一、有機化學實驗常用儀(yi) 器、設備和應用範圍
現將有機化學實驗中所用的玻璃儀(yi) 器、金屬用具、電學儀(yi) 器及一些其它設備分別介紹如下:
1、玻璃儀(yi) 器
有機實驗玻璃儀(yi) 器(見圖2.1、圖2.2),按其口塞是否標準及磨口,而分標準磨口儀(yi) 器及普通儀(yi) 器兩(liang) 類。標準磨口儀(yi) 器由於(yu) 可以相互連接,使用是既省時方便又嚴(yan) 密安全,它將逐漸代替同類普通儀(yi) 器。使用玻璃儀(yi) 器皆應輕拿輕放。容易滑動的儀(yi) 器(如圓底燒瓶),不要重疊放置,以免打破。
除試管、燒杯等少數玻璃儀(yi) 器外,一般都不能直接用火加熱。錐形瓶不耐壓,不能作減壓用。厚壁玻璃器皿(如抽濾瓶)不耐熱,故不能加熱。廣口容器(如燒杯)不能貯放易揮發的有機溶劑。帶活塞的玻璃器皿用過洗淨後,在活塞與(yu) 磨口間應墊上紙片,以防粘住。如已粘住可在磨口四周塗上潤滑劑或有機溶劑後用電吹風吹熱風,或用水煮後再用木塊輕敲塞子,使之鬆開。
此外,不能用溫度計作攪拌棒用,也不能用來測量超過刻度範圍的溫度。溫度計用後要緩慢冷卻不可立即用冷水衝(chong) 洗以免炸裂。
有機化學實驗,采用標準磨口的玻璃儀(yi) 器。這種儀(yi) 器可以和相同編號的磨口相互連接,即可免去配塞子及鑽孔等手續,也能免去反應物或產(chan) 物被軟木塞或橡皮塞所玷汙。標準磨口玻璃儀(yi) 器口徑的大小,通常用數字編號來表示,該數字是指塞(或橡皮塞)所玷汙。標準磨口玻璃儀(yi) 器口徑的大小,通常用數字編號來表示,該數字是指磨口zui大端直徑的毫米整數。常用的有10,14,19,24,29,34,40,50等。有時也用兩(liang) 組數字來表示,另一組數字表示磨口的長度。例如14/30,表示此磨口直徑zui大處為(wei) 14mm,磨口長度為(wei) 30mm。相同編號的磨口、磨塞可以緊密連接。有時兩(liang) 個(ge) 玻璃儀(yi) 器,因磨口編號不同無法直接連接時,則可借助不同編號的磨口接頭(或稱大小頭)[見圖2.2(9)]使之連接。
使用標口玻璃儀(yi) 器時注意:
(1)磨口處必須潔淨,若粘有固體(ti) 雜物,會(hui) 使磨口對接不嚴(yan) 密導致漏氣。若有硬質雜物,更會(hui) 損壞磨口。
(2)用後應拆卸洗淨。否則若長期放置,磨口的連接處常會(hui) 粘牢,難以拆開。
(3)一般用途的磨口無需塗潤滑劑,以免沾汙反應物或產(chan) 物。若反應中有強堿,則應塗潤滑劑,以免磨口連接處因堿腐蝕粘牢而無法拆開。減壓蒸餾時,磨口應塗真空脂,以免漏氣。
(4)安裝標準磨口玻璃儀(yi) 器裝置時,應注意安得正確、整齊、穩妥,使磨口連接處不受歪斜的應力,否則易將儀(yi) 器折斷,特別在加熱時,儀(yi) 器受熱,應力更大。
2、金屬用具
有機實驗中常用的金屬用具有:鐵架,鐵夾,鐵圈,三腳架,水浴鍋,鑷子,剪刀,三角銼刀,圓銼刀,壓塞機,打孔器,水蒸氣發生器,煤氣燈,不鏽鋼刮刀,升降台等。
3、電學儀(yi) 器及小型機電設備
(1)電吹風
實驗室中使用的電吹風應可吹冷風和熱風,供幹燥玻璃儀(yi) 器之用。宜放幹燥處,防潮、防腐蝕。定期加潤滑油
(2)電加熱套(或叫電熱帽)
它是玻璃纖維包裹著電熱絲(si) 織成帽狀的加熱器(見圖2.3),加熱和蒸餾易染有機物時,由於(yu) 它不是明火,因此具有不易引起著火的優(you) 點,熱效率也高。加熱溫度用調壓變壓器控製,zui高溫度可達400℃左右,是有機試驗中一種簡便、安全的加熱裝置。電熱套的容積一般與(yu) 燒瓶的容積相匹配,從(cong) 50mL起,各種規格均有。電熱套主要用做回流加熱的熱源。用它進行蒸餾或減壓蒸餾時,隨著蒸餾的進行,瓶內(nei) 物質逐漸減少,這時使用電熱套加熱,就會(hui) 使瓶壁過熱,造成蒸餾物被烤焦的現象。若選用大一號的電熱套,在蒸餾過程中,不斷降低墊電熱套的升降台的高度,就會(hui) 減少烤焦現象。
(3) 旋轉蒸發儀(yi)
旋轉蒸發儀(yi) 是與(yu) 馬達帶動可旋轉的蒸發器(圓底燒瓶)冷凝器和接受器組成(見圖2.4),可在常壓或減壓下操作,可一次進料,也可分批吸人蒸發料液。由於(yu) 蒸發器的不斷旋轉,可免加沸石而不會(hui) 暴沸。蒸發器旋轉時,會(hui) 使料液的蒸發麵大大增加,加快了蒸發速度。因此,它是濃縮溶液、回收溶劑的理想裝置。
(4)調壓變壓器
調壓變壓器是調節電源電壓的一種裝置,常用來調節加熱電爐的溫度,
(5)電動攪拌器
電動攪拌器(或小馬達連調壓變壓器)在有機實驗中作攪拌用。一般適用於(yu) 油水等溶液或固—液反應中。不適用於(yu) 過粘的膠狀溶液。若超負荷使用,很易發熱而燒毀。使用時必須接上地線.平時應注意經常保持清潔幹燥,防潮防腐蝕。軸承應經常加油保持潤滑。
(6)磁力攪拌器
由一根以玻璃或塑料密封的軟鐵(叫磁棒)和一個(ge) 可旋轉的磁鐵組成。將磁棒投入盛有欲攪拌的反應物容器中,將容器置於(yu) 內(nei) 有旋轉磁場的攪拌器托盤上,接通電源,由於(yu) 內(nei) 部磁鐵旋轉,使磁場發生變化,容器內(nei) 磁棒亦隨之旋轉,達到攪拌的目的。一般的磁力攪拌器(如79—1型磁力攪拌器)都有控製磁鐵轉速的旋鈕及可控製溫度的加熱裝置。
(7)烘箱
烘箱用以幹燥玻璃儀(yi) 器或烘幹無腐蝕性、加熱時不分解的物品。揮發性易燃物或剛用酒精、丙酮淋洗過的玻璃儀(yi) 器切勿放人烘箱內(nei) ,以免發生爆炸。
烘箱使用說明:接上電源後,即可開啟加熱開關(guan) ,再將控溫旋鈕由“0"位順時針旋
至一定程度(視烘箱型號而定),此時烘箱內(nei) 即開始升溫,紅色指示燈發亮。若有鼓風機,可開啟鼓風機開關(guan) ,使鼓風機工作。當溫度計升至工作溫度時(由烘箱頂上溫度計讀數觀察得知)即將控溫器旋鈕按逆時針方向緩慢旋回,旋至指示燈剛熄滅。在指示燈明滅交替處即為(wei) 恒溫定點。一般幹燥玻璃儀(yi) 器時應先瀝幹,無水滴下時才放人烘箱,升溫加熱,將溫度控製在100-120℃左右。實驗室中的烘箱是公用儀(yi) 器,往烘箱裏放玻璃儀(yi) 器時應自上而下依次放入,以免殘留的水滴流下使下層已烘熱的玻璃儀(yi) 器炸裂。取出烘幹後的儀(yi) 器時,應用幹布襯手,防止燙傷(shang) 。取出後不能碰水,以防炸裂。取出後的熱玻璃器皿,若任其自行冷卻,則器壁常會(hui) 凝上水氣。可用電吹風吹入冷風助其冷卻,以減少壁上凝聚的水氣。
4、其它儀(yi) 器設備
(1)台秤
在有機合成實驗室中,常用於(yu) 稱量物體(ti) 質量的儀(yi) 器是台秤。台秤的zui大稱量為(wei) 1000g,或500g,能稱準到1g。若用藥物台秤(又稱小台秤),zui大稱量為(wei) l00g,能稱準到0.1g。
(2)扭力天平
在進行半微量製備時,因普通台秤的靈敏度不夠,可使用扭力天平。扭力天平可準確到0.0lg。使用前先調節底腳螺絲(si) 使左右平衡。在稱量lg以下物料時,可通過旋轉加質量的旋鈕來調節。
(3)鋼瓶
使用鋼瓶時應注意:
①鋼瓶應放置在陰涼、幹燥、遠離熱源的地方,避免日光直曬。氫氣鋼瓶應放在與(yu) 實驗室隔開的氣瓶房內(nei) 。實驗室中應盡量少放鋼瓶。
②搬運鋼瓶時要旋上瓶帽,套上橡皮圈,輕拿輕放,防止摔碰或劇烈振動。
③使用鋼瓶時,如直立放置應有支架或用鐵絲(si) 綁住,以免摔倒;如水平放置應墊穩,防止滾動,還應防止油和其它有機物玷汙鋼瓶。
④鋼瓶使用時要用減壓表,一般可燃性氣體(ti) (氫、乙炔等)鋼瓶氣門螺紋是反向的,不燃或助燃性氣體(ti) (氮、氧等)鋼瓶氣門螺紋是正向的。各種減壓表不得混用。開啟氣門
時應站在減壓表的另一側(ce) ,以防減壓表脫出而被擊傷(shang) 。
⑤鋼瓶中的氣體(ti) 不可用完,應留有0.5%表壓以上的氣體(ti) ,以防止重新灌氣時發生危險。
⑥用可燃性氣體(ti) 時一定要有防止回火的裝置(有的減壓表帶有此種裝置)。在導管中塞細銅絲(si) 網,管路中加液封可以起保護作用。
⑦鋼瓶應定期試壓檢驗(一般鋼瓶三年檢驗一次)。逾期未經檢驗或鏽蝕嚴(yan) 重時,不得使用,漏氣的鋼瓶不得使用。
(4)減壓表
減壓表由指示鋼瓶壓力的總壓力表、控製壓力的減壓閥和減壓後的分壓力表三部分組成。使用時應注意,把減壓表與(yu) 鋼瓶連接好(勿猛擰!)後,將減壓表的調壓閥旋到zui鬆位置(即關(guan) 閉狀態)。然後打開鋼瓶總氣閥門,總壓力表即顯示瓶內(nei) 氣體(ti) 總壓。檢查各接頭(用肥皂水)不漏氣後,方可緩慢旋緊調壓閥門,使氣體(ti) 緩緩送人係統。使用完畢時,應首先關(guan) 緊鋼瓶總閥門,排空係統的氣體(ti) ,待總壓力表與(yu) 分壓力表均指到0時,再旋鬆調壓閥門。如鋼瓶與(yu) 減壓表連接部分漏氣,應加墊圈使之密封,切不能用麻絲(si) 等物堵漏,特別是氧氣鋼瓶及減壓表不能塗油,這更應特別注意。
二、有機實驗常用裝置
為(wei) 了便於(yu) 查閱和比較有機化學實驗中常見的基本操作,在此集中討論回流、蒸餾、氣體(ti) 吸收及攪拌等操作的儀(yi) 器裝置。
1、回流裝置
很多有機化學反應需要在反應體(ti) 係的溶劑或液體(ti) 反應物的沸點附近進行,這時就要用回流裝置(見圖2.6)。圖2.6(1)是普通加熱回流裝置;圖2.6(2)是防潮加熱回流裝置;圖2.6(3)是帶有吸收反應中生成氣體(ti) 的回流裝置,適用於(yu) 回流時有水溶性氣體(ti) (如:HCl、HBr、SO2等)產(chan) 生的實驗;圖2.6(4)為(wei) 回流時可以同時滴加液體(ti) 的裝置。回流加熱前應先放人沸石,根據瓶內(nei) 液體(ti) 的沸騰溫度,可選用水浴、油浴或石棉網直接加熱等方式。在條件允許下,一般不采用隔石棉網直接用明火加熱的方式。回流的速率應控製在液體(ti) 蒸氣浸潤不超過兩(liang) 個(ge) 球為(wei) 宜。
2、蒸餾裝置
蒸餾是分離兩(liang) 種以上沸點相差較大的液體(ti) 和除去有機溶劑的常用方法。幾種常用的蒸餾裝置(見圖2.7),可用於(yu) 不同要求的場合。圖2.7(1)是zui常用的蒸餾裝置,由於(yu) 這種裝置出口處與(yu) 大氣相通,可能逸出餾液蒸氣,若蒸餾易揮發的低沸點液體(ti) 時,需將接液管的支管連上橡皮管,通向水槽或室外。支管口接上幹燥管,可用作防潮的蒸餾。
5、儀(yi) 器裝置方法
有機化學實驗常用的玻璃儀(yi) 器裝置,一般皆用鐵夾將儀(yi) 器依次固定於(yu) 鐵架上。鐵夾的雙鉗應貼有橡皮、絨布等軟性物質,或纏上石棉繩、布條等。若鐵鉗直接夾住玻璃儀(yi) 器,則容易將儀(yi) 器夾壞。
用鐵夾夾玻璃器皿時,先用左手手指將雙鉗夾緊,再擰緊鐵夾螺絲(si) ,待夾鉗手指感到螺絲(si) 觸到雙鉗時,即可停止旋動,做到夾物不鬆不緊。
以回流裝置[圖1.6(2)]為(wei) 例,裝置儀(yi) 器時先根據熱源高低(一般以三腳架高低為(wei) 準)用鐵夾夾住圓底燒瓶瓶頸,垂直固定於(yu) 鐵架上。鐵架應正對實驗台外麵,不要歪斜。若鐵架歪斜,重心不一致,裝置不穩。然後將球形冷凝管下端正對燒瓶口用鐵夾垂直固定於(yu) 燒瓶上方,再放鬆鐵夾,將冷凝管放下,使磨口磨塞塞緊後,再將鐵夾稍旋緊,固定好冷凝管,使鐵夾位於(yu) 冷凝管中部偏上一些。用合適的橡皮管連接冷凝水,進水口在下方,出水口在上方。zui後按1.6(2)在冷凝管頂端裝置幹燥管。
安裝儀(yi) 器遵循的總則:
(1)先下後上,從(cong) 左到右;
(2)正確、整齊、穩妥、端正;其軸線應與(yu) 實驗台邊沿平行。
(文章來源:實驗室資訊網)
傳(chuan) 真:(微信)13061776706
郵箱:13061776706@163.com
地址:上海市寶山區淞濱路803弄