有机化学实验讲义
化学教研室 编
实验一 乙醇─水溶液的分馏
一、实验目的
1、了解分馏原理及其应用。 2、正确掌握简单分馏操作。 二、实验原理
蒸馏和分馏都是分离提纯液体有机化合物的重要方法。然而普通蒸馏主要用于分离两种以上沸点相差较大的液体混合物，而分馏是分离和提纯沸点相差较小的液体混合物。从理论上来讲，只要对蒸馏的馏出液经过反复多次的普通蒸馏，也可以分离沸点相差较小的液体混合物。但这样
做，操作既烦琐，费时又浪费很大，而应用分馏则能克服这些缺点，提高分离效率。
分馏操作是使沸腾的混合物通过分馏柱，在柱内蒸汽中高沸点组分被柱外冷空气冷凝成液体，流回烧瓶中，使继续上升的蒸汽中含低沸点组分相对增加。冷凝液在回流途中遇到上升的液体，两者之间进行了热量与质量的交换，上升的蒸汽中高沸点组分又被冷凝下来。低沸点组分继续上升，在柱状晶中如此反复地汽化、冷凝。当分馏效率足够高时，首先从柱上面出来的是纯度较高的低沸点组分。随着温度的升高，后蒸出来的主要是高沸点组分，留在蒸馏烧瓶中的是一些不易挥发的物质。分馏原理也可通过二元沸点一组成图（如下图）来说明。图中下面一条曲线是A、B
10
V1 50 C3 V2 C2 C1
20
B 0 20 40 60 80 100
A 100 80 60 40 20 0
组分%
两个化合物不同组成时的液体混合物沸点，而上面一条曲线是指在同一温度下，与沸腾液体平衡时蒸汽的组成。例如某化合物在90℃沸腾，其液体含化合物A56%（mol），化合物B44%（mol）,见图中V1，该蒸汽冷凝后为C2，而与C2相平衡的蒸汽相V2，其组成A为90%（mol）,B为10%(mol)。由此可见，在任何温度下气相总是比与之相平衡的沸腾液相有更多的易挥发的组分。若将C2继续经过多次汽化，多次冷凝，最后可将A和B分开。但必须指出，凡能形成共沸组成的混合物都具有固定沸点，这样的混合物不能用分馏方法分离。
三、试剂和装置
试剂：60%乙醇水溶液100mL 装置：下图为分馏装置。
温度/℃ 1
图 分馏装置
四、实验步骤
1、按上图安装好分馏装置。必要时须在分馏柱上包上保温石棉绳。
2、在250mL圆底烧瓶中，加入60%的乙醇水溶液100mL，并加入2—3粒沸石。
3、打开冷凝水，用水浴加热到溶液沸腾，蒸汽慢慢升入分馏柱。此时要严格控制加热温度，使蒸汽慢慢上升到柱顶。
4、注意观察温度的读数，当蒸汽温度约为78℃时，收集馏出液馏出液温度控制在每秒1—2滴。
5、当蒸汽温度发生持续下降时，即可停止加热，得到约50—60mL馏出液。 6、用酒精比重计测定馏出液的重量百分浓度。
7、记录馏出液的馏出温度范围，浓度，体积及前馏分和残留液的体积。
五、思考题
1、分馏与简单的蒸馏在原理及应用上有何不同？通过得到的实验结果比较说明之。 2、分馏装置中，温度计的位置如何？过高，过低对馏出液结果有何影响？ 3、为什么要加入沸石？在液体沸腾时可否补加沸石？为什么
4、可否用反复分馏得到100%乙醇？为什么？可采用什么方法制取100%乙醇？
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实验二 粗苯甲酸乙酯的水蒸汽蒸馏
一、实验目的
1、 了解水蒸汽蒸馏原理及其应用 2、掌握水蒸汽蒸馏的装置和操作 3、掌握分液漏斗的使用和保管 二、实验原理
水蒸汽蒸馏也是分离和提纯有机化合物的常用方法，但被提纯的物质必须具备以下条件： （1）不溶或难溶于水。
（2）与水一起沸腾时不发生化学变化
（3）在100℃左右该物质蒸汽压至少在1.33kPa以上。 水蒸汽蒸馏常用于以下几种情况：
（1）在常压下易发生分解的高沸点有机物
（2）含有较多固体的混合物，而用一般蒸馏，萃取或过滤等方法又难以分离。
（3）混合物中含有大量树脂状的物质或不挥发性杂质，采用蒸馏，萃取等方法也难以分离。 在难溶或不溶于水的有机物中通入水蒸汽或与水一起共热，使有机物随水蒸汽一起蒸馏出来，这种操作称为水蒸汽蒸馏。根据分压定律，这时混合物的蒸汽压应该是各组分蒸汽压之和，即：
P总 = PH2O + PA （1）
式中P总混合物总蒸汽压，PH2O为水的蒸汽压，PA是不溶或难溶于水的有机物的蒸汽压。 当P总等于1大气压时，该混合物开始沸腾。显然，混合物的沸点低于任何一个组分的沸点，即该有机物在比其正常沸点低得多的温度下，可被蒸馏出来。馏出液中有机物的重量（W水）与水的重量（WH2O）之比，应等于两者的分压（PA，PH2O）与各自分子量（MA和MB）乘积之比。
WA/WH2O=(PA*MA) / (PH2O*MH2O) (2) 三、试剂和装置
试剂：粗苯甲酸乙酯 10mL 或粗乙苯正丁酯 20mL
水蒸汽蒸馏装置是由水蒸汽发生器和简易蒸馏装置两部分有机组合而成（见下图）。
图 水蒸气蒸馏装置
3 1-水蒸气发生器；2-安全管；3-T形管及螺旋夹；4-三口烧瓶；
四、实验步骤
1、按上图安装好实验装置，注意各仪器连接处不得漏气。
2、在水蒸汽发生器中加入约容器体积2/3的水，安全管下端要接近器底，三口烧瓶（4）中加入10mL粗苯甲酸乙酯。
3、T形管上的螺旋夹打开，开通冷凝水。 4、加热水蒸汽发生器，使水迅速沸腾。
5、当T形管支管有水蒸汽冲出时，旋紧螺旋夹，使水蒸汽导入三口瓶中，不久即有浑浊液流入接受器。
6、当流出液透明澄清时，即可停止蒸馏。应先打开螺旋夹再停止加热。
7、流出液倒入分液漏斗中静止，分层后，分出有机层，置于小锥形瓶中，加适量干燥剂无水氯化钙至透明，滤去干燥剂用量筒量取体积。
五、思考题
1、水蒸汽蒸馏的原理是什么？有什么实用意义？ 2、安全管和T形管各有什么作用？ 3、如何判断水蒸汽蒸馏的终点？
4、停止水蒸汽蒸馏操作上要注意什么？为什么？ 5、使用分液漏斗应注意些什么？
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