化学实验的基本方法──蒸馏、萃取和分液
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化学实验的基本方法──蒸馏萃取和分液实验一:蒸馏萃取
1.实验目的
蒸馏萃取是指利用溶剂之间的不相溶程度来将混合物按溶剂的不同性质分离的一种分离方法,它能有效地分离溶剂中有机溶剂中的混合物,是有机化学中常用的分离手段之一
2.实验原理
蒸馏萃取是指利用溶剂的不相溶程度来将混合物按溶剂性质分开的一种分离方法,它可以有效地分离出溶剂中有机混合物的各分子物质。
蒸馏萃取主要是利用溶剂热容、沸点及溶解度的不同原理分离混合液体组分。
在混合液体中,有两种溶剂,比如油和水,它们具有不同的热容,沸点和溶解性,它们在一定的温度和压力下分别按自己的特性单独汽化或溶解,从而达到分离混合物的目的。
3.实验材料
(1)蒸馏收集瓶一只;
(2)蒸馏烧瓶及烧瓶装置一个;
(3)搅拌器一个;
(4)分液漏斗一个;
(5)水、油、溶液混合物等。
4.实验步骤
(1)将烧瓶附属装置安装好,把蒸馏收集瓶与烧瓶先用垫片固定在烧瓶装置上;
(2)将混合液放入烧瓶中,加水混合;
(3)将烧瓶用灯火煮沸,并保持煮沸状态;
(4)当混合液在烧瓶中煮沸时。
化学实验室中的液体分离液体分离在化学实验室中是一项常见的操作,它是通过利用不同液体之间的物理性质差异来实现的。
液体分离的常见方法主要包括蒸馏、提取、萃取、过滤和结晶等。
下面将分别介绍这几种方法。
1. 蒸馏蒸馏是一种基于液体沸点差异的分离方法。
在实验室中,常用的蒸馏有简单蒸馏和分馏蒸馏两种。
简单蒸馏适用于液体之间沸点相差较大的情况,而分馏蒸馏适用于沸点差异较小的液体。
2. 提取提取是通过溶剂在不同液相之间选择性溶解物质的方法。
它常用于从有机溶剂中分离出水溶性物质或从水中分离出有机物。
提取操作主要包括液液提取和固液提取两种方式。
3. 萃取萃取是一种利用相溶性差异将混合溶液中的物质转移到另一相中的方法。
常见的萃取方法有液液萃取和固液萃取。
液液萃取根据液体相之间的亲疏性差异选择溶剂进行萃取,固液萃取则是利用固体与液体之间的相互作用选择相应的萃取剂。
4. 过滤过滤是通过孔径较小的滤纸或者过滤膜来分离固体颗粒与液体的方法。
过滤可以根据颗粒尺寸的不同选择合适的过滤介质,常用的有纸滤纸、石棉滤纸、玻璃纤维滤纸等。
5. 结晶结晶是将溶液中的溶质以固体形式析出的方法。
借助在合适条件下溶质溶解度的变化,可以通过控制温度或者添加沉淀剂来实现结晶分离。
结晶是一种纯度较高的分离方法,常用于制备固体纯品。
除了以上提到的常见液体分离方法,化学实验室中还有许多其他的特殊分离方法,如离心分离、电泳分离、色谱分离等。
这些方法在不同的实验需求下起到了重要的作用。
总结起来,化学实验室中的液体分离方法有蒸馏、提取、萃取、过滤和结晶等。
实验人员根据实验的具体要求选择合适的分离方法,进行液体分离操作,以达到实验目的。
这些分离方法的应用使得化学实验中的液体分离变得更加方便、快捷和高效。
-----WORD格式--可编辑--专业资料-----蒸馏、萃取和分液蒸馏利用液体混合物中各组分的沸点不同,给液体混合物加热,使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体,跟其他组分分离,叫做蒸馏。
蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。
蒸馏装置见下图。
蒸馏操作要注意以下几点:(1)冷凝管的中心线要跟蒸馏烧瓶支管的中心线在同一直线上。
在蒸馏烧瓶里放几粒沸石,以防暴沸。
蒸馏烧瓶中液体的量是烧瓶容量的1/3~1/2。
调整温度计的位置,使水银球的上限恰好处于蒸馏烧瓶支管的下限。
(2)蒸馏前冷凝管应通入冷凝水,加热时要控制温度缓慢上升。
为了得到较纯的蒸馏物,可在不同的馏出温度时更换接收器(锥形瓶),并在接收器上记录收集馏出物的温度范围。
(3)当烧瓶中只有少量液体时要停止蒸馏。
先移去热源,到不再有馏出液时停水。
拆除仪器的次序跟装配的次序相反。
萃取利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它跟另一种溶剂所组成的溶液里提取出来,这种方法叫做萃取。
通常用分液漏斗操作。
(1)选择的萃取剂,应对被提取物有较大的溶解能力,而对杂质不溶或微溶;跟原溶液的溶剂要互不相溶。
(2)操作时先检验分液漏斗是否漏液。
然后把被萃取溶液和萃取剂加入分液漏斗,总量不要超过漏斗容积的1/2。
(3)振荡时,用右手掌压紧盖子,左手用拇指、食指和中指握住活塞。
把漏斗倒转过来振荡,如下图。
并不时旋开活塞,放出易挥发物质的蒸气。
这样反复操作几次,当产生的气体很少时,再剧烈振荡几次,把漏斗放在漏斗架上静置。
(4)静置后,当液体分成清晰的两层时分离液层。
先把玻璃盖子取下,以便与大气相通。
然后旋开活塞,使下层液体慢慢流入烧杯里,当下层液体恰好流尽时,迅速关上活塞。
从漏斗口倒出上层液体。
分液分液是把两种互不相溶的液体分离开来的操作。
分液操作跟萃取的分液一样,但加入分液漏斗的液体量最多可达分液漏斗容量的2/3。
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化学实验方法-蒸馏、萃取和分液一、蒸馏1.蒸馏实验原理:蒸馏是利用液体混合物各组分的沸点不同指把液体加热至沸腾,使液体变为蒸气,再重新冷凝成液体的过程。
2.实验室制取蒸馏水(1)下图为实验室制取蒸馏水的装置图(注意各仪器的名称):((3)实验结论:自来水中含有Cl,蒸馏水中不含有Cl。
(4)实验注意事项:①蒸馏装置的连接顺序是由下到上、由左到右。
②圆底烧瓶中所盛液体体积一般应介于其容积的1/3~2/3之间,不可将溶液蒸干。
③蒸馏时在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片或沸石是为了防止液体暴沸。
④冷凝管中的冷却水从下口进(填“上口”或“下口”),从上口出,这样操作的好处是能使冷凝管中的冷水充满且冷水的流向与气流方向相反,气流由上至下所处温度越来越低,冷凝效果好。
⑤圆底烧瓶加热时要垫上石棉网。
(5)实验装置的改进:①温度计的作用是控制收集沸点不同的馏分。
②温度计水银球要与蒸馏烧瓶支管口相平。
思考:①制取蒸馏水不使用温度计是因为水的沸点是100℃,加热至沸腾即可。
②蒸馏与蒸发有何联系与区别?(可从实验原理、实验操作仪器、实验目的等角度进行分析)蒸馏的目的是使液体中的某些组分挥发再冷凝收集,而蒸发的目的一般是提取溶液中的溶质,通常不再回收挥发出来的组分。
4.蒸馏操作在化学实验中的应用:(1)分离液体混合物,当液体混合物中各成分的沸点有较大的差别时才能达到较有效的分离。
(2)测定纯物质的沸点。
(3)提纯,通过蒸馏含有少量杂质的物质,提高其纯度。
(4)回收溶剂,或蒸出部分溶剂以浓缩溶液。
二、萃取和分液1.萃取和分液的原理:(1)萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法。
加入的溶剂称为萃取剂。
萃取过程属于物理变化(填“物理”或“化学”)。
(2)分液是利用分液漏斗把互不相溶的两种液体分开的操作。
分液操作一般与萃取结合使用。
2.用四氯化碳萃取碘水中的碘:(1)装液:用量筒量取10mL碘的饱和水溶液,倒入分液漏斗中,然后再注入4mL四氯化碳(CCl4),改好玻璃塞。
(人教版必修1)第一章《从实验学化学》教学设计第一节《化学实验基本方法》(第三课时:蒸馏、萃取和分液)【引入】在海滨浴场嬉戏,偶尔喝上一二口海水,你会感到又咸又苦;用海水浇灌普通的农作物,不用多久农作物就会被“腌死”。
这又是什么原因呢?【讲解】海水中溶解了大量的盐类。
海水的平均含盐量可达35‰左右,也就是说,在1立方千米的海水里大约含有3500万吨的盐类物质。
人们日常的饮用水的含盐量仅在0.5‰左右,而工农业用水的含盐量也不能超过3‰。
人类面对着浩瀚无比的海洋,难道就不能把海水变成淡水吗?【过渡】神话中的观音菩萨有一种高超的本领:只要把手中的杨柳枝条轻轻一甩,就可以把海水变成甘露。
那么,在现实生活中能不能把海水变成淡水呢?千百年来人们一直在寻找把海水变成淡水的“法宝”。
【讲解】亚里士多德的实验【投影】早在公元前4世纪,古希腊哲学家、自然科学家——亚里士多德曾做过一个当时看起来十分有趣的实验:他把咸水放在半封闭的容器里,然后加热将咸水烧开。
随之,他惊奇地发现,水蒸气中已不再含有盐分,凝结成的水珠也不再有咸味。
亚里士多德曾在实验记录中写到“通过蒸馏,先使水变成蒸汽继而使之变成液体状,可使海水变成可饮用水”。
这个实验是世界上最早的一次海水淡化试验,亚里士多德所采用的方法就是人们现在所说的——蒸馏法。
【投影】海水淡化工厂【思考】大家想一想蒸馏是不是一种分离混合物的方法?如果是,那么是分离什么样的混合物?【过渡】混合物的分离和提纯除了过滤、蒸发外,还有其他很多方法,这节课,我们来学习另外两种新方法:蒸馏和萃取【板书】第一节化学实验基本方法:蒸馏和萃取(distillation and extraction)【板书】活动一、认识蒸馏【交流】蒸馏的原理:对于液态混合物,利用液体—液体(或液体-固体)中各组分沸点不同,给液体混合物加热,使其中的某一低沸点组分蒸发再冷凝成液体,以除去易挥发、难挥发或不挥发的杂质的操作过程。
一、考点突破蒸馏、萃取和分液是物质分离的基本方法。
这部分内容主要在选择题和夹杂于综合实验题中考查。
本讲我们主要的学习目的是:1. 掌握蒸馏的实验原理和操作技能。
2. 掌握萃取、分液的实验原理和操作技能。
3. 加深对物质分离和提纯的理解。
二、重难点提示蒸馏与萃取的实验原理、操作方法和实验注意事项。
引入:地球上水的储量很大,但淡水只占总水量的2.5%,其中易供人类使用的淡水不足1%。
如何获得淡水资源?一、海水淡化的原理——蒸馏蒸馏:利用混合物中各组分的沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝,以分离整个组分的操作过程。
插入视频──蒸馏水的制取和石油的分馏问题:①温度计的作用和位置?(控温以显示加热范围,如:自来水蒸馏时温度≈100℃水银球在支管口处)②产物收集方式?(冷凝收集)③自来水蒸馏后蒸馏瓶内物质?(在100℃时难以挥发,不挥发的杂质)④冷凝管中水流方向?(水从下口进,上口出)⑤为什么加碎瓷片?(防暴沸)想一想:对于互溶的液体,我们可以采用蒸馏的方法进行分离,如果分离油与水这种不互溶的液体,还能用蒸馏的方法进行分离吗?插入视频—柴油和水的分离二、用CCl4萃取碘水中的碘并分液实验步骤:1. 检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液。
2. 把10毫升碘水和4毫升CCl4加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞。
3. 倒转漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正。
4. 把分液漏斗放在铁架台的铁圈中,静置,分层。
5. 将漏斗上口的玻璃塞打开(或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔)。
6. 旋开活塞,用烧杯接收下层溶液。
7. 从分液漏斗上口倒出上层水溶液。
想一想:1. 碘易溶于酒精,能否用酒精将碘水中的碘萃取出来?2. 萃取之后用什么方法将有机溶剂与溶质进一步分离开来?3. 试管中盛有已分层的有机溶剂和水的混合液,但不知道哪一层液体是“油层”。
试设计一种简便的判断方法。
知识点1:蒸馏、萃取等实验基本操作例题1 下列关于蒸馏操作的叙述,不正确的是()A. 蒸馏操作的主要仪器是:蒸馏烧瓶、酒精灯、铁架台、冷凝管、锥形瓶、牛角管、温度计等B. 蒸馏操作使用的温度计的水银球应插入到液体内C. 在蒸馏烧瓶内放入少量碎瓷片,目的是防止暴沸D. 冷凝管进出水的方向是下口进、上口出思路导航:蒸馏操作中,温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处,目的是为了测定馏分蒸气的温度,故B项错误。
答案:B例题2 下列实验操作中错误的是()A. 使用分液漏斗分液时,应将漏斗颈上的玻璃塞打开B. 蒸馏实验不一定使用温度计C. 用CCl4萃取碘水中的碘D. 过滤(如图)时,可将悬浊液从烧杯直接倒入漏斗中思路导航:蒸馏实验并非一定需要温度计,如蒸馏水的制取;过滤时应将液体沿玻璃棒慢慢流入漏斗中,不可直接倾倒。
答案:D例题3 实验室里从海藻中提取碘的流程图如下:(1)指出制取碘的过程中有关的实验操作名称:①________,②____________。
(2)灼烧海藻时,除需要三脚架外,还需要用到的仪器是________。
(从下列仪器中选择所需的仪器,将标号字母填写在横线上)A. 烧杯B. 坩埚C. 表面皿D. 泥三角E. 酒精灯F. 干燥器(3)提取碘的过程中,可供选择的有机溶剂是__________。
理由是___________。
(乙酸、甘油均可溶于水)A. 甲苯、酒精B. 四氯化碳、苯C. 汽油、乙酸D. 汽油、甘油(4)进行上述蒸馏操作时,使用水浴的原因是_____,最后晶体碘在_____里聚集。
(5)从含碘的有机物溶液中提取碘和回收有机溶剂,还需要经过蒸馏,观察下图实验装置,指出其错误之处,并指出正确操作。
思路导航:(1)从流程图中可知,操作①是过滤,操作②是萃取和分液。
(3)根据萃取原理,要从含碘的水溶液中萃取碘,所选萃取剂一定要和水互不相溶或很难相溶,且溶质在萃取剂中的溶解度要比在水中的大得多,而A、C、D选项中的酒精、乙酸、甘油皆与水互溶,因此B项正确。
(4)利用水浴加热可使被加热物质受热均匀,温度不会超过100℃,最后在蒸馏烧瓶中得到晶体碘。
(5)检查实验装置的错误,要按实验进程逐一检查,通常是从左到右,自下而上。
答案:(1)①过滤②萃取和分液(2)BDE(3)B 四氯化碳、苯与水互不相溶,且碘在这两种溶剂中的溶解度比在水中的大(4)使蒸馏烧瓶受热均匀、控制温度不超过100℃蒸馏烧瓶(5)①缺石棉网;②温度计的水银球不应插入液体中,而应位于蒸馏烧瓶支管口处。
点评:萃取剂的选取原则:①萃取剂和原溶液中的溶剂互不相溶且不发生化学反应;②萃取剂与溶质不发生化学反应;③溶质在萃取剂中的溶解度要远大于在原溶剂中的溶解度;④两溶剂的密度应相差较大。
知识点2:物质的分离提纯例题1 如果家里的食用花生油不小心混入了大量的水,利用你所学的知识可知最简便的分离方法是()思路导航:由于花生油和水互不相溶,液体会分成两层,故可用分液法分离。
答案:B例题2 将氯化钠、乙醇、碘分别从以下三组混合物中分离出来:①氯化钠和水,②乙醇和水,③碘和水。
宜采取的操作方法依次是()A. 蒸发、蒸馏、萃取B. 萃取、蒸馏、蒸发C. 蒸发、萃取、蒸馏D. 蒸馏、萃取、蒸发思路导航:分离可溶性固体与液体,采用蒸发的方法;乙醇和水相互溶解,但沸点相差较大,采用蒸馏的方法;分离碘和水,采用CCl4萃取法。
答案:A例题3 如图所示,a、b、c、d分别是几种常见漏斗的上部,A、B、C、D是实际操作中各漏斗的下部插入容器中的示意图,请指出A、B、C、D分别与a、b、c、d相匹配的组合及其组合后装置在实验中的应用,例如:C和a组合,用于制取气体。
(1)A与_______组合,用于__________________________________________。
(2)B与_______组合,用于__________________________________________。
(3)B与_______组合,用于__________________________________________。
(4)D与_______组合,用于__________________________________________。
思路导航:球形分液漏斗常用作制备气体时的反应装置,梨形分液漏斗常在分液时使用,普通漏斗的颈比较短,因此常在过滤和添加酒精时使用。
答案:(1)c 制备气体(2)b 分液(3)d 过滤(4)d 向酒精灯里添加酒精提纯物质实验方案的设计实验室里需要纯净的氯化钠溶液,但手边只有混有硫酸钠的氯化钠。
某学生设计了如下方案:如果此方案正确,那么:(1)操作①是否可改为加硝酸钡溶液?为什么?(2)进行操作①后,如何判断SO42-已除尽,方法是__________________________。
(3)操作②的目的是_____,为什么不先过滤后再加碳酸钠溶液?理由是________。
(4)如果该实验拟用如图所示操作进行过滤,操作上错误的地方有()A. 4处B. 3处C. 2处D. 1处思路导航:本题实质上是考查如何除去NaCl溶液中混有的硫酸钠,解题关键是牢记物质提纯的原则:不增、不减、易分离、易复原。
NaCl、Na2SO4均为易溶于水的物质,要制取纯净的氯化钠溶液,可向溶液中加入过量BaCl2溶液,除去SO2-4,但此过程中引入了Ba2+,故需在后续过程中把Ba2+除去,可加入过量NaCO3,CO32-最后用盐酸除去。
其中操作2①不能改为加硝酸钡溶液,因硝酸盐均为易溶于水的物质,在后续过程中无法除去NO-3。
检验SO2-4是否除尽可用以下方法:静置后取滤液的上层清液加入BaCl2溶液,若无沉淀则说明SO2-4已除尽。
BaSO4、BaCO3均为不溶于水的白色沉淀,可在这两种物质沉淀完全后进行一次过滤即可。
过滤操作错处:(1)漏斗下端未紧靠烧杯内壁;(2)未使用玻璃棒引流;(3)滴瓶未换成烧杯。
答案:(1)否,因为改用Ba(NO3)2会使溶液中引入新的杂质NO-3,后续操作中无法除去。
(2)静置后取上层清液加入BaCl2溶液,若无沉淀则说明SO2-4已除尽(3)除去过量的Ba2+减少一次过滤操作(4)B1. 对蒸馏的理解并不是所有互相溶解的液体均可以用蒸馏法进行分离,只有沸点相差较大时,才能使用蒸馏法。
2. 萃取剂选用应满足的条件(1)萃取剂与原溶剂互不相溶,也不反应。
(2)萃取剂与溶质不发生反应。
(3)溶质在萃取剂中的溶解度要远远大于在原溶剂中的溶解度。
3. 物质的提纯:是指将某物质中的杂质,采用物理或化学方法除掉的过程。
它和分离的主要区别在于除掉后的杂质可以不进行恢复。
(1)物质提纯的原则:不增、不变、易分。
所谓不增,是指在提纯过程中不增加新物质;不变,指被提纯的物质性质不能改变;易分是指使杂质与被提纯物质容易分开。
(2)提纯的方法可归纳为:“杂转纯,杂变沉,化为气,溶剂分。
”摩尔体积的数值____________________,它决定于气体所处的_______和_________。
例如:标准状况(常用S.T.P.表示)下,其温度______,压强_______时,Vm=_________;二、问题思考1. 1 mol H2所含氢气分子的个数为。
2. 2 mol氢分子含个氢原子。
3. 1 mol SO42―是个硫酸根离子。
4. 2 mol水中含有个水分子,个氢原子。
5. Na的摩尔质量为。
6. NaCl的摩尔质量为。
的摩尔质量为。
7. SO 248. 判断下列说法是否正确?并说明理由。
A. 1mol O2和1molN2所占有的体积都约为22.4LB. H2的气体摩尔体积约为22.4LC. 在标准状况下,1molH2和1molH2O所占有的体积都约为22.4LD. 在标准状况下,22.4L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N的物质的量约为2mol(答题时间:45分钟)1. 蒸馏时,温度计的水银球应处在什么位置()A. 液面下B. 液面上C. 支管口附近D. 任何位置2. 下列物质可以直接用分液漏斗分离的是()A. 泥沙和水B. 碳酸钠和水C. 乙醇和水D. 汽油和水3. 为了萃取碘水中的碘,不能选用的萃取剂是()A. CCl4B. 汽油C. 苯D. 酒精4. 某学生发现滴瓶中溶液里有悬浊物,拟用如图所示操作进行过滤,错误的操作有()A. 4处B. 3处C. 2处D. 1处5. 用石灰水、小苏打(NaHCO3)、淀粉和食醋等不能完成的实验是()A. 碘盐中碘的检验B. 暖瓶中水垢的除去C. 食盐和纯碱(Na2CO3)的鉴别D. 鸡蛋壳主要成分的检验6. 自来水中因含有少量Fe3+而不能用于溶液的配制,实验室为了除去自来水中的Fe3+获得纯净水,可采用的方法是()A. 过滤法B. 结晶法C. 蒸馏法D. 沉淀法7. 下列萃取与分液结合进行的操作(用CCl4作萃取剂,从碘水中萃取碘)中错误的是A. 饱和碘水和CCl4加入分液漏斗中后,塞上上口部的塞子,用一手压住分液漏斗上口部,一手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来振荡B. 静置,待分液漏斗中液体分层后,先使分液漏斗内外空气相通(准备放出液体)C. 打开分液漏斗的活塞,使全部下层液体沿承接液体的烧杯内壁慢慢流出D. 最后继续打开活塞,另用容器承接并保存上层液体8. 下列四种化学操作名称从左到右分别是()A. 过滤、蒸发、蒸馏、萃取B. 过滤、蒸馏、蒸发、萃取C. 蒸发、蒸馏、过滤、萃取D. 萃取、蒸馏、蒸发、过滤B. 只有②③C. 只有①③D. ①②③现有一瓶物质是甲和乙的混合物,已知甲和乙的某些性质如下表所示:熔点沸点密度水中溶解性-98℃57.7℃0.93 g·cm-3(2)提取碘水中的碘,用________的方法。