和 1，2-二氯乙烷混合物的分馏操作。二、实验原理1，2-二氯乙烷的沸点是 83.5，密度为 1.256gcm-3(20)；丙酮的沸点是56，密度为 0.7899gcm-3(20)。本实验利用简单分

38、馏对二者互溶液体进行蒸馏，可得到化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术42丙酮含量较高的馏分，与简单蒸馏比较，分离效果好。三、仪器与试剂圆底烧瓶（100mL） 1 只 接液管 1 只锥形瓶（50mL） 1 只 水浴锅 1 只分馏柱（300mm） 1 根丙酮 24 mL 二氯乙烷 16mL直型冷凝管（300mm） 1 只四、实验步骤1安装分馏装置并加料量取丙酮 24mL 和 1，2-二氯乙烷 16mL 的混合物，加入几粒沸石，放在 100mL 圆底烧瓶里，安装好分馏装置(必要时石棉绳包裹分馏柱身)，见图 3-10 所示。2分馏并收集馏分缓慢用水浴均匀加热，防止过热。约 510min 后液

39、体开始沸腾，即见到一圈圈气液沿分馏柱慢慢上升，注意控制好温度，一定使蒸馏瓶内液体缓慢微沸，使蒸气慢慢上升，一般要控制到使蒸气到柱顶约 1520min 为宜。待蒸气停止上升后，调节热源，提高温度，使蒸气上升到分馏柱顶部进入支管。开始有蒸馏液流出时，记录第一滴分馏液落到接受瓶时的温度；控制加热速度，当柱顶温度维持在 56时，收集 10mL 左右馏出液（分馏效果好，纯丙酮量可增加） 。随着温度上升，再分别收集 5060、6070、7080、8083的馏分，将不同馏分装在五只试管或小锥形瓶中，并经量筒量出体积。 （操作时要注意防火，应离加热源较远的地方进行） 。3测馏分的折光率并计算含量用折光仪分别测

40、定以上各馏分的折光率，并与事先绘制的丙酮和 1，2-二氯乙烷组成与折光率工作曲线对照，得到在该分馏条件下，各馏分所含丙酮（或 1，2-二氯乙烷）的质量分数及其体积量。五、思考题1分馏和蒸馏在原理、装置、操作上有哪些不同？2分馏柱顶上温度计水银球位置偏高或偏低对温度计读数各有什么影响？3为什么分馏柱装上填料后效率会提高？分馏时，若给烧瓶加热太快，分离两种液体的能力会显著下降，为什么？4在分馏装置中分馏柱为什么要尽可能垂直？化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术43第三节 重结晶法一、重结晶原理和一般过程重结晶法是提纯固体有机化合物的一种很有用的方法之一。重结晶提纯法的原理是利用混合物中各

41、组分在某种溶剂中的溶解度不同，将被提纯物质溶解在热的溶剂中达到饱和（被提纯物质溶解度一般随温度升高而增大） ，趁热过滤除去不溶性杂质，然后冷却时由于溶解度降低，溶液变成过饱和而使被提纯物质从溶液中析出结晶，让杂化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术44质全部或大部分仍留在溶液中，从而达到提纯目的。重结晶提纯法的一般过程为：1、选择适宜的溶剂；2、将样品溶于适宜的热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，再进行热过滤；4、冷却溶液，或蒸发溶剂，使之漫漫析出结晶而杂质则留在母液中；5、减压过滤分离母液，分出结晶；6、洗涤结晶，除去附着的母液；7、干燥结晶

42、；8、测定晶体的熔点。一般重结晶法只适用于提纯杂质含量在 5%以下的晶体化合物，如果杂质含量大于5%时，必须先采用其它方法进行初步提纯，如萃取，水蒸汽蒸馏等，然后再用重结晶法提纯。二、常用的重结晶溶剂在重结晶法中选择一适宜的溶剂是非常重要的，否则，达不到提纯的目的，它必须符合下面几个条件。1、与被提纯的有机化合物不起化学反应；2、对被提纯的有机化合物应在热溶剂中易溶，而在冷溶剂中几乎不溶。3、对杂质的溶解度非常大或非常小（前者使杂质留在母液中不随提纯物晶体一同析出，后者杂质在热过滤时被滤掉） ；4、对要提纯的有机化合物能生成较整齐的晶体；5、溶剂的沸点，不宜太低，也不宜太高。若过低时，溶解度改

43、变不大，难分离，且操作困难；过高时，附着于晶体表面的溶剂不易除去；6、价廉易得。常见的溶剂有水、乙醇、丙酮、石油醚、四氯化碳、苯和乙酸乙酯等。一般常用的混合溶剂有乙醇与水，乙醇与乙醚，乙醇与丙酮，乙醚与石油醚，苯与石油醚等。三、操作方法（一）仪器装置1、溶解样品的器皿：溶解样品时常用锥形瓶或圆底烧瓶作容器，即可减少溶剂的挥发，又便于摇动促进固体物质溶解。若采用的溶剂是水或不可燃、无毒的有机液体，只需在锥形瓶或圆底烧瓶上盖上表面皿即可。若溶剂是水，还可用烧瓶作容器，盖上表面皿即可。但当采用的溶剂是低沸点易燃或有毒的有机液体时，必须选用回流装置，见图 3-12。若固体物质在溶剂中溶解速度较慢，需要

44、较长加热时间时，也要采用回流装置，以免溶剂损失。化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术452、重力过滤装置：在趁热过滤时，一般选用无颈漏斗，也可选用热水漏斗（见图3-13） 。滤纸采用折迭式，以加快过滤速度。3、减压抽滤装置（见图 3-14）（二）操作步骤1、正确选择溶剂选择溶剂时，可根据溶解的一般规律，即相似相溶原理。溶质往往易溶于结构与其相似的溶剂中。通过查阅有关资料查到某化合物在各种溶剂中不同温度的溶解度。在实际工作中往往通过试验来选择溶剂，试验方法如下：取 0.1g 被提纯物质结晶置于一小试管中，用滴管逐滴滴加溶剂，并不断振摇，待加入的溶剂约为 1ml 时，在水浴上加热至沸腾，

45、完全溶解，冷却后析出大量结晶，这种溶剂一般被认为是合适的；如样品在冷却或加热时，都能溶于 1ml 溶剂中，表示这种溶剂不适用。若样品不全溶于 1ml 沸腾的溶剂中时，则可逐步添加溶剂，每次约加图 3-12 图 3-13图 3-14化学实验技术 第三章 有机化学实验基本分离技术460.5ml，并加热至沸腾，若加入溶剂总量达 3ml 时，样品在加热时仍然不溶解，表示这种溶剂也不适用。若样品能溶于 3ml 以内的沸腾的溶剂中，则将它冷却，观察有没有结晶析出，还可用玻璃棒摩擦试管壁或用冰水浴冷却，以促使结晶析出，若仍未析出结晶，则这种溶剂也不适用。若有结晶析出，则以结晶体析出的多少来选择溶剂。按照上述

46、方法逐一试验不同的溶剂比较后，可以选用结晶收率好、操作简便、毒性小、价格低廉的溶剂来进行重结晶。如果难于找到一种合适的溶剂时，可采用混合溶剂，混合溶剂一般由两种能以任何比例互溶的溶剂组成，其中一种对被提纯物质的溶解度较大，而另一种对被提纯物质的溶解度较小。混合溶剂其操作与使用单一溶剂时的情况相同。2、样品的溶解及趁热过滤通常先将样品和计算量的溶剂一起加热至沸腾（该温度不能高于样品的熔点） ，直到样品全部溶解。若无法计算所需溶剂的量，可将样品先与少量溶剂一起加热至沸腾，然后逐渐添加溶剂，每次加入后再加热至沸腾，直到样品全部溶解，如有不溶性杂质则趁热过滤。样品完全溶解后若溶液有色，则将沸腾溶液稍冷

47、后加入相当样品重量 1%5%的活性炭，不时搅拌或振摇，加热煮沸 510min 以后再趁热过滤。样品溶解后，若溶液澄清透明，确无不溶性杂质，可省略热过滤这步操作。3、晶体的析出将趁热过滤收集的滤液静置，让它漫漫地自然冷却下来，一般在几小时后才能完全。冷却过程中不要振摇滤液，更不要将其浸在冷水甚至冰水中快速冷却，否则往往得到细小的晶粒，表面上容易吸附较多杂质。但也不要使形成的晶粒过大，晶粒过大往往有母液和杂质包在结晶内部。当发现有生成大晶粒（约超过 2mm）的趋势时，可缓慢振摇，以降低晶粒的大小。如果溶液冷却后仍不结晶，可用玻璃棒摩擦器壁引发晶体形成。如果不析出晶体而得到油状物时，可加热至成清液后，让起自然冷却至开始有油状物析出时，立即剧烈搅拌，使油状物分散，也可搅拌至油状物消失。如果结晶不成功，通常必须用其它方法（色谱、离子交换法）提纯。4、减压过滤和洗涤把结晶从母液中分离出来，通常采用减压过滤（抽滤） 。抽滤前先用少量溶剂将滤纸润湿，轻轻抽气，使滤纸紧紧贴在漏斗上，继续抽气，把要过滤的混合物倒入漏斗中，使固体物质均匀地分布在整个滤纸面上，用少量滤液将粘附在容器壁上的结晶洗出转移至漏斗中。抽滤至无滤液滤出时，用玻璃瓶塞倒置在结晶表面上并用力挤压，尽量除去母液，滤得的固体，习惯叫滤饼。为了除去结晶表面的母液，应进行洗涤滤化学实验技术