有机实验思考题
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重结晶提纯法1、加热溶解粗产物时,为何先加入比计算量(根据溶解度数据)略少的溶剂,然后渐渐添加至恰好溶解,最后再加少量溶剂答:能否获得较高的回收率,溶剂的用量是关键。
避免溶剂过量,可最大限度地回收晶体,减少晶体不必要的损失。
因此,加热溶解待重结晶产物时,应先加入比计算量略少的溶剂,然后渐渐添加溶剂至晶体恰好溶解时,而最后再多加少量溶剂的目的是为了避免热过滤时溶剂挥发,温度下降,产生过饱和,在滤纸上析出晶体,造成损失。
溶剂大大过量,则晶体不能完全析出或不能析出,致使产品回收率降低。
2、用活性炭脱色为什单要待固体物质完全溶解后才加入为什么不能在溶液沸腾时加入答:活性炭可吸附有色杂质、树脂状物质以及均匀分散的物质。
因为有色杂质虽可溶于沸腾的溶剂中,但当冷却析出结晶体时,部分杂质又会被结晶吸附,使得产物带色。
所以用活性炭脱色要待固体物质完全溶解后才加入,并煮沸5-10min。
要注意活性炭不能加入已沸腾的溶液中,以一免溶液暴沸而从容器中冲出。
3、使用有机溶剂重结晶时,哪些操作容易着火怎样才能避免呢答:有机溶剂往往不是易燃就是有一定的毒性,也有两者兼有的,操作时要熄灭邻近的一切明火,最好在通风橱内操作。
常用三角烧瓶或圆底烧瓶作容器,因为它们瓶口较窄,溶剂不易发,又便于摇动,促使固体物质溶解。
若使用的溶剂是低沸点易燃的,严禁在石棉网上直接加热,必须装上回流冷凝管,并根据其沸点的高低,选用热浴,若固体物质在溶剂中溶解速度较慢,需要较长时问,也要装上回流冷凝管,以免溶剂损失。
4、用水重结晶乙酰苯胺,在溶解过程中有无油状物出现这是什么答:在溶解过程中会出现油状物,此油状物不是杂质。
乙酰苯胺的熔点为114℃,但当乙酰苯胺用水重结晶时,往往于83℃就熔化成液体,这时在水层有溶解的乙酰苯胺,在熔化的乙酰苯胺层中含有水,故油状物为未溶于水而已熔化的乙酰苯胺,所以应继续加入溶剂,直至完全溶解。
5 、使用布氏漏斗过滤时,如果滤纸大于漏斗瓷孔面时,有什么不好|答:如果滤纸大于漏斗瓷孔面时,滤纸将会折边,那样滤液在抽滤时将会自滤纸边沿吸入瓶中,而造成晶体损失。
从茶叶中提取咖啡因1、提取咖啡因时用到生石灰,它起什么作用?答:放置生石灰可以中和茶叶中的单宁酸,此外还可以吸收水分。
2、从茶叶中提取出的粗咖啡因有绿色光泽,为什么?答:茶叶中除了含有咖啡因,还含有棕色的黄酮类色素、叶绿素和丹宁等。
带有绿色光泽是因为产品不纯,含有叶绿素。
萘的重结晶1、重结晶的主要操作过程及各步骤的目的(1)热饱和溶液的制备。
溶剂充分分散产物和杂质,以利于分离提纯。
(2)脱色。
吸附色素和树脂状杂质。
(3)热过滤。
除去不溶物质。
(4)冷却结晶。
进一步与可溶性杂质分离。
(5)过滤。
晶体从留在母液中的杂质彻底分离。
2、加活性炭脱色应注意哪些问题?答:活性炭的加入量为粗产品的1—5%,活性碳要在固体物质全部溶解后加入。
先加少量,视脱色情况再考虑是否增加加入量;活性炭需在热饱和溶液的制备好后稍冷时加入,防止暴沸;加入后继续加热搅拌使溶液沸腾至完全脱色。
3、如何选择重结晶溶剂?答:溶剂的筛选:1. 与被提纯的有机物不起化学反应。
2. 对被提纯的有机物应易溶于热溶剂中,而在冷溶剂中几乎不溶。
3. 对杂质的溶解度应很大(杂质留在母液中不随被提纯物的晶体析出,以便分离)或很小(趁热过滤除去杂质)。
4. 能得到较好的结晶。
5. 溶剂的沸点适中。
6. 价廉易得,毒性低,回收率高,操作安全。
4、如何鉴定重结晶纯化后产物的纯度?答:测定重结晶物质的熔点,接近或相等于纯净物质的熔点,这可认为重结晶物质纯度高。
乙酸乙酯的合成1、酯化反应有什么特点?本实验如何创造条件促使酯化反应尽量向生成物方向进行?答:酯化反应特点:属于可逆反应,一般情况下反应进行不彻底,依照反应平衡原理,要提高酯的产量,需要用从产物分离出一种成分或使反应物其中一种成分过量的方法使反应正方向进行。
2、本实验可能有哪些副反应?答:浓H₂SO₄CH₃CH₂OH ------→CH₂=CH₂↑+ H₂O170℃浓H₂SO₄2CH₃CH₂OH ------→CH₃CH₂OCH₂CH₃+ H₂O140℃3、在酯化反应中,用作催化剂的硫酸量,一般只需醇质量的3%就够了,本实验方法(Ⅰ)为何用了6mL,方法(Ⅱ)中用了4mL?答:因为过量的硫酸还有他用,在反应物中加入的硫酸不仅仅有催化剂的作用还为反应提供了酸,增大了反应平衡常数同时也吸收了生成的部分水分,促使反应向生成乙酸乙酯的方向发生。
有机实验报告思考题、一、从茶叶中提取咖啡因1、提取咖啡因的时候,所用生石灰起什么作用?答:吸水中和作用,以除去丹宁酸等酸性物质2、从茶叶中提取的粗咖啡因有绿色光泽,为什么?答:咖啡因不纯,有叶绿素3、除了用升华法提纯咖啡因外,还可用什么方法?试写出实验方案。
答:用色谱法;用高效液相色谱法。
二、肉桂酸的合成1、若用苯甲醛和丙酸酐发生Perkins反应,其产物是什么?答:2-甲基-3-苯基-2-丙烯酸2、在实验中,如果原料中含有少量的苯甲酸,这对实验结果会产生什么影响?应采取什么样的措施?答:影响:导致我们产率下降;措施:用稀NaOH 溶液洗涤,然后用无水硫酸钠干燥3、在水蒸气蒸馏前,若不向反应物混合物中加碱,蒸馏成分中会有那些组分?答:肉桂酸、乙酸、苯甲醛、水三、苯胺的合成1、本实验采用乙酸乙酯作为萃取用的溶剂,还可以用那些溶剂代替?分析其使用的原因答:乙醚、氯仿,根据相似相溶原理,苯胺溶于有机溶剂而不溶于水2、在实际实验中提纯苯胺最后采用了减压蒸馏的方法,还可以采用别的什么方法?答:加碱,使乙酸乙酯水解,静置分层,倒去上层的乙醇、乙酸钠溶液。
冷却结晶,根据凝固点不同进行分离。
3、如果最后制得的苯胺中含有硝基苯,应该如何加以分离?答:加盐酸使苯胺成盐溶解,将硝基苯分离除去,在碱化而复回。
四、减压蒸馏1、具有什么性质的化合物需用减压蒸馏进行提纯?答:热稳定性强、蒸馏热解所要物质温度过高而发生氧化的反应2、使用水泵减压时,应采取什么预防措施?答:仪器壁要耐压,气密性好,仪器安装正确,先加压,后加热3、使用油泵减压时,要有那些吸收和保护装置?其作用是什么?答:为保护油泵,必须在油泵和馏液接收器之间顺次安装冷却陷阱和几种吸收塔;作用:以免污染油泵。
4、当减压蒸完所要的化合物,应如何停止减压蒸馏?为什么?答:当蒸馏完毕时,与蒸馏过程中需要中断时相同,关闭加热电源或熄灭火源,撤去热浴;待稍冷却后缓慢解除真空,使系统内外压力平衡,方可关闭油泵。
注意事项(强调)1.装样时样品快、净、实,样品高度为2 mm左右。
做一根,装一根。
2.橡皮圈一定要在石蜡油液面上。
3.三中部:样品部位处于水银球的中部;水银球位于b形管上下两叉口管的中部;外管中所装的待测液的中线对准温度计水银球的中部。
4.浴液高度刚好达b形管叉口处上边即可。
5.测定熔点时,开始升温可以较快,越接近熔点,升温速度应越慢。
6.先测温度低再测温度高的样品。
思考题(提问)1.第一次使用过的熔点测定管,能否等到样品凝固后用于第二次测量?答:不行。
因为第一次测量固体熔解时有些物质会发生部分分解,有些则会转变成具有不同熔点的其他结晶形式。
2.下列各种情况对熔点的测定有何影响?答:(1)毛细管未完全熔封:则浴液会流进样品中,熔点偏低,熔程增长;(2)毛细管不大干净;则熔点偏低,熔程增长;(3)升温太快:则初熔不准确,熔点偏高,熔程增长;(4)样品装得不紧密:则熔程增长;(5)毛细管壁太厚:传热慢,则熔点偏高。
(6)样品位置未与水银球对齐:样品位置偏低,熔点偏高;位置偏高,熔点偏低。
思考题1.在进行蒸馏操作时应注意哪些问题?答:进行蒸馏操作时应注意如下几个问题:(1) 蒸馏前必须加入沸石防止暴沸。
(2) 安装仪器应根据酒精灯外焰确定铁圈的高度,按照“从下到上,从左到右”顺序安装,拆卸时则相反;温度计水银球的上缘恰好与蒸馏瓶支管的下缘在同一水平线上;除接液管与接受瓶之间外,整个装置中的各部分都应装配紧密,防止有蒸气漏出而造成产品损失或其它危险。
(着火)(3) 先通冷凝水后加热;蒸馏结束时先移去热源后关闭冷凝水。
(4) 加热速度要适当,使馏出液的蒸出速度为1 ~ 2滴·S-1为宜。
2.蒸馏时加入沸石的作用时什么?如果蒸馏前忘记加沸石,液体接近沸点时,你将如何处理?当重新进行蒸馏时,用过的沸石能否继续使用?为什么?答:加入沸石的作用是防止暴沸。
一旦发现没有加沸石,则应立即停止加热,等溶液稍微冷却后再补加沸石(接近沸点温度时不能补加!),然后继续加热。
有机思考题1、测定熔点时,下列会产生什么结果?●熔点管壁太厚——初熔温度偏高●熔点管不洁净——熔点偏低●试料研得不细或装的不实——熔点偏高●加热太快——熔点偏高●第一次熔点测定之后未冷却立即做第二次——熔点偏高●温度计歪斜或熔点管与温度计不服帖——有不同的偏差2、是否可以使用第一次测定熔点时已经熔化了的试料使其固化后做第二次测定?不可以,有时某些物质会发生部分分解,有些物质则可能转变为具有不同熔点的其他结晶体。
3、测得A、B两种样品的熔点相同,将它们研细,并以等量混合①测得混合物的熔点下降现象且熔程增宽②测得混合物的熔点与纯A、纯B的熔点均相同,试分析①A、B不是同种物质,故熔点降低②排除二者形成固熔体,一般可以认为A、B是同种物质。
4、沸石为什么能止沸?如果加热后才发现没加沸石怎么办?由于某某种原因中途停止加热,再重新开始蒸馏时,是否需要补加沸石?原因?①沸石为多孔性物质,他在溶液中受热会产生一股稳定而细小的空气泡流,这一泡流以及随之而产生的湍动,能使液体中的大气泡破裂,成为液体分子的气化中心,从而使液体平稳地沸腾,防止了液体因过热而产生暴沸。
②待溶液冷却后再补加③必须重新补加沸石5、冷凝管通水方向是由下而上,反过来可以么?原因不可以,由下而上可以使冷凝管充分灌满水,冷却效果好,防止内管炸裂6、蒸馏时加热的快慢,对实验结果有什么影响?为什么蒸馏时加热过猛,火焰太大,易造成蒸馏瓶局部过热现象,使实验数据不准确,而且馏分纯度也不高;加热过慢,蒸气达不到支口处,不仅蒸馏进行的太慢,而且因温度计水银球不能被蒸汽包围或瞬间蒸汽中断,使得温度计读数不规则,读数偏低。
7、在蒸馏装置中,温度计水银球的位置不符合要求会带来什么结果?如果温度计水银球位于支管口以上,蒸汽还未达到温度计水银球就已从支管流出,测定沸点时,将使数值偏低。
若按规定的温度范围集取馏分,则按此温度计位置集取的馏分比规定的温度偏高,并且将有一定量的该收集的馏分误作为前馏份而损失,使收集量偏少。
实验一乙酰苯胺的制备(苯胺5ml、冰醋酸7.5ml,生成苯-NHCOCH3+、水,韦氏分馏柱、温度计蒸馏头尾接管等、布氏漏斗抽滤)1.制备乙酰苯胺为什么选用乙酸做酰基化试剂?(乙酰氯、乙酸酐反应过于激烈。
)答:冰醋酸与苯胺反应最慢,但反应平稳、易于控制,且醋酸价格较便宜。
2.为什么要控制分馏柱上端温度在100到110之间,若温度过高有什么不好?答:主要由原料CH3COOH和生成物水的沸点所决定。
控制在100到110度之间,这样既可以保证原料CH3COOH 充分反应而不被蒸出,又可以使生成的水立即移走,促使反应向生成物方向移动,有于提高产率。
3.本实验中采用了那些措施来提高乙酰苯胺的产率?答:加入过量冰醋酸,分馏时加入少量锌粉,控制分馏时温度,不断除去生成的水。
4.常用的乙酰化试剂有哪些?哪一种较经济?哪一种反应最好?答:常用的乙酰化试剂有乙酸、乙酸酐和乙酰氯。
乙酸较经济。
乙酰氯反应速度最快,但易吸潮水解。
因此应在无水条件下进行反应。
实验二重结晶(乙酰苯胺,加热溶解、稍冷却、加活性炭、继续加热、热过滤、冷却结晶、抽滤)1.重结晶一般包括哪几个操作步骤?各步操作的目的是什么?答:重结晶一般包括:溶解、脱色、热过滤、冷却结晶、抽滤、干燥等操作步骤。
各步操作的目的如下:熔解:配制接近饱和的热溶液;脱色:使样品中的有色杂质吸附于活炭上,便于在热过滤时将其分离;热过滤:除去样品中的不溶性杂质;冷却结晶:使样品结晶析出,而可溶性杂质仍留在溶液中;抽滤:使样品可溶性杂质与样品分离。
干燥:使样品结晶表面的溶剂挥发。
2.在什么情况下需要加活性炭?应当怎样加活性炭?答:样品颜色较深时,需要加入活性炭进行脱色。
为了防止爆沸,加活性炭时应将热溶液取下稍冷后再加。
3.为什么热过滤时要用折叠滤纸?答:增大过滤面积,加快过滤速度。
4.为什么利用重结晶只能提纯杂质含量低于5%的固体有机物?答:如果样品中杂质含量大于5%,则可能在样品结晶析出时,杂质亦析出,经抽滤后仍有少量杂质混入样品,使重结晶后的样品纯度仍达不到要求。
有机实验思考题(不包括性质实验)一,熔点的测定1.测定熔点对有机化合物的研究有什么意义?①可以初步判断物质②判定物质纯度2.毛细管法测定熔点时,Thiele管中应倒入多少热浴液体?加入使液面稍高于侧管的液体3.为什么一根毛细管中的样品只用于一次测定?一次测定后,样品的晶型发生改变对测量结果有影响4.接近熔点时升温速度为何要放慢?方便观察初熔和全熔温度,不放慢易使测定的温度偏高5.什么时候开始记录初熔和全熔的温度?当观察到样品外围出现小滴液体时为初熔当固体样品刚刚消失成为透明液体时为全熔温度二,重结晶1.简述重结晶的操作步骤和各步的主要目的选择溶剂,溶解固体,加入活性炭(脱色),趁热过滤(除去不溶性杂质与活性炭),结晶析出(可溶性杂质留在母液中),减压过滤(使晶体与母液分离),洗涤晶体(除去附着的母液),晶体的干燥2.理想重结晶条件?①②③④⑤⑥或溶剂不与提纯物质发生化学反应;重结晶物质在溶剂中的溶解度随温度变化,即高温时溶解度大,而低温时溶解度小杂质在溶剂中的溶解度或者很大,或者很小;沸点较低,易挥发,干燥时易于结晶分离除去溶剂应容易与重结晶物质分离无毒或毒性很小,价格便宜,操作安全,易于回收①与被提纯的有机物不起化学反应。
②对被提纯的有机物应易溶于热溶剂中,而在冷溶剂中几乎不溶。
③对杂质的溶解度应很大(杂质留在母液中不随被提纯物的晶体析出,以便分离)或很小(趁热过滤除去杂质)。
④能得到较好的结晶。
⑤溶剂的沸点适中。
⑥价廉易得,毒性低,回收率高,操作安全。
3.溶剂加多少比较合适?应如何控制用量?溶剂加多或少有什么后果?考虑到热过滤时,有部分溶剂被蒸发损失掉,使部分晶体一起留在滤纸上或漏斗颈中造成结晶损失,所以适宜用量是制成热饱和溶液以后,再多加20%左右;过量太多,不能形成热饱和溶液,冷却时析不出晶体或结晶太少。
过少,有部分待结晶的物质热溶时未溶解,热过滤时和不溶性杂质一起留在滤纸上,造成损失。
有机实验思考题P45(1)为什么在拉制玻璃管及毛细管等时,玻璃管必须均匀转动加热?答:1、保证玻璃管受热均匀,从而保障拉管和弯管的效果,否则极易变形且不具有较好的对称性。
2、均匀转动,以免玻管在受热转动过程中绞曲。
(2)在强热玻璃管(棒)之前,应先用小火加热。
在加工完毕后,又需经小火“退火”,这是为什么?答:强热之前,先用小火烘,再加大火焰,以防止玻璃管破裂。
加工后,若直接从火焰中拿出玻璃管,它会因急速冷却,内部产生很大的压力,即使不立即开裂,过后也有破裂的可能。
若经小火退火,可使温度逐渐降低,不致出现上述结果。
P61(1)三个瓶子中分别装有A、B、C三种白色结晶的有机固体每一种都在149—150熔化。
一种50:50的A与B的混合物在130-139℃熔化;50:50的A与C的混合物在149-150℃熔化,那么50:50的B与C的混合物在什么样的温度范围内熔化呢?你能说明A,B,C是同一种物质?应采取什么方法鉴别样品?答:通过熔点判定化合物纯度有一个经验规则:混合物熔点低于任何一个组分,即两两混合,如果熔点不下降,那就表示是同种物质。
A和B是不同种物质,A和C是同种物质,那B和C就与A和B是一样的,在130-139℃熔化。
(2)测熔点时,若有下列情况,将产生什么结果?(a)熔点管不洁净。
答:等于样品中有杂质致使测得熔点偏低熔程加大。
( b ) 熔点管底部未完全封闭,尚有一针孔。
答:空气会进入,加热时,可看到有气泡从溶液中跑出,接着溶液进入,结晶很快熔化,也测不准,偏低。
( c ) 熔点管壁太厚。
答:受热不均匀,熔点测不准,熔点数据易偏高,熔程大。
( d ) 样品未完全干燥或含有杂质。
答:内有水分和其它溶剂,加热,溶剂气化,使样品松动熔化,也使所测熔点数据偏低,熔程加大,样品含有杂质的话情况同上。
(e)加热太快。
答:升温太快,会使所测熔点数据偏高,熔程大,所以加热不能太快。
这一方面是为了保证有充分的时间让热量由管外传至管内,以使固体熔化。
实验从茶叶中提取咖啡因1.从茶叶中提取出的粗咖啡因呈绿色,为什么?答:因为茶叶中含有叶绿素而呈绿色。
2.采取哪些措施可以提高提取咖啡因的效率?答:○1改变溶剂,比如氯仿和水;○2延长实验时间,使得提取更充分;○3增加溶剂的量,在实验中可以通过增加乙醇的量来提高提取咖啡因的效率。
实验乙醇的分馏和乙酰苯胺的重结晶1.在分馏装置中分馏柱为什么要尽可能垂直?答:分馏柱尽可能垂直是因为要保证气液接触面面积到达最大。
2.在分离两种沸点相近的液体时,为什么装有填料的分馏柱比不装填料的效率高?答:在分离两种沸点相近的液体时,装有填料的分馏柱柱在柱内填上各种惰性气体,有利于气液接触面的增大,可以提高分离的效率。
3.什么是共沸化合物?为什么不能用分馏法分馏共沸化合物?答:共沸化合物:是一种至少含有两种溶液按一定的比例混合成具有相同沸点的恒沸物。
分馏法分离混合溶液利用的是溶液间的沸点以达到分离的目的。
因为共沸化合物具有恒定的沸点,所以不能用分馏法分馏共沸化合物。
4.在分馏时,通常用水浴或油浴加热,它比直接用煤气灯或酒精灯加热有什么优点?答:水浴和油浴可以使烧杯均匀加热,可以使分馏柱有一个均匀的温度梯度;并且温度好控制,安全。
5.分馏操作时,若加热太快,分离两种液体的能力显著下降,为什么?答:在进行分馏操作时,若加热太快,冷凝下来的液体会受到上升气流的冲击,使其在柱内凝集,破坏平衡。
6.简述有机化合物重结晶的步骤和各步的目的。
答:○1选择合适的溶剂;○2将待纯化的固体溶解在溶剂中制成饱和溶液;○3趁热过滤除去不溶性杂质;○4冷却滤液使结晶析出;○5减压过滤分出结晶并洗涤,以除去吸附的母液;○6干燥结晶。
7.重结晶时,理想溶剂应该具有哪些性质?答:○1与被提纯化合物不反应;○2被提纯化合物在冷与热的溶剂中的溶解度应具有显著的差别,一般在高温时溶解度高而低温时溶解度低;○3杂质的溶解度非常大或者非常小;○4溶剂的沸点不宜太高,以便容易从结晶中除去;○5待提纯物在溶剂中形成较好的结晶。