有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作技術(shù)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)根本操作技術(shù)第一節(jié)常用玻璃儀器的洗滌和保養(yǎng)一、玻璃儀器的洗滌和保養(yǎng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)用的玻璃儀器一般都需要干凈的，洗滌儀器的方法很多，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求，污物的性質(zhì)和污染的程度來決定。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的各種玻璃儀器的性能是不同的。必須掌握它們的性能、保養(yǎng)和洗滌方法，才能正確使用，提高實(shí)驗(yàn)效果，防止不必要的損失。下面介紹幾種常用的玻璃儀器的保養(yǎng)和洗滌方法。1、溫度計(jì)溫度計(jì)水銀球部位的玻璃很薄，容易打破，使用時(shí)要特別留心，一不能用溫度計(jì)當(dāng)攪拌棒使用；二不能測定超過溫度計(jì)的最高刻度的溫度；三也不能把溫度計(jì)長時(shí)間放在高溫的溶劑中。否那么，會(huì)使水銀球變形，乃至讀數(shù)不準(zhǔn)。溫度計(jì)用后要讓它慢慢冷卻，特別在測量高溫之后，切不可立即用水沖洗。否那么，會(huì)破裂，或水銀柱破裂，應(yīng)懸掛在鐵座架上，待冷卻后把它洗凈抹干，放回溫度計(jì)盒內(nèi)，盒底要墊上一小塊棉花。如果是紙盒，放回溫度計(jì)時(shí)要檢查盒底是否完好。2、冷凝管冷凝管通水后很重，所以裝置冷凝管時(shí)應(yīng)將夾子夾緊在冷凝管的重心的地方，以免翻倒。如內(nèi)外管都是玻璃質(zhì)的那么不適用于高溫蒸餾用。洗刷冷凝管時(shí)要用長毛刷，如用洗滌液或有機(jī)溶液洗滌時(shí)，用軟木塞塞住一端。不用時(shí)，應(yīng)直立放置，使之易干。3、蒸餾燒瓶蒸餾燒瓶的支管容易被碰斷，故無論在使用時(shí)或放置時(shí)要特別注意蒸餾瓶的支管，支管的熔接處不能直接加熱。其洗滌方法和燒瓶的洗滌方法相同，參閱?化學(xué)實(shí)驗(yàn)及技術(shù)〔Ⅰ〕?。4、分液漏斗分液漏斗的活塞和蓋子都是磨砂口的，假設(shè)非原配的，就可能不嚴(yán)密。所以，使用時(shí)要注意保護(hù)它，各個(gè)分液漏斗之間也不要互相調(diào)換，用后一定要在活塞和蓋子的磨砂口間墊上紙片，以免日久后難于翻開。二、玻璃儀器的枯燥有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往都要使用枯燥的玻璃儀器，故要養(yǎng)成在每次實(shí)驗(yàn)后馬上把玻璃儀器洗凈和倒置使之枯燥的習(xí)慣?？菰锊Ａx器的方法有以下幾種：1、自然風(fēng)干自然風(fēng)干是指把已洗凈的儀器〔洗凈的標(biāo)志是：玻璃儀器的器壁上，不應(yīng)附著有不溶物或油污，裝著水把它倒轉(zhuǎn)過來，水順著器壁流下，器壁上只留下一層既薄又均勻的水膜，不掛水珠〕放枯燥架上自然風(fēng)干，這是常用和簡單的方法。但必須注意，如玻璃儀器洗得不夠干凈，水珠不易流下，枯燥較為緩慢。2、烘干把玻璃儀器放入烘箱內(nèi)烘干。儀器口向上，帶有磨砂口玻璃塞的儀器，必須取出活塞拿開才可烘干，烘箱內(nèi)的溫度保持100-105℃，片刻即可。當(dāng)把已烘干的玻璃儀器拿出來時(shí)，最好先在烘箱內(nèi)降至室溫后才取出。切不可讓很熱的玻璃儀器沾上水，以免破裂。3、吹干用壓縮空氣，或用吹風(fēng)機(jī)把儀器吹干。第二節(jié)加熱與冷卻1、加熱與熱源實(shí)驗(yàn)室常用的熱源有煤氣、酒精和電能。為了加速有機(jī)反響，往往需要加熱，從加熱方式來看有直接加熱和間接加熱。在有機(jī)實(shí)驗(yàn)室里一般不用直接加熱，例如用電熱板加熱圓底燒瓶，會(huì)因受熱不均勻，導(dǎo)致局部過熱，甚至導(dǎo)致破裂，所以，在實(shí)驗(yàn)室平安規(guī)那么中規(guī)定禁止用明火直接加熱易燃的溶劑。為了保證加熱均勻，一般使用熱浴間接加熱，作為傳熱的介質(zhì)有空氣、水、有機(jī)液體、熔融的鹽和金屬。根據(jù)加熱溫度、升溫速度等的需要，常采用以下手段?！?〕空氣浴這是利用熱空氣間接加熱，對(duì)于沸點(diǎn)在80℃以上的液體均可采用。把容器放在石棉網(wǎng)上加熱，這就是最簡單的空氣浴。但是，受熱仍不均勻，故不能用于回流低沸點(diǎn)易燃的液體或者減壓蒸餾。半球形的電熱套是屬于比擬好的空氣浴，因?yàn)殡姛崽字械碾姛峤z是玻璃纖維包裹著的，較平安，一般可加熱至400℃，電熱套主要用于回流加熱。蒸餾或減壓蒸餾以不用為宜，因?yàn)樵谡麴s過程中隨著容器內(nèi)物質(zhì)逐漸減少，會(huì)使容器壁過熱。電熱套有各種規(guī)格，取用時(shí)要與容器的大小相適應(yīng)。為了便于控制溫度，要連調(diào)壓變壓器?！?〕水浴當(dāng)加熱的溫度不超過100℃時(shí)，最好使用水浴加熱，水浴為較常用的熱浴。但是，必須強(qiáng)調(diào)指出，當(dāng)用于鉀和鈉的操作時(shí)，決不能在水浴上進(jìn)行。使用水浴時(shí)，勿使容器觸及水浴器壁或其底部。如果加熱溫度稍高于100℃，那么可選用適當(dāng)無機(jī)鹽類的飽和水溶液作為熱溶液。例如：鹽類飽和水溶液的沸點(diǎn)〔℃〕NaCl 109MgSO4 108KNO3 116CaCl2 180由于水浴中的水不斷蒸發(fā)，適當(dāng)時(shí)添加熱水，使水浴中水面經(jīng)常保持稍高于容器內(nèi)的液面?？傊?，使用液體熱浴時(shí)，熱浴的液面應(yīng)略高于容器中的液面?！?〕油浴適用100-250℃，優(yōu)點(diǎn)是使反響物受熱均勻，反響物的溫度一般低于油浴液20℃左右。常用的油浴液有：①甘油：可以加熱到140-150℃，溫度過高時(shí)那么會(huì)分解。②植物油：如菜油、蓖麻油和花生油等，可以加熱到220℃，常參加1%對(duì)苯二酚等抗氧化劑，便于久用，溫度過高時(shí)那么會(huì)分解到達(dá)閃點(diǎn)時(shí)可能燃燒起來，所以，使用時(shí)要小心。③石蠟：能加熱到200℃左右，冷到室溫時(shí)凝成固體，保存方便。④石蠟油：可以加熱到200℃左右，溫度稍高并不分解，但較易燃燒。用油浴加熱時(shí)，要特別小心，防止著火，當(dāng)油受熱冒煙時(shí)，應(yīng)立即停止加熱。油浴中應(yīng)掛一支溫度計(jì)，可以觀察油浴的溫度和有無過熱現(xiàn)象，便于調(diào)節(jié)火焰控制溫度。油量不能過多。否那么受熱后有溢出而引起火災(zāi)的危險(xiǎn)。使用油浴時(shí)要竭力防止產(chǎn)生可能引起油浴燃燒的因素。加熱完畢取出反響容器時(shí)，仍用鐵夾夾住反響容器使其離開液面懸置片刻，待容器壁上附著的油滴完后，用紙和干布揩干之?！?〕酸液常用酸液為濃硫酸，可熱至250-270℃，當(dāng)熱至300℃左右時(shí)那么分解，生成白煙，假設(shè)酌加硫酸鉀，那么加熱溫度可升到350℃左右。例如：濃硫酸〔比重1.84〕 70%〔W/W〕 60%〔W/W〕硫酸鉀 30% 40%加熱溫度 約325℃ 約365℃上述混合物冷卻時(shí)，即成半固體或固體，因此，溫度計(jì)應(yīng)在液體未完全冷卻前取出?！?〕砂浴砂浴一般是用鐵盆裝枯燥的細(xì)海砂〔或河沙〕，把反響容器半埋砂中加熱。加熱沸點(diǎn)在80℃以上的液體時(shí)可以采用，特別適用于加熱溫度在220℃以上者，但砂浴的缺點(diǎn)是傳熱慢，溫度上升慢，且不易控制，因此，砂層要薄一些。砂浴中應(yīng)插入溫度計(jì)。溫度計(jì)水銀球要靠近反響器?！?〕金屬浴選用適當(dāng)?shù)牡腿酆辖穑杉訜嶂?50℃左右，一般都不超過350℃。否那么，合金將會(huì)迅速氧化。2、冷卻與冷卻劑在有機(jī)實(shí)驗(yàn)中，有時(shí)須采用一定的冷卻劑進(jìn)行冷卻操作，在一定的低溫條件下進(jìn)行反響，別離提純等。例如：〔1〕某些反響要在特定的低溫條件下進(jìn)行的，才利于有機(jī)物的生成，如重氮化反應(yīng)一般在0℃-5℃進(jìn)行；〔2〕沸點(diǎn)很低的有機(jī)物，冷卻時(shí)可減少損失；〔3〕要加速結(jié)晶的析出；〔4〕高度真空蒸餾裝置〔一般有機(jī)實(shí)驗(yàn)很少運(yùn)用〕。根據(jù)不同的要求，選用適當(dāng)?shù)睦鋮s劑冷卻，最簡單的是用水和碎冰的混合物，可冷卻至0℃-5℃，它比單純用冰塊有較大的冷卻效能。因?yàn)楸旌衔锱c容器的器壁充分接觸。假設(shè)在碎冰中酌加適量的鹽類，那么得冰鹽混合冷卻劑的溫度可在0℃以下，例如：普通常用的食鹽與碎冰的混合物〔33：100〕，其溫度可由始溫-1℃降至-21.3℃。但在實(shí)際操作中溫度約-5℃~-18℃。冰鹽浴不宜用大塊的冰，而且要按上述比例將食鹽均勻撤布在碎冰上，這樣冰冷效果才好。除上述冰浴或水鹽浴外，假設(shè)無冰時(shí)，那么可用某些鹽類溶于水吸熱作為冷卻劑使用，參閱表2-1及表2-2。表2-1用兩種鹽及水〔冰〕組成的冷卻劑鹽類及其用量〔克〕溫度，℃始溫冷凍對(duì)100克水+20+20+20-7.2-5.8-14NH4Cl 31KNO3 20NaNO3 53NaNO3 61NH4Cl 24NH4NO3 79對(duì)100克冰NH4Cl 26KNO3 13.5-17.9-30.0-30.1-40.0NH4Cl 20NaCl 40NH4Cl 13NaNO3 37.5NH4NO3 42NaCl 42表2-2用一種鹽及水〔冰〕組成的冷卻劑鹽類用量〔克〕溫度，℃始溫冷凍KClCH3COONa·3H2ONH4ClNaNO3NH4NO3CaCl2·6H2ONH4ClKClNH4NO3NaNO3NaClCaCl2·6H2O〔每100克水〕3095307560167〔每100克冰〕2530455033204+13.6+10.7+13.3+13.2+13.6+10.0-1-1-1-1-10+0.6-4.7-5.1-5.3-13.6-15.0-15.4-11.1-16.7-17.7-21.3-19.7第三節(jié)枯燥與枯燥劑有機(jī)物枯燥的方法大致有物理方法〔不加枯燥劑〕和化學(xué)方法〔參加枯燥劑〕兩種。物理方法如吸收、分餾等，近年來應(yīng)用分子篩來脫水，在實(shí)驗(yàn)室中常用化學(xué)枯燥法，其特點(diǎn)是在有機(jī)液體中參加枯燥劑，枯燥劑與水起化學(xué)反響(例如Na＋H2O→NaOH+H2↑)或同水結(jié)合生成水化物，從而除去有機(jī)液體所含的水分，到達(dá)枯燥的目的。用這種方法枯燥時(shí)，有機(jī)液體中所含的水分不能太多〔一般在百分之幾以下〕。否那么，必須使用大量的枯燥劑，同時(shí)有機(jī)液體因被枯燥劑帶走而造成的損失也較大。1、液體的枯燥〔1〕常用枯燥劑常用枯燥劑的種類很多，選用時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)：①枯燥劑與有機(jī)物應(yīng)不發(fā)生任何化學(xué)變化，對(duì)有機(jī)物亦無催化作用；②枯燥劑應(yīng)不溶于有機(jī)液體中；③枯燥劑的枯燥速度快，吸水量大，價(jià)格廉價(jià)。常用枯燥劑有以下幾種：〔1〕無水氯化鈣價(jià)廉、吸水能力大，是最常用的枯燥劑之一，與水化合可生成一、二、四或六水化合物〔在30℃以下〕。它只適于烴類、鹵代烴、醚類等有機(jī)物的枯燥，不適于醇、胺和某些醛、酮、酯等有機(jī)物的枯燥，因?yàn)槟芘c它們形成絡(luò)合物。也不宜用作酸〔或酸性液體〕的枯燥劑。〔2〕無水硫酸鎂它是中性鹽，不與有機(jī)物和酸性物質(zhì)起作用?？勺鳛楦黝愑袡C(jī)物的枯燥劑，它與水生成MgSO4·7H2O〔48℃以下〕。價(jià)較廉，吸水量大，故可用于不能用無水氯化鈣來枯燥的許多化合物?！?〕無水硫酸鈉，它的用途和無水硫酸鎂相似，價(jià)廉，但吸水能力和吸水速度都差一些。與水結(jié)合生成NaSO4·10H2O〔37℃以下〕。當(dāng)有機(jī)物水分較多時(shí)，常先用本品處理后再用其它枯燥劑處理?！?〕無水碳酸鉀、吸水能力一般，與水生成K2CO3·2H2O，作用慢，可用枯燥醇、酯、酮、腈類等中性有機(jī)物和生物堿等一般的有機(jī)堿性物質(zhì)。但不適用于枯燥酸、酚、或其它酸性物質(zhì)?！?〕金屬鈉、醚、烷烴等有機(jī)物用無水氯化鈣或硫酸鎂等處理后，假設(shè)仍含有微量的水分時(shí)，可參加金屬鈉〔切成薄片或壓成絲〕除去。不宜用作醇、酯、酸、鹵烴、醛、酮及某些胺等能與堿起反響或易被復(fù)原的有機(jī)物的枯燥劑?，F(xiàn)將各類有機(jī)物的常用枯燥劑列表如下。表2-3各類有機(jī)物的常用枯燥劑液態(tài)有機(jī)化合物適用的枯燥劑醚類、烷烴、芳烴醇類醛類酮類酸類酯類鹵代烴有機(jī)堿類〔胺類〕CaCl2、Na、P2O5K2CO3、MgSO4、Na2SO4、CaOMgSO4、Na2SO4MgSO4、Na2SO4、K2CO3MgSO4、Na2SO4MgSO4、Na2SO4、K2CO3CaCl2、MgSO4、Na2SO4、P2O5NaOH、KOH〔2〕液態(tài)有機(jī)化合物枯燥的操作液態(tài)有機(jī)化合物的枯燥操作一般在枯燥的三角燒瓶內(nèi)進(jìn)行。把按照條件選定的枯燥劑投入液體里，塞緊〔用金屬鈉作枯燥劑時(shí)那么例外，此時(shí)塞中應(yīng)插入一個(gè)無水氯化鈣管，使氫氣放空而水氣不致進(jìn)入〕，振蕩片刻，靜置，使所有的水分全被吸去。如果水分太多，或枯燥劑用量太少，致使局部枯燥劑溶解于水時(shí)，可將枯燥劑濾出，用吸管吸出水層，再參加新的枯燥劑，放置一定時(shí)間，將液體與枯燥劑別離，進(jìn)行蒸餾精制。2、固體的枯燥從重結(jié)晶得到的固體常帶水分或有機(jī)溶劑，應(yīng)根據(jù)化合物的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行枯燥?！?〕自然晾干這是最簡便，最經(jīng)濟(jì)的枯燥方法。把要枯燥的化合物先在濾紙上面壓平，然后在一張濾紙上面薄薄地?cái)傞_，用另一張濾紙復(fù)蓋起來，在空氣中慢慢地涼干?！?〕加熱枯燥對(duì)于熱穩(wěn)定的固體可以放在烘箱內(nèi)烘干，加熱的溫度切忌超過該固體的熔點(diǎn)，以免固體變色和分解，如屬需要可在真空恒溫枯燥箱中枯燥。〔3〕紅外線枯燥特點(diǎn)是穿透性強(qiáng)，枯燥快?！?〕枯燥器枯燥對(duì)易吸濕或在較高溫度枯燥時(shí)，會(huì)分解或變色的可用枯燥器枯燥，枯燥器有普通干燥器和真空枯燥器兩種。實(shí)驗(yàn)2-1塞子的鉆孔和簡單玻璃工操作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康木毩?xí)塞子的鉆孔和玻璃管的簡單加工。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)特別是制備實(shí)驗(yàn)中，常要用到不同規(guī)格和形狀的玻璃管和塞子等配件，才能將各種玻璃儀器正確地裝備起來。因此，掌握玻璃管的加工和塞子的選用及鉆孔的方法，是進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)必不可少的根本操作，我們應(yīng)該會(huì)它，才能為順利地進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)打下必要的根底。二、操作步驟1、塞子的鉆孔有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用的塞子有軟木塞和橡皮塞兩種，軟木塞的優(yōu)點(diǎn)是不易和有機(jī)化合物作用，但是漏氣和易被酸堿腐蝕。橡皮塞雖然不漏氣和不易被酸堿腐蝕。但易被有機(jī)物所侵蝕或溶脹。各有優(yōu)缺點(diǎn)，究竟選用哪一種塞子適宜要看具體情況而定，一般來說，比擬多的使用軟木塞，因?yàn)樵谟袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中接觸的主要是有機(jī)化合物。不管使用哪一種塞子，塞子大小的選擇和鉆孔的操作，都是必須掌握的。〔1〕塞子大小的選擇選擇一個(gè)大小適宜的塞子，是使用塞子的起碼要求，總的要求是塞子的大小應(yīng)與儀器的口徑相適合，塞子進(jìn)入瓶頸或管頸的局部不能少于塞子本身高度的1/2，也不能多于2/3，如圖2-1所示，否那么，就不合用。使用新的軟木塞時(shí)只要能塞入1/3~1/2時(shí)就可以了，因?yàn)榻?jīng)過壓塞機(jī)壓軟后就能塞入2/3左右了。圖2-1塞子的配置〔2〕鉆孔器的選擇有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往需要在塞子內(nèi)插入導(dǎo)氣管、溫度計(jì)、滴液漏斗等，這就是要在塞子上鉆孔，鉆孔用的工具叫鉆孔器〔也有叫打孔器〕，這種鉆孔器是靠手力鉆孔的。也有把鉆孔器固定在簡單的機(jī)械上，借此機(jī)械力來鉆孔的，這種工具叫打孔機(jī)。每套鉆孔器約有五、六支直徑不同的鉆嘴，以供選擇。假設(shè)在軟木塞上鉆孔，就應(yīng)選用比欲插入的玻璃管等的外徑稍小或接近的鉆嘴。假設(shè)在橡皮塞上鉆孔，那么要選用比欲插入的玻璃管等的外徑稍大一些的鉆嘴，因?yàn)橄鹌と袕椥?，孔道鉆成后，會(huì)收縮使用孔徑變小。總之，塞子孔徑的大小，應(yīng)能使插入的玻璃管緊密地貼合固定為度。〔3〕鉆孔的方法軟木塞在鉆孔之前，需在壓塞機(jī)壓緊，防止在鉆孔時(shí)塞子破裂。如圖2-2所示把塞子小的一端朝上，平放在桌面上的一塊木板上，這塊木板作用是防止當(dāng)塞子被鉆通后，鉆壞桌面。鉆孔時(shí)，左手持緊塞子平穩(wěn)放在木板上，右手握住鉆孔器的柄，在預(yù)定好的位置，使勁地將鉆孔器以順時(shí)針的方向向下鉆動(dòng)，鉆孔器要垂直于塞子的面，不能左右擺動(dòng)，更不能傾斜。不然，鉆得的孔道是偏斜的。等到鉆至約塞子高度的一半時(shí)，撥出鉆孔器，用鐵桿通出鉆孔器中的塞芯。撥出鉆孔器的方法是將鉆孔器邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊往后撥。然后在塞子大的一端鉆孔，要對(duì)準(zhǔn)小的那端的孔位，照上述同樣的操作鉆孔，直到鉆通為止。撥出鉆孔器，通出鉆孔器內(nèi)的塞芯。圖2-2塞子的鉆孔為了減少鉆孔時(shí)的磨擦，特別是橡皮塞鉆孔時(shí)，可在鉆孔器的刀口上搽些甘油或水。鉆孔后，要檢查孔道是否合用，如果不費(fèi)力就能插入玻璃管時(shí)，這說明孔道過大，玻璃管和塞子之間不夠緊密貼合會(huì)漏氣，不能用。假設(shè)孔道略小或不光滑時(shí)，可用圓銼修整。2、簡單玻璃工操作〔1〕玻璃管的截?cái)嗖ＡЧ艿慕財(cái)嗖僮鳎皇卿S痕，二是折斷。銼痕用的工具是小三角鋼銼，如果沒有小三角鋼銼，可用新敲碎的瓷碎片。銼痕的操作是：把玻璃管平放在桌子的邊緣上，左手的拇指按住玻璃管要截?cái)嗟牡胤?，右手?zhí)小三角鋼銼，把小三角鋼銼的棱邊放在要截?cái)嗟牡胤?，用力銼出一道凹痕，凹痕約占管周的1/6，銼痕時(shí)只向一個(gè)方向即向前或向后銼去，不能來回拉銼。當(dāng)銼出了凹痕之后，下一步就是把玻璃管折斷，兩手分別握住凹痕的兩邊，凹痕向外，兩個(gè)拇指分另按在凹痕的前面的兩側(cè)，用力急速輕輕一壓帶拉，就在凹痕處折成二段，如圖2-3所示。為了平安起見常用布包住玻璃管，同時(shí)盡可能遠(yuǎn)離眼睛，以免玻璃碎粒傷人。圖2-3玻璃管的折斷玻璃管的斷口很鋒利，容易劃破皮膚，又不易插入塞子的孔道中，所以，要把斷口在燈焰上燒平滑?！?〕玻璃管的彎曲有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常常用到曲玻璃管，它是將玻璃管放在火焰中受熱至一定溫度時(shí)，逐漸變軟，離開火焰后，在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行彎曲至所需要的角度而得的。曲玻璃管彎制的操作如圖2-4所示，雙手持玻璃管，手心向外把需要彎曲的地方放在火焰上預(yù)熱，然后放進(jìn)魚尾形的火焰中加熱，受熱的局部約寬5厘米，在火焰中使玻璃管緩慢、均勻而不停地向同一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如果兩個(gè)手用力不均勻時(shí)，玻璃管就會(huì)在火焰中扭歪，造成浪費(fèi)，當(dāng)玻璃管受熱至足夠軟化時(shí)〔玻璃管色變黃！〕即從火焰中取出，逐漸彎成所需要的角度，為了維持管徑的大小，兩手持玻璃管在火焰中加熱盡量不要往外拉，其次可在彎成角度之后，在管口輕輕吹氣〔不能過猛！〕，彎好的玻璃從管的整體來看應(yīng)盡量在同一平面的。然后放在石棉板上自然冷卻，不能立即和冷的物件接觸，例如，不能放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的瓷板上，因?yàn)轶E冷會(huì)使已彎好的曲玻璃管破裂，造成浪費(fèi)。檢查彎好的玻璃管的外形，如圖2-5〔1〕所示的為合用，如圖2-5〔2〕那樣的，那么不合用?！?〕合用的〔1〕合用的〔2〕不合用的隆起圖2-4彎曲玻璃管的操作圖2-5彎好的玻璃管的形狀3、熔點(diǎn)管和沸點(diǎn)管的拉制這兩種管子的拉制實(shí)質(zhì)上就是把玻璃管拉細(xì)成一定規(guī)格的毛細(xì)管。拉制的步驟：把一根干凈的直徑約0.8~1厘米的玻璃管，拉成內(nèi)徑約1~1.5毫米和3~4毫米的兩種毛細(xì)管，然后將直徑1~1.5毫米的毛細(xì)管截成15~20厘米長，把此毛細(xì)管的兩端在小火上封閉，當(dāng)要使用時(shí)，在這根毛細(xì)管的中央切斷，這就是兩根熔點(diǎn)管。關(guān)于玻璃管拉細(xì)的操作是：兩肘擱在桌面上，用兩手執(zhí)住玻璃管的兩端，掌心相對(duì)，加熱方法和曲玻璃管的彎制相同，只不過加熱程度要強(qiáng)一些，等玻璃管被燒成紅黃色時(shí)，才從火焰中取出，兩肘仍擱在桌面上，兩手平穩(wěn)地沿水平方向作相反方向移動(dòng)，一直拉開至所需要的規(guī)格為止。至于沸點(diǎn)管的拉制，是將直徑3~4毫米和毛細(xì)管截成7~8厘米長，在小火上封閉其一端，另將直徑均為1毫米的毛細(xì)管截成8~9厘米長，封閉其一端，這兩根毛細(xì)管就可組成沸點(diǎn)管了，留作沸點(diǎn)測定的實(shí)驗(yàn)使用。4、玻璃管插入塞子的方法先用水或甘油潤濕選好的玻璃管的一端〔如插入溫度計(jì)時(shí)即水銀球局部〕，然后左手拿住塞子右手指捏住玻璃管的那一端(距管口約4厘米)，如圖2-6所示，稍稍用力轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸插入，必須注意，右手指捏住玻璃管的位置與塞子的距離應(yīng)保經(jīng)常保持4厘米左右。不能太遠(yuǎn)，其次，用力不能過大，以免折斷玻璃管刺破手掌，用好用布包住玻璃管較為平安。插入或者撥出彎曲管時(shí)，手指不能捏在彎曲的地方。圖2-6把玻璃管插入塞子的操作三、思考題1、選用塞子時(shí)注意什么？塞子鉆孔是怎樣操作的？怎樣才能使鉆孔器垂直于塞子的平面？2、截?cái)嗖ＡЧ軙r(shí)要注意哪些問題？怎樣彎曲和拉細(xì)玻璃管？在火焰上加熱玻璃管時(shí)怎樣才能防止玻璃管拉歪？3、彎曲和拉細(xì)玻璃管時(shí)軟化玻璃管的溫度有什么不同？為什么要不同呢？彎制好了的曲玻璃管如果立即和冷的物件接觸會(huì)發(fā)生什么不良的后果？應(yīng)該怎樣才能防止？4、把玻璃管插入塞子孔道中時(shí)要注意些什么？怎樣才不會(huì)割破手呢？撥出時(shí)怎樣操作才會(huì)平安？實(shí)驗(yàn)2-2熔點(diǎn)的測定和溫度計(jì)刻度的校正一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解熔點(diǎn)測定的意義，掌握測定熔點(diǎn)的操作。2、了解溫度計(jì)較正的意義，學(xué)習(xí)溫度計(jì)較正的方法。二、實(shí)驗(yàn)步驟〔一〕、熔點(diǎn)的測定方法一：毛細(xì)管法測熔點(diǎn)通常晶體物質(zhì)加熱到一定溫度時(shí)，即可從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，此時(shí)的溫度就是該化合物的熔點(diǎn)。由于大多數(shù)的有機(jī)化合物的熔點(diǎn)都在400℃以下，較易測定，在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)及研究工作中，多采用操作簡便的毛細(xì)管法測定熔點(diǎn)，所得的結(jié)果雖常略高于真實(shí)的熔點(diǎn)，但作為一般純度的鑒定已經(jīng)可以了。純化合物從開始熔化〔始熔〕至完全熔化〔全熔〕的溫度范圍叫做熔點(diǎn)距，也叫熔點(diǎn)范圍。每種純有機(jī)化合物都有自己獨(dú)特的晶形結(jié)構(gòu)和分子間的力，要熔化它，是需要一定熱能的，所以，每種晶體物質(zhì)都有自己的熔點(diǎn)。同時(shí)，當(dāng)達(dá)溶點(diǎn)時(shí)，純化合物晶體幾乎同時(shí)崩潰，因此熔點(diǎn)距很小，一般為0.5~1℃，但是，不純品即當(dāng)有少量雜質(zhì)存在時(shí)，其熔點(diǎn)一般會(huì)下降，熔點(diǎn)距增大。因此，從測定固體物質(zhì)的熔點(diǎn)便可鑒定其純度。如測定熔點(diǎn)的樣品為兩種不同的有機(jī)物的混合物，例如，肉桂酸及尿素，盡管它們各自的熔點(diǎn)均為133℃，但把它們等量混合，再測其熔點(diǎn)時(shí)，那么比133℃低得很多，而且熔點(diǎn)距大。這種現(xiàn)象叫做混合熔點(diǎn)下降，這種試驗(yàn)叫做混合熔點(diǎn)試驗(yàn)，是用來檢驗(yàn)兩種熔點(diǎn)相同或相近的有機(jī)物是否為同一種物質(zhì)的最簡便的物理方法。1、測定熔點(diǎn)的毛細(xì)管通常是用直徑1~1.5毫米，長約60~70毫米一端封閉的毛細(xì)管作為熔點(diǎn)管，這種毛細(xì)管的拉制見實(shí)驗(yàn)2-1中熔點(diǎn)和沸點(diǎn)管的拉制。2、樣品的填裝取0.1~0.2克樣品，置于干凈的外表皿或玻璃片上，用玻棒或清潔小刀研成粉未，聚成小堆。將毛細(xì)管開口一端倒插入粉未堆中，樣品便被擠入管中，再把開口一端向上，輕輕在桌面上敲擊，使粉未落入管底。也可將裝有樣品的毛細(xì)管，反復(fù)通過一根長約40厘米直立于玻板上的玻璃管，均勻地落下，重復(fù)操作，以免樣品受潮。樣品中如有空隙，不易傳熱。樣品：分析純尿素，分析純?nèi)夤鹚幔夤鹚岷湍蛩氐牡攘炕旌衔?。樣品一定要研得很?xì)，裝樣要結(jié)實(shí)。3、儀器的裝置毛細(xì)管法測熔點(diǎn)的裝置甚多，本實(shí)驗(yàn)采用如下兩種最常用的裝置：第一種裝置[如圖2-7〔1〕]是首先取一個(gè)100毫升的高型燒杯，置于放有鐵絲網(wǎng)的鐵環(huán)上，在燒杯中放入一支玻璃攪拌棒〔最好在玻棒底端燒一個(gè)環(huán)，便于上下攪拌〕，放入約60毫升濃硫酸作為熱溶液體[1]。其次，將毛細(xì)管中下部用濃硫酸潤濕后，將其緊附在溫度計(jì)旁，樣品局部應(yīng)靠在溫度計(jì)水銀球的中部，并用橡皮圈將毛細(xì)管緊固在溫度計(jì)上[如圖2-7〔2〕]。最后，在溫度計(jì)上端套一軟木塞，并用鐵夾掛住，將其垂直固定在離燒杯底約1厘米的中心處?！?〕〔2〕圖2-7毛細(xì)管法測定熔點(diǎn)第二種裝置〔如圖2-8〕是利用Thiele管，又叫b形管，也叫熔點(diǎn)測定管測定法。將熔點(diǎn)測定管夾在鐵座架上，裝入濃硫酸于熔點(diǎn)測定管中至高出上側(cè)管約1厘米為度，熔點(diǎn)測定管中配一缺口單孔軟木塞，溫度計(jì)插入孔中，刻度應(yīng)向軟木塞缺口。毛細(xì)管如同前法附著在溫度計(jì)旁。溫度計(jì)插入熔點(diǎn)測定管中的深度以水銀球恰在熔點(diǎn)測定管的中部為準(zhǔn)。加熱時(shí)，火焰須與熔點(diǎn)管的傾斜局部接觸。這種裝置測定熔點(diǎn)的好處是管內(nèi)液體因溫度差而發(fā)生對(duì)流作用，省去人工攪拌的麻煩。但常因溫度計(jì)的位置和加熱部位的變化而影響測定的準(zhǔn)確度。圖2-8熔點(diǎn)測定管裝置圖 圖2-9特制圓底燒瓶測定熔點(diǎn)裝置圖4、熔點(diǎn)的測定上述準(zhǔn)備工作完成后，在充足光線下即可進(jìn)行下述熔點(diǎn)測定的操作。用小火緩緩加熱(用第一種裝置時(shí)還須小心地進(jìn)行攪拌)，以每分鐘上升3~4℃的速度升高溫度至與所預(yù)料的熔點(diǎn)尚差15℃左右時(shí)，減弱加熱火焰，使溫度上升速度每分種約1℃為宜，此時(shí)應(yīng)特別注意溫度的上升和毛細(xì)管中樣品的情況。當(dāng)毛細(xì)管中樣品開始蹋落和有濕潤現(xiàn)象，出現(xiàn)小滴液體時(shí)，表示樣品開始熔化，是始熔，記下溫度，繼續(xù)微熱至樣品微量的固體消失成為透明液體時(shí)，是全熔，記下溫度，此即為樣品的熔點(diǎn)[2]。實(shí)驗(yàn)完，把溫度計(jì)放好〔參閱第一局部〕，讓其自然冷卻至接近室溫時(shí)才能用水沖洗，否那么，容易發(fā)生水銀柱斷裂。測定未知物的熔點(diǎn)時(shí)應(yīng)先將樣品填好三根毛細(xì)管，首先將其中一根迅速地測得未知物的熔點(diǎn)的近似值。待熱浴的溫度下降約30℃后，換過第二和第三根樣品管仔細(xì)地測定。進(jìn)行混合熔點(diǎn)測定至少測定三種比例〔1:9、1:1、9:1〕。注釋[1]用濃硫酸作熱浴時(shí)，應(yīng)特別小心，不僅要防止灼傷皮膚，還要注意勿使樣品或其它有機(jī)物觸及硫酸，所以，裝填樣品時(shí)，沾在管外的樣品須拭去。否那么，硫酸的顏色會(huì)變成棕黑，阻礙觀察。如已變黑，可酌加少許硝酸鈉〔或硝酸鉀〕晶體，加熱后便可褪色。[2]這樣測出的熔點(diǎn)可能因溫度計(jì)的誤差而不準(zhǔn)確。所以，除了要校正溫度計(jì)刻度之外，還要將溫度計(jì)外露段所引起的誤差進(jìn)行讀數(shù)的校正，才能夠得到正確的熔點(diǎn)。讀數(shù)的校正，可按照下式求出水銀線的校正值：△t=Kn(t1-t2)△t為外露段水銀線的校正值；t1為由溫度計(jì)測得的熔點(diǎn)，℃〔用另一支輔助溫度計(jì)測定，將這支溫度計(jì)的水銀球緊貼于露出液面的一段水銀線的中央〕；n為溫度計(jì)的水銀線外露段的度數(shù)；K為水銀和玻璃膨脹系數(shù)的差。普通玻璃在不同溫度下的K值為：t1=0~150℃時(shí)K=0.000158t2=200℃K=0.000159t3=250℃K=0.000161t4=300℃K0.000164例：浴液面在溫度計(jì)的30℃處測定的熔點(diǎn)為190℃〔t1〕那么外露段為190℃-30℃=160℃，這樣輔助溫度計(jì)水銀球應(yīng)放在160℃×+30℃=110℃處，測得t2=65℃，熔點(diǎn)為190℃，那么K=0.000159，按照上式那么可求出：△t=0.000159×160×(190-65)=3.18≈3.2所以，校正后的熔點(diǎn)為190+3.2=193.2℃方法二：熔點(diǎn)儀測熔點(diǎn)法〔一〕準(zhǔn)備工作熔點(diǎn)儀在使用前應(yīng)首先進(jìn)行烘干〔接通電源即可〕，然后用熔點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)熔點(diǎn)儀進(jìn)行校正，修正值供以后精密測量時(shí)的修正依據(jù)。1、首先將待測物品進(jìn)行枯燥處理：把待測物品研細(xì)，用枯燥劑枯燥，或者用烘箱直接快速烘干，〔但溫度應(yīng)控制在待測物品的熔點(diǎn)溫度以下〕。2、用醮有乙醚〔或乙醚與酒精混合液〕的脫脂棉，將載玻片擦干凈。3、將熱臺(tái)放置在顯微鏡的底座上，然后把熱臺(tái)的電源線接入調(diào)壓器的輸出端，并將熱臺(tái)的接地端接地。4、將溫度計(jì)輕輕插入熱臺(tái)的溫度計(jì)套內(nèi)。5、取適量待測物品〔不大于0.1毫克〕，放在干凈的載玻上，蓋上蓋玻片，輕輕壓實(shí)，然后放置在熱臺(tái)的中心位置面上。6、蓋上隔熱玻璃。7、調(diào)節(jié)顯微鏡的調(diào)節(jié)焦距手輪，直到看到清晰的待測物品圖像。8、接通電源。〔二〕操作步驟1、調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋扭，調(diào)節(jié)電壓為200V左右，使熱臺(tái)快速升溫，當(dāng)溫度計(jì)示值接近待測物品熔點(diǎn)溫度以下40℃左右時(shí)，立即將調(diào)壓器的電壓調(diào)節(jié)到適當(dāng)電壓值，使溫度計(jì)的升溫速度被控制在1℃/分鐘左右。2、觀察待測物品從初熔到全熔的熔化過程。當(dāng)待測物品全部熔化時(shí)〔此時(shí)晶核完全消失〕立即讀出溫度計(jì)示值，此值既為該待測物品的熔點(diǎn)，完成一次測試。3、如需要再一次測試時(shí)，只需待熱臺(tái)溫度冷卻到待測物品熔點(diǎn)溫度以下40℃左右時(shí)，即可繼續(xù)測試。4、進(jìn)行精密測量時(shí)，應(yīng)對(duì)實(shí)測值進(jìn)行修正，并測試數(shù)次，計(jì)算平均值，其精度可控制在±0.5℃。5、測量完畢合，應(yīng)及時(shí)切斷電源，待熱臺(tái)冷卻后，將儀器按規(guī)定裝入包裝箱內(nèi)，存放在枯燥的地方。6、用過的載玻片可用醮有乙醚〔或乙醚與酒精混合液〕的脫脂棉將載玻片擦干凈以備下次測試使用。二、溫度計(jì)刻度的校正普通溫度計(jì)的刻度是在溫度計(jì)的水銀線全部均勻受熱的情況下刻出來的，但我們在測定溫度時(shí)常僅將溫度計(jì)的一局部插入熱液中，有一段水銀線露在液面外，這樣測定的溫度當(dāng)然會(huì)比溫度計(jì)全部浸入液體中所得的結(jié)果稍為偏低。因此，要準(zhǔn)確測定溫度的話，就必須對(duì)外露