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第一章标准口玻璃仪器介绍一、标准口玻璃仪器标准口玻璃仪器是具有标准化磨口或磨塞的玻璃仪器。磨口套管和磨塞应该是由同种玻璃制成的。由于仪器口塞尺寸的标准化、系统化、磨砂密合，严格执行标准:锥度误差均为(1±0.006)：10。所以凡属于同类规格的接口，均可任意连接，各部件能组装成各种配套仪器。如不同类型规格的部件无法直接组装时，可使用转换接头连接。使用标准口玻璃仪器，既可免去配塞子的麻烦，又能避免反应物被塞子玷污，口塞磨砂性能良好，使密合性可达较高真空度，对蒸馏尤其减压蒸馏有利，对于毒物或挥发性液体的实验较为安全。标准口玻璃仪器，均按国际通用的技术标准制造，当某个部件损坏时，可以选购。二、标准磨口仪器类标准接口玻璃仪器分为：烧瓶，四口烧瓶，冷凝管，茄型瓶，连接管，分馏头，101型综合仪，201型中量有机制备仪，301型半微量有机制备仪，401型微量有机制备仪，501型半微量有机制备仪，601型半微量真空分馏、蒸馏装置.M22有机制备仪.T32半微量制备仪.S61制备仪.C63制备仪标准接口玻璃仪器的每个部件在其口塞的上或下显著部位均有烤印的白色标志，表明规格。常用的有10，12，14，19，24，29，34，40等。有的标准口玻璃仪器有两个数字，如10/30，10表示磨口大端的直径为10mm，30表示磨口的高度为30mm。例：直形冷凝管120/14×2：表示该冷凝管长120mm，口、塞尺寸为14圆底烧瓶50/19：表示该圆底烧瓶容积50ml，口尺寸为19斜三口烧瓶250/19×3：表示该斜三口烧瓶容积250ml，中间一个口的尺寸为19，旁边两个斜口尺寸为19三、使用标准口玻璃仪器应注意以下几点：1．磨口塞应经常保持清洁，使用前宜用软布擦拭干净，但不能附上棉絮。2．使用前在磨口塞表面不能涂凡士林。如需真空度很高的实验，可涂少许真空油脂，以增强磨砂口的密合性，避免磨面的相互磨损，同时也便于接口的装拆。3．装配时，把磨口和磨塞轻轻地对旋连接，不宜用力过猛。不能装得太紧，只要达到润滑密闭要求即可。4．用后应立即拆卸洗净。否则，对接处常会粘牢，以致拆卸困难。5．装拆时应注意相对的角度，不能在角度偏差时进行硬性装拆，否则极易造成仪器的破损。四、如何拆开粘接在一起的磨口玻璃仪器1．用有机溶剂浸润。用滴管向磨口处滴加少量有机溶剂，可以看到溶剂向连接处扩散，当整个磨口连接处都已经浸满溶剂后，再试着转动。2．将粘住的仪器放入水中煮沸(连接处要浸入水中)，然后取出转动。3．把瓶口在桌子边上磕一磕，要注意力度。用劲太大瓶子就容易碎。4．把瓶子放在超声波清洗器里超一下，边振边拧，慢慢就松了。5．把粘住的容器，直接放入冰柜，冷冻一段时间，再拧开。6．用电吹风吹热连接处后再转动。7．对於方形的玻璃塞子粘住，可以加热后用布或纸裹住，用扳手拧开。用力要轻而均匀。还有切记：磨口处不要凃凡士林。8．标准口的玻璃仪器被碱液腐蚀粘在一起，最好用洗液泡粘在一起的部分，大概要两到三天，然后洗去洗液，放在水浴锅里加热后迅速放入冷水中，再用木制的东西轻轻敲打，就有可能打开。第二章回流操作一、回流操作1．为什么要做回流操作对于大多数有机物来说沸点较低，而大多数有机反应都需要长时间地加热。回流的目的是在溶液沸腾的情况下，达到一定的反应时间，使反应完全。2．烧瓶和冷凝管的选择根据实验中所用试剂量来决定选多大的烧瓶，一般是溶液的量占烧瓶体积的1/3—2/3为宜。冷凝管一般用球形冷凝管，根据所回流的物质沸点来选择冷凝管长短，沸点越低冷凝管越长。以蒸汽上升的高度不超过冷凝管有效长度的1/3。3．沸石的使用沸石可以用小瓷片、玻璃珠、陶瓷管、细毛细管等做成。沸石的用量一般是1—2粒。如果已加热一段时间后，发现未放沸石，应先将体系的温度降到室温，再加入沸石。4．装置和加热（1）热源可以用酒精灯、电炉、电热套等，对于低沸点易燃物质应采用无明火的加热器。现实验室大都使用电热套。（2）装置的气密性（3）通冷凝水的注意事项应先通水，后加热。如烧瓶中的物质已加热沸腾时，发现未通冷凝水，应先将体系温度降至室温后，再通冷凝水。以防止在高温状态下通冷凝水引起冷凝管的爆裂。（4）回流时蒸汽上升的高度控制在冷凝管长度的三分之一以下。（5）实验结束时操作顺序如下：①切断电源②移走电热套③待反应物冷却后关闭水源④拆装置5．回流装置的搭建（做示范操作）（1）烧瓶大小的选择，是根据实验中所用试剂量来决定选多大的烧瓶，一般是溶液的量占烧瓶体积的1/3—2/3为宜（2）靠近水源搭建装置。搭建装置时由下至上，装好烧瓶后，放上加料漏斗，然后开始加料，最后别忘了放沸石。沸石的用量一般是1—2粒。（3）装上球形冷凝管，整个装置正面看是否垂直，侧面看是否垂直、平行。然后，检查装置的接口气密性。（4）接通冷凝水（下进上出），水流速度不可太快，在开水龙头时要慢慢的打开水龙头。（5）最后开始加热。第三章蒸馏操作一、蒸馏操作的分类普通蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏、精馏（分馏）、共沸蒸馏、分子蒸馏二、蒸馏操作的作用1．测定物质的沸点2．分离提纯物质3．浓缩三、蒸馏曲线一般来说，不同物质沸点之间相差30℃，可以用普通蒸馏的方法进行分离提纯物质。如物质沸点相差不大，则要用精馏的方法进行分离物质。主要是根据各物质在液相的组分比与在气相时的的组分比不同进行分离。沸点低的物质在气相中的组分比例要大于在液相中组分比例。四、烧瓶和冷凝管的选择1．根据实验中所用试剂量来决定选多大的烧瓶，一般是溶液的量占烧瓶体积的1/3—2/3为宜。2．冷凝管的选择（1）130℃以下用直形冷凝管，130℃以上用空气冷凝管（2）沸点越低选择的冷凝管就越长五、装置的要点装置要向水源方向搭建1．热源可以用酒精灯、电炉、电热套等，对于低沸点易燃物质应采用无明火的加热器。现实验室大都使用电热套。2．装置的气密性3．通冷凝水的注意事项应先通水，后加热。如烧瓶中的物质已加热沸腾时，发现未通冷凝水，应先将体系温度降至室温后，再通冷凝水。以防止在高温状态下通冷凝水引起冷凝管的爆裂。别忘了再加沸石。4．沸石的使用（同回流）5．水银球的位置6．蒸馏速度的控制（1）馏出液的速度为1——2滴/秒（2）温度计水银球上要挂有液滴7．实验结束时操作顺序如下：（1）切断电源（2）移走电热套（3）待反应物冷却后关闭水源（4）拆装置六、物质的收集1．分段收集待温度恒定后收集，温度下降时停止收集2．无论何种情况，烧瓶都不能蒸干，以免产生危险。七、精馏在工业和实验室中，混合物的气液相平衡与原料和产品的精馏提纯密切的关系，基于精馏通常是在恒压的条件下进行，故恒压相图与它直接相关，精馏的原理可在恒压相图中得到清晰的表示。下图是一个两组分的气液衡压相图，精馏的原理就示意于这一相图。将组成为x0的液体混合物加热到温度T0，即图中的系统点0，此时系统呈气液两相。气相以V0代表。暂不考虑液相，而将气相冷却到T1温度，则气相部分冷凝而变成液相L1和气相V1。再撇开液相不顾，将气相冷却到T2温度，气相再次部分冷凝而成液相L2和气相V2，…..，如此反复进行，气相中易挥发组分B的含量不断增高，直至得到纯组分B。再看液相L0，将它加热到T3温度，因温度升高，L0便部分气化而变成气相V3和液相L3。若撇开气相不顾，继续将液相升温至T4，则L3再次部分气化而变成气相V4和液相L4，…..，如此反复进行，液相中难挥发组分A的含量不断增高，以致最终得到纯组分A。实际上，有图可见，气相的冷却和液相的加热的加热是同时进行，且逆向互动的，它们间的相互接触，不仅发生热量的交换，而且伴随着物质的交换，气相在冷却的同时将难挥发的组分传递给了液相，而液相在加热的同时将易挥发的组分传递给了气相，这才导致组分A和B的分离，这就是精馏能够提纯的原理。精馏原理相图八、水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏装置必须具备的条件：被分离的物质不溶于水;在沸腾下与水长时间共存而不起化学反应;在100℃左右必须有一定的蒸汽压，一般不小于10mmHg.如果两种液体物质彼此互相溶解的程度很小以至可以忽略不计，就可以视为是不互溶混合物。在含有几种不互溶的挥发性物质混合物中，每一组分i在一定温度下的分压pi等于在同一温度下的该化合物单独存在时的蒸气压pi0：pi=pi0而不是取决于混合物中各化合物的摩尔分数。这就是说该混合物的每一组分是独立地蒸发的。这一性质与互溶液体的混合物（即溶液）完全不同，互溶液体中每一组分的分压等于该化合物单独存在时的蒸气压与它在溶液中的摩尔分数的乘积〔Raoult定律]。根据Dalton定律，与一种不互溶混合物液体对应的气相总压力p总等于各组成气体分压的总和，所以不互溶的挥发性物质的混合物总蒸气压如方程式所示：p总=p1+p2+……+pi从上式可知任何温度下混合物的总蒸气压总是大于任一组分的蒸气压，因为它包括了混合物其它组分的蒸气压。由此可见，在相同外压下，不互溶物质的混合物的沸点要比其中沸点最低组分的沸腾温度还要低。水蒸汽蒸馏中冷凝液的组成由所蒸馏的化合物的分子量以及在此蒸馏温度时它们的相应蒸气压决定。水蒸气蒸馏效果要优于一般蒸馏和重结晶:m表示气相下该组分的质量M表示该组分物质摩尔质量p表示纯物质的蒸气压ms/m水=ps0Ms/p水M水··········(1)鉴于通常有机化合物的分子量要比水大得多，即使有机化合物在100摄氏度只有5mmHg的蒸气压，用水蒸气蒸馏亦可获得良好的效果。对于水和溴苯的混合物，在95°C时溴代苯和水的混合物蒸气压分别为p溴苯=16kpa和P水=85.3kpa，分子相对质量分别为M溴苯=157、M水=18，其馏出液的组成可从方程式（1）计算获得：m溴苯/m水=(16×157)/(85.3×18)=1.635/1由此，在馏出液中，溴苯的质量分数为1.635/(1+1.635)=62%。结果，尽管在蒸馏温度时溴苯的蒸气压很小，但由于其相对分子质量大，按质量计在水蒸气蒸馏液中溴苯要比水多。九、分子蒸馏分子蒸馏不同于一般的蒸馏技术。它是运用不同物质分子运动平均自由程的差别而实现物质的分离,因而能够实现在远离沸点下操作。根据分子运动理论,液体混合物的分子受热后运动会加剧,当接受到足够能量时,就会从液面逸出而成为气相分子,随着液面上方气相分子的增加,有一部分气体就会返回液体,在外界条件保持恒定情况下,就会达到分子运动的动态平衡。从宏观上看达到了平衡。液体混合物为达到分离的目的,首先进行加热,能量足够的分子逸出液面,轻分子的平均自由程大,重分子平均自由程小,若在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一冷凝面,使得轻分子不断被冷凝,从而破坏了轻分子的动平衡而使混合液中的轻分子不断逸出,而重分子因达不到冷凝面很快趋于动态平衡,不再从混合液中逸出,这样,液体混合物便达到了分离的目的。第四章温度计的校正在对温度要求严格的精密实验中，对温度计必须进行校正。校正主要分两部分：1.温度计外露部分的校正；2.温度计刻度的校正。一、温度计外露部分的校正严格说来，只有当温度计上的汞柱全部浸入液体或蒸汽中时，它测得的温度才是准确的，因为温度计未受热部分的汞柱与玻璃毛细管的热膨胀系数不同。但在实际操作中，温度计的汞柱有一大部分是暴露在所测物之上的，仅有小部分浸入所测物之中。这样，实测温度值总是低于真实值。可用下列公式进行校正：△t=kn(t1—t2)式中，△t——汞柱校正值n——由液面到温度计读数间的汞柱长度（用读数表示）t1——测定时温度计所指示的读数t2——高出液面的汞柱的平均温度（用以辅助温度计测定。将辅助温度计水银球放在高出液面的那段汞柱长度的1/2处，所测的温度）k——汞与玻璃的膨胀系数之差，此系数与t1有关，如：t1=0——150℃，k=0.000158t1=150——250℃，k=0.00016t1=300℃，k=0.000164通常取平均值0.00016例如，设液面在温度计的30℃处，实测时温度计的读数为190℃（t1），测得t2为65℃，问辅助温度计的汞球应放在多少度处？并求出该温度计的汞柱校正值△t。n=190—30=160℃则辅助温