利用简单蒸馏和分馏分离两组分液体混合物-大学化学.PDFVIP

第27卷 第3期 摇 摇 大 学 化 学 Vol.27 No.3 摇 2012年6月 UNIVERSITY CHEMISTRY Jun.2012 摇 利用简单蒸馏和分馏分离两组分液体混合物 * 熊英 摇 王晓玲摇 侯安新 (武汉大学化学与分子科学学院实验中心摇 湖北武汉430072) 摇 摇 摘要摇 介绍一个沸点相差较大(60益以上)的两组分液体混合物分离的设计。 让学生分别用简单蒸馏、 分馏进行分离,并测定相应等体积馏出液的折光率。 通过数据分析、比较以及分离效果的评价,引导学生发现 问题、分析问题,综合运用所学知识解决问题;启迪思维,为培养高素质创新型人才打下基础。 摇 摇 关键词摇 有机化学实验摇 教学改革摇 简单蒸馏摇 分馏摇 综合能力 摇 摇 有机化学实验不仅是对有机化学理论课的重要补充,而且是学生熟练掌握有机化学实验基本操作 技能的基础性实验课程。 通过该课程的学习,可使学生在实践中锻炼独立操作能力及加深对相关理论 知识的理解,为以后从事科研工作打下良好基础。 近年来,各高等院校越来越认识到培养高素质创新型 人才的重要性,都在教学内容以及教学方式上进行着积极探索与尝试。 摇 摇 传统的有机化学实验教学多以训练学生的基本操作技能(比如蒸馏、萃取、过滤、重结晶、色谱、熔 点测定等)为目标来设计、安排实验。 这样就容易造成过分强调技能的培养,而忽视对学生化学思维的 启迪。 而思维的启迪是培养高素质创新型人才的一项重要内容。 因此,实验内容的设计对取得良好的 实验教学效果以及人才的培养显得格外重要。 摇 摇 蒸馏是分离、提纯液体化合物的常用方法,也是学生必须熟练掌握的基本操作之一。 由于蒸馏(特 [1] 别是简单蒸馏)操作简单,其实验内容的设计往往被忽视,如工业乙醇的简单蒸馏 。 我们在教学中发 现,该实验重在训练简单蒸馏操作(含沸点测定),缺乏其他分析、表征方法。 实验完毕,学生容易走入 误区(比如,两组分液体混合物沸点相差30益以上,就可以用简单蒸馏分离开来;沸点稳定的液体就是 纯的化合物)。 这显然不符合对创新型人才培养的要求。 基于以上考虑,我们重新设计了蒸馏的实验 内容,意在引导学生在实验中发现问题,培养他们分析问题以及综合运用所学知识解决问题的能力。 1摇 实验目的 摇 摇 淤 掌握简单蒸馏、分馏分离两组分(丙酮+正丁醇)等体积液体混合物的基本原理与方法。 摇 摇 于 掌握阿贝折光仪测定液态有机化合物折光率的基本原理与方法。 2摇 实验简介 摇 摇 简单蒸馏和分馏的基本原理相同,都是利用物质的沸点不同,将液体加热气化,同时使产生的蒸气 冷凝液化并收集的联合操作。 在蒸馏过程中,低沸点的组分先蒸出,高沸点的组分后蒸出,从而达到分 离提纯的目的。 简单蒸馏和分馏装置的不同只是分馏装置多一个分馏柱,液体能够在分馏柱中经多次 的气化、冷凝,相当于进行多次简单蒸馏。 因此,它们的应用范围及分离效果有很大差异。 一般来说,液 体中各组分的沸点要相差至少30益以上,才有可能进行简单蒸馏分离;而分馏则可使沸点相近、不能用 简单蒸馏分离的液体混合物得到有效的分离。 摇 摇 丙酮与正丁醇的沸点虽然相差较大(表1,驻t=61.2益),但简单蒸馏丙酮与正丁醇等体积混合物, * 通讯联系人,E鄄mail:yxiong263@ 摇 第3期 熊英 等:利用简单蒸馏和分馏分离两组分液体混合物 49 馏出物沸点从第1滴开始一直稳步上升直至正丁醇的沸点,也就是说丙酮与正丁醇并没有完全分离开 来。 改用分馏装置以后,能够收集到沸点稳定的两个组分,并证明它们分别是丙酮与正丁醇。 摇 摇 阿贝折光仪由于操作简单、容易掌握,是有机化学实验室的常备仪器。 测量折光率所需的样品量 少、测量精密度高,可准确到小数点后4位。 因此,作为鉴定液体有机化合物的重要物理常数,折光率比 沸点更为可靠。 折光率不仅可以用来鉴定未知化合物,也可以用来确定液体混合物的组成。 通过对丙 酮鄄正丁醇混合液