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高二化学人教版选修5 有机化学基础 第一章认识有机化合物 第四节 研究有机化合物 一般步骤和方法 李时珍在《本草纲目》中 记载,槟榔有“下水肿、 通关节、健脾调中、治心 痛积聚”等诸多病症。 槟榔是我国 的四大南药 之一 如果你是化学家,你该如何来研究槟榔中的 有机化合物?一般的步骤和方法是什么? 有机化合物的  混合物 元素分析 确定实验式 波谱分析 确定结构式 测定相对分子质量   确定分子式 研究有机物的一般步骤: 物理方法、化学方法 定性分析、定量分析 质谱法 分离、提纯 波谱分析:质谱、红外光谱、 核磁共振氢谱、X射线衍射等 一、分离、提纯 物理方法: 利用有机物与杂质物理性质的差异而将它 们分开. 有机物分离提纯的常用物理方法 蒸馏 分液 萃取 重结晶 色谱分离 …… 1、蒸馏 (1)原理: 利用混合物中各成分的沸点不同而使其分离的方法。 (2)应用对象: 常用于分离互溶的液态有机物,如石油的分馏。 (3)条件: ①有机物热稳定性较强; ②与杂质沸点相差较大(30℃以上)。 一、分离、提纯 液液互溶 沸点不同 (4)主要仪器: 蒸馏烧瓶、冷凝管、尾接管、酒精灯、温度计、铁架台(铁圈、 铁夹)、石棉网、锥形瓶等。 蒸 馏 烧 瓶 冷 凝 管 温度计 尾 接 管 使用前要检查装置的气密性! ③温度计水银 球处于蒸馏烧 瓶支管口处 ②投放沸石或 瓷片防暴沸 ①烧瓶底加 垫石棉网 ④冷凝水,下 口进,上口出 (5)注意要点: (与蒸气流向相反) 思考: 沸点:乙醇78.5℃,水100℃ 乙醇和水的共沸点混合物:沸点78.15℃,乙醇95.6%,水4.4% 实验1-1 含有杂质的工业乙醇的蒸馏 77℃以下:_______ 77-79℃:_______ 79℃: _______ 提示: 甲醇沸点:64.7℃ 乙醇沸点:78℃ 丙醇沸点:97.4℃ 甲醇 乙醇 丙醇 延伸 如何除去水得到无水乙醇? 生石灰法:乙醇+CaO 无水乙醇 蒸馏 欲用95.6%的工业酒精制取无水乙醇时, 可选用的方法是( ) A.加入无水CuSO4,再过滤 B.加入生石灰,再蒸馏 C. 将96%的乙醇溶液直接加热蒸馏出乙醇 B 萃取 2)萃取适用于分离什么样的混合物? 3)萃取操作时有哪些主要的实验仪器? ——问题接龙 4)萃取操作过程中应注意什么问题? 1)萃取利用了物质的哪个物理性质的差异进行分离? 5)萃取剂的选择符合什么样的条件? 2、萃取 (1)原理:  液-液萃取是用有机物在两种互不相溶的溶 剂中的溶解性不同,将有机物从一种溶剂转 移到另一种溶剂的过程。 装置:分液漏斗、烧杯、铁架台(含铁圈) 固—液萃取:用有机溶剂从固体物 质中溶解出有机物的过程。 装置:专用的仪器和设备 互不相溶 溶解度不同 (2)条件: ①萃取剂与原溶剂互不相溶; ②溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶 剂中; ③萃取剂和溶质不反应 (3)分液漏斗的使用: 梨形分液漏斗 球形分液漏斗 筒形分液漏斗 1、关闭分液漏斗颈部旋塞,向分液漏斗内注入适量的 蒸馏水,观察旋塞的两端以及漏斗的下口处是否漏水。 2、若不漏水,关闭上磨口塞,左手握住旋塞,右手食 指摁住上磨口塞,倒立,检查是否漏水;若不漏水,正 立,将上磨口塞旋转180度,倒立,检查是否漏水,若 不漏水,则此分液漏斗可以使用。 振荡→静置→ 分液检漏→装液→ (4)操作过程: 思考: (5)实验注意事项: (以四氯化碳萃取碘水为例) ① 混合:用量筒量取10mL碘的饱和水溶液,倒入分液漏斗,然后再加 入4mL 四氯化碳,盖好玻璃塞。 振 荡 ② 振荡:用右手压住分液漏斗口部(上端的玻璃塞),左手握住活塞 部分,把分液漏斗倒转过来振荡,使两种液体充分接触;振荡后打开活 塞,使漏斗内气体放出。 静 置 ③ 静置:将分液漏斗放在铁架台上静置。 分 液 ④ 分液:待液体分层后,将漏斗上端玻璃塞打开(或使塞上的凹槽对准 漏斗上的小孔),再将漏斗下面的活塞打开,使下层液体慢慢沿烧杯壁 留下,到有色液体接近流完时快速关闭活塞。 下列关于萃取的操作说法正确的(  ) A. 从溴水中提取溴,可加入酒精作萃取剂 B. 萃取操作完成后,静置分液,上、下层液 体均从下口放出 C. 用一种有机溶剂,提取水溶液中的某物质, 静置分液后,“水层”应在上层 D. 萃取时,所加入的溶剂应与原溶剂互不相 溶,且与溶质相互间不反应 3、结晶与重结晶 结晶:固体溶质从溶液中析出的过程。 重结晶:将已知晶体用合适的溶剂溶解, 经过滤、蒸发、冷却等步骤,再次析出晶 体,得到更加纯净的晶体 溶液 晶体 合适的结晶方法 溶液 晶体(较纯)粗产品 合适的 结晶方法 用合适的 溶剂溶解 (1)概念 (3)溶剂的选择 ①杂质在溶剂中溶解度很小或溶解度很大,易于除去; ②被提纯的有机物在溶剂中的溶解度,受温度的影响较 大。有机物在热溶液中的溶解度较大,在冷溶液中的溶 解度较小,冷却后易于结晶析出。 杂质在热过滤 时被滤去。 杂质留在母液中,不随 被提纯晶体一同析出。 (2)原理 利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不 同而将其杂质除去的方法。 (适合溶解度随温度变化不大的物质) 如:NaCl(水) (适合溶解度随温度变化较大的物质) 如:KNO3 (水) (4)结晶方法的类型 根据不同温度下苯甲酸在水中的溶解度,讨论 交流提纯粗苯甲酸的具体方法与操作步骤 思考: 资料1:苯甲酸为白色片状晶体,沸点249℃,其在水中 的溶解度:0.17g (25℃),0.95g (50℃),6.8g (95℃)。 资料2:粗苯甲酸中主要杂质为砂子,NaCl,苯甲醇(可 溶于水,20℃的溶解度为 4g/100gH2O,易溶于有机溶 剂,沸点205.7 ℃) 等。 操作方案一: 取1g粗苯甲酸加 足量蒸馏水搅拌 至全部溶解 加热至沸腾, 浓缩至形成饱 和溶液 趁热 过滤 冷却 结晶 操作方案二: 取1g粗苯甲酸 加水40mL蒸馏 水中 加热至粗苯甲 酸刚好全部溶 解 趁热 过滤 冷却 结晶 为什么要 趁热过滤? 提示:结合苯甲酸溶解度随温度变化的特点 实验1-2 苯甲酸的重结晶 P18 2、趁热过滤:用玻璃漏斗趁热将 溶液过滤到另一100mL烧杯中。 (注意:一贴,二低,三靠) 3、冷却结晶:将滤液静置, 使其缓慢冷却结晶。 4、过滤:滤出晶体。 是不是温度 越低越好?? 为什么要再 加少量水? 粗苯甲酸 加热溶解 趁热过滤 冷却结晶 实验1-2 苯甲酸的重结晶 粗苯甲酸的状态:_______________________; 观察滤液冷却时的实验现象:________________; 重结晶后苯甲酸的状态:___________________。 含有灰黄色杂质的粉末 不断有白色晶体析出 鳞片状或针状结晶 学与问 1、为什么在粗苯甲酸全部溶解再加入少量水? 为了减少趁热过滤过程中损失的苯甲酸。 2、为了得到更多的苯甲酸,是不是结晶时的温 度越低越好? 温度过低,杂质的溶解度也会降低,部分杂质也会析 出,达不到提纯苯甲酸的目的。 3、重结晶操作中对选用的溶剂有什么要求? (1)杂质在此溶剂中溶解度很小或很大,易于除去; (2)被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度受温度影响较 大:升温时溶解度增大,降温时溶解度减小。 小结 固体有机粗品 溶于溶剂,制成热 溶液,趁热过滤 滤渣 (溶解度较小杂质) 滤液 冷却结晶, 过滤洗涤 母液 (溶解度较大杂质 及部分被提纯物) 晶体(产品) 结晶 降温结晶 蒸发结晶:溶解度随温 度变化小的 (蒸发溶剂) :溶解度随温 度变化大的 NaCl(KNO3):___________ KNO3(NaCl):___________ 除去括号内的杂质 拓展 蒸发结晶 降温结晶 苯 甲 酸 重 结 晶 粗 盐 提 纯 冷 却 晶 蒸发结晶 蒸 发 结 晶 搅拌溶解 加热溶解 趁热过滤 冷却结晶 过滤操作 4、色谱法(科学视野) 例如:用粉笔分离色素…… 常用的吸附剂有碳酸钙、 硅胶、氧化铝、活性炭等。 利用吸附剂对不同有机物 吸附作用的不同,分离、提纯 有机物的方法。 分离和提 纯的方法 适用条件 蒸馏 萃取 (分液) 重结晶 液液相溶,沸点不同 溶解度不同 液液不溶,密度不同 固固溶解同,而随温度变化不同 1、回顾海带中提取碘的实验,此过程涉及 了哪些分离提纯的方法? 过 滤 蒸 馏 溶 解 萃取 分液 (稀) 沸点:碘184.3℃,苯80.1℃ 思考:为什么不直接将含碘的水溶液进行蒸馏? 2.下列说法错误的是( ) A.蒸馏时应调整温度计的水银球于蒸馏烧 瓶支管口附近 B.提纯液体混合物常用重结晶法 C.萃取是利用溶质在两种互不相溶的溶剂 中溶解度的不同,使溶质从一种溶剂内转 移到另一种溶剂的操作。 D.蒸馏过程中,加入沸石(或碎瓷片)的目的 是防止暴沸 同学们学习进步! 查看更多

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