山東輕工業(yè)學(xué)院化學(xué)零八一實驗

化學(xué)專業(yè)實驗講義PAGEPAGEI化學(xué)專業(yè)實驗講義化學(xué)專業(yè)教研室編山東輕工業(yè)學(xué)院2009.10PAGE15目錄無機化學(xué)綜合設(shè)計實驗 1實驗一廢舊干電池的回收利用 1實驗二從海帶中提取碘 3分析化學(xué)綜合設(shè)計實驗 4實驗一Pb3O4組成的測定 4有機化學(xué)綜合設(shè)計實驗 5實驗一雙丙酮丙烯酰胺的合成 5實驗二植物色素的提取 7物理化學(xué)綜合設(shè)計實驗 11實驗一表面活性劑的物理化學(xué)性質(zhì)研究 11實驗二苯的穩(wěn)定化能的測定及量子化學(xué)計算 12化學(xué)專業(yè)實驗 15實驗一[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2的制備及電導(dǎo)測定 15實驗二雜多化合物K5CoW12O40·20H2O的合成與鑒定 16實驗三乙酰水楊酸（阿斯匹林）的合成 17實驗四甲基丙烯酸甲酯的本體聚合（有機玻璃板的制備） 19實驗五水質(zhì)穩(wěn)定劑——低分子量聚丙烯酸（鈉鹽）的合成和分析 20實驗六醋酸乙烯酯的乳液聚合 22實驗七雙酚A環(huán)氧樹脂的制備 23實驗八化學(xué)氧化聚合制備聚苯胺 26無機化學(xué)綜合設(shè)計實驗實驗一廢舊干電池的回收利用1.1實驗?zāi)康?．了解電池的分類、構(gòu)造、基本工作原理、主要用途及對環(huán)境的危害。2．根據(jù)C,MnO2,NH4Cl,ZnCl2等物質(zhì)的性質(zhì)差異，聯(lián)系溶解、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶、加熱、灼燒等實驗操作，探索將MnO2,NH4Cl,ZnCl2從混合物中逐一分離出來的方法，以及NH4+,Zn2+,MnO2的檢驗操作。3．通過回收干電池，防止污染，變廢為寶，增強環(huán)保意識。4．通過實踐感悟求知過程，拓展知識面，鞏固實驗操作技能，鍛煉思維品質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。5．學(xué)習(xí)科技論文的書寫格式。1.2實驗方式查閱資料、設(shè)計實施方案、分組實驗（每班四人一組），撰寫小論文。1.3實驗準備1．每一小組自備1號廢干電池一對（或5號廢干電池6個）、一把小刀；到圖書館查閱有關(guān)電池知識的書刊資料，下載、閱讀、保留備用。2．根據(jù)實驗方案設(shè)計實驗提綱，討論實驗關(guān)鍵步驟及安全注意事項。1.4實驗原理日常生活用的干電池為鋅錳干電池，其負極是作為電池殼體的鋅電極，正極是被MnO2包圍的石墨電極，電解質(zhì)是氯化鋅與氯化銨的糊狀物。圖1.1是一節(jié)干電池的剖面圖。回收廢干電池可以得到很多有用的物質(zhì)，如：銅，鋅，二氧化錳，碳棒等。為了防止鋅皮快速氧化造成電解質(zhì)的泄漏，常在鋅皮中摻入汞，形成鋅汞齊，而汞對環(huán)境有較大的危害性，因此廢干電池的回收利用是一舉兩得的事。干電池正極上的銅帽是銅合金，回收可以制得相應(yīng)的銅化合物。干電池的外殼由鋅制成，剝?nèi)⊥鈿?，洗凈后可得鋅片；也可以加熱熔化（在陶瓷坩堝中加熱到419.5°干電池中的黑色物質(zhì)是由碳粉，二氧化錳，NH4Cl和ZnCl2等組成，經(jīng)水洗分離可溶性物質(zhì)NH4Cl和ZnCl2，沉淀經(jīng)灼燒除去有機物得MnO2。NH4Cl的提取可以根據(jù)它與ZnCl2溶解度的不同來分離。1.5實驗用品廢干電池，甲醛，NaOH，濃HCl，濃硫酸，雙氧水，漏勺，酚酞，蒸發(fā)皿，天平，吸濾裝置，滴定管，平口螺絲刀，鉗子，剪刀。1.6實驗內(nèi)容（供參考）1．材料準備取一個廢干電池，剝?nèi)ネ鈱影b紙，撬去頂蓋，用小刀挖去瀝青層，用鉗子慢慢拔出碳棒；用剪刀將廢干電池外殼剝開，倒出里面碳粉、二氧化錳、NH4Cl和ZnCl2等黑色混合物。2．從黑色混合物中提取氯化銨（1）取適量黑色混合物倒入燒杯中，加入適量蒸餾水（50mL），攪拌、溶解、過濾；濾液用以提取

氯化銨，濾渣用以制備二氧化錳。（2）將濾液倒入蒸發(fā)皿，加熱蒸發(fā)，待留有少量母液時，停止加熱，冷卻后得氯化銨固體。測定氯化銨含量：取適量固體氯化銨放入250mL錐形瓶，加入蒸餾水，甲醛（用酚酞為指示劑），搖勻靜置，用0.1MNaOH標(biāo)準溶液滴定，計算NH4Cl含量。3．從黑色混合物中提取MnO2將上一步的濾渣放入蒸發(fā)皿，加熱攪拌灼燒，去除有機物，冷卻得到MnO2。將MnO2與苛性鉀混合在空氣中加熱熔融，可得到K2MnO4，再以鎳為陽極，鐵為陰極，將所得K2MnO4電解，得到KMnO4。4．由鋅皮制備ZnSO4·7H2O將鋅皮用適量酸溶解，加熱，反應(yīng)完全后，過濾。將濾液加熱煮沸，加入雙氧水，不斷攪拌下滴入2MNaOH溶液，逐漸有大量白色沉淀產(chǎn)生。繼續(xù)滴定至PH=8為止。將沉淀轉(zhuǎn)入燒杯中，加入適量硫酸，將溶液加熱至沸，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿，蒸至出現(xiàn)晶膜，自然冷卻，抽濾，將所得晶體吸干，稱量，計算得到ZnSO4·7H2O產(chǎn)率。5．

回收銅收集銅帽，用稀硫酸加熱、溶解得到硫酸銅溶液，溶液過濾，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿。1.7注意事項1．實驗開始前應(yīng)準確稱量干電池的質(zhì)量，實驗過程中準確稱量收集的干電池的各部分物質(zhì)。2．為了實驗安全，由鋅皮制備硫酸鋅應(yīng)在老師指導(dǎo)下進行。1.8思考題1.如何利用濾液中的鋅鹽制備氧化鋅半導(dǎo)體材料？往濾液中加入氨水時，為什么會出現(xiàn)土黃色渾濁？它們是什么？2．濾液中總有少量的錳離子，如何將其與鋅離子分開？1.9結(jié)果與討論從實驗結(jié)果討論廢干電池回收利用的現(xiàn)實價值。參考資料[1]浙大、華東理工大、川大合編，殷學(xué)鋒主編，新編大學(xué)化學(xué)實驗，北京：高教出版社，2002。[2]邱光正、張?zhí)煨恪⒃胖骶?，大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)實驗，濟南：山東大學(xué)出版社，2000。[3]成都科技大學(xué)、浙江大學(xué)合編，分析化學(xué)實驗（第二版），北京：高等教育出版社，1989年。[4]劉耘、周磊主編，無機及分析化學(xué)，濟南：山東大學(xué)出版社，2001年。[5]日本化學(xué)會編，無機化合物合成手冊，第二卷，曹素忱等譯，北京：化工出版社。[6]中山大學(xué)等校編，無機化學(xué)實驗，北京：高等教育出版社。實驗二從海帶中提取碘2.1實驗?zāi)康?．認識從植物中提取有用化學(xué)品的價值和意義，了解單質(zhì)碘的用途。2．熟悉碘離子、碘酸根和單質(zhì)碘之間的化學(xué)反應(yīng)和單質(zhì)碘的化學(xué)測定方法。3．學(xué)習(xí)萃取和蒸餾的基本操作。2.2實驗原理碘是動植物和人體所必需的微量元素，也是制造無機和有機碘化物的基本原料，特別是在醫(yī)藥方面用途很大。碘在海洋中含量甚微，但某些海洋植物，如海帶、海藻等具有選擇性地吸收和富集碘的能力；如干海帶中碘含量約為0.5%。海帶產(chǎn)量高，價廉易得，是提取碘的一種重要原料。從海帶中提取碘的方法很多，如離子交換法，空氣吹出法等。在碘提取過程中，先用浸泡或焙燒使海帶中的碘轉(zhuǎn)化為無機碘化物或碘酸鹽形式進入溶液或灰分中，然后采用氧化析碘，常用的氧化劑又重鉻酸鉀、氯氣、過氧化氫、氯酸鉀、二氧化錳等，但這些氧化劑有將碘繼續(xù)氧化成碘酸鹽的可能，實驗過程不好控制。有文獻報道，采用弱氧化劑亞硝酸鹽，能夠使氧化過程停留在生成單質(zhì)碘，而不被進一步氧化。析出的碘，再用萃取法收集，能夠使原料中的碘損失小，收率高。干海帶中的碘經(jīng)焙燒后，主要形成無機碘化物，浸泡后進入溶液，調(diào)整溶液的pH值，使溶液曾酸性，用亞硝酸鈉氧化，再經(jīng)萃取、歧化、析碘。其反應(yīng)如下：2I-+4H++2NO2-=I2+2NO+2H2O3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2OIO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O2.3實驗材料和試劑實驗材料：干海帶（市售）；試劑：四氯化碳、鹽酸、氫氧化鈉、亞硝酸鈉2.4實驗步驟1．稱取干海帶20g，除去表面雜質(zhì)，并將其剪成碎片，置于一500mL的燒杯中，加入適量100mL0.1M的氫氧化鈉溶液，小火加熱煮沸0.5h后，慢慢升溫蒸干其中的水分。2．將燒杯中的海帶轉(zhuǎn)移至一100mL的坩堝中，用少量水沖洗燒杯后轉(zhuǎn)移至坩堝中；將坩堝置于馬弗爐中，于300°C保溫2h，其間觀察坩堝中海帶的變化。3．將坩堝中的灰分轉(zhuǎn)移至一100mL的燒杯中，用少量水浸泡煮沸，過濾，連續(xù)處理3-4次，將濾液合并；加熱濃縮，濃縮液用6M的鹽酸溶液酸化至pH<1，攪拌下滴加飽和亞硝酸鈉溶液，此時可觀察到有單質(zhì)碘析出。4．將燒杯中的混合物轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，用適量CCl4萃?。–Cl4加入量約為濃縮液體積的1/2~1/3），觀察有機層的顏色。往分液漏斗中加入適量5M的NaOH溶液，觀察有機層的顏色變化，回收有機層。5．水層用6M的鹽酸溶液重新酸化，重新析出碘，分離，精制。2.5思考題1．干海帶焙燒前為什么要先加入堿溶液煮沸半小時？2.為什么要重新酸化析碘？還可以采用哪些方法是有機相中的碘析出？3.碘精制的方法有哪些？4.為什么采用亞硝酸鹽氧化？采用重鉻酸鹽、（高）氯酸鹽和雙氧水氧化是否可行？為什么？參考文獻[1]周令芬，新法從海帶中提取碘[J].海南大學(xué)報（自然科學(xué)版），1997，15:(3),236.[2]崔克宇，劉少春，王悅，呂明，韓磊，從海帶中提取碘的實驗研究[J].吉林師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007,(4),38.分析化學(xué)綜合設(shè)計實驗實驗一Pb3O4組成的測定1.1實驗?zāi)康?．測定Pb3O4的組成。2．進一步練習(xí)碘量法操作。1.2實驗原理Pb3O4為紅色粉末狀固體，欲稱鉛丹或紅丹。該物質(zhì)為混合價態(tài)氧化物，其化學(xué)式可寫成PbII2PbIVO4即式中氧化數(shù)為+2的Pb占2/3，而氧化數(shù)為+4的Pb占1/3。Pb3O4與HNO3反應(yīng)時，由于PbO2的生成，固體的顏色很快從紅色變?yōu)樽睾谏篜b3O4+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O很多金屬離子均能與多齒配體EDTA以1:1的比例生成穩(wěn)定的螯合物，以+2價金屬離子M2+為例，其反應(yīng)如下：M2++EDTA4-=MEDTA2-因此，只要控制溶液的PH，選用適當(dāng)?shù)闹甘緞?，就可用EDTA標(biāo)準溶液，對溶液中的特定金屬離子進行定量測定。本實驗中

Pb3O4經(jīng)HNO3作用分解后生成的Pb2+，可用六亞甲基四胺控制溶液的PH為5~6，以二甲酚橙為指示劑，用EDTA標(biāo)準液進行測定。PbO2是種很強的氧化劑，在酸性溶液中，它能定量地氧化溶液中的I-：PbO2+4I-+4HAc=PbI2+I2+2H2O+4Ac從而可用碘量法來測定所生成的PbO2。1.3實驗儀器和藥品儀器：分析天平、臺秤、稱量瓶、干燥器、量筒（10mL，100mL）、燒杯（50mL）、錐形瓶（250mL）、吸濾瓶、布氏漏斗、酸式滴定管（50mL）、堿式滴定管（50mL）、洗瓶、水泵固體藥品：四氧化三鉛（A.R.），碘化鉀（A.R.）；液體藥品：HNO3(6mol/L)、EDTA標(biāo)準溶液(0.01mol/L)、Na2S2O3標(biāo)準溶液(0.01mol/L)、NaAc-HAc(1:1)混合液、NH3·H2O(1:1)、六亞甲基四胺（20%）、淀粉（2%）材料：濾紙、PH試紙1.4實驗步驟1.4.1Pb3O用差量法準確稱取0.5g干燥的Pb3O4，把它置于50mL的小燒杯中，同時加入2mL6mol/L的HNO3溶液，用玻璃棒攪拌，使之充分反應(yīng)，可以看到紅色的Pb3O4很快變?yōu)樽睾谏腜bO2。接著吸濾將反應(yīng)產(chǎn)物進行固液分離，用蒸餾水少量多次地洗滌固體，保留濾液及固體供下面實驗用。思考題：能否加其它酸如H2SO4或HCl溶液使Pb3O4分解？為什么？1.4.2PbO含量的測定把上述濾注全部轉(zhuǎn)入錐形瓶中，往其中加入4~6滴二甲酚橙指示劑，并逐滴加入1:1的氨水，至溶液由黃色變?yōu)槌壬?，再加?0%的六亞甲基四胺至溶液呈穩(wěn)定的紫紅色（或橙紅色），再過量5mL，此時溶液的PH為5~6。然后以EDTA標(biāo)準液滴定溶液由紫紅色變?yōu)辄S色時，即為終點。記下所消耗的EDTA溶液的體積。1.4.3PbO將上述固體PbO2連同濾紙一并置于另一只錐形瓶中，往其中加入30mLHAc與NaAc混合液，再向其中加入0.8g固體KI，搖動錐形瓶，使PbO2全部反應(yīng)而溶解，此時溶液呈透明棕色。以Na2S2O3標(biāo)準溶液滴定至溶液呈淡黃色時，加入1mL2%淀粉液，繼續(xù)滴定至溶液藍色剛好褪去為止，記下所用去的Na2S2O思考題：PbO2氧化I-需在酸性介質(zhì)中進行，能否加HNO3或HCl溶液以替代HAc？為什么？1.5實驗數(shù)據(jù)處理由上述實驗算出試樣中+2價鉛與+4價鉛的摩爾比，以及Pb3O4在試樣中的質(zhì)量分數(shù)。本實驗要求，+2價鉛與+4鉛摩爾比為2±0.05，Pb3O4在試樣中的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)大于或等于95%方為合格。1.6思考題1．從實驗結(jié)果，分析產(chǎn)生誤差的原因。2．自行設(shè)計另外一個實驗，以測定Pb3O4的組成。參考文獻分析化學(xué)實驗，武漢大學(xué)主編，高等教育出版社，2002.有機化學(xué)綜合設(shè)計實驗實驗一雙丙酮丙烯酰胺的合成雙丙酮丙烯酰胺(Dacetonacrylamide,DAAM)，別名：雙胺-N-（1,1-二甲基-3-氧代丁基）丙烯酰胺,分子式C9H15NO2，分子量169.22。DAAM為白色或淡黃色片狀結(jié)晶，熔點56.5~57.0℃，沸點120℃，閃點126℃（開放式）；粘度17.9cp(60℃雙丙酮酰胺的結(jié)構(gòu)式雙丙酮丙烯酰胺是一種重要的精細化工產(chǎn)品，除可用作均聚物之外，還可作為聚合物改性用單體進行共聚?？膳c其共聚的單體主要有，甲基丙烯酸甲脂、苯乙烯、乙酸乙烯脂、氯乙烯、馬來酸酐、硬脂酸、N-乙烯基吡咯烷酮、偏氯乙烯、丙烯腈、甲基乙烯基酮、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸乙脂、丙烯酸丁脂、丙烯酸-2-乙基己脂、丁二烯等。這些均聚物和共聚物用途十分廣泛，如用于涂料、膠粘劑、日化、環(huán)氧樹脂固化劑、感光樹脂助劑、紡織助劑、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。隨著技術(shù)進步和發(fā)展，雙丙酮丙烯酰胺新的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸得到開發(fā)，因此雙丙酮丙烯酰胺應(yīng)用領(lǐng)域逐漸得到開發(fā)，雙丙酮丙烯酰胺應(yīng)用和發(fā)展前景十分廣闊。1.1實驗?zāi)康?．學(xué)習(xí)回流、蒸餾、攪拌、控溫、萃取、重結(jié)晶等操作在合成中的綜合運用。2．學(xué)習(xí)探索有機產(chǎn)品工藝條件的實驗方法及數(shù)據(jù)處理。1.2實驗原理1.二丙酮醇的合成2.噁嗪硫酸鹽的合成反應(yīng)歷程：3.雙丙酮丙烯酰胺的合成儀器藥品250mL四口瓶,100mL滴液漏斗，250mL梨形分液漏斗，抽濾裝置，100mL錐形瓶，100mL燒杯，500mL燒杯，顯微熔點儀。丙酮，丙烯腈，濃硫酸，甲苯，氫氧化鈉，PH試紙1.4實驗步驟1.噁嗪硫酸鹽的合成四口瓶中安裝上機械攪拌、回流冷凝管、滴液漏斗、溫度計。取0.5mol丙酮，按照n雙丙酮醇：n丙烯腈：n濃硫酸=1：1.2：2.2的比例稱取丙烯腈和濃硫酸（代表摩爾數(shù)）。將濃硫酸加入250mL四口燒瓶中。將丙烯腈與丙酮混合，加入滴液漏斗中。將反應(yīng)瓶放入冰浴中，開動攪拌，將滴液漏斗中液體慢慢滴加到反應(yīng)瓶中，約1小時左右滴完，滴加過程中保持溫度0~5oC。然后將溫度緩慢升溫至40~42oC，保持溫度反應(yīng)3小時。降溫至15oC。滴液漏斗中加入80mL丙酮，攪拌下滴加到反應(yīng)瓶中，控制滴加速度，使溫度不超過20oC。加完后攪拌1小時。抽濾，得到白色固體。用10mL丙酮洗滌2次。所得固體放入干燥器中干燥過夜。稱重，計算產(chǎn)率。2.雙丙酮丙烯酰胺的合成將所得的噁嗪硫酸鹽溶于50mL水中，加入四口瓶中，并加入80mL甲苯，開動攪拌混合均勻。根據(jù)噁嗪硫酸鹽的重量，稱取適量的NaOH配成飽和溶液用于中和噁嗪硫酸鹽。將所配溶液加入滴液漏斗中，慢慢滴加到四口瓶中，滴加過程溫度不超過20oC。加完后攪拌0.5小時。將混合物轉(zhuǎn)入分液漏斗中，靜止分層。有機層蒸餾出約40mL甲苯，剩余物轉(zhuǎn)移到燒杯中靜止冷卻，析出固體。抽濾，干燥，稱重，測熔點。3.合成工藝條件研究按照上述步驟，保持其它條件不變，將保溫反應(yīng)時間分別變?yōu)?小時，4小時，5小時進行反應(yīng)，記錄產(chǎn)品的產(chǎn)量和熔點。按照上述步驟，保持其它條件不變，將反應(yīng)溫度分別改為30oC、50oC、55oC進行反應(yīng)，記錄產(chǎn)品的產(chǎn)量和熔點。數(shù)據(jù)處理將每次實驗所得產(chǎn)品的產(chǎn)量（g）對反應(yīng)時間（t）及反應(yīng)溫度（T）作圖，找出反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度的最佳條件。1.6思考題1.反應(yīng)開始時，為什么要控制溫度0~5oC？2.該反應(yīng)容易發(fā)生哪些副反應(yīng)？參考文獻1.OrganicSyntheses,CV1,1992.蘇碧泉,盛麗,?？藦?雙丙酮丙烯酰胺的合成[J].當(dāng)代化工,2003,(04):12-13實驗二植物色素的提取2.1薄層色譜法簡介薄層色譜法（ThinLagerChromatography）（縮寫為TLC）是快速分離和定性分析少量物質(zhì)的一種很重要的實驗技術(shù)。最典型的在玻璃板上均勻鋪上一薄層吸附劑，制成薄層板，用毛細管將樣品溶液點在起點處，把此薄層板置于盛有溶劑的容器中，待溶液到達前沿后取出，晾干，噴以顯色劑，測定色斑的位置。由于層析是在薄層板上進行，故稱為薄層層析。根據(jù)鋪上薄層的固體的性質(zhì)，薄層層析可分為：（1）吸附層析，是用硅膠、氧化鋁等吸附劑鋪成的薄層，這就是利用吸附劑對不同組分吸附能力的差異從而達到分離的方法；（2）分配薄層層析可，是由支持劑如硅膠纖維素的鋪成的薄層；（3）離子交換層析，由含有交換基團的纖維素鋪成的薄層，根據(jù)離子交換原理而達到分離。吸附劑最常用于TLC的吸附劑為硅膠和氧化鋁兩種吸附劑，其中最常用的為氧化鋁G和硅膠G。硅膠常用的商品薄層層析用的硅膠為：硅膠H—不含粘合劑和其它添加劑的層析用硅膠硅膠G—含煅燒過的石膏（CaSO4.1/2H2O）作粘合劑的層析用硅膠。標(biāo)記G代表石膏（Gypsum）硅膠HF254—含熒光物質(zhì)層析用硅膠，可用于254nm的紫外光下觀察熒光。硅膠GF254——含煅燒石膏、熒光物質(zhì)的層析用硅膠。（2）氧化鋁與硅膠相似。商品氧化鋁也有Al2O3-G,Al2O3-HF254,Al2O3-GF254.2．薄層板的制備和活化（1）制備薄層載片如是新的玻璃板（厚約2.5mm），切割成150*30*2.5mm（2）制備漿料容器：高型燒杯或帶螺旋蓋的廣口瓶。操作：制成漿料的要求要均勻，不帶團塊，粘稠適當(dāng)。為此，應(yīng)將吸附劑慢慢地加至溶劑中，邊加邊攪拌。如果將溶劑加至吸附劑中常常會出現(xiàn)團塊狀，加料畢，劇烈攪拌，最好用廣口瓶，旋緊蓋子，將瓶劇烈搖動，保證充分混合。一般1g硅膠G需要0.5%羧甲基纖維素鈉（CMC）清液3~4mL或約3mL氯仿；1g氧化鋁G需0.5%不同性質(zhì)的吸附劑用溶劑是有所不同，應(yīng)根據(jù)實際情況予以增減。按照上述規(guī)格的載玻片，每塊約用1薄層的厚度位0.25~1①平鋪法可用資質(zhì)的涂布器圖布（見圖2-58）。將洗凈的幾塊玻璃片在涂布器中間擺好，上下兩邊各夾一塊比前者厚0.25~1②傾注法將調(diào)好的漿料倒在玻璃板上，用收左右搖晃，是表面均勻光滑（必要時可于平臺處讓一端觸臺面另一端輕輕跌落數(shù)次并互換位置）。然后，把薄層板放于已校正水平面的平板上晾干。③浸涂法將載玻片浸入盛有漿料的容器中，漿料高度約為載玻片長度的5/6，使載玻片涂上一層均勻的吸附劑[1]。操作是：在帶有螺旋蓋的瓶子中盛滿漿料（1g硅膠G需要3mL氯仿或需要3mL氯仿-乙醇混合物（體積比為2若漿料太稠，涂層可能太后，甚至不均勻，若漿料稀薄，則可能是涂層薄。若出現(xiàn)上述兩種情況，須調(diào)整粘稠度。要掌握鋪層技術(shù)，反復(fù)實踐是必要的。薄層板的活化溫度，硅膠板于105~110℃烘30min，氧化鋁板于150~160℃烘4h，可得Ⅲ-以上介紹的是濕法鋪層的操作，至于干法不介紹了。3．點樣在距薄層長端8~10mm處，劃一條線，作為起點線。用毛細管（內(nèi)徑小于1mm）吸取樣品溶液（一般以氯仿、丙酮、甲醇、乙醇、苯、乙醚或四氯化碳等作溶劑，配成1%溶液）垂直地輕輕接觸到薄層的起點線上。如溶液太稀，一次點樣不夠，第一次點樣干后，在點第二次、第三次，多次點樣是，每次點樣都應(yīng)在同一圓心上。點的次數(shù)依樣品溶液濃度而定，一般為2~5次。若樣品量太少時，有的成分不易顯出；若量太多時易造成斑點過大，互相交叉或拖尾，不能得到很好的分離。點樣后的斑點直徑以擴散成1~24．展開薄層的展開需在密閉的容器中進行。先將選擇的展開劑[2]放在色譜器中，使色譜器內(nèi)空氣飽和5~10min，再將點樣好試樣的薄層板放入色譜器中進行展開。點樣的位置必須在展開劑液面之上。當(dāng)展開劑上升到薄層的前沿（離頂端5~10mm）或各組分已明顯分開時，取出薄層板放平晾干，用鉛筆或小針劃前沿的位置后即可顯色。根據(jù)R5．顯色展開完畢，取出薄層板，劃出前沿線，如果化合物本身有顏色，就可直接觀看它的斑點。如果本身無色，可先在紫外線下觀察有無熒光斑點，用小針在薄層上劃出斑點的位置。也可在溶劑蒸發(fā)前用顯色劑噴霧顯色。不同類型的化合物需用不同的顯色劑。凡可用于紙色譜的顯色劑都可用于薄層色譜，薄層色譜還可使用腐蝕性的顯色劑如濃硫酸、濃鹽酸和濃磷酸等。對于未知的樣品顯色劑是否合適，可先取樣品溶液一滴，點在濾紙上，然后滴加顯色劑，觀察有否色點產(chǎn)生。也可將薄層板除去溶劑后，放在含有少量碘的密閉容器中顯色來檢查色點，許多化合物都能和碘成黃棕色斑點。但當(dāng)?shù)庹魵鈸]發(fā)后，棕色斑點即易消失（自容器取出后，呈現(xiàn)的斑點一般于2~3s內(nèi)消失），所以顯色后，應(yīng)即用鉛筆或小針標(biāo)出斑點的位置，計算出Rf值。一些常用顯色劑見表2-1。表2-1一些常用的顯色劑示例顯色劑配置方法能被檢出對象濃硫酸碘蒸氣碘的氯仿溶液磷鉬酸乙醇溶液鐵氰化鉀-三氯化鐵試劑四氫鄰苯二甲酸酐硝酸鈰銨香蘭素-硫酸茚三酮98%H2SO4將薄層板放入缸內(nèi)被碘蒸氣飽和數(shù)分鐘0.5%碘的氯仿溶液5%磷鉬酸乙醇溶液，噴后120℃1%鐵氰化鉀，2%三氯化鐵使用前等量混合2%溶液，溶劑：丙酮—氯仿（10：1）6%硝酸鈰銨的2mol/L硝酸溶液3g香蘭素溶于100mL乙醇中，再加入0.5mL濃硫酸0.3g茚三酮溶于100mL乙醇噴后，110℃大多數(shù)有機化合物在加熱后可顯出黑色斑點很多有機化合物顯黃棕色同上還原性物質(zhì)顯藍色還原性物質(zhì)顯藍色，再噴2mol/L鹽酸，藍色加深，檢酚、胺、還原性物質(zhì)芳烴薄層板再105烘5min之后，噴顯色劑，多元醇在黃色底色上有棕黃色斑點高級醇及酮成綠色氨基酸、胺、氨基糖顯色劑種類很多，需要時參閱陳耀祖編著：有機分析，高等教育出版社，1981.P.47~55.2.2試劑藥品玻璃片（10cm×3cm），展缸，毛細管，分液漏斗，錐形瓶硅膠G，羧甲基纖維素鈉，新鮮菠菜葉，乙醇，石油醚，丙酮，乙酸乙酯，無水硫酸鈉，圓底燒瓶2.3實驗步驟1.薄層色譜板的制備取四塊玻璃片，用硅膠G經(jīng)0.5%羧甲基纖維素鈉調(diào)制后制版，晾干后在110℃2.色素溶液的制備稱取3g洗凈后用濾紙吸干的新鮮菠菜，用剪刀剪碎并與5mL乙醇拌勻，在研缽中研磨，依次用l0mL乙醇、5mL×2石油醚提取。將合并的提取液放到50mL分液漏斗中，用10mL×2水洗，棄去水層，石油醚層用少量無水Na2SO4干燥(約l5min)，然后將石油醚層轉(zhuǎn)移到帶支管的試管內(nèi)，用水浴加熱、水泵減壓，濃縮到約0.53.展開劑的配置用石油醚和丙酮及石油醚和乙酸乙酯按不同體積比混合，得到不同極性的展開劑：（a）石油醚-丙酮=8:2、6:4、5:5、4:6、2:8（體積比），（b）石油醚-乙酸乙酯=8:2、6:4、5:5、4:6、2:8（體積比）4.分離在硅膠板上點樣后，分別用不同展開劑展開，分別測出胡蘿卜素、葉綠素、葉黃素的Rf值，比較不同展開劑系統(tǒng)的展開效果。注釋1．片上涂層要均勻，既不應(yīng)有紋路，帶團粒，也不應(yīng)有能看到玻璃的薄涂料點。2．薄層色譜展開劑的選擇原則和柱色譜相同，主要根據(jù)樣品的極性、溶解度和吸附劑的活性等因素來綜合考慮。溶劑的極性越大，則對化合物的洗脫力越大，即Rf值越大。如發(fā)現(xiàn)樣品各組分的Rf值較大，可考慮換用一種極性較小的溶劑，或在原來的溶劑中加入適量極性較小的溶劑去展開，如原用氯仿為展開劑，則可加入適量的苯。相反，如原用展開劑使樣品各組分的Rf值較小，則可加入適量極性較大的溶劑，如氯仿中加入適量的乙醇試行展開，以達到分離的目的。各種溶劑的極性參見前柱色譜部分。物理化學(xué)綜合設(shè)計實驗實驗一表面活性劑的物理化學(xué)性質(zhì)研究本實驗課時為25學(xué)時，要求學(xué)生首先要查閱大量相關(guān)資料，了解表面活性劑的特性及膠束形成原理，根據(jù)實驗要求，自行設(shè)計出實驗草案，小組討論后形成可行實驗方案，然后進行實驗。1.1實驗?zāi)康?、了解表面活性劑的特性及膠束形成原理。2、掌握DDS-11A型電導(dǎo)儀的使用方法。3、用電導(dǎo)法測定十二烷基硫酸鈉的臨界膠束濃度。1.2實驗原理明顯”兩親”性質(zhì)的分子,即含有親油的足夠長的(大于10~12個碳原子)烴基，又含有親水的極性基團(通常是離子化的)。由這一類分子組成的物質(zhì)稱為表面活性劑，表面活性劑分子都是由極性部分和非極性部分組成的。表面活性劑進入水中，在低濃度時呈分子狀態(tài),并且三三兩兩地把親油基團靠攏而分散在水中。當(dāng)溶液濃度加大到一定程度時，許多表面活性物質(zhì)的分子立刻結(jié)合成很大的集團，形成”膠束”。以膠束形式存在于水中的表面活性物質(zhì)是比較穩(wěn)定的。表面活性物質(zhì)在水中形成膠束所需的最低濃度稱為臨界膠束濃度，以CMC表示。當(dāng)表面活性劑溶于水中后，不但定向地吸附在溶液表面，而且達到一定濃度時還會在溶液中發(fā)生定向排列而形成膠束。表面活性劑為了使自己成為溶液中的穩(wěn)定分子，有可能采取的兩種途徑：一是把親水基留在水中，親油基伸向油相或空氣；二是讓表面活性劑的親油基團相互靠在一起，以減少親油基與水的接觸面積。前者就是表面活性劑分子吸附在界面上，其結(jié)果是降低界面張力,形成定向排列的單分子膜，后者就形成了膠束。由于膠束的親水基方向朝外，與水分子相互吸引，使表面活性劑能穩(wěn)定溶于水中。本實驗利用DDS-11A型電導(dǎo)儀，測定不同濃度的十二烷基硫酸鈉水溶液的電導(dǎo)值(也可換算成摩爾電導(dǎo)率)，并作電導(dǎo)值(或摩爾電導(dǎo)率)與濃度的關(guān)系圖，從圖中的轉(zhuǎn)折點求得臨界膠束濃度。1.3儀器和藥品DDS-11A電導(dǎo)率儀一臺、容量瓶(100mL)10只、260型電導(dǎo)電極一支、恒溫水浴一套、容量瓶(1000mL)一只。氯化鉀(分析純)、十二烷基硫酸鈉(分析純)、電導(dǎo)水1.4實驗步驟1、用電導(dǎo)水或重蒸餾水準確配制0.01mol·L-1的KCl標(biāo)準溶液。2、取十二烷基硫酸鈉在80℃烘干3小時，用電導(dǎo)水或重蒸餾水準確配制0.002，0.006，0.007，0.008，0.009，0.010，0.012，0.014，0.018，0.020mol·L-1的十二烷基硫酸鈉溶液各3、開通電導(dǎo)率儀和恒溫水浴的電源預(yù)熱20min。調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度至25℃4、在恒定的溫度下，用0.001mol·L-1KCl標(biāo)準溶液標(biāo)定電導(dǎo)池常數(shù)。用DDS-11A型電導(dǎo)儀從稀到濃分別測定上述各溶液的電導(dǎo)值。用后一個溶液蕩洗存放前一個溶液的電導(dǎo)池三次以上，各溶液測定時必須恒溫10秒鐘，每個溶液的電導(dǎo)讀數(shù)三次，取平均值。5、列表記錄各溶液對應(yīng)的電導(dǎo)，并換算成電導(dǎo)率或摩爾電導(dǎo)率。6、實驗結(jié)束后，用蒸餾水洗凈試管和電極。1.5數(shù)據(jù)處理作出電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系圖，從圖中轉(zhuǎn)折點處找出臨界膠束濃度。1.6注意事項1、測定水溶液電導(dǎo)時要按從稀到濃的順序來測。2、配制溶液時必須保證濃度的準確性。1.7實驗報告要求1、給出實驗?zāi)康?、原理及詳細的實驗步驟。2、作出電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系圖，從圖中轉(zhuǎn)折點處找出臨界膠束濃度。1.8思考題1、若要知道所測得的臨界膠束濃度是否準確，可用什么實驗方法驗證之？2、非離子型表面活性劑能否用本實驗方法測定臨界膠束濃度？若不能，則可用何種方法測之？3、溶解的表面活性劑分子與膠束之間的平衡溫度和濃度有關(guān)系，其關(guān)系式為：4、試問如何測出其熱效應(yīng)?實驗二苯的穩(wěn)定化能的測定及量子化學(xué)計算本實驗課時為25學(xué)時，要求學(xué)生首先要查閱大量相關(guān)資料，了解穩(wěn)定化能的概念，參考結(jié)構(gòu)化學(xué)內(nèi)容，進行量子化學(xué)理論計算，并根據(jù)實驗要求，自行設(shè)計出實驗草案，小組討論后形成可行實驗方案，然后進行實驗。2.1實驗?zāi)康?、明確穩(wěn)定化能的概念。了解怎樣采用實驗方法和理論計算得到苯分子穩(wěn)定化能的數(shù)