实验一 乙醇的蒸馏 (廖小建，徐石海）

建~暨大有机化学实验

一、 实验目的：

⑴了解蒸馏提纯液体有机物的原理、用途。

⑵掌握蒸馏提纯液体有机物的操作步骤。

⑶了解沸点测定的方法和意义。

二、实验原理

将液体加热至沸，使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却而凝结为液体的过程称为蒸馏。通过蒸馏可将易挥发的物质和不挥发的物质分离，也可将沸点不同的液体混合物分离开来。但液体混合物各组分的沸点必须相差很大（至少30 ℃以上）才能得到较好的分离。纯的液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点。但是具有固定沸点的液体不一定都是纯化合物，因为某些有机化合物常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。

工业乙醇因来源和制造厂家的不同，其组成不尽相同，主要成分为乙醇和水，除此之外一般含有少量低沸点杂质和高沸点杂质，还可能溶解有少量固体杂质。通过简单蒸馏可以将低沸物、高沸物及固体杂质除去，但水可与乙醇形成共沸物，故不能将水和乙醇完全分开。蒸馏所得的是含乙醇95.6%和水4.4%的混合物，相当于市售的95%乙醇。

如果需要纯度更高的无水乙醇，可在实验室里将上面操作所得乙醇与氧化钙（生石灰）一起加热回流，使乙醇中的水与氧化钙作用，生成氢氧化钙来除掉水分。这样可得纯度达99.5 %的无水乙醇.

三、仪器

50ml圆底烧瓶 50ml锥形瓶 蒸馏头 接液管 直型冷凝管 温度计量筒 乳胶管 沸石 热源等

四、实验步骤：

⑴仪器的安装

安装的顺序从热源开始，按自下而上、自左至右的方法。高度以热源为准。各固定的铁夹位置应以蒸馏头与冷凝管连接成一直线为宜。冷凝管的进水口应在靠近接收管的一端。

安装过程中要特别注意：各仪器接口要密封；铁夹以夹住仪器又能轻微转动为宜。不可让铁夹的铁柄接触到玻璃仪器，以防损坏仪器；整个装置安装好后要做到端正，十字夹的切口向上，使之从正面和侧面观察，全套仪器的各部分都在同一平面。敞开体系，否则可能爆炸！

⑵蒸馏操作

①加料

将粗乙醇溶液20ml通过长颈漏斗倒入圆底烧瓶中，再加入2－3粒沸石，安好装置，接通冷凝水。

②加热

开始加热时可大火加热，温度上升较快，开始沸腾后，蒸汽缓慢上升，温度计读数增加。当蒸汽包围水银球时，温度计读数急速上升，记录第一滴馏出液进入接收器时的温度。此时调节热源，使水银球上始终有液滴，并与周围蒸汽达到平衡，此时的温度即为沸点。

③收集馏出液

在液体达到沸点时，控制加热，使流出液滴的速度为每秒钟1－2滴。当温度计读数稳定时，另换接收器收集记录下各馏分的温度范围和体积。95％乙醇馏分最多应为77－79℃。在保持加热程度的情况下，不再有馏分且温度突然下降时，应立即停止加热。记下最后一滴液体进入接收器时的温度。关冷凝水，计算收率。

要求:

a.收集前馏分和77℃~ 79℃的馏分。

b.记录乙醇的沸程。

c.测定收集的乙醇和残留液的量。

五、附 注

[1]蒸馏法只能提纯到95％的乙醇，因为乙醇和水形成恒沸化合物（沸点78.1℃），若要制得无水乙醇，需用生石灰、金属钠或镁条法等化学方法。

[2]接通冷凝水应从下口入水，上口出水，方可达到最好的冷凝效果。

[3]加热记录温度时，热源温度不能太高或太低。太高会在圆底烧瓶中出现过热现象，使温度计读数偏高；太低，温度及水银球周围蒸汽短时中断，使温度计读数偏低或不规则。

六、思考题

(1)什么叫沸点? 液体的沸点和大气压有什么关系?

(2)蒸馏时为什么蒸馏瓶所盛液体的量不应超过其容积的2/3，也不应少于1/3 ?

(3)蒸馏时加入沸石的作用是什么? 如果蒸馏前忘记加入沸石，能否立即将沸石加至将近沸腾的液体中? 当重新进行蒸馏时，用过的沸石能否继续使用?

折光率：

光线自一种透明介质进入另一种透明介质时，由于两种介质的密度不同，光的进行速度发生变化，从而使光的传播方向发生改变，并遵从折射定律。根据折射定律，折光率是光线入射角的正弦与光线折射角的正弦的比值。

　　在一定的条件（介质、温度、光的波长）下，折光率为一常数。

药品检验中测定的折光率系指光线从空气进入供试品的折光率。物质的折光率因温度或光线波长的不同。透光物质的温度升高，折光率变小；光线的波长越短，折光率就越大。

为了测定值，阿贝折光仪采用了“半明半暗”的方法，就是让单色光由 0—90°的所有角度从介质A射入介质B，这时介质B中临界角以内的整个区域均有光线通过，因而是明亮的；而临界角以外的全部区域没有光线通过，因而是暗的，明暗两区域的界线十分清楚。如果在介质B的上方用一目镜观测，就可看见一个界线十分清晰的半明半暗的象。 　　

介质不同，临界角也就不同，目镜中明暗两区的界线位置也不一样。如果在目镜中刻上一“十”字交叉线，改变介质B与目镜的相对位置，使每次明暗两区的界线总是与“十”字交叉线的交点重合，通过测定其相对位置（角度）并经换算，便可得到折光率。而阿贝折光仪的标尺上所刻的读数即是换算后的折光率，故可直接读出。同时阿贝折光仪有消色散装置，故可直接使用日光，其测得的数字与钠光线所测得的一样。这些都是阿贝折光仪的优点所在。 　　

阿贝折光仪的使用方法：

分开直角棱镜，用丝绢或擦镜纸沾少量丙酮轻轻擦洗上下镜面。待丙酮挥发后，加一滴样品于下面镜面上，关闭棱镜，调节反光镜使镜内视场明亮，转动棱镜直到镜内观察到有界线或出现彩色光带；若出现彩色光带，则调节色散，使明暗界线清晰，再转动直角棱镜使界线恰巧通过“十”字的交点。记录读数与温度，

注意事项

使用折光仪应注意下列几点： 　　

（1）量程从1.3000至1.7000，精密度为±0.0001；测量时应注意保温套温度是否正确。如欲测准至±0.0001，则温度应控制在±0.1℃的范围内。 　　

（2）仪器在使用或贮藏时，均不应曝于日光中，不用时应用黑布罩住。 　　

（3）折光仪的棱镜必须注意保护，不能在镜面上造成刻痕。滴加液体时，滴管的末端切不可触及棱镜。 　　

（4）在每次滴加样品前应洗净镜面；在使用完毕后，也应用丙酮洗净镜面，待晾干后再闭上棱镜。 　

（5）对棱镜玻璃、保温套金属及其间的胶合剂有腐蚀或溶解作用的液体，均应避免使用。 　　

（6）最后还应当指出，阿贝折光仪不能在较高温度下使用；对于易挥发或易吸水样品测量有些困难；另外对样品的纯度要求也较高。

折光率的温度校正

　　折光率随温度的升高而降低，摄氏温度每变化1度，折光率大约改变0.00045。我们能够通过公式计算得到校正到20℃的折光率。