2.12　化学基本操作实验

实验2-1　仪器认领、洗涤与干燥

实验目的

1.熟悉实验室规则和要求；熟悉实验室中电源、灭火器材、洗眼器、喷淋器、医药箱等的位置。

2.领取仪器并熟悉其名称、规格，了解使用注意事项。

3.学习并练习常用玻璃仪器的洗涤和干燥方法。

仪器与药品

烘箱、气流烘干器、电吹风、酒精灯、常用玻璃仪器。

基本操作

1.认识化学实验常用仪器，参见2.1节。

2.玻璃仪器的洗涤和干燥，参见2.2节。

实验内容

1.认领仪器

按照仪器清单仔细清点所发的仪器，认真识别仪器的名称、规格，熟悉其主要用途、使用方法和注意事项。

若发现所发仪器有短缺或破损，可填写“短缺破损补领单”，并填写自己实验台桌号和姓名，由老师统一补领或换取。

2.洗涤仪器

（1）用水和合成洗涤剂将领取的仪器洗涤干净。

（2）抽取两件交给老师检查。

（3）将洗净的仪器，整齐有序地放回柜内，妥善保管。

3.干燥仪器

（1）在烘箱中烘干一支试管和一个烧杯。

（2）烤干一支试管。

（3）自然晾干一个烧杯。

思考题

1.玻璃仪器里附着有不溶于水的碳酸盐、碱性氧化物时怎样洗？附有油脂等污物又怎样洗？容器壁沾有硫黄应该怎样去除？

2.在酒精灯上烤干试管时为什么管口要略向下倾斜？

3.在烘箱中烘干玻璃仪器时应注意些什么？

4.玻璃仪器洗涤洁净的标志是什么？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

取用、洗涤、整理仪器时，为防止发生打碎玻璃仪器的现象，请注意两点：①取出仪器时，放在实验台中心或实验柜台架里，切忌放在桌边；②洗涤仪器时，毛刷不能用力过猛，以防捅破试管底；玻璃仪器不得触碰水嘴、洗涤池等尖硬器物。

实验2-2　粗食盐的提纯

实验目的

1.掌握粗食盐的提纯原理、方法和有关离子的鉴定方法。

2.练习称量、溶解、加热、冷却、蒸发、结晶和过滤等化学实验基本操作。

实验原理

化学试剂或医药用的NaCl都是以粗食盐为原料进行提纯的。

粗食盐中，除含有泥砂等不溶性杂质外，还含有Ca2+ 、Mg2+ 、K+ 、等可溶性杂质离子。

不溶性杂质可以通过过滤法除去。可溶性杂质可采用化学法，加入某些化学试剂，使之转化为沉淀滤除。在考虑除去Ca2+ 、Mg2+ 、等杂质时，应首先查阅它们难溶盐的溶解度数据，并在不引进新的杂质或者所引进的杂质能在下一步操作中除去的原则下，选择除去上述离子的沉淀剂。

具体方法如下：

在粗食盐溶液中，加入稍过量的氯化钡溶液，则

过滤，除去硫酸钡沉淀。在滤液中，加入适量的氢氧化钠和碳酸钠溶液，使溶液中的Ca2+ 、Mg2+ ，过量的Ba2+ 转化为沉淀。

产生的沉淀用过滤的方法除去，过量的氢氧化钠和碳酸钠可用纯盐酸中和而除去。少量氯化钾等可溶性杂质与这些沉淀剂不反应，但它们含量少，溶解度又较大，在蒸发、浓缩和结晶过程中，仍然留在母液中而与氯化钠分离。

仪器与药品

烧杯、离心试管、漏斗、酒精灯、循环水多用真空泵、抽滤装置、灯用酒精、石棉网、烘箱、台秤、蒸发皿、表面皿、漏斗架、pH试纸、滤纸。

粗食盐、1mol·L-1 Na2CO3、2mol·L-1 和6mol·L-1 NaOH、2mol·L-1 和6mol·L-1 HCl、1mol·L-1 BaCl2、饱和（NH4）2C2O4、6mol·L-1 HAc、镁试剂。

基本操作

1.试剂取用，参见2.4节。

2.台秤的使用，参见2.6.1。

3.溶解，参见2.8.1。

4.溶液加热、冷却，参见2.2节。

5.固、液的离心分离、常压过滤、减压过滤，参见2.8.2。

6.蒸发、结晶，参见2.8.3和2.8.4。

实验内容

1.提纯实验

（1）溶解粗食盐　用烧杯在台秤上称取8.0g粗食盐，加入30.0mL水。加热搅拌使盐溶解，溶液中少量不溶性杂质留待下步过滤时一并除去。

（2）除去　将盐溶液加热至沸，在不断搅动下，逐滴加入1～1.5mL 1mol·L-1 BaCl2溶液，继续加热煮沸数分钟，使硫酸钡颗粒长大易于沉降和过滤。为检验沉淀是否完全，将烧杯从石棉网上取下，待溶液沉降后，沿烧杯壁在上层清液中滴加2～3滴氯化钡溶液，如果溶液无浑浊，表明已沉淀完全（也可取少量溶液放入离心管中，冷却、离心后，再沿试管壁滴加氯化钡溶液，检验沉淀是否完全）。如果发生浑浊，则应继续往热溶液中滴加氯化钡溶液，直至沉淀完全为止。趁热过滤，除去BaSO4沉淀和不溶性杂质，保留滤液。

（3）除去Mg2+ 、Ca2+ 、Ba2+ 等阳离子　将滤液加热保持微沸，加0.5mL 2mol·L-1 氢氧化钠溶液。滴加1mL 1mol·L-1 碳酸钠溶液，至沉淀完全为止（怎样检验？）。过滤，弃去沉淀。

（4）除去过量的　往滤液中滴加2mol·L-1 盐酸，使溶液呈微酸性（pH=5～6），加热，搅动，赶尽二氧化碳。

（5）浓缩与结晶　将溶液转入蒸发皿中，用小火加热蒸发、浓缩溶液至稠粥状（切不可将溶液蒸发至干，为什么？）。冷却后，减压过滤将产品抽干。

（6）烘干产品　产品转入蒸发皿中用小火烘干，用玻璃棒搅动防止结块，直至不冒水蒸气、不成团、无劈啪声为止。冷却，称量，计算产率。

2.产品检验

取提纯前、后的氯化钠各1.0g，分别溶于5mL蒸馏水中，并分盛于3支试管，组成三组，进行对照。

思考题

1.在粗食盐提纯过程中涉及哪些基本操作，总结这些操作的要点和注意事项。

2.加入30.0mL水溶解8.0g食盐的依据是什么？加水过多或过少有什么影响？

3.由粗食盐制取试剂级氯化钠的原理是什么？怎样检验其中的Ca2+ 、Mg2+ 、是否沉淀完全？

4.在粗食盐的提纯中，除去和除去Mg2+ 、Ca2+ 、Ba2+ 等阳离子两步，能否合并过滤？

5.食盐重结晶时，为什么不能将溶液全部蒸干？

6.制备碘盐，加入何种碘剂？是何考虑？

7.固液分离有哪些方法？总结选择固液分离方法的依据。

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

本实验涉及试剂取用，台秤的使用，溶解，溶液加热、冷却，固、液的离心分离，常压过滤、减压过滤，蒸发、结晶等的基本操作，注意预习、总结归纳上述基本操作要点和注意事项。

实验2-3　电子天平称量练习

实验目的

1.学会并掌握电子天平的基本操作。

2.练习3种常用称量方法（直接称量法、固定质量称量法和递减称量法）。

实验原理

参见2.6.2节电子天平相关内容。

仪器与药品

电子天平，台秤，表面皿，称量瓶，50mL烧杯，药匙，烘箱。

石英砂。

基本操作

1.电子天平的使用，参见2.6.2节。

2.称量瓶的使用，参见2.6.2节。

3.试剂的取用，参见2.4节。

实验内容

1.固定质量称量法

称取0.5000g石英砂试样两份。

（1）将洁净、干燥的表面皿或小烧杯小心置于电子天平的秤盘上，称出其质量，记录称量数据。

（2）用药匙将试样慢慢加到表面皿的中央，直到加入试样的量达到500mg为止（要求称量的误差范围≤0.2mg），记录称量数据和试样的实际质量。

（3）可以多练习几次。以表面皿加试样的质量为起点，继续加入500mg试样（要求称量的误差范围≤0.2mg）。反复练习2～3次。

2.递减称量法

称取0.3～0.4g试样两份。

（1）取两个洁净、干燥的小烧杯，分别在电子天平上称准至0.1mg。记录为m0和。

（2）取一个洁净、干燥的称量瓶，先在台秤上粗称其大致质量，加入约1.2g试样。在电子天平上准确称量其质量，记录为m1；估计一下样品的体积，转移0.3～0.4g试样（约占试样总体积的1/3）至第一个已知质量的空的小烧杯中，称量并记录称量瓶和剩余试样的质量m2。以同样方法再转移0.3～0.4g试样至第二个小烧杯中，再次称量称量瓶的剩余量m3。

（3）分别准确称量两个已有试样的小烧杯，记录其质量分别为、。

数据记录与处理

参照下表格式认真设计和记录实验数据并计算出实验结果。

思考题

1.用电子天平称量的方法有哪几种？固定称量法和递减称量法各有何优缺点？如何使这两种方法的称量更准确？

2.在实验中记录称量数据应准确至几位？为什么？

3.使用称量瓶时，如何操作才能保证试样不致损失？

4.本实验中要求称量偏差不大于0.4mg，为什么？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

1.电子天平功能键作用

ON——开启；OFF——关闭；TAR——去皮、清零；CAL——校准；INT——积分时间调整；COU——点数功能；ASD——灵敏度调整；UNT——量制转换；PRT——输出模式设定。

2.使用天平的注意事项

（1）在开关门、取放称量物时，动作必须轻缓，切不可用力过猛或过快，以免造成天平损坏。

（2）对于过热或过冷的称量物，应使其回到室温后方可称量。

（3）称量物的总质量不能超过天平的称量范围。在固定质量称量时要特别注意。

（4）所有称量物都必须置于一定的洁净、干燥容器（如烧杯、表面皿、称量瓶等）中进行称量，以免沾染腐蚀天平。

（5）为避免手上的油脂汗液污染，不能用手直接拿取容器。称取易挥发或易与空气作用的物质时，必须使用称量瓶以确保在称量的过程中物质质量不发生变化。

（6）天平上门一般不使用，操作时开侧门。天平状态稳定后不要随便变更设置。

（7）通常在天平中放置有变色硅胶做干燥剂，若变色硅胶失效后应及时更换。

（8）实验数据必须记录到称量表格上，不允许记录到其他地方。

（9）称量结束后，按OFF键关闭天平，将天平还原。在天平的使用记录本上登记天平的使用情况。整理好台面之后方可离开。

若称量结果未达到要求，应寻找原因，再作称量练习，并进行计时，检验自己称量操作正确、熟练的程度。

实验要求经过3次称量练习后，称量应达到以下要求：固定质量称量法称一个试样的时间在2min内；递减称量法称一个试样的时间在3min内，倾样次数不超过3次，连续称两个试样的时间不超过5min。

实验2-4　溶液的性质和配制

实验目的

1.了解溶解度随各种条件的变化。

2.掌握一般溶液的配制方法和基本操作，了解特殊溶液的配制方法和基本操作。

3.熟悉有关的浓度计算。

4.掌握台秤、电子天平的正确使用。

5.学习量筒、移液管和容量瓶的洗涤和使用。

仪器与药品

台秤、电子天平、称量纸、温度计、试管、烧杯、量筒、10mL移液管/吸量管、100mL容量瓶、玻棒、药匙、滤纸。

NaOH（s）、NH4NO3（s）、CuSO4·5H2O（s）、CuSO4（s）、NaCl（s）、NaNO3（s）、NaAc（s）、Bi（NO3）3（s）、I2（s）；无水乙醇、CCl4、浓H2SO4、浓HCl、75％乙醇、0.1000mol·L-1 HAc溶液。

基本操作

1.溶液的配制，参见2.10节。

2.量筒、移液管和容量瓶的洗涤和使用，参见2.2、2.5.1、2.5.2及2.5.3节。

3.台秤及电子天平的使用，参见2.6节。

实验内容

1.溶液的性质

（1）溶解过程中的物理化学作用

①溶解过程中的热效应　在3支试管中，各加入2.0mL蒸馏水，再分别加入少许固体NH4NO3、NaOH和2～3滴浓H2SO4，振荡试管使其溶解。用手触摸试管底部，确定溶解过程中的热效应。

②溶解过程中的体积效应　在10mL量筒中加入4.0mL蒸馏水，然后用吸量管吸取4.0mL无水乙醇，小心沿量筒壁注入水中，记下体积读数。用玻棒搅匀，并用手触摸量筒外壁有无热量产生？待冷却后观察体积有何变化？

③溶解过程中的颜色效应　观察CuSO4（s）的颜色。在试管中分别加入少量CuSO4（s），然后滴加1～2mL蒸馏水使其溶解，观察溶液的颜色。

在1支干燥试管中加入2.0mL无水乙醇，在另1支试管中加入2.0mL75％乙醇水溶液。分别再加入少量CuSO4（s），振荡试管使其溶解，观察溶液的颜色。

（2）溶解度与溶剂的关系　在3支试管中分别加入2.0mL蒸馏水、无水乙醇、CCl4，然后各加入少量固体I2，振荡试管，观察I2的溶解情况。

（3）溶解度与温度的关系　在2支试管中各加入5.0mL蒸馏水，再分别加入2.5g NaCl（s）和5g NaNO3（s），振荡试管，观察溶解情况。加热至沸，观察固体能否全溶？将试管中溶液各倾入另一试管中，冷至室温，观察有无晶体析出？

（4）过饱和溶液的制备和破坏　在盛有2.0mL蒸馏水的试管中加入3.0g NaAc（s），加热使其全溶，静置冷却至室温，观察有无晶体析出？加入一小粒NaAc（s）（或用玻棒摩擦试管内壁），有何现象？

2.溶液的配制

本实验具体配制以下几种浓度的溶液，请课前做好称量（或量取）计算，报告中写明实验过程、试剂用量、溶剂用量及实验中观察到的现象等。

①50mL 2mol·L-1 NaOH溶液；

②50mL 0.5mol·L-1 CuSO4溶液；

③50mL 3mol·L-1 H2SO4溶液；

④40mL 1:3HCl溶液；

⑤100mL 0.01000mol·L-1 HAc溶液。

思考题

1.影响物质溶解度的因素有哪些？

2.怎样制备过饱和溶液，它有什么特性？用哪些方法可以破坏过饱和溶液？

3.为什么实验室中有些试剂需现用现配？请举出5例实验室需要现用现配的试剂。

4.在使用移液管时，移液管下端伸入溶液液面下约1cm处，不可伸入太深或太浅，为什么？

5.是否需将残留在移液管尖嘴内的液体吹出，为什么？

6.用容量瓶配制溶液时

（1）为什么采用两次混合摇匀？

（2）最后摇匀时是应先定容至刻度还是摇匀后再定容至刻度？为什么？

（3）某同学在配制溶液时已定好体积，当最后摇匀后，发现弯月面最低处已低于标线下，于是该同学又用滴管在容量瓶中加了几滴水，重新使弯月面达到标线，应如何评价这位同学的操作？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

（1）在配制稀硫酸溶液时，要用干燥的量筒量取浓硫酸；在配制硫酸溶液时，一定将浓硫酸慢慢倒入水中，并不断搅拌，切不可将水倒入浓硫酸中。

（2）在取完氢氧化钠固体后，要及时盖上瓶盖，以防止其潮解；称量时要用小烧杯或表面皿，并快速称量。

（3）容量瓶一定不能用被稀释的溶液润洗，而移液管在使用前一定要用所取试液润洗。

（4）实验所配制的溶液均需回收。

实验知识拓展

1.溶解过程中的物理化学作用

（1）溶解过程中的热效应　物质溶解包括两个过程。首先按一定规律结合在一起的溶质分子或离子需分开并向溶剂中扩散，这就必须克服质点间的相互吸引而做功，即必须向环境吸热（例如离子化合物溶解时必须克服基态离子结晶为晶体时的晶格能），同时分散在溶剂内的溶质分子或离子与溶剂分子相互作用，形成溶剂合物（如水合物、水合离子等），一般为放热过程。上述两个过程是矛盾的两个方面，故在溶解过程中，当前一过程占主导作用时，就表现为吸热，反之表现为放热，若两者正好相当，则溶解过程中也就几乎无热效应表现出来。

（2）溶解过程中的体积效应　溶解过程中的体积效应与形成溶剂合物有关。溶剂合物中两质点（溶剂与溶质分子或离子）间吸引强烈，则溶液体积将变小（指溶液体积比单独的液体体积之和小），相反则体积变大。若两质点的结构相似，彼此引力相差不大，则混合后溶液体积几乎不变。搅匀后取出玻棒时，应将玻棒靠在量筒内壁停留约半分钟，使沾在玻棒上的液体流下，以免影响液体体积。

（3）溶解过程中的颜色效应　物质溶解后，常有颜色变化，这主要是由于形成的溶剂合物有不同颜色所致。对于同一溶质，如果可形成含不同数量的溶剂分子的溶剂合物，其颜色也有不同。

2.物质的溶解度与溶剂的关系

目前仅有由实验事实总结出来的定性规则，即结构相似的物质容易互相溶解，就是所谓的“相似相溶”规则，尚无普遍适用的规律。

3.物质溶解度与温度的关系

固、液体物质溶解度与温度的关系主要决定于溶质溶解过程中的热效应，若溶解放热，则溶解度随温度升高而减小；反之，溶解度随温度升高而增大。

4.过饱和溶液形成

任何溶液均能形成过饱和溶液，只不过程度不同而已。一般过饱和溶液可由高温下不含有固相的饱和溶液小心冷却而得。过饱和溶液是一种亚稳体系，加入晶种（如加入该结晶物质的小晶体）、搅拌溶液或摩擦器壁都可以破坏过饱和溶液，使过量溶质结晶析出。

实验2-5　滴定分析基本操作练习

实验目的

1.学习和掌握滴定分析常用仪器的洗涤、使用及滴定操作技术。

2.学习滴定管的准确读数，正确判断终点的方法。

实验原理

本实验利用酸碱中和反应原理，通过强酸和强碱相互滴定练习，学习和掌握滴定分析的基本操作，为以后的滴定分析做好准备。

当0.1mol·L-1 HCl溶液（强酸）和0.1mol·L-1 NaOH（强碱）相互滴定时，化学计量点的pH为7.0。滴定过程pH的突跃范围为4.3～9.7。在滴定实验过程中，选用在突跃范围内变色的指示剂，可以准确地测量。在指示剂不变的情况下，一定浓度的HCl溶液和NaOH溶液相互滴定时，所消耗的体积比的值VHCl/VNaOH是一定的，改变被滴定溶液的体积，此体积比基本不变。依据这一原理，可以练习滴定操作技术和检验判断终点的能力。

甲基橙（简写为MO）变色的pH范围是pH3.1（红）～4.4（黄）。酚酞变色的pH范围是8.0（无色）～9.6（红）。

仪器与药品

电子天平，台秤，表面皿，50mL烧杯，酸式滴定管，碱式滴定管，试剂瓶，药匙。

浓HCl，NaOH（s），1g·L-1 甲基橙溶液，2g·L-1 酚酞乙醇溶液。

基本操作

1.溶液的配制方法和基本操作，参见2.10节。

2.酸、碱滴定管的洗涤和使用，参见2.5.4节。

实验内容

1.溶液的配制

（1）0.1mol·L-1 HCl溶液　用洁净量筒量取12.0mL浓HCl，倒入装有990mL蒸馏水的1L试剂瓶中，盖上玻璃塞，摇匀。

（2）0.1mol·L-1 NaOH溶液　称取NaOH固体4.0g，置于250mL烧杯中，用玻璃棒搅拌散开，加入蒸馏水搅拌溶解，冷却后转入试剂瓶中，用蒸馏水稀释至1L，用橡皮塞塞好瓶口，充分摇匀。

2.酸碱溶液的相互滴定

（1）用0.1mol·L-1 NaOH溶液润洗碱式滴定管2～3次，每次用5～10mL溶液。将滴定剂倒入碱式滴定管中，调节滴定管液面至0.00刻度附近。

（2）用0.1mol·L-1 盐酸溶液润洗酸式滴定管2～3次，每次用5～10mL溶液。将盐酸溶液倒入酸式滴定管中，调节滴定管液面至0.00刻度附近。

（3）在250mL锥形瓶中分别加入20.00mL NaOH溶液、2滴甲基橙指示剂，用酸式滴定管中HCl溶液进行滴定操作练习。练习过程中，可以不断加入NaOH溶液，反复用HCl溶液滴定，直至操作熟练后，再进行（4）、（5）的实验步骤。

（4）用移液管准确吸取25.00mL 0.1mol·L-1 NaOH溶液于250mL锥形瓶中，加入2滴甲基橙指示剂，用0.1mol·L-1 盐酸溶液滴定至黄色转变为橙色。准确记下读数。平行滴定三份。实验数据记录于下列表格。计算VHCl/VNaOH的体积比。测试的相对平均偏差要求落在±0.3％以内。

（5）用移液管准确吸取25.00mL 0.1mol·L-1 盐酸溶液于250mL锥形瓶中，加1～2滴酚酞指示剂，用0.1mol·L-1 NaOH溶液滴定至溶液呈微红色。若此微红色能保持30s不褪即达到终点。注意若30s后，溶液仍保持较深的红色，表示滴定所用碱液过多。平行测定三份，三次消耗NaOH溶液体积的最大差值要求不超过±0.04mL。

数据记录与处理

（1）HCl滴定NaOH（指示剂：甲基橙）

（2）NaOH滴定HCl（指示剂：酚酞）

思考题

1.自学相关实验内容的操作规范，在预习报告中总结出操作要点。

2.HCl和NaOH溶液能直接配制准确浓度吗？为什么？

3.配制NaOH溶液时，应用何种天平称取试剂？为什么？

4.用NaOH固体直接配制NaOH溶液的操作对初学者较为方便，但不严格，为什么？如何配制不含的NaOH溶液？

5.在滴定分析实验中，滴定管、移液管为何分别用滴定剂和要移取的溶液润洗？滴定使用的锥形瓶是否也要用滴定剂润洗？为什么？

6.HCl与NaOH溶液定量反应后，生成NaCl和水。为什么用HCl滴定NaOH溶液时采用甲基橙作为指示剂，而用NaOH滴定HCl溶液时使用酚酞作指示剂？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

1.用NaOH固体直接配制NaOH溶液的操作对初学者较为方便，但不严格。因为市售NaOH常吸收CO2而混有少量Na2CO3，以致在分析结果中造成误差。在严格要求的实验过程中，必须设法除去或减小杂质的影响。

2.NaOH溶液腐蚀玻璃，盛装NaOH溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞，一定要使用橡皮塞。久置的NaOH标准溶液，应在瓶塞上部装有碱石灰装置，以减小CO2对试剂的影响。

3.在滴定过程中，甲基橙由黄色转变为橙色的终点颜色不好观察。为了解决这个问题，可用三个锥形瓶比较。在一个锥形瓶中放入50mL水，滴入甲基橙1滴，溶液呈现黄色；另一个锥形瓶中加入50mL水，滴入1滴甲基橙，再滴入1/4～1/2滴0.1mol·L-1 HCl溶液，溶液会呈现橙色；另取一个锥形瓶，在锥形瓶中加入50mL水，滴入1滴甲基橙，滴入1滴0.1mol·L-1 NaOH，溶液会呈现深黄色。比较练习观察3个锥形瓶中溶液的颜色，有助于确定橙色终点。

4.滴定分析的基本操作包括滴定仪器的选择和正确的使用方法、滴定终点的判断和控制、滴定数据的读取、记录和处理等。

实验2-6　蒸馏

实验目的

1.掌握蒸馏的原理和在实际应用中的意义。

2.掌握蒸馏的基本操作技术。

实验原理

液体在一定的温度下具有一定的蒸气压，在一定的压力下液体的蒸气压只与温度有关，而与体系中存在液体的量无关。将液体加热时，它的蒸气压随温度升高而增大。当液体表面蒸气压增大到与其所受的外界压力相等时，液体呈沸腾状态，这时的温度称为该液体的沸点。纯液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点（沸程0.5～1.5℃）。利用这一点，可以测定纯液体有机物的沸点，又称常量法。但是具有固定沸点的液体不一定都是纯的化合物，因为某些有机化合物常和其他组分形成二元或三元共沸混合物，它们也有一定的沸点。

蒸馏是将液体有机物加热到沸腾状态，使液体变成蒸汽，又将蒸汽冷凝为液体的过程。为了消除蒸馏过程中的过热现象和保证沸腾的平稳状态，常加入素烧瓷片或沸石，或一端封口的毛细管，因为它们都能防止加热时的暴沸现象，故把它们叫做止爆剂。在加热蒸馏前就应加入止爆剂。当加热后发现没加止爆剂或原有的止爆剂失效时，应立即停止加热，待液体冷却后再补加止爆剂，切忌在加热过程中补加，否则会引起剧烈的暴沸，甚至使部分液体冲出瓶外，有时会引起着火。若中途停止蒸馏，重新开始蒸馏时，因液体已被吸入止爆剂的空隙中，再加热已不能产生细小的空气流而失效，必须重新补加止爆剂。

蒸馏是有机实验中最重要的基本操作之一，在实验室和工业生产中都有广泛的应用。其主要作用是：①通过蒸馏除去不挥发性杂质；②分离沸点差大于30℃且不能形成共沸物的液体混合物；③测定纯液体有机物的沸点及定性检验液体有机物的纯度。

实验装置和基本操作

1.蒸馏装置

常见蒸馏装置见图2-52，一般由热源、蒸馏瓶、温度计、冷凝管、接收器等组成。

可供蒸馏的热源有多种，应根据蒸馏产品的物理与化学性质进行选择，常用的热源有水浴、油浴、电热套、煤气灯等。蒸馏烧瓶要根据蒸馏物的量来选择。通常为蒸馏液体的体积占蒸馏烧瓶容量的1/3～2/3。磨口温度计可直接插入蒸馏头，普通温度计通过温度计套管或带孔的胶塞固定在蒸馏头的上口出处。温度计水银球的上缘和蒸馏头侧管的下缘在同一水平线上。

当蒸馏沸点低于130℃物质时，应该用直形冷凝管冷凝，冷凝水应从冷凝管的下口流入，上口流出，以保证冷凝管的套管中始终充满水；沸点高于130℃时，应该用空气冷凝管。如果蒸馏出的物质易受潮分解，可在接引管上边接一个氯化钙干燥管；如果蒸馏时放出有毒气体，则需装配气体吸收装置。如果蒸馏出的物质易挥发、易燃或有毒，可在接收器上连接一长橡胶管，通入水槽的下水管内。

仪器的安装顺序：（从下到上，从左到右）以热源为基准，首先将装有待蒸馏物质的圆底烧瓶固定在铁架台上，然后插入蒸馏头，顺次连接冷凝管、接引管，最后插入温度计套管和温度计。

2.加料

仪器安装好后，将待蒸馏的液体通过玻璃漏斗倒入蒸馏瓶中，然后加入2～3粒沸石，如果有搅拌可不用沸石。装好温度计，再次检查仪器各部分连接处是否严密，并排除封闭体系。然后开通冷凝水并调到适当流速。

3.加热

加热应先快后慢，沸腾时调节馏出液速度每秒1～2滴为宜，并使温度计水银球上有液滴存在，此时温度计的读数为该液体的沸点。

4.收集

接收器至少准备2个，要求洁净。去掉馏头，接收当温度升至所需物的沸点并恒定时的馏出液。收集馏分的温度越窄，馏分的纯度就越高。一般收集馏分的温度差在1～2℃。记录从开始到停止接收该馏分的温度，这就是此馏分的沸点范围。蒸馏较纯物质时，可能残留液较少，温度变化不大，但是一定不要蒸干。

5.装置的拆除

蒸馏完毕，应先停止加热，移走热源，待稍冷后关闭冷却水，待温度降到40℃左右时，拆卸仪器。拆卸的顺序与安装顺序相反。蒸馏装置要及时拆除和清洗，否则接口部分容易粘连。

仪器与药品

蒸馏瓶、蒸馏头、温度计套管、温度计、冷凝管、接收器。

极稀的高锰酸钾水溶液。

实验内容

（1）安装　按蒸馏装置图安装蒸馏装置。

（2）加料　向100mL圆底烧瓶中加入40mL稀高锰酸钾水溶液，并加入几粒人造沸石（量为2～3个小米粒大小即可）。

（3）加热　应先向冷凝管中缓慢通入冷凝水后，再开始加热，使之沸腾进行蒸馏，控制加热程度，使蒸馏速度以每秒滴出1～2滴馏出液为宜。

（4）馏出液的收集　在蒸馏过程中，应使温度计水银球常有被冷凝的液滴润湿，此时的温度计读数就是馏出液的沸点。收集所需温度范围的馏出液。本实验当收集大约15mL馏出液即可停止蒸馏，实验结束。并记录第一滴馏出液进入锥形瓶时的温度与最后一滴馏出液进入锥形瓶时的温度。注意：因为水的沸点是100℃，本实验收集蒸馏水时，可以根据收集产品的纯度要求而人为地规定只收集沸点范围在99.6～100.3℃之间的蒸馏水。

（5）仪器的拆卸　蒸馏完毕，先应拔下电源插头，然后停止通水，最后拆除蒸馏装置（与安装顺序相反）。

思考题

1.蒸馏时为何要加入沸石？加热后发现忘了加沸石，应怎么操作？

2.欲蒸馏60mL丙酮（沸点56.5℃），应如何选择仪器和热源？

3.蒸馏时温度计水银球上是否应有液滴存在？为什么？若没有液滴，将会产生什么影响？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

1.蒸馏装置操作规范总体要求：严密、正确、整齐和稳妥。安装时从下至上，从左到右依次安装。仪器拆卸：先停止加热，再停止通水，拆下仪器。拆除仪器的顺序与装配仪器顺序相反。

2.热源选择：80～300℃用电热套或油浴；<80℃用水浴。

3.蒸馏烧瓶大小的选择：液体的体积占蒸馏烧瓶容量的1/3～2/3。

4.温度计位置：温度计水银球上缘和蒸馏头下缘在同一水平线。

5.冷凝管的选择及通水：<130℃用直形冷凝管；>130℃用空气冷凝管，低沸点可选用蛇形冷凝管。下口进水，上口出水。尾接管的支管应保持与大气畅通，保证整套装置不密闭。

6.烧瓶用烧瓶夹，冷凝管用冷凝管夹（夹在中下部），两种夹子不能对换使用。

7.蒸馏速度过快，会使蒸气过热，破坏汽液平衡，温度计的读数会偏高。蒸馏若进行得太慢，会使蒸气短时间内不能充分浸润水银球，温度计读数将下降或不规则波动，使沸点偏低。

8.如果维持原来加热程度，不再有馏出液蒸出，温度突然下降时，就应停止蒸馏，即使杂质量很少也不能蒸干，特别是蒸馏低沸点液体时更要注意不能蒸干，否则易发生意外事故。

实验知识拓展

蒸馏水的质量标准之一是含盐量一般为1～5mg·L-1 。因为水中的含盐量减少，水的电阻率增加，就能用测定水的电阻率来衡量水的纯度。蒸馏水的电阻率要求在0.1MΩ·cm左右。蒸馏水经过二次蒸馏，可得重蒸馏水，它的纯度更高。

实验2-7　简单分馏

实验目的

1.掌握分馏的原理和在实际应用中的意义。

2.掌握分馏的基本操作技术。

实验原理

蒸馏作为分离液态有机化合物的常用方法，要求其组分的沸点至少相差30℃，只有当组分的沸点差达110℃以上时，才能用蒸馏法充分分离。但对沸点相近的混合物，仅用一次蒸馏不可能把它们分开。若要获得良好的分离效果，就要采用分馏的方法。

定义：分馏是利用分馏柱将多次汽化-冷凝过程在一次操作中完成的方法。

分馏的原理：混合液沸腾后蒸汽进入分馏柱中被部分冷凝，冷凝液在下降途中与继续上升的蒸汽接触，二者进行热交换，蒸汽中高沸点组分被冷凝，低沸点组分仍呈蒸汽上升，而冷凝液中低沸点组分受热汽化，高沸点组分仍呈液态下降。结果是上升的蒸汽中低沸点组分增多，下降的冷凝液中高沸点组分增多。如此经过多次热交换，就相当于连续多次的普通蒸馏。以致低沸点组分的蒸汽不断上升，而被蒸馏出来；高沸点组分则不断流回蒸馏瓶中，从而将它们分离。简单地说，分馏就是多次蒸馏，即分馏的基本原理与蒸馏类似，不同之处是在装置上多一分馏柱，使汽化冷凝的过程由一次改进为多次进行，它更适合于分离提纯沸点相差不大的液体有机混合物。分馏的方法在工业和实验室中被广泛应用。最精密的分馏设备已能将沸点相差1～2℃的混合物分开。

分馏的装置：实验室中简单的分馏装置包括热源、蒸馏器、分馏柱、冷凝管和接收器五个部分。安装时要注意使分馏柱保持垂直。整个装置重心较高，一定要保证各部分的稳定，最好在接收瓶底垫上用铁圈支持的石棉网，而且接液管和接收瓶也要用专用卡环或橡皮筋固定好。

简单分馏操作的仪器装置如图2-53所示，分馏柱一般采用韦氏分馏柱，将待分馏的混合物放入圆底烧瓶中，加入沸石。选用合适的热源加热，液体沸腾后要注意调节浴温，使蒸汽慢慢升入分馏柱，蒸汽到达柱顶后，温度计开始快速上升，在有馏出液滴出后，调节浴温使得蒸出液体的速度控制在每2～3秒1滴，这样可以得到比较好的分馏效果，待低沸点组分蒸完后，再渐渐升高温度，收集其他温度区间的馏分。

仪器与药品

蒸馏瓶，蒸馏头，分馏柱，温度计套管，温度计，冷凝管，接收器（接收器改用量筒）。

丙酮。

实验内容

分别按蒸馏和简单分馏装置图安装仪器。准备3个15mL的量筒为接收管，分别注明A、B、C。在50mL圆底烧瓶中放置15mL丙酮、15mL水及1～2粒沸石，开始缓缓加热，并控制加热程度，使馏出液以每1滴/（1～2s）的速度蒸出。将初馏出液收集于量筒A，注意并记录柱顶温度及接收器A的馏出液总体积。继续蒸馏，记录每增加1mL馏出液时的温度及总体积。温度达62℃时换量筒B接收，98℃用量筒C接收，直至蒸馏烧瓶中残液为1～2mL，停止加热（A56～62℃，B62～98℃C98～100℃）。

记录3个馏分的体积，并记录残留液体积，以柱顶温度为纵坐标，馏出液体积为横坐标，将实验结果绘成温度-体积的蒸馏与分馏曲线，对分馏曲线进一步讨论分馏效率。

思考题

1.分馏柱分馏效率的高低取决于哪些因素？

2.何谓韦氏（Vigreux）分馏柱？使用韦氏分馏柱的优点是什么？

3.什么叫共沸物？为什么不能用分馏法分离共沸混合物？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

1.分馏柱易折断，安装过程中用力勿太大。

2.分馏一定要缓慢进行，控制好恒定的蒸馏速度［1滴/（1～2s）］。

3.合适的回流比：要使有相当量的液体沿柱流回烧瓶中，就要选择合适的回流比，使上升的气流和下降液体充分进行热交换。

4.减少分馏柱热量散失和波动：必须尽量减少分馏柱的热量损失和波动。柱的外围可用石棉绳包住，这样可以减少柱内热量的散发，减少风和室温的影响，也减少了热量的损失和波动，使加热均匀，分馏操作平稳地进行。

5.密切观察温度变化。

实验知识拓展

石油分馏（the fractional distillation of the petroleum）　石油（petroleum）是由超过8000种分子量不同的碳氢化合物（及少量硫化合物）所组成的混合物。石油在使用前必须经过加工处理，才能制成适合各种用途的石油产品。常见的处理方法为分馏法（fractionation），利用分子量大小不同，沸点不同的原理，将石油中的碳氢化合物予以分离，再以化学处理方法提高产品的价值。

工业上先将石油加热至400～500℃，使其变成蒸气后输进分馏塔。在分馏塔中，位置愈高，温度愈低。石油蒸气在上升途中会逐步液化，冷却及凝结成液体馏分。分子量较小、沸点较低的气态馏分则慢慢地沿塔上升，在塔的高层凝结，例如燃料气（fuel gas）、液化石油气（LPG）、轻油（naphtha）、煤油（kerosene）等。分子量较大、沸点较高的液态馏分在塔底凝结，例如柴油（diesel）、润滑油及蜡等。在塔底留下的黏滞残余物为沥青及重油（heavy oil），可作为焦化和制取沥青的原料或作为锅炉燃料。不同馏分在各层收集起来，经过导管输离分馏塔。这些分馏产物便是石油化学原料，可再制成许多的化学品。

实验2-8　水蒸气蒸馏

实验目的

1.学习水蒸气蒸馏的原理及应用范围。

2.了解并掌握水蒸气蒸馏的装置及其操作方法。

3.比较水蒸气蒸馏、普通蒸馏和分馏的异同点。

实验原理

水蒸气蒸馏是用来分离和提纯液态或固态有机化合物的一种方法，常用于下列几种情况：

①某些沸点高的有机化合物，在常压下蒸馏虽可与副产品分离，但易被破坏；

②混合物中含有大量树脂状杂质或不挥发性杂质，采用蒸馏萃取等方法都难以分离；

③从较多固体反应物中分离出被吸附的液体。

根据道尔顿分压定律，当与水不相混溶的物质与水共存时，整个体系的蒸气压应为各组分蒸气压之和，即

P=pA+pB

式中，P为总的蒸气压；pA为水的蒸气压；pB为与水不相混溶物质的蒸气压。

当混合物中各组分蒸气压总和等于外界大气压时，则液体沸腾。显然，混合物的沸点比任何一个组分的沸点都低，即有机物可在比其沸点低得多的温度下，而且在低于100℃的情况下与水一起蒸馏出来。以苯胺为例，它的沸点为184℃，且和水不相混溶。当和水一起加热至98.4℃时，水的蒸气压为95.4kPa，苯胺的蒸气压为5.6kPa，它们的总压力接近大气压力，于是液体就开始沸腾，苯胺就随水蒸气一起被蒸馏出来。

已经知道，混合物蒸气中各个气体分压（pA、pB）之比等于它们的物质的量（nA、nB）之比，即：

式中，nA为蒸气中含有A的物质的量；nB为蒸气中含有B的物质的量。而

式中，mA、mB为A、B在容器中蒸气的质量；MA、MB为A、B的摩尔质量。因此

两种物质在馏出液中相对质量（也就是在蒸汽中的相对质量）与它们的蒸气压和摩尔质量呈正比。以溴苯为例，溴苯的沸点为156.12℃，常压下与水形成混合物于95.5℃时沸腾，此时水的蒸气压力为86.1kPa（646mmHg），溴苯的蒸气压为15.2kPa（114mmHg）。总的蒸气压=86.1kPa+15.2kPa=101.3kPa（760mmHg）。因此混合物在95.5℃沸腾，馏出液中两物质之比：

就是说馏出液中有水6.5g、溴苯10g；溴苯占馏出物61％。这是理论值，实际蒸出的水量要多一些，因为上述关系式只适用于不溶于水的化合物，但在水中完全不溶的化合物是没有的，所以这种计算只是个近似值。又例如苯胺和水在98.5℃时，蒸气压分别为5.7kPa（43mmHg）和95.5kPa（717mmHg），从计算得到馏出液中苯胺的含量应占23％，但实际得到的较低，主要是苯胺微溶于水所引起的。

利用水蒸气蒸馏来分离提纯物质时，要求此物质在100℃左右时的蒸气压至少在1.33kPa左右。如果蒸气压在0.13～0.67kPa，则其在馏出液中的含量仅占1％，甚至更低。

从上面的分析可以看出，使用水蒸气蒸馏这种分离方法是有条件限制的，被提纯物质必须具备以下几个条件：

①不溶或难溶于水；

②与沸水长时间共存而不发生化学反应；

③在100℃左右必须具有一定的蒸气压（一般不小于1.33kPa）。

实验装置

水蒸气蒸馏的方法分为直接法和间接法两种。

直接法在实验上比较方便，常用于微量实验。操作时将盛有被蒸馏物的烧瓶中加入适量蒸馏水，加热至沸以便产生蒸汽，水蒸气与被蒸馏物一起蒸出。对于挥发性液体和数量较少的物料，此法非常适用。

间接法是常量实验中经常使用的方法，其操作相对比较复杂，需要安装水蒸气发生器，图2-54（a）是实验室常用的水蒸气蒸馏装置，它包括水蒸气发生器、蒸馏、冷凝和接收器四个部分。如果不用水蒸气发生器而采用一种更为简单的水蒸气蒸馏装置，也可以正常地进行水蒸气蒸馏操作［见图2-54（b）］。其操作方法也很简单，先将待分离有机物和适量的水置入圆底烧瓶中，再投入几粒沸石，接通冷凝水，开始加热，保持平稳沸腾。其他操作同前面叙述相同，只是当烧瓶内的水经连续不断的蒸馏而减少时，可通过蒸馏头上配置的滴液漏斗补加水。如果依装置图2-54（b）进行水蒸气蒸馏操作容易使混合物溅入冷凝管，使分离纯化受到影响，那么采用图2-54（c）来操作就可以有效地避免这个问题。不过，由于克氏蒸馏头弯管段较长，蒸汽易冷凝，影响有效蒸馏。此时，可以用玻璃棉等绝热材料缠绕，以避免热量迅速散失，从而提高蒸馏效率。

在图2-54（a）水蒸气蒸馏装置图中，水蒸气发生器通常盛水量以其容积的2/3为宜。如果太满，沸腾时水将冲至烧瓶。安全玻管几乎插到发生器A的底部。当容器内气压太大时，水可沿着玻管上升，以调节内压。如果系统发生阻塞，水便会从管的上口喷出，此时应检查导管是否被阻塞。

水蒸气导出管与蒸馏部分导管之间由一T形管相连接。T形管用来除去水蒸气中冷凝下来的水，有时在操作发生不正常的情况下，可使水蒸气发生器与大气相通。蒸馏的液体量不能超过其容积的1/3。水蒸气导入管应正对烧瓶底中央，距瓶底8～10mm，导出管连接在一直形冷凝管上。

在水蒸气发生瓶中，加入占容器2/3～3/4的水，待检查整个装置不漏气后，旋开T形管的螺旋夹，加热至沸。当有大量水蒸气产生并从T形管的支管冲出时，立即旋紧螺旋夹，水蒸气便进入蒸馏部分，开始蒸馏。在蒸馏过程中，通过水蒸气发生器安全管中水面的高低，可以判断水蒸气蒸馏系统是否畅通，若水平面上升很高，则说明某一部分被阻塞了，这时应立即旋开螺旋夹，然后移去热源，拆下装置进行检查（通常是由于水蒸气导入管被树脂状物质或焦油状物堵塞）和处理。如由于水蒸气的冷凝而使蒸馏瓶内液体量增加，可适当加热蒸馏瓶。但要控制蒸馏速度，以每秒2～3滴为宜，以免发生意外。

当馏出液无明显油珠、澄清透明时，便可停止蒸馏。其顺序是先旋开螺旋夹，然后移去热源，否则可能发生倒吸现象。

仪器与药品

水蒸气蒸馏装置一套。

8-羟基喹啉或柿叶或玫瑰花。

实验内容

选择合适的水蒸气蒸馏装置进行8-羟基喹啉的提纯，或选择合适的水蒸气蒸馏装置进行柿叶精油或玫瑰精油的提取。实验时（以间接法为例），把样品装入圆底烧瓶中，仪器安装好后，接通冷却水，先把T形管上的夹子打开，加热水蒸气发生器使水迅速沸腾，当有水蒸气从T形管的支管冲出时，再旋紧夹子，让水蒸气通入烧瓶中。用100mL锥形瓶收集馏出物。

当馏出液澄清透明不再有油状物时，即可打开T形管上的夹子，然后才能停止加热，把馏出液倒入分液漏斗中，静置分层，将水层弃去。

思考题

1.什么是水蒸气蒸馏？

2.什么情况下可以利用水蒸气蒸馏进行分离提纯？

3.被提纯化合物应具备什么条件？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

1.安装正确，连接处严密，严守操作程序。

2.调节火焰，控制蒸馏速度为2～3滴/s，并时刻观察整个系统是否畅通。

3.若蒸馏瓶中液体超过2/3容积或蒸馏不快时，可将蒸馏部分小火加热，并注意观察瓶中蹦跳现象。若蹦跳厉害，则不应加热，以免发生意外。

4.在蒸馏过程中，要经常检查安全管中的水位是否正常，如发现其突然升高，意味着有堵塞现象，应立即打开止水夹，移去热源，使水蒸气发生器与大气相通，避免发生事故（如倒吸），待故障排除后再行蒸馏。如发现T形管支管处水积聚过多，超过支管部分，也应打开止水夹，将水放掉，否则将影响水蒸气通过。

5.停火前必须先打开夹子，然后移去热源，以免发生倒吸现象。

6.按安装相反顺序拆卸仪器。

实验知识拓展

共沸物分离的方法有：恒沸精馏、萃取精馏和膜分离。恒沸精馏是指在两组分恒沸液中加入第三组分（称为挟带剂），该组分与原料液中的一个或两个组分形成新的恒沸液，从而使原料液能用普通精馏方法予以分离的精馏操作。萃取精馏和恒沸精馏相似，也是向原料液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），以改变原有组分间的相对挥发度而得到分离。但不同的是要求萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点高得多，且不与组分形成恒沸液。膜分离是根据生物膜对物质选择性通透的原理所设计的一种对包含不同组分的混合样品进行分离的方法。分离中使用的膜是根据需要设计合成的高分子聚合物，分离的混合样品可以是液体或气体。由以上内容可知，恒沸物分离并不一定需要破坏共沸点。

实验2-9　减压蒸馏（真空蒸馏）

实验目的

1.了解减压蒸馏的原理和应用范围。

2.认识减压蒸馏的主要仪器设备。

3.掌握减压蒸馏仪器的安装和操作方法。

基本原理

某些沸点较高的有机化合物在未达到沸点时往往发生分解或氧化，所以，不能用常压蒸馏。使用减压蒸馏可避免这种现象的发生。因为当蒸馏系统内的压力降低后，其沸点便降低。当压力降低1.3～2.0kPa（10～15mmHg）时，许多有机化合物的沸点可以比其常压下的沸点降低80～100℃。因此，减压蒸馏对于分离提纯沸点较高或高温时不稳定的液态有机化合物具有特别重要的意义。

在进行减压蒸馏前，应当先从文献中查阅该化合物在所选择的压力下的相应沸点，如果文献中查不到与减压蒸馏选择的压力相应的沸点，可用下述经验规律大致推算，以供参考。当蒸馏在1333～1999Pa（10～15mmHg）下进行时，压力相差133.9Pa（1mmHg），沸点相差约1℃。也可由“压力-温度关系图”（见图2-55）找出该物质在此压力下的沸点的近似值。在常压沸点、减压沸点和压力这三个数据中只要知道了两个，即可使直尺的边缘经过代表这两个数据的点，那么直尺的边缘也必然经过代表第三个数据的点。例如N，N-二甲基甲酰胺常压下沸点约为150℃（分解），欲减压至2.67kPa（20mmHg），可以先在图2-55中间的直线上找出相当于150℃的点，将此点与右边直线上2.67kPa（20mmHg）处的点连成一直线，延长此直线与左边的直线相交，交点所示的温度就是2.67kPa（20mmHg）时N，N-二甲基甲酰胺的沸点，约为50℃。

实验装置

常用的减压蒸馏系统可分为蒸馏、抽气以及保护和测压装置三部分。其实验装置如图2-56所示。

1.蒸馏部分

这一部分与普通蒸馏相似，亦可分为三个组成部分

①减压蒸馏瓶（克氏蒸馏瓶）有两个颈，其目的是为了避免减压蒸馏时瓶内液体由于沸腾而冲入冷凝管中，瓶的一颈中插入温度计，另一颈中插入一根距瓶底1～2mm的末端拉成细丝的毛细管的玻管。毛细管的上端连有一段带螺旋夹的橡皮管，螺旋夹用于调节进入空气的量，使极少量的空气进入液体，呈微小气泡冒出，作为液体沸腾的汽化中心，使蒸馏平稳进行，又起搅拌作用。在减压蒸馏操作中，一定不要引入沸石，沸石在减压条件下不但不能起到汽化中心的作用，反而会引起液泛。

②冷凝管和普通蒸馏相同。

③接液管（尾接管）和普通蒸馏不同的是，接液管上具有可供接抽气部分的小支管。蒸馏时，若要收集不同的馏分而又不中断蒸馏，则可用两尾或多尾接液管。多尾接液管的几个分支管与多个圆底烧瓶连接起来。转动多尾接液管，就可使不同的馏分进入指定的接收瓶中。接收器可用蒸馏瓶或吸滤瓶，但不能使用平底烧瓶或锥形瓶，否则由于受力不均容易炸裂。

减压蒸馏的热源最好用水浴或油浴，因为水或油具有一定的热容量，能够起到缓冲的作用，使烧瓶受热平稳。蒸馏时应控制热浴的温度，使它比液体的沸点高20～30℃。如果蒸馏的少量液体沸点较高，特别是在蒸馏低熔点的固体时，可以不使用冷凝管。

2.抽气部分

实验室通常用水泵或油泵进行减压。

水泵（水循环泵）：水泵所能达到的最低压力为当时室温下水的蒸气压。例如，水温为10℃时，水蒸气压为1.2kPa；若水温为25℃，则水蒸气压为3.2kPa左右。如果气温较高，可以在循环真空泵水泵中加入适量冰块以降低水温，从而获得较高的真空度。

油泵：油泵的效能取决于油泵的机械结构以及真空泵油的好坏。好的油泵能抽至真空度为13.3Pa。油泵结构较精密，工作条件要求较严。蒸馏时，如果有挥发性的有机溶剂、水或酸的蒸汽，都会损坏油泵及降低其真空度。因此，使用时必须十分注意油泵的保护。被蒸馏液体中若含有低沸点物质时，通常先进行普通蒸馏，再进行水泵减压蒸馏，而油泵减压蒸馏应在水泵减压蒸馏后进行。

3.保护和测压装置部分

当用油泵进行减压时，为了防止易挥发的有机溶剂、酸性物质和水汽对油泵的影响，必须在接收瓶与油泵之间顺次安装冷却阱和几种吸收塔，以免污染泵油，使真空度降低。冷却阱置于盛有冷却剂的广口保温瓶中，冷却剂的选择随需要而定，例如，可用冰-水、冰-盐、干冰与丙酮等。常用的吸收塔有无水氯化钙（或硅胶）吸收塔用于吸收水分、氢氧化钠吸收塔用于吸收挥发酸、石蜡片吸收塔用于吸收烃类气体，所有吸收塔都应采用粒状填充物，以减少压力损失。当然，根据被蒸馏液体性质的不同，也可以用其他形式的保护形式，如蒸馏苯胺时就可以用装有浓硫酸的洗气瓶作为保护装置。

实验室通常采用水银压力计来测量减压系统的压力。如果使用水泵，也可以用真空表来测压力。

在接收瓶与压力计之间还应接上一个安全瓶，瓶上的二通旋塞用来调节系统压力。减压蒸馏的整个系统必须保持密封，系统内部通气顺畅，玻璃仪器间由厚壁胶管连接，胶管要短，以减少压力损失。在需要较高真空度时，各磨口塞应仔细涂好真空脂。

基本操作

1.装置装好后，先检查系统能否达到所要求的压力，检查方法为：首先用泵抽气，然后关闭旋紧毛细管上的螺旋夹C和安全瓶上的二通旋塞F，观察压力计能否达到要求的压力（如果仪器紧密不漏气，系统内的真空情况应保持良好，否则应查明原因，排除漏气），然后慢慢打开安全瓶上的二通旋塞，放入空气，直到内外压力相等为止。

2.在克氏蒸馏烧瓶中，放置待蒸馏的液体的体积不得超过烧瓶容积的1/2。旋紧毛细管上的螺旋夹C，打开安全瓶上的二通旋塞F，然后开泵抽气。逐渐关闭F，从压力计上观察系统所能达到的真空度。如果超过所需要的真空度，可小心地旋转旋塞F，慢慢地引进少量空气，以调节至所需的真空度。调节螺旋夹C，使液体中有连续平稳的小气泡通过，开启冷凝水，选用合适的热浴加热蒸馏。加热时，蒸馏烧瓶的圆球部位至少应有2/3浸入浴液中。在水浴中放一温度计，控制浴温比待蒸馏液体的沸点高20～30℃，使每秒钟馏出1～2滴。在整个蒸馏过程中，都要密切注意瓶颈上的温度计和压力的读数。经常注意蒸馏情况和记录压力、沸点等数据。纯物质的沸点范围一般不超过1～2℃，假如起始蒸出的馏出液比要收集物质的沸点低，则在蒸至接近预期的温度时转动多尾接液管，可收集不同馏分。

3.蒸馏完毕，移去热源，慢慢旋开螺旋夹（防止倒吸），并慢慢打开二通活塞，平衡内外压力，使测压计的水银柱慢慢地回复原状（若打开得太快，水银柱很快上升，有冲破测压计的可能），然后关闭油泵和冷却水。最后按安装的相反的次序拆除仪器。

仪器与药品

烧瓶、克氏蒸馏头、毛细管、温度计、冷凝管、接收器、保护和测压装置。

苯胺或苯甲醛。

实验内容

1.将一定量的苯胺或苯甲醛溶液倒入克氏蒸馏瓶中（不得超过蒸馏瓶容积的1/2），按图安装好仪器。

2.按上述减压蒸馏法进行蒸馏操作，记录压力和沸点值，收集纯液体。

3.蒸馏完毕，按操作规程停止实验。

思考题

1.减压蒸馏时，为什么要在蒸馏烧瓶内插入一根末端拉成毛细管的玻璃管？如何调节毛细管的进气量？

2.在进行减压蒸馏时，为什么必须用热浴加热，而不能直接用火加热？进行减压蒸馏时须先抽气才能加热？

3.当减压蒸完所要的化合物后，应如何停止减压蒸馏？为什么？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

1.进行减压蒸馏时须先抽气才能加热。

2.装置停当后，先旋紧橡皮管上的螺旋夹，打开安全瓶上的二通活塞，使体系与大气相通，启动油泵（长时间未用的真空泵，启动前应先用手转动下皮带轮，能转动时再启动）抽气，逐渐关闭二通活塞至完全关闭，注意观察瓶内的鼓泡情况（如发现鼓泡太剧烈，有冲料危险，立即将二通活塞旋开些），从压力计上观察体系内压力应能符合要求，然后小心旋开二通活塞，同时注意观察压力计上的读数，调节体系内压到所需值（根据沸点与压力的关系）。

3.在系统充分抽空后通冷凝水，再加热（一般用油浴，不能直接用火加热）蒸馏，一旦减压蒸馏开始，应密切注意蒸馏情况，调整体系内压，经常记录压力和相应的沸点值，根据要求，收集不同馏分。

4.蒸馏完毕移去热源，慢慢旋开螺旋夹，并慢慢打开二通活塞（这样可以防止倒吸），平衡内外压力，使测压计的水银柱慢慢地回复至原状（若放开得太快，水银柱很快上升，有冲破压力计的可能），然后关闭油泵和冷却水。

实验知识拓展

要判断汽车司机是否酒后开车，需要检查其呼出的气体中是否含有酒精蒸气。方法较多，这里介绍一种比较简易的验酒器的化学原理。

把呈黄色的酸化的三氧化铬（CrO3）载在硅胶上，它是一种强氧化剂，而乙醇（酒精）具有还原性，两者发生以下反应：

生成物硫酸铬是蓝绿色的。这一颜色变化明显，因而可据以检测酒精蒸气。

实验2-10　有机物重结晶提纯法

实验目的

1.学习重结晶的基本原理。

2.掌握重结晶的基本操作。

3.学习常压过滤和减压过滤的操作技术。

实验原理

从有机化合物中制得的固体产品，常含有少量杂质。除去这些杂质的最有效的方法之一是用适当的溶剂来进行重结晶。重结晶是利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度不同或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同而使它们相互分离。

固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切关系。一般是温度升高，溶解度增大。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出，而让杂质全部或大部分仍留在溶液中，或者相反，从而达到分离、提纯的目的。

重结晶的一般过程是使重结晶物质在较高的温度下溶于合适的溶剂里；趁热过滤以除去不溶物质和有色杂质；将滤液冷却，使晶体从饱和溶液中析出，而可溶性杂质仍留在溶液中；然后进行减压过滤，把晶体从母液中分离出来；洗涤晶体，以除去吸附在晶体表面上的母液。

实验装置及基本操作

重结晶提纯法的一般过程为：

选择溶剂→溶解固体→除去杂质→晶体析出→晶体的收集与洗涤→晶体的干燥

1.选择适宜的溶剂

选择合适的溶剂是重结晶时的首要问题。理想的溶剂应符合下列条件：①与被提纯化合物不起化学反应；②被提纯化合物在冷与热的溶剂中的溶解度应有显著的差别，一般高温时溶解度好，而低温时溶解度差；③杂质的溶解度非常大或非常小；④溶剂的沸点不宜太高，以便容易从结晶中除去；⑤待提纯物在溶剂中能形成较好的结晶。此外，还要考虑溶剂的价格、易燃程度、毒性大小、操作与回收的难易等。

具体选择溶剂时，已知物的精制可查阅手册或参考类似化合物重结晶的条件。若是未知物，主要是通过实验进行选择，选择时应利用“相似相溶”的经验规律，并根据选择溶剂的条件要求，用少量样品反复试验来选择和决定合适的溶剂，即把少量（约0.1g）被提纯的样品研细放入试管中，用滴管慢慢滴入溶剂并不断振摇，待加入的溶剂量约为1mL时，在水浴上加热至沸，观察加热和冷却时样品溶解的情况：①如样品在1mL冷或热的溶剂中都溶解，表明溶解度太大。②如样品不溶于1mL沸腾的溶剂中，则可慢慢再滴入溶剂，每次滴加0.1mL，并加热至沸。要是加入溶剂已达4mL仍不能溶解，说明溶解度太小，该溶剂也不适用。③如化合物能溶于1～4mL沸腾的溶剂中，此时应将试管冷却，或在室温下静置。能自行析出结晶时，则可选择该溶剂为重结晶溶剂；如结晶不能析出，可让溶剂挥发，也可用玻璃棒摩擦试管壁或用冰水浴冷却，以促使结晶析出，如结晶仍不能析出，则该溶剂不能选用，此时应改用其他溶剂或选用混合溶剂。常用的重结晶溶剂（见表2-4）有水、甲醇、95％乙醇、冰乙酸、丙酮、乙醚、石油醚、乙酸乙酯、苯、氯仿、四氯化碳等。

当一种物质在一些溶剂中的溶解度太大，而在另一些溶剂中的溶解度又太小，不能选择到一种合适的溶剂时，常可使用混合溶剂而得到满意的结果。所谓混合溶剂，就是把对此物质溶解度很大和溶解度很小的两种溶剂（能互溶，如水和乙醇）混合起来，这样可获得新的良好的溶解性能。用混合溶剂重结晶时，可先将待纯化物质在接近溶剂的沸点时溶于溶解度大的溶剂中。若有不溶物，趁热过滤除去；若有色，则用适量（1％～5％）活性炭煮沸脱色后趁热过滤。在热溶液中小心地加入溶解度小的溶剂，维持此温度，直至所出现的浑浊不再消失为止，再加入少量溶解度大的溶剂或稍加热使其恰好完全溶解。然后将混合物冷却，若得到的是油状物，则需重新调整比例进行试验。有时也可将两种溶剂按一定比例先行混合进行重结晶，其操作和用单一溶剂时相同。常用的混合溶剂有：乙醇-水、乙酸-水、丙酮-水、甲醇-乙醚、丙酮-乙醚、乙酸-石油醚、苯-石油醚等。

2.重结晶物质热的饱和溶液的制备

将待结晶样品置于圆底烧瓶或锥形瓶中，加入比需要量（根据查得的溶解度数据或溶解度试验方法所得的结果进行估算）略少的溶剂，如用低沸点有机溶剂重结晶，必须装上球形冷凝管，以免加热时溶剂挥发。添加溶剂应由冷凝管上端加入，如是易燃溶剂，应熄灭火焰。根据溶剂的沸点和易燃性，选择适当的热浴。若加热到微微沸腾仍未完全溶解，应再分次滴加溶剂，每次加入后均需再加热，使溶液沸腾片刻，直至溶质溶于最少量的微沸溶剂中。若留下固体不多，再加溶剂也不能溶解，说明是不溶性杂质，不需要再加。要使重结晶的产品更纯、回收率高，溶剂的用量是关键。虽然从减少溶解损失来考虑，溶剂尽可能避免过量，但这样在热过滤时由于溶液温度的迅速降低和溶剂的挥发，使结晶在滤纸上析出，会带来很大的麻烦和损失，特别是当待结晶样品的溶解度随温度变化很大时更是如此。因此，要根据这两方面的损失来权衡溶剂的用量，一般比需要量多加20％左右的溶剂。

在溶解过程中，有时被提纯的化合物成油状析出，冷却时也不结晶而是固化成块，这样常常会混入杂质和少量溶剂，对纯化产品不利。为了避免这种现象的出现，最好重新选择溶剂。当然，也可选择沸点低于被提纯物熔点的溶剂，使其溶解而不是熔融。如不能选择沸点较低的溶剂，应在比熔点低的温度下进行溶解，也可适当加大溶剂的用量，但这样会影响结晶的回收率。

若存在有色杂质时，应移去火源，向热溶液中加少量活性炭脱色（应使沸腾溶液稍冷后再加，以防发生暴沸），重新煮沸5～10min，并不时搅拌或摇动。所用的活性炭通常为样品质量的1％～5％，假如用量太多，则会吸附一部分纯化的物质，影响回收率。活性炭可吸附有色杂质、树脂状物质以及均匀分散的物质，在水溶液中脱色效果最佳，也可在极性有机溶剂中使用，但在烃类等非极性溶剂中效果最差。

3.热过滤除去不溶性杂质

由上述过程所得到的热溶液必须趁热过滤，以除去不溶解的杂质和活性炭。常用热过滤和吸滤两种方法。过滤易燃溶液时，附近的火源必须熄灭。过滤时，为了过滤得快，避免过滤时结晶析出，要选用颈短而粗的玻璃漏斗。在过滤前要把漏斗放在烘箱中预先烘热，待过滤时将漏斗取出，置于固定在铁架台上的小铁圈中，同时采用折叠滤纸（亦称菊花形滤纸），以加快过滤速度。滤纸向外突出的棱边应紧贴于漏斗壁上。在过滤即将进行时，先用少量热的溶剂润湿，以免干滤纸吸附溶液中的溶剂，使结晶析出而堵塞滤纸孔。过滤时要用玻璃棒将溶液引入漏斗，以免溶液从滤纸和漏斗之间漏入。为了减少溶剂挥发，漏斗上应盖上表面皿，并使其凹面向下。盛滤液的容器一般要用锥形瓶，只有水溶液才可收集在烧杯中。如果过滤顺利，常常只有很少的结晶在滤纸上析出，而结晶较多时需用药匙收回到原来的瓶中，再加适量溶剂加热溶解，趁热过滤后将锥形瓶用塞子塞好，静置冷却使结晶完全析出。

若过滤的溶液量较多，或溶液稍冷就析出结晶时，最好采用热水漏斗过滤。热过漏装置如图2-57所示。它是一个用铜皮制作的双层漏斗。使用时在夹层中注入约3/4容积的水，安放在铁圈上，将玻璃三角漏斗连同菊花形滤纸放入其中，在支管端部加热，至水沸腾后过滤。在热滤的过程中漏斗和滤纸始终保持在约100℃。过滤易燃溶液时一定要熄灭火源，直到滤完为止，以免发生火灾。

减压过滤也称抽滤、吸滤或真空过滤，其装置由布氏漏斗、抽滤瓶、安全瓶及水泵组成，如图2-58所示。减压过滤的最大优点是过滤速度快，结晶一般不易在漏斗中析出，操作亦较简便。其缺点是滤下的热滤液在减压条件下易沸腾，可能从抽气管中抽走，使结晶在滤瓶中析出；如果操作不当，活性炭或悬浮的不溶性杂质微粒也可能从滤纸边缘通过而进入滤液。减压过滤所用滤纸应略小于布氏漏斗的底面，但能完全遮盖滤孔为宜。布氏漏斗在使用之前应在烘箱中预热（预热时应将橡胶塞取下），如果以水为溶剂，也可将布氏漏斗置于沸水中预热。为了防止活性炭等固体从滤纸边缘吸入抽滤瓶中，在溶液倾入漏斗前必须使滤纸在漏斗底面上贴紧。当溶剂为水或其他极性溶剂时，只要以同种溶剂将滤纸润湿，适当抽气，即可使滤纸贴紧，但在使用非极性溶剂时滤纸往往不易贴紧。在这种情况下，可先加入少量乙醇（有时也可用水）将滤纸润湿，抽气贴紧后再用溶样的溶剂洗去滤纸上的乙醇，然后倒入溶液抽滤。在抽滤过程中应保持漏斗中有较多的溶液，只有当全部溶液倒完后才可抽干，否则吸附有树脂状杂质的活性炭会在滤纸上结成紧密的饼块，阻碍液体透过滤纸。同时压力亦不可抽得过低，以防溶剂沸腾被抽走，或将滤纸抽破使活性炭透滤。如果由于操作不当使活性炭透滤进入滤液，则最后得到的晶体会呈灰色，这时需要重新溶样，重新进行热过滤。停泵时，要先打开放空阀（二通活塞），再停泵，以避免倒吸。

4.晶体的析出

过滤得到的滤液冷却后，晶体就会析出。用冷水或冰水迅速冷却并剧烈搅动溶液时，可得到颗粒很小的晶体，将热溶液在室温条件下静置，使之缓缓冷却，则可得到均匀而较大的晶体。

如果溶液冷却后晶体仍不析出，可用玻璃棒摩擦液面下的容器壁，也可加入晶种，或进一步降低溶液温度（用冰水或其他冷冻溶液冷却）。如果溶液冷却后不析出晶体而得到油状物时，可重新加热，至形成澄清的热溶液后，任其自行冷却，并不断用玻璃棒搅拌溶液，摩擦器壁或投入晶种，以加速晶体的析出。若仍有油状物开始析出，应立即剧烈搅拌使油滴分散。

5.结晶的洗涤和干燥

用溶剂冲洗结晶再抽滤，除去附着的母液。抽滤和洗涤后的结晶，表面上吸附有少量溶剂，因此尚需用适当的方法进行干燥。固体的干燥方法很多，可根据重结晶所用的溶剂及结晶的性质来选择，常用的方法有以下几种：空气晾干的；烘干（红外灯或烘箱）；用滤纸吸干；置于干燥器中干燥。

仪器与药品

烧杯、量筒、活性炭、热水漏斗、布氏漏斗、滤纸、抽滤瓶。

苯甲酸。

实验内容

称取2.0g工业苯甲酸粗品，置于250mL烧杯中，加水约50mL，放在石棉网上加热并用玻棒搅动，观察溶解情况。如至水沸腾仍有不溶性固体，可分批补加适当水直至沸腾温度下可以全溶或基本溶。然后再补加15～20mL水，总用水量约80mL。

暂停对溶液加热，稍冷后加入半匙活性炭，搅拌使之分散开。重新加热至沸并煮沸2～3min。

取出装好热水的热水漏斗，立即放入事先选定的短颈漏斗和折叠滤纸，以数滴沸水润湿滤纸。将热溶液倒入漏斗中，每次倒入漏斗的液体不要太满，也不要等溶液全部滤完再加。在热过滤过程中，应保持溶液的温度，为此，可继续用小火加热热水漏斗，以防冷却。待所有的溶液过滤完毕，用少量热水洗涤滤纸。滤毕，立即用表面皿盖住杯口，室温下放置冷却结晶。

结晶完成后，用布氏漏斗抽滤，用玻璃塞将结晶压紧，使母液尽量除去。打开安全瓶上的活塞，停止抽气，加1～2mL冷水洗涤，然后重新抽干，如此重复1～2次。最后将结晶转移到表面皿上，摊开，在红外灯下烘干，测定熔点，并与粗品的熔点作比较。称重，计算回收率。

产量为1.2～1.6g，收率为70％～80％，粗品熔点112～118℃，产品熔点121～122℃（文献值122.4℃）。

思考题

1.重结晶的原理是什么？重结晶提纯法的一般过程如何？

2.重结晶时，溶剂的用量为什么不能过量太多，也不能过少？正确的用量应该如何控制？

3.重结晶时，如果溶液冷却后不析出晶体怎么办？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

1.制备饱和溶液时，至固体完全溶解后，再多加20％左右的溶剂，这样可避免热过滤时，由于溶剂挥发和温度降低在漏斗上或漏斗颈中析出晶体造成损失；切不可再多加溶剂，否则溶液太稀，冷却后析不出晶体。

2.热滤时，漏斗上可盖上表面皿，减少溶剂的挥发，盛溶液的器皿一般用锥形瓶（只有水溶液才可收集在烧杯中）。

3.冷却析出晶体时，静置滤液，使其缓慢冷却，不能急冷和剧烈搅动，以免晶体过细；若溶液冷却后仍不结晶，可投晶种或用玻璃棒摩擦器壁，以引发晶体形成。

4.抽滤后，应用饱和母液荡洗烧杯两次，使烧杯中残留的晶体转移完全。

5.洗涤滤饼时，用少量溶剂均匀洒在滤饼上，并用玻璃棒轻轻翻动晶体，使全部晶体刚好被溶剂浸润（注意不要使滤纸松动），然后打开水泵，抽去溶剂，并重复两次。

实验知识拓展

苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱或其他食品的抑菌剂，也可作染色和印色的媒染剂，也可以用作制药和染料的中间体，用于制取增塑剂和香料等，也作为钢铁设备的防锈剂。

实验2-11　有机物熔点与沸点的测定

实验目的

1.理解熔点、沸点测定的原理和意义。

2.掌握测定熔点、沸点的操作技术。

实验原理

1.熔点的测定

化合物的熔点是指在常压下该物质的固-液两相达到平衡时的温度。纯净的固体有机化合物一般都有固定的熔点。在一定的外压下，固液两态之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔（称为熔程）温度不超过0.5～1℃。若混有杂质则熔点有明确变化，不但熔距扩大，而且熔点也往往下降。因此，熔点是晶体化合物纯度的重要指标。有机化合物熔点一般不超过350℃，较易测定，故可借测定熔点来鉴别未知有机物和判断有机物的纯度。

2.沸点的测定

液体的分子由于分子运动有从表面逸出的倾向，这种倾向随着温度的升高而增大，进而在液面上部形成蒸气。当分子由液体逸出的速度与分子由蒸气中回到液体中的速度相等时，液面上的蒸气达到饱和，称为饱和蒸气。它对液面所施加的压力称为饱和蒸气压。实验证明，液体的蒸气压只与温度有关。即液体在一定温度下具有一定的蒸气压。

当液体的蒸气压增大到与外界施于液面的总压力（通常是大气压力）相等时，就有大量气泡从液体内部逸出，即液体沸腾。这时的温度称为液体的沸点。

通常所说的沸点是指在101.3kPa下液体沸腾时的温度。在一定外压下，纯液体有机化合物都有一定的沸点，而且沸距也很小（0.5～1℃）。所以测定沸点是鉴定有机化合物和判断物质纯度的依据之一。测定沸点常用的方法有常量法（蒸馏法）和微量法（沸点管法）两种。测定熔点与沸点有各种形式的加热装置，但实验室最常用的是提勒管，又称b形管（见图2-59）。

仪器与药品

提勒管（b形管）、毛细管、开口软木塞、指形管。

苯甲酸、氯仿、石蜡油。

实验装置

提勒管法测定熔点、沸点的实验装置见图2-59。管口装有开口软木塞或橡胶塞（必须有开口与大气相通，否则会造成爆炸事故），温度计插入其中，刻度应面向胶塞开口处，水银球位于b形管上下两叉管口中间。b形管内装入浴液（加热液体），液面至上叉管处即可，在图示的侧管部位用小火加热，这种装置测定熔点、沸点的好处是，受热时浴液以对流方式传至管内各部分，因此不需要任何搅拌，就能使浴液温度均匀上升。但常因温度计的位置和加热部位的变化而影响测定的准确度。

沸点的测定除了采用提勒管法外，还可以采用如图2-60所示的装置来测定。

实验内容及基本操作

1.熔点的测定

（1）样品的填装　将0.1～0.2g待测的干燥样品置于干净的表面皿上，研成细的粉末，并集成小堆。将熔点管开口端向下反复插入粉末中几次。取一根长30～40cm的干净玻璃管，垂直于另一表面皿上，将熔点管开口端朝上。从玻璃管上端自由落下，上下弹跳几次，使晶体振落于熔点管底部。如此重复数次，能使样品填装紧密。样品高度为2～3mm。装入样品如有空隙，将导致传热不均匀，影响测定结果。黏附于管外的粉末必须拭去，以免污染浴液。

（2）装置　将b形管垂直夹于铁台上，倒入石蜡油作为浴液，其用量以略高于b形管的上侧管为宜。将装有样品的熔点管用橡皮圈固定于温度计的下端，使熔点管装样品的部分位于水银球的中部。然后将此带有熔点管的温度计，通过有缺口的软木塞小心插入b形管中，使之与管同轴，并使温度计的水银球位于b形管两支管的中间。

（3）测定　粗测：慢慢加热b形管的支管连接处，使温度每分钟上升约5℃。观察并记录样品开始熔化时的温度，此为样品的粗测熔点，作为精测的参考。

精测：待浴液温度下降到30℃左右时，将温度计取出，换另一根熔点管，进行精测。开始升温可稍快，到与熔点差约15℃时，调整火焰使每分钟上升1～2℃，越接近熔点，升温速度越要缓慢。掌握升温速度是准确测定熔点的关键，这样一方面是为了保证有充分的时间让热量由熔点管外传至管内，使样品熔化；另一方面因操作者不能同时观察温度计读数和样品的变化情况，只有缓慢加热才能使此误差减小。记录熔点时要记下样品开始塌落并有液相产生（初熔）和固体完全消失时（全熔）的温度计读数。例如，初熔温度156℃，全熔温度158℃，则熔点应记录为156～158℃，而不是它们的平均值157℃，因为这样所表示的熔程完全不同，前者为2℃，而后者则为0℃。当温度升至离粗测熔点约10℃时，控制火焰使每分钟升温不超过1℃。当熔点管中的样品开始塌落，湿润，出现小液滴时，表明样品开始熔化，记录此时温度即样品的始熔温度。继续加热，至固体全部消失变为透明液体时再记录温度，此即样品的全熔温度。样品的熔点表示为：t始熔～t全熔。

在加热过程中如有分解、变色、萎缩或升华等现象也应如实记录。容易分解的样品在低于熔点时就会分解变色，分解的产物作为杂质使样品熔点下降，下降情况与加热的快慢或所含的分解物多少有关。如硫脲快速加热时，分解物少，熔点为180℃。反之，熔点可下降至167～172℃。有的样品在熔化时伴随着分解变色或发泡，这时的熔点也称为分解点。如丙二酸的熔点为135℃（分解），表示该物质在135℃熔化，同时也发生分解（也可能不熔化而直接分解）。许多样品在熔化前瞬间会发生软化或萎缩，这并不代表分解，而是晶体结构的一种改变。有的样品加热时有液体凝结在熔点管壁，可能是放出结晶溶剂的缘故，不要误认为是初熔。有的样品蒸气压较高，在熔化时或熔化前发生升华，则可把样品放在两端封闭的熔点管内，并全部浸入浴内测定，因为压力对熔点的测定影响不大。

b形管内的石蜡油要冷却到用手可以触摸时才能倒入回收瓶中，温度计应冷却后用纸擦去石蜡油方可用水冲洗，以免水银球破裂。

2.沸点的测定

沸点测定分常量法和微量法两种。

常量法的装置与蒸馏操作相同；微量法测定沸点其装置见图2-60，测定沸点时的注意事项如下。

①沸点管的制备：沸点管由外管和内管组成，外管用长7～8cm、内径0.2～0.3cm的玻璃管将一端烧熔封口制得，内管用市购的毛细管截取3～4cm，封其一端而成。测量时将内管开口向下插入外管中。

②沸点的测定：取1～2滴待测样品滴入沸点管的外管中，将内管插入外管中，然后用小橡皮圈把沸点附于温度计旁，再把该温度计的水银球位于b形管两支管中间或将其置于烧杯中，然后加热。加热时由于气体膨胀，内管中会有小气泡缓缓逸出，当温度升到比沸点稍高时，管内会有一连串的小气泡快速逸出。这时停止加热，使溶液自行冷却，气泡逸出的速度即渐渐减慢。在最后一气泡不再冒出并要缩回内管的瞬间记录温度，此时的温度即为该液体的沸点，待温度下降15～20℃后，可重新加热再测一次（两次所测得温度数值不得相差1℃）。

按上述方法进行CHCl3沸点的测定。

思考题

1.是否可以使用第一次测过熔点时已经熔化的有机化合物再作第二次熔点测定呢？为什么？

2.什么叫沸点？液体的沸点和大气压有什么关系？文献里记载的某物质的沸点是否即为实验中的沸点温度？

3.用微量法测沸点，把最后一个气泡刚欲缩回至内管的瞬间的温度作为该化合物的沸点，为什么？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

1.熔点管必须洁净。如含有灰尘等，能产生4～10℃的误差。

2.测熔点时，样品粉碎要细，填装要实，否则产生空隙，不易传热，造成熔程变大。

3.测熔点时，样品的填装必须紧密结实，高度为2～3mm。

4.样品不干燥或含有杂质，会使熔点偏低，熔程变大。

5.样品量太少不便观察，而且熔点偏低；太多会造成熔程变大，熔点偏高。

6.升温速度应慢，让热传导有充分的时间。升温速度过快，熔点偏高。

7.熔点管壁太厚，热传导时间长，会产生熔点偏高。

8.沸点测定时，用酒精灯加热，加热不能太快，被测液体不宜太少，以防液体全部汽化，待有气泡连续生成时，应立即停止加热。

实验知识拓展

纯物质的熔点可以从蒸气压与温度的变化曲线（见图2-61）来理解。固态蒸气压-温度曲线SM的变化速率比相应的液态蒸气压-温度曲线ML的变化速率大，因而两曲线相交在M点，这时的温度T即为该物质的熔点。只有在此温度时，固液两相的蒸气压才相等，固液两相才达到平衡，这就是纯晶体物质有固定熔点的原因。当温度稍超过，即使有很小的变化时，只要有足够的时间，固体就可以全部转变为液体。因此，为了精确测定熔点，在接近熔点时加热速度一定要缓慢，这样才能使熔化过程尽可能接近于两相平衡的条件。

若化合物含有杂质，并假定两者不生成固溶体，则根据拉乌尔定律，在一定压力和温度下，在溶剂中增加溶质的量，将导致溶剂蒸气分压的降低，所以出现新的液态曲线M1L1，在M1点建立新的平衡，相应的温度为T1，即发生熔点下降。应当指出，如有杂质存在，熔化过程中固相和液相平衡时的相对量在不断改变，因此两相平衡时不是一个温度点T1，而是从最低共熔点（与杂质能共同结晶成共熔混合物，其熔化的温度称为最低共熔点）到T1一段。这说明杂质的存在不但使初熔温度降低，而且还会使熔程变长，所以在测定熔点时一定要记录初熔和全熔的温度。

在鉴定某未知物时，如测得其熔点和某已知物的熔点相同或相近时，不能认为它们为同一物质。还需把它们混合，测该混合物的熔点，若熔点仍不变，才能认为它们为同一物质。若混合物熔点降低，熔程增大，则说明它们属于不同的物质。故此种混合熔点试验，是检验两种熔点相同或相近的有机物是否为同一物质的最简便方法。

实验2-12　萃取

实验目的

1.理解萃取的原理和意义。

2.掌握萃取的操作技术。

实验原理

萃取是利用物质在两种不互溶（或微溶）溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化目的的一种操作。萃取是有机化学实验中用来提取或纯化有机化合物的常用方法之一。应用萃取可以从固体或液体混合物中提取出所需的物质，也可以用来洗去混合物中少量杂质。通常称前者为“抽取”或萃取，后者为“洗涤”。

萃取溶剂的选择，应根据被萃取化合物的溶解度而定，同时要易于和溶质分开，所以最好用低沸点溶剂。一般难溶于水的物质用石油醚等萃取；较易溶者，用苯或乙醚萃取；易溶于水的物质用乙酸乙酯等萃取。

实验装置和基本操作

液体萃取（见图2-62）最通常的仪器是分液漏斗，一般选择容积较被萃取液大1～2倍的分液漏斗。每次使用萃取溶剂的体积一般是被萃取液体的1/5～1/3，两者的总体积不应超过分液漏斗总体积的2/3。

实验操作

在活塞上涂好润滑脂，塞后旋转数圈，使润滑脂均匀分布，再用小橡皮圈套住活塞尾部的小槽，防止活塞滑脱。关好活塞，装入待萃取物和萃取溶剂。塞好塞子，旋紧。先用右手食指末节将漏斗上端玻塞顶住，再用大拇指及食指和中指握住漏斗，用左手的食指和中指蜷握在活塞的柄上，上下轻轻振摇分液漏斗，使两相之间充分接触，以提高萃取效率。每振摇几次后，就要将漏斗尾部向上倾斜（朝无人处），打开活塞放气，以解除漏斗中的压力。如此重复至放气时只有很小压力后，再剧烈振摇2～3min，静置，待两相完全分开后，打开上面的玻塞，再将活塞缓缓旋开，下层液体自活塞放出，有时在两相间可能出现一些絮状物也应同时放去。然后将上层液体从分液漏斗上口倒出，但不可也从活塞放出，以免被残留在漏斗颈上的另一种液体所沾污。

仪器与药品

分液漏斗、移液管、量筒、碱式滴定管。

乙醚、醋酸、0.2mol·L-1 标准氢氧化钠、酚酞指示剂。

实验内容

1.液-液萃取

本实验以乙醚从醋酸水溶液中萃取醋酸为例来说明液-液萃取。

（1）一次萃取法

①用移液管准确量取10mL冰醋酸与水的混合液放入分液漏斗中，用30mL乙醚萃取。

②用右手食指将漏斗上端玻塞顶住，用大拇指及食指中指握住漏斗，转动左手的食指和中指蜷握在活塞柄上，振荡过程中，玻塞和活塞均夹紧，上下轻轻振荡分液漏斗，每隔几秒针放气。

③将分液漏斗置于铁圈，当溶液分成两层后，小心旋开活塞，放出下层水溶液于50mL锥形瓶内。

（2）多次萃取法

①准确量取10mL冰乙酸与水的混合液于分液漏斗中，用10mL乙醚如上法萃取，分去乙醚溶液。

②将水溶液再用10mL乙醚萃取，分出乙醚溶液。

③将第二次剩余水溶液再用10mL乙醚萃取，如此共3次。

比较萃取效果（可用0.2mol·L-1 氢氧化钠标准溶液滴定水层中的酸量）。

2.液-固萃取

使用分液漏斗从固体物质中提取物质时，时间长，效率低，萃取剂用量大。所以实验室多使用如图2-63所示的脂肪提取器（Soxhlet提取器），而不使用分液漏斗。

将研细的固体放入滤纸筒（用滤纸卷成的圆柱，其直径稍小于提取筒的内径，一端用线扎紧）中，轻轻压实，再盖上一滤纸片。蒸馏烧瓶中加入适量萃取剂，装成如图2-63所示的装置后开始加热。萃取剂沸腾后，其蒸汽由侧管3进入冷凝管，再回流至脂肪提取器2中与固体物质充分接触、萃取。当滤纸筒1中萃取剂的液面超过虹吸管4的上端口时，萃取混合液自动流入蒸馏烧瓶中。如此循环，直至物质大部分提出后为止，一般需要数小时才能完成。被萃取的物质与萃取剂一起存于蒸馏烧瓶中，然后再用适当的方法分离。

如果样品量少，可用简易半微量提取器（见图2-64），把被提取固体放于折叠滤纸中，操作方便，效果也好。

思考题

1.萃取的原则是什么？

2.使用分液漏斗时应注意什么？

3.如何判断哪一层是有机物？哪一层是水层？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

1.如果振摇力度过大，则少数物质容易产生乳化现象，静置时难以分层。这时可以延长静置时间或加入一定量的电解质（如NaCl），利用盐析效应来破坏乳化。另外，振摇时间太短，则影响萃取率。

2.注意分析上下两层的组分。本实验中由于乙醚的密度较水小，故下层为水层。萃取操作中如果不注意，经常容易将有用的液层丢弃。

3.不能将醚层放入锥形瓶内，也不能将水层留于分液漏斗中。放出下层液体时，控制流速不要太快。在水层放出后，须等待片刻，观察是否还有水层出现。如果有，应该将此水层再放入锥形瓶内。

4.分液漏斗使用后，应用水冲洗干净，玻璃塞和活塞用薄纸包裹后塞回去。

实验知识拓展

超临界流体萃取技术是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出来。

实验2-13　液态有机化合物折射率的测定

实验目的

1.学习有机化合物折射率的原理。

2.了解测定折射率测定的意义。

3.掌握有机化合物折射率测定的方法。

实验原理

由于光在不同介质中的传播速度是不相同的，所以光线从一个介质进入另一个介质时，当它的传播方向与两个介质的界面不垂直时，则在界面处的传播方向发生改变。这种现象称为光的折射现象（见图2-65）。

光线在空气中的速度（v空）与它在液体中的速度（v液）之比定义为该液体的折射率（n）：

n=v空/v液

根据折射定律，波长一定的单色光，在确定的外界条件下，从一个介质进入另一个介质时，入射角α的正弦与折射角的正弦之比和这两个介质的折射率成反比，若介质为真空，则其折射率为1，于是：

n=sinα/sinβ

由此可见，一个介质的折射率，就是光线从真空进入这个介质时的入射角的正弦与折射角的正弦之比，这种折射率称为该介质的绝对折射率。通常是以空气作为标准的。折射率是化合物的特性常数，固体、液体和气体都有折射率，尤其是液体，记载更为普遍。不仅作为化合物纯度的标志，也可用来鉴定未知物。如分馏时，配合沸点，作为划分馏分的依据。化合物的折射率随入射光线波长不同而变，也随测定时温度不同而变，通常温度升高1℃，液态化合物折射率降低（3.5～5.5）×10-4 ，所以，折射率（n）的表示需要注出所用光线波长和测定的温度，常用来表示，其中D表示钠光。

测定液态化合物折射率的仪器常使用阿贝（Abbe）折光仪。

阿贝折光仪的主要组成部分是两块直角棱镜，上面一块是光滑的，下面的表面是磨砂的，可以开启。阿贝折光仪的构造见图2-66，左面有一个镜筒和刻度盘，上面刻有1.3000～1.7000的格子；右面也有一个镜筒，是测量望远镜，用来观察折光情况，筒内装消色散镜（为使用方便，阿贝折光仪光源采用日光而不用单色光。日光通过棱镜时由于其不同波长的光的折射率不同，因而产生色散，使临界线模糊。为此在测量望远镜的镜筒下面设计了一套消色散棱镜，旋转消色散手柄，就可以使色散现象消除）。光线由反射镜反射入下面的棱镜，以不同入射角射入两个棱镜之间的液层，然后再射到上面的棱镜的光滑表面上，由于它的折射率很高，一部分光线可以再经折射进入空气而达到测量望远镜1，另一部分光线则发生全反射。调节螺旋以使测量望远镜中的视野如图2-67所示，即使明暗面的界线恰好落在“十”字交叉点上，记下读数，再让明暗界线由上到下移动，直至如图2-67所示，记下读数，如此重复3次。

仪器与药品

阿贝折光仪。

丙酮、环己烷。

实验内容

1.阿贝折光仪的校正

阿贝折光仪经校正后才能作测定用，校正的方法是：从仪器盒中取出仪器，置于洁净的台面上，在棱镜外套上装好温度计，用超级恒温水浴相连，通入恒温水，一般为20℃或25℃。当恒温后，松开锁钮，开启下面棱镜，使其镜面处于水平位置，滴1～2滴丙酮于镜面上，合上棱镜，促使难挥发的污物溢走，再打开棱镜，用丝巾或擦镜纸轻轻揩拭镜面。但不能用滤纸！待镜面干后，进行校正标尺刻度。操作时严禁油手或汗手触及光学零件。

（1）用重蒸馏水校正。打开棱镜，滴1～2滴重蒸馏水于镜面上，关紧棱镜，转动左面刻度盘，使读数镜内标尺读数等于重蒸馏水的折射率（，），调节反射镜，使入射光进入棱镜组，从测量望远镜中观察，使视场最亮，调节测量镜，使视场最清晰。转动消色散镜调节器，消除色散，再用一特制的小螺丝刀旋动右面镜筒下方的方形螺旋，使明暗界线和“十”字交叉重合，校正工作就告结束。

（2）用标准折光玻璃块校正，将棱镜安全打开使成水平，用少许1-溴代萘（n=1.66）置光滑棱镜上，玻璃块就黏附于镜面上，使玻璃块直接对准反射镜，然后按上述手续进行。

2.测定

①棱镜用丙酮或乙醚洗净后。滴加1～2滴样液于进光棱镜磨砂面上，迅速闭合两块棱镜，调节反光镜，使镜筒内视野最亮。

②由目镜观察，转动棱镜旋钮，使视野出现明暗两部分。

③旋转色散补偿器旋钮，使视野中只有黑白两色。

④转动左面刻度盘，使明暗分界线对准“十”字交叉点上，并读折射率，重复2～3次。

⑤测定样液温度。

⑥打开棱镜，用水、乙醇或乙醚擦净棱镜表面及其他各部件。在测定水溶性样品后，用脱脂棉吸水洗净，若为油类样品，需用乙醇或乙醚、二甲苯等擦拭。

如果在目镜中看不到半明半暗，而是畸形的，这是因为棱镜间未充满液体；若出现弧形光环，则可能是有光线未经过棱镜面而直接照射在聚光透镜上；若液体折射率不在1.3～1.7范围内，则阿贝折光仪不能测定，也调不到明暗界线。

3.维护

（1）阿贝折光仪在使用前后，棱镜均需用丙酮或乙醚洗净，并进行干燥，滴管或其他硬物均不得接触镜面；擦洗镜面时只能用丝巾或擦镜纸吸干液体，不能用力擦，以防将毛玻璃面擦花。

（2）用完后，要流尽金属套中的恒温水，拆下温度计并放在纸套筒中，将仪器擦净，放入盒中。

（3）折光仪不能放在日光直射或靠近热源的地方，以免样品迅速蒸发。仪器应避免强烈振动或撞击，以防光学零件损伤及影响精度。

（4）酸、碱等腐蚀性液体不得使用阿贝折光仪测其折射率，可用浸入式折光仪测定。

（5）折光仪不用时应放在箱内，箱内需放入干燥剂；水箱应放在干燥、空气流通的室内。

思考题

1.影响折射率数值的因素有哪些？

2.折射率相同的两种有机物是同一种物质吗？

3.滴加样品量过少将会产生什么后果？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

1.要特别注意保护棱镜镜面，滴加液体时防止滴管口划伤镜面。

2.每次擦拭镜面时，只许用擦镜纸轻擦，测试完毕，也要用丙酮洗净镜面，待干燥后才能合拢棱镜。

3.两次测定结果误差过大时，整个仪器应重新校正。

4.测量完毕，拆下连接恒温槽的胶皮管，棱镜夹套内的水要排尽。

5.若无恒温槽，所得数据要加以修正，通常温度升高1℃，液态化合物折射率降低（3.5～5.5）×10-4 。

实验知识拓展

油脂的折射率随着脂肪酸的组成而改变。脂肪酸的链长增加，不饱和度增加，折射率也增加，因此当油脂进行氢化反应时，可以利用测定折射率值，了解氢化反应（饱和度增加，折射率减少）进行的状态。

实验2-14　薄层色谱法

实验目的

1.了解薄层色谱法分离提纯有机化合物的基本原理和应用。

2.了解薄层色谱的操作技术。

实验原理

薄层色谱（thin layer chromatography，TLC）又称薄层层析，属于固-液吸附色谱。是近年来发展起来的一种微量、快速而简单的色谱法，它兼备了柱色谱和纸色谱的优点。一方面适用于少量样品（几到几十微克，甚至0.01μg）的分离；另一方面若在制作薄层板时，把吸附层加厚，将样品点成一条线，则可分离多达500mg的样品。因此又可用来精制样品，故此法特别适用于挥发性较小或在较高温度易发生变化而不能用气相色谱分析的物质。此外，在进行化学反应时，常利用薄层色谱观察原料斑点的逐步消失来判断反应是否完成。

薄层色谱是在被洗涤干净的玻璃板（10cm×3cm）上均匀地涂一层吸附剂或支持剂，待干燥、活化后将样品溶液用管口平整的毛细管滴加于离薄层板一端约1cm处的起点线上，晾干或吹干后置薄层板于盛有展开剂的展开槽内，浸入深度为0.5cm。待展开剂前沿离顶端约1cm附近时，将色谱板取出，干燥后喷以显色剂，或在紫外灯下显色。记下原点至主斑点中心及展开剂前沿的距离，计算比移值（Rf）（通常用比移值Rf表示物质移动的距离）。

各种物质的Rf随要分离化合物的结构、溶剂、温度等不同而异。但在上述条件固定的情况下，Rf对每一种化合物来说是一个特定数值。所以薄层色谱是一种简便的微量分析方法，它可以用来鉴定不同的化合物，还用于物质的分离及定量测定。

仪器与药品

玻片、毛细管、紫外线分析仪、有盖的广口瓶。

硅胶、0.5％羧甲基纤维素钠水溶液、碘、苯、环己烷、蒽、芴酮、香草醛、混合样品、未知物（蒽、芴酮、香草醛中的一种）。

实验内容

1.薄层板的制备

（1）洗涤载玻片：取7.5cm×2.5cm载玻片4块，用去污粉擦洗，再用水淋洗，最后浸入无水乙醇中，取出晾干。取用时手指只可接触载玻片的边缘，不能接触载玻片两面。

（2）铺层：在50mL烧杯中，放入约3g硅胶，加入0.5％羧甲基纤维素钠水溶液8mL，调成糊状。用牛角匙将此糊状物倾倒于上述玻璃片上，用食指和拇指拿住玻璃片，做前后、左右振摇摆动，使流动的糊状物均匀地铺在载玻片上。将已涂好硅胶的薄层板放置在水平的长玻璃片上，室温放置0.5h后，移入烘箱，缓慢升温至110℃，恒温0.5h。取出稍冷放入干燥器中备用。或提早三天涂好硅胶板，让其自然晾干。

2.点样

用内径小于1mm的毛细管取样品溶液，在距离薄层板底端8～10mm处，垂直地轻轻接触薄层板，斑点直径要小于2mm，一块薄层板可点2个样品，注意保持一定的距离，但斑点不能太靠边。

3.展开

取一有盖的广口瓶作色谱器，加入展开剂（本实验用苯和环己烷），展开剂高度不要超过5mm，以免淹没斑点，然后将已点好样品的薄层板放入色谱器中，盖紧，等展开剂上升到接近薄层板上沿时，打开盖子，迅速用铅笔或小针在前沿作一记号取出，晾干。

4.显色

先用肉眼观察有无可见的斑点，然后放在紫外线分析仪下观察荧光斑点，并用小针轻轻勾划斑点的轮廓，最后放入盛有碘片的瓶中进行显色。

5.未知物的鉴定

未知物是本实验样品A、B、C三者中之一，试设计一薄层色谱分析法鉴定之。

注释：1.自备一把直尺。

2.本实验提供样品A（蒽）、样品B（芴酮）、样品C（香草醛）和A、B、C混合样品，还有未知物W。

思考题

1.在一定的操作条件下为什么可利用Rf值来鉴定化合物？

2.薄层色谱法点样应注意些什么？

3.展开剂的高度若超过了点样线，对薄层色谱有何影响？

［学习指导］

实验操作要点及注意事项

1.载玻片上涂层要均匀，既不应有纹路、带团粒，也不应有能看到玻璃的薄涂料点。

2.薄层色谱展开剂的选择原则和柱色谱相同，主要根据样品的极性、溶解度和吸附剂的活性等因素来综合考虑。溶剂的极性越大，则对化合物的洗脱力越大，即Rf值也越大。如发现样品各组分的Rf值较大，可考虑换用一种极性较小的溶剂，或在原来的溶剂中加入适量极性较小的溶剂去展开，如原用氯仿为展开剂，则可加入适量的苯。相反，如原用展开剂使样品各组分的Rf值较小，则可加入极性较大的溶剂，如氯仿中加入适量的乙醇试行展开，以达到分离的目的。

实验知识拓展——柱色谱

柱色谱是化合物在液相和固相之间的分配，属于固-液吸附色谱。柱内装有“活性”固体（固定相），如氧化铝或硅胶等。液体样品从柱顶加入，流经吸附柱时，即被吸附在柱的上端，然后从柱顶加入洗脱溶剂冲洗，由于固定相对各组分吸附能力不同，以不同速度沿柱下移，形成若干色带。再用溶剂洗脱，吸附能力最弱的组分随溶剂首先流出，分别收集各组分，再逐个鉴定。各组分是有色物质，则在柱上可以直接看到色带；若是无色物质，可用紫外线照射，有些物质呈现荧光，以利检查。

1.固定相选择

柱色谱使用的固定相材料又称吸附剂。

吸附剂对有机物的吸附作用有多种形式。以氧化铝作为固定相时，非极性或弱极性有机物只有范德华力与固定相作用，吸附较弱；极性有机物同固定相之间可能有偶极力或氢键作用，有时还有成盐作用。这些作用的强度依次为：成盐作用>配位作用>氢键作用>偶极作用>范德华力作用。有机物的极性越强，在氧化铝上的吸附越强。

常用吸附剂有氧化铝、硅胶、活性炭等。

色谱用的氧化铝可分酸性、中性和碱性三种。酸性氧化铝pH为4～4.5，用于分离羧酸、氨基酸等酸性物质；中性氧化铝pH为7.5，用于分离中性物质，应用最广；碱性氧化铝pH为9～10，用于分离生物碱、胺和其他碱性化合物等。

吸附剂的活性与其含水量有关。含水量越低，活性越高。脱水的中性氧化铝称为活性氧化铝。

硅胶是中性的吸附剂，可用于分离各种有机物，是应用最为广泛的固定相材料之一。

活性炭常用于分离极性较弱或非极性有机物。

吸附剂的粒度越小，比表面越大，分离效果越明显，但流动相流过越慢，有时会产生分离带的重叠，适得其反。

2.流动相选择

色谱分离使用的流动相又称展开剂。展开剂对于选定了固定相的色谱分离有重要的影响。

在色谱分离过程中混合物各组分在吸附剂和展开剂之间发生吸附-溶解分配，强极性展开剂对极性大的有机物溶解得多，弱极性或非极性展开剂对极性小的有机物溶解得多，随展开剂的流过，不同极性的有机物以不同的次序形成分离带。

在氧化铝柱中，选择适当极性的展开剂能使各种有机物按先弱后强的极性顺序形成分离带，流出色谱柱。

当一种溶剂不能实现很好的分离时，选择使用不同极性的溶剂分级洗脱。如一种溶剂作为展开剂只洗脱了混合物中一种化合物，对其他组分不能展开洗脱，需换一种极性更大的溶剂进行第二次洗脱。这样分次用不同的展开剂可以将各组分分离。