有機(jī)實(shí)驗(yàn)的燒杯里,承載著探索未知的期待,可現(xiàn)實(shí)卻是頻頻翻車的無奈!蒸餾時(shí)產(chǎn)物 “離奇失蹤”,回流時(shí)溶液瘋狂暴沸,提純后樣品純度慘不忍睹…… 每一次失敗都讓人懷疑人生!在有機(jī)實(shí)驗(yàn)的領(lǐng)域里,翻車似乎成了不少人的 “家常便飯”。別急,這篇文章正是為拯救你的實(shí)驗(yàn)之路而來。其實(shí)這些 “翻車現(xiàn)場” 都藏著被忽視的細(xì)節(jié),只要掌握要點(diǎn),實(shí)驗(yàn)就能從 “災(zāi)難片” 秒變 “教科書”。今天手把手教你避開 99% 的坑,讓有機(jī)實(shí)驗(yàn)不再成為你的 “噩夢”!
1、加熱方式
有機(jī)實(shí)驗(yàn)往往需要加熱,而不同的實(shí)驗(yàn)其加熱方式可能不一樣
① 酒精燈加熱。酒精燈的火焰溫度一般在400~500℃,所以需要溫度不太高的實(shí)驗(yàn)都可用酒精燈加熱。教材中用酒精燈加熱的有機(jī)實(shí)驗(yàn)是:“乙烯的制備實(shí)驗(yàn)”、“乙酸乙酯的制取實(shí)驗(yàn)”、“石油蒸餾實(shí)驗(yàn)”。
② 水浴加熱。水浴加熱的溫度不超過100℃。教材中用水浴加熱的有機(jī)實(shí)驗(yàn)有:“銀鏡實(shí)驗(yàn)(包括醛類、糖類等的所有銀鏡實(shí)驗(yàn))”、“ 硝基苯的制取實(shí)驗(yàn)(水浴溫度為55~60℃)”、 “乙酸乙酯的水解實(shí)驗(yàn)(水浴溫度為70~80℃)”和“ 糖類(包括二糖、淀粉和纖維素等)水解實(shí)驗(yàn)(熱水浴)”。
③ 用溫度計(jì)測溫度的有機(jī)實(shí)驗(yàn):“硝基苯的制取實(shí)驗(yàn)”、“乙酸乙酯的制取實(shí)驗(yàn)”(以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的溫度計(jì)水銀球都是插在反應(yīng)液外的水浴液中,測定水浴的溫度)、“乙烯的實(shí)驗(yàn)室制取實(shí)驗(yàn)”(溫度計(jì)水銀球插入反應(yīng)液中,測定反應(yīng)液的溫度)和“ 石油的蒸餾實(shí)驗(yàn)”(溫度計(jì)水銀球應(yīng)插在蒸餾燒瓶支管口處, 測定餾出物的溫度)。
2、催化劑的使用
① 硫酸做催化劑的實(shí)驗(yàn):“乙烯的制取實(shí)驗(yàn)”、 “硝基苯的制取實(shí)驗(yàn)”、“乙酸乙酯的制取實(shí)驗(yàn)”、“纖維素硝酸酯的制取實(shí)驗(yàn)”、“糖類(包括二糖、淀粉和纖維素)水解實(shí)驗(yàn)”和“乙酸乙酯的水解實(shí)驗(yàn)”。其中前四個(gè)實(shí)驗(yàn)的催化劑為濃硫酸,后兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的催化劑為稀硫酸,其中最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)也可用氫氧化鈉溶液做催化劑
② 鐵做催化劑的實(shí)驗(yàn):溴苯的制取實(shí)驗(yàn)(實(shí)際起催化作用的是溴與鐵反應(yīng)生成的溴化鐵)。
③ 銅或者銀做催化劑的實(shí)驗(yàn):醇的去氫催化氧化反應(yīng)。
④ 鎳做催化劑的實(shí)驗(yàn):乙醛催化氧化成酸的反應(yīng)。
⑤ 其他不飽和有機(jī)物或苯的同系物與氫氣、鹵化氫、水發(fā)生加成反應(yīng)時(shí),為避免混淆,大家可直接寫催化劑即可。
3、注意反應(yīng)物的量
有機(jī)實(shí)驗(yàn)要注意嚴(yán)格控制反應(yīng)物的量及各反應(yīng)物的比例,如“乙烯的制備實(shí)驗(yàn)”必須注意乙醇和濃硫酸的比例為1:3,且需要的量不要太多,否則反應(yīng)物升溫太慢,副反應(yīng)較多,從而影響了乙烯的產(chǎn)率。
4、注意冷卻
有機(jī)實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)物和產(chǎn)物多為揮發(fā)性的有害物質(zhì),所以必須注意對(duì)揮發(fā)出的反應(yīng)物和產(chǎn)物進(jìn)行冷卻。
① 需要冷水(用冷凝管盛裝)冷卻的實(shí)驗(yàn):“蒸餾水的制取實(shí)驗(yàn)”和“石油的蒸餾實(shí)驗(yàn)”。
② 用空氣冷卻(用長玻璃管連接反應(yīng)裝置)的實(shí)驗(yàn):“硝基苯的制取實(shí)驗(yàn)”、“酚醛樹酯的制取實(shí)驗(yàn)”、“乙酸乙酯的制取實(shí)驗(yàn)”、“石蠟的催化裂化實(shí)驗(yàn)”和 “溴苯的制取實(shí)驗(yàn)”。這些實(shí)驗(yàn)需要冷卻的目的是減少反應(yīng)物或生成物的揮發(fā),既保證了實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行,又減少了這些揮發(fā)物對(duì)人的危害和對(duì)環(huán)境的污染。
5、注意除雜
有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)往往副反應(yīng)較多,導(dǎo)致產(chǎn)物中的雜質(zhì)也多,為了保證產(chǎn)物的純凈,必須注意對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行凈化除雜。如“乙烯的制備實(shí)驗(yàn)”中乙烯中常含有CO2和SO2等雜質(zhì)氣體,可將這種混合氣體通入到濃堿液中除去酸性氣體;再如“溴苯的制備實(shí)驗(yàn)”和“硝基苯的制備實(shí)驗(yàn)”,產(chǎn)物溴苯和硝基苯中分別含有溴和NO2,因此, 產(chǎn)物可用濃堿液洗滌。
6、注意攪拌
注意不斷攪拌也是有機(jī)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)注意條件。如“濃硫酸使蔗糖脫水實(shí)驗(yàn)”(也稱“黑面包”實(shí)驗(yàn))(目的是使?jié)饬蛩崤c蔗糖迅速混合,在短時(shí)間內(nèi)急劇反應(yīng),以便反應(yīng)放出的氣體和大量的熱使蔗糖炭化生成的炭等固體物質(zhì)快速膨脹)、“乙烯制備實(shí)驗(yàn)”中醇酸混合液的配制。
7、注意使用沸石(防止暴沸)
需要使用沸石的有機(jī)實(shí)驗(yàn):
① 實(shí)驗(yàn)室中制取乙烯的實(shí)驗(yàn);
② 石油蒸餾實(shí)驗(yàn)。
8、注意尾氣的處理
有機(jī)實(shí)驗(yàn)中往往揮發(fā)或產(chǎn)生有害氣體,因此必須對(duì)這種有害氣體的尾氣進(jìn)行無害化處理。
① 如甲烷、乙烯、乙炔的制取實(shí)驗(yàn)中可將可燃性的尾氣燃燒掉;
② “溴苯的制取實(shí)驗(yàn)”和“硝基苯的制備實(shí)驗(yàn)”中可用冷卻的方法將有害揮發(fā)物回流。
看完這份超全避坑指南,相信大家對(duì)有機(jī)實(shí)驗(yàn)已經(jīng) “心里有底” 啦!從儀器搭建到試劑使用,從操作規(guī)范到應(yīng)急處理,每一個(gè)細(xì)節(jié)都是成功的關(guān)鍵。以后再走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,就帶著這些 “通關(guān)秘訣” 大膽操作吧!當(dāng)然,實(shí)驗(yàn)中總會(huì)有新情況出現(xiàn),如果你還有其他困惑,或是發(fā)現(xiàn)了更實(shí)用的小技巧,歡迎分享~讓我們一起把這份避坑寶典不斷升級(jí),助力每位實(shí)驗(yàn)人都能收獲完美的實(shí)驗(yàn)結(jié)果!
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