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1.氨气
商品的氨气一般用钢瓶盛装,使用时通过减压装置可以得到气态的氨。气体的流速可由计泡计来控制,其中计泡计中含有少量浓氢氧化钾溶液(
如果需要少量的氨可以用如下方法制备:在上端装有回流冷凝管的圆底烧瓶中加入浓氨水,缓慢加热,气体通过装有疏松的碱石灰或块状氧化钙的干燥塔干燥,然后通过安全瓶引入反应瓶。
2.氨基钠
市售颗粒状氨基钠纯度为80~90%,氨基钠不容易研碎,通常在装有烃类惰性溶剂(如甲苯、二甲苯等)的研钵中研磨。氨基钠在常温下暴露在空气中2~3天会产生危险的混合物。为了安全,打开的氨基钠应该立即使用,容器敞口放置不应超过12小时。当氨基钠形成氧化物时(颜色变为黄色或棕色)爆炸性很强,不能再使用。将少量没有用完的氨基钠加入甲苯使其*覆盖,搅拌下缓慢加入用甲苯稀释过的乙醇,可将其分解掉。
实验室由钠和液氨在三价铁离子催化下制备氨基钠:向500 mL的三颈瓶中加入300 mL无水液氨。三颈瓶上装有玻璃塞、密封的搅拌棒和装有碱石灰干燥管的回流冷凝管。搅拌下,向溶液中加入
3.钯催化剂
钯催化剂是非常有效的加氢催化剂,价格比较贵。实验室可由氯化钯制备钯催化剂。
(1)Pd-C(5%Pd)的制备:将
(2)Pd-C(30%Pd)的制备:将
(3)钯黑的制备:
(4)Pd-BaSO4(5%Pd)的制备:在
4.苯
沸点
要制取无水无噻吩的苯一般可采用在室温下用浓硫酸洗涤的方法。取体积相当于苯体积15%的浓硫酸洗涤,可重复操作直至酸层呈现无色或淡黄色为止,然后用水洗至中性,用无水氯化钙干燥后,蒸馏,收集79~
5.吡啶
沸点
6.丙酮
沸点
7.冰醋酸
沸点
8.氮气
氮气一般以压缩气的形式贮存于钢瓶中,一般含有痕量的氧气,可以采用以下方法除去:(1)通过没食子酸的碱溶液(
9.N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)
沸点149~
10.二甲亚砜
沸点
11.二氧化碳
在启普发生器中用碳酸钙和稀盐酸(1﹕1)可以制备二氧化碳。将气体通过装有碳酸氢钠的洗气瓶中可除去酸雾,如果需要干燥,再将气体通入另外两个装有浓硫酸的洗气瓶除去。
大量的二氧化碳可用商品的钢瓶气,气体可通过两个装有浓硫酸的洗气瓶干燥,在二氧化碳气体中存在少量的空气。
为了达到某种实验目的(如格氏反应),可用固态二氧化碳(干冰),注意不能在没有保护的情况下直接用手拿固态二氧化碳,否则会冻伤。如果要用干冰粉末,可将大块的干冰用布包起来再砸碎。干冰挥发时可以稳定地提供二氧化碳气体,可在烧瓶中装入大小合适的干冰块,产生的气体经过浓硫酸洗气瓶、安全瓶与反应器相连。
12.二氧化锰
二氧化锰在有机合成方面的主要用途是将含有烯丙基、苄基的1o和2o醇选择性的氧化成相应的羰基化合物,二氧化锰的活性随制备方法的不同而不同,高活性的二氧化锰可以通过用过量高锰酸盐在碱性条件下氧化二价锰离子得到:
将
13.二氧六环
沸点
14.N,N-二环己基碳二酰亚胺(DCC;C6H11N=C=NC6H11)
熔点33~
该试剂常用作脱水剂,反应后以二环己基脲形式除去。回收的二环己基脲(m.p.
15.氟化钾
无水氟化钾可通过下列的步骤制备:氟化钾晶体研细,用加热套加热到180~
16.铬氧化剂
在有机化学中Cr(VI) 广泛的用作氧化剂。氧化铬是一种易潮解的红色晶体,易溶于水和硫酸,为强氧化剂,处理时必须小心。通常用它的乙酸或乙酐溶液。将氧化铬加到冰冷的乙酐中可配成氧化铬的乙酐溶液,切记不要将酸酐加到氧化铬上,将酸酐加到大量的氧化铬上会引起爆炸性分解。在将简单一级醇氧化为醛、二级醇氧化为酮、烷基硼烷氧化为酮的反应中,也可用重铬酸钠的硫酸水溶液作为氧化剂。由于一级醇氧化的醛会被继续氧化为羧酸,因此一般不用酸性铬酸盐来氧化一级醇制醛。而在惰性介质中Cr(VI)可以进行选择性氧化,目前Cr(VI) 的吡啶配合物(重铬酸吡啶盐和氯铬酸吡啶盐)广泛用于一级醇和含有酸敏感基团醇的选择性氧化。
用重铬酸吡啶盐氧化一级醇和二级醇的步骤为:在磁力搅拌下,向150 mL含吡啶
氯铬酸吡啶盐是在有盐酸存在的条件下由三氧化铬和吡啶作用形成的,它具有弱酸性,易和碱性基团反应,它可替代氧化剂重铬酸吡啶盐。可用下面的方法制备氯铬酸吡啶盐:在搅拌的过程中向184 mL 6mol?L-1 HCl(1.1 mol)中快速加入
在一些反应中吸附在氧化铝上的氯铬酸吡啶盐的反应效果更好。
17.高碘酸
商品的高碘酸一般有95%和50%两种规格。高碘酸可对相邻碳原子上有两个羟基或一个羟基和一个氨基的化合物进行选择性氧化。即:C-C键断裂。
RCH(OH)CH(OH)R'+ HIO4 → RCHO + R'CHO + HIO3 + H2O
RCH(OH)CH(NH2)R' + HIO4 → RCHO + R'CHO + HIO3 + NH3
只有两个羟基或一个羟基和一个氨基在相邻碳上时才能发生氧化反应,因此该反应可用来检验是否存在相邻的羟基(例如1,2-二醇)和相邻的羟基、氨基。羟基和羰基相邻或羰基和羰基相邻的化合物也可被氧化,如:
RCH(OH)COR' + HIO4 → RCHO + R'CO2H + HIO3
RCOCOR' + HIO4 + H2O → RCO2H + R'CO2H + HIO3
pH在3~5之间进行的氧化反应用NaIO4和KIO4。高碘酸钠在水中的溶解度为:
18.过氧化苯甲酰
过氧化苯甲酰是一种危险物质,很容易爆炸。商业产品很便宜,一般含水25%。在实验中少量的过氧化苯甲酰可在强碱存在的条件下由苯甲酰氯和过氧化氢反应制备
在通风橱中,向浸没于冰浴中的600 mL的烧杯中加入50 mL(0.175 mol)12%(40体积)的过氧化氢,同时装上机械搅拌,将30 mL 4 mol?L-1的氢氧化钠溶液和
为了确定过氧化苯甲酰的含量(含有其它有机过氧化物),可用下面的步骤:准确称取
1 mL 0.10 mol?L-1 Na2S2O3→
19.过氧化氢
市售过氧化氢的浓度一般为28%和70%。也有高浓度的过氧化氢,如浓度为86%。浓过氧化氢与有机物或过渡金属接触会发生爆炸,因此必须小心。
只要采用一定的安全防范,即使是高浓度的过氧化氢(大于50%),也可以进行处理。首先,戴上防护镜和橡胶或塑料手套,因为高浓度的溶液会使纺织品燃烧,而且必须穿上橡胶或塑料围裙。所有涉及到该溶液的操作均应在通风橱中进行,并且反应装置应安装在装有水的塑料盘中,以防止过氧化氢溢出。
吸入高浓度的过氧化氢的蒸气会使鼻子和喉咙疼痛,眼睛接触后会使角膜溃烂。皮肤上溅到过氧化氢溶液,应立即用自来水冲洗。操作前应准备好水,用于冲洗溅出和泄露的过氧化氢。
可以根据含氧量粗略测得过氧化氢溶液的浓度,在标准状况下1 mL 30%的过氧化氢溶液加热*分解会得到100 mL氧。过氧化氢水溶液用酸性碘化钾处理释放出碘,再用标准硫代硫酸钠滴定,这种方法也可测得过氧化氢水溶液的浓度。
20.光气(碳酰氯)
有市售装在钢瓶中的光气或装在安瓿中的光气甲苯溶液(12.5%),由于光气毒性强,所有操作都应在通风橱中进行,多余光气必须用20%的氢氧化钠溶液吸收完。一般不在实验室中制备光气,但少量的光气可通过下面的步骤制备:实验装置如图1所示,一个圆底烧瓶上装一小的回流冷凝管,回流冷凝管上端安一“T”形接头,再安一滴液漏斗,“T”形接头与一系列的洗气瓶相连,A和C作为安全瓶,B中所装的甲苯吸收光气。D中所装的20%氢氧化钠水溶液吸收HCl和微量的光气。圆底烧瓶中装有浓硫酸,再加入浓硫酸质量2%的硅藻土(经过灼烧干燥)。将四氯化碳置于滴液漏斗中,用油浴将浓硫酸加热到120~
3 CCl4 + 2 H2SO4 → 3 COCl2 + 4 HCl + S2O5Cl2
21.钾
在处理钾时必须非常小心,要在装有石油醚的研钵中切金属钾,不要用易碎的烧杯或培养皿。切开外面的氧化层,然后用镊子将碎屑放入另一装有石油醚的研钵中。用镊子将刚切的钾夹到滤纸上,快速吸干,然后加到已知质量的装有石油醚的烧杯中,称量。将称量后的钾加到反应物中。钾碎屑不应久置,应立即分解掉,可将装有钾碎屑的研钵转移到通风橱内,用移液管分批加入少量叔丁醇(不能用甲醇或乙醇),控制滴加速度使反应不是很剧烈。准备一个防热挡板,如果溶液着火,可用挡板盖住熄灭。粘在刀上和研钵中的钾屑也要在通风橱中用叔丁醇小心处理。
22.甲醛
商品福尔马林是含37~40% 甲醛的水溶液(每毫升含甲醛0.37~
23.金属氢化物
金属氢化物应用广泛,处理简单,常被选作很多有机官能团的还原剂。下面几种金属氢化物的氘代物可以通过商业途径得到,它们能在有机化合物的已知位置引入一个氘原子,因而这类化合物在推测反应途径和反应机理上是非常有用的。
氢化铝锂(LiALH4)是一种很强的还原剂,能迅速还原许多官能团。一个典型的例子就是把酯还原成醇。这种试剂通常以粉末形式密封在塑料袋里,置于金属筒中。也可以以溶液形式溶于乙醚、二甲醚、四氢呋喃或者甲苯中。氢化铝锂与水剧烈反应,放出氢气,也必须避免与痕量的水蒸气接触,因为随即产生的热量能引燃氢化铝锂。因此在处理该试剂时要特别小心。剩余的粉末试剂要安全销毁,方法是在安全隔板后放一容器,内置石油醚(b.p.60~
氢化铝锂的还原通常在醚的溶剂中进行,如严格干燥过的乙醚或四氢呋喃,它在这两种溶剂中的溶解度分别是25~
硼氢化钠(NaBH4)相对于氢化铝锂来说是一种温和的还原剂。在羰基化合物中,它一般只还原醛类和酮类,而且硼氢化钠比氢化铝锂的选择性要好,可以买到固体的NaBH4或者溶于乙二醇二甲醚、丙三醇*醚中的溶液。与氢化铝锂不同,硼氢化钠不溶于乙醚(但可溶于二氧六环),作还原剂时,一般溶于水或乙醇溶液中。
24.磷酸
市售磷酸的含量为85%,d=1.75;每毫升含磷酸
多聚磷酸(近似分子式2P2O5.3H2O)含82~84%的磷酸,为粘稠液体,取用时可用蒸气浴加热形成流动的液体。也可将P2O5溶于88~90%的磷酸(质量比为1.8﹕1)来制备,相当于含87% 的P2O5。
25.硫化氢
硫化氢有毒,应在通风良好的通风橱中进行反应和制备,一般采用硫化亚铁与稀盐酸(1﹕3)在启普发生器中制备,用水洗除去少量酸气,因市售硫化亚铁含有少量单质铁,所以制得的硫化氢含有少量氢气。也有高纯度的钢瓶气,纯度一般为99.6%。
26.硫酸二烷基酯
*为液体,沸点
硫酸二乙酯的毒性比*的弱,但在使用和处理时同样要采取相应的预防措施,所有的操作都应戴上胶皮手套在通风橱中进行。如果硫酸二乙酯为黑色,应该放在分液漏斗中用冰水洗涤,再用碳酸氢钠洗涤,直到不显酸性,zui后用氧化钙干燥,分馏,收集
27.氯气
氯是具有剧毒的刺激性气体,制备和使用必须在通风良好的通风橱中进行操作。对于使用大量的氯,可用市售的钢瓶氯气。气体可通过两个装有浓硫酸的洗气瓶进行干燥,然后通过一个装有玻璃棉的洗气瓶以除去酸雾。少量的氯可在如图2所示的装置中由浓盐酸和高锰酸钾反应制得。根据所需氯气的质量计算出高锰酸钾的量(
28.氯仿
氯仿的沸点
氯仿的纯化:先用浓硫酸除去乙醇,再用无水氯化钙干燥,zui后进行蒸馏。氯仿遇金属钠会发生爆炸,不可用金属钠干燥。
29.氯磺酸(ClSO3H)
处理氯磺酸时必须非常小心,它对皮肤和衣服的腐蚀性很强,与水发生剧烈反应。如果试剂不纯,可以在全玻璃的装置中进行蒸馏,收集沸点在148~
30.氯化亚锡
无水氯化亚锡易溶于丙酮和1-戊醇,溶于无水甲醇和无水乙醇;不溶于苯,甲苯,二甲苯和氯仿。只要有微量的水就立即水解,形成一种乳状沉淀。
用油浴在195~
用下面的步骤可得到更好的无水氯化亚锡:在400 mL的烧杯中加入
31.氯化亚铜
将
32.氯化氢
制备方法1:由浓硫酸和熔融后的氯化铵制备。在启普发生器中由浓硫酸和熔融后的块状氯化铵反应来制备氯化氢。气体通过装有浓硫酸的洗气瓶进行干燥,干燥瓶应接一个安全瓶以防止倒吸。
制备方法2:由浓硫酸和浓盐酸制备。装置如图3,上面漏斗的容积为100 mL,并且出口插有一根足够长的玻璃管。下面的滴液漏斗容积为500 mL。洗气瓶A装有浓硫酸,另一个洗气瓶做为安全瓶,所有装置必须安装在稳定的铁架台上。
在下面的漏斗中装入约150 mL浓硫酸,上面的分液漏斗中装有100 mL浓盐酸,漏斗的长颈要接近下面漏斗的底部。将小漏斗向上提,直到玻璃管处于硫酸液面上,小心地在玻璃管中注入浓盐酸,然后将漏斗插入接头,此时氯化氢的挥发速度决定于浓盐酸的滴加速度,反应完可将稀硫酸放出,再重安装置。氯化氢的产量为31~
33.钠
处理钠时必须非常小心,在任何条件下都不能与水接触,钠应存放在煤油或石蜡中。不能用手接触金属钠,不用的钠块应放在装有煤油或石蜡的容器中,不能扔在水槽或垃圾桶中。如果要将小钠块处理掉,可将小钠块分批投入到大量的工业酒精中。钠表面总是覆盖有一层非金属层,在使用前要在惰性溶剂(如乙醚,二甲苯)中用小刀将它刮掉,但这样相当浪费;也可将钠块浸没于装有二甲苯的大口锥形瓶中,小心加热,轻轻搅拌,直到钠熔化并与表面的氧化层分开时,将锥形瓶从电热板上取下,冷却。熔融钠固化为小球状,然后用小铲取出,浸没于新制备的惰性溶剂中。用二甲苯洗涤后的残渣层,可浸没于工业酒精中安全分解。
钠砂的制备是在装有回流冷凝管(装有碱石灰干燥管)、密封搅拌和滴液漏斗的
34.氢
实验室常用市售钢瓶氢气,高纯氢含量可达99.99%。也可由活泼金属与稀酸反应制备。普通的氢气含有少量的氮、氧、水和烃类,欲除去氢气中的氧气,可用Fieser’s溶液除氧(参看本节8氮气),然后通入装有浓硫酸的洗瓶,并在洗瓶中加入少量的硫化银,硫化银可以除去Fieser`s溶液分解出的硫化氢。
35.氢碘酸
氢碘酸是含水的恒沸物,含55~57% 的碘化氢,沸点122.5~
氢碘酸制备方法如下:在通风橱中向
H2S + I2 === 2 HI + S
36.氢溴酸
氢溴酸是一种含水的恒沸物(恒沸点的氢溴酸),常用47~48% 的氢溴酸(每毫升含0.695~
37.氢氟酸
常用40%或48%的溶液。使用氢氟酸时戴上防酸胶皮手套并戴上安全眼镜。氢氟酸和皮肤接触会产生非常疼痛的烧伤,如果不小心溅到皮肤上,应立即用自来水冲洗,直到变为自然肤色,并涂上少量甘油。
38.石油醚
石油醚是石油分馏出来的多种烃类的混合物,实验室使用的石油醚依据沸点的高低常分为30~
39.水合肼
肼是一种致癌物,在使用时要采用相应的预防措施。常用含60%肼的水溶液。如果需要更高浓度的肼,可用下面的方法浓缩:将
无水肼可用100%的水合肼(95%的水合肼与20%质量的KOH混合,放置过夜,再过滤出沉淀)与相同质量的NaOH颗粒一起加热回流2小时,然后在缓慢的氮气流中蒸馏,收集114~
40.四氯化碳
沸点
41.四氢呋喃
沸点
处理四氢呋喃时,应先取少量进行实验。在确定其中只有少量水和过氧化物(作用不会过于激烈)时,方可进行纯化。四氢呋喃中的过氧化物可用酸化的碘化钾溶液来检验。如过氧化物较多,需先除去过氧化物再进行纯化。
42.碳酸二乙酯
可以通过以下步骤对商品的碳酸二乙酯提纯:100 mL的碳酸二乙酯依次用20 mL 10%碳酸钠溶液、20 mL饱和氯化钙溶液、25 mL水洗涤,将其放在无水氯化钙中1小时,并不时的震荡几下,然后过滤到装有
43.铜粉
在磁力搅拌下,取
44.无水三氯化铝
三氯化铝一般为粉状,有时也有块状,容易和潮湿的空气反应而变质。在使用前要认真检验是否变质。在一些反应中需要用高质量的无水三氯化铝,可用如下步骤制备制备:先将块状的三氯化铝研碎装入大小合适的圆底烧瓶中,安装蒸馏头,蒸馏头直接与接收瓶相连,接收瓶用两颈圆底烧瓶,接收瓶的另一个出口通过干燥塔和水泵相连。干燥塔中装有颗粒状的氯化钙,用煤气灯火焰小心加热蒸馏瓶,减压,三氯化铝便升华出来,收集在接收瓶中。
45.硝酸
市售的硝酸密度为1.41,含70%的硝酸(每毫升溶液含
46.溴
溴具有强烈的腐蚀性,通常要在通风橱中非常小心的操作,液态溴会对皮肤产生严重的烧伤,戴上胶皮手套;气态溴的刺激性特别强,注意不要吸入溴的蒸气。溴烧伤应立即用大量的甘油处理。纯溴的沸点为
47.N-溴代丁二酰亚胺(NBS)
这是一种常用的溴代试剂, N-溴代丁二酰亚胺可由丁二酰亚胺来制备:将丁二酰亚胺溶于稍过量的冷的氢氧化钠溶液中(大约为3mol?L-1),剧烈搅拌下快速加入溶于同体积四氯化碳的1摩尔的溴(小心),溶液析出白色晶体,过滤收集,用冷水洗涤,可用十倍量的热水或冰醋酸进行重结晶。
48.溴化氢
由溴和四氢化萘反应可以制备溴化氢。
加入的溴只有一半转化为溴化氢,按溴的质量算,溴化氢的产率为45%。四氢萘必须干燥,可用无水硫酸镁或无水硫酸钙干燥,过滤,减压蒸馏后使用。将四氢化萘装在一*的圆底烧瓶中,圆底烧瓶安一“T”形接头和恒压滴液漏斗。将溴从滴液漏斗中滴入烧瓶,轻轻搅拌溶液,确保溴化氢稳定。被气体带出的溴可通过装有四氢化萘的吸收塔进行吸收,在干燥器和反应装置之间装置一安全瓶,防止倒吸。
49.溴化亚铜
将
另一种制备溴化亚铜的方法是在回流装置中加入
50.盐酸(氢氯酸)
常用的盐酸含量在32%~36%之间(0.371~
51.乙醇
无水乙醇的沸点为
52.乙醇钠
乙醇钠是易燃、易潮解的固体。许多反应要求用乙醇钠的乙醇溶液,该溶液可用钠与乙醇反应制备。
53.乙醚
乙醚的沸点
54.乙酸钠
市售的乙酸钠可以满足一般用途,如有必要,可将它熔化,保持熔融状态数分钟,以除去在保存时吸收的水分。
由含结晶水的乙酸钠制备无水乙酸钠的操作:将结晶乙酸钠置于大的瓷蒸发皿中,用小火加热得到无水乙酸钠。盐很快液化,挥发出蒸气,当结晶水几乎挥发完后乙酸钠固化。为了除去剩余的水分,继续用小火加热固体,同时不断的移动火焰直到固体*熔化。小心避免将固体加热过度,如果有可燃性气体放出和物质炭化,说明加热过度。将熔融盐固化,趁热用刀或小铲移出蒸发皿,立即研为粉末,保存在塞紧的瓶中。
55.一氧化碳
使用的一氧化碳一般是钢瓶气。一氧化碳有毒,实验室在制备和使用时必须在通风良好的通风橱中操作。
实验室一般由70~
56.有机过酸
过甲酸:30%的双氧水与过量80%~90%的甲酸作用可制得过甲酸(涉及到双氧水的反应应在防护板后进行)。
过乙酸:向有硫酸作催化剂的冰醋酸中加入双氧水来制备过乙酸,其中冰醋酸与双氧水的物质的量比是3﹕1。有市售的含少量硫酸的过乙酸的乙酸溶液,用碘量法可确定溶液中过乙酸的含量。有时在使用时要求用一定比例的乙酸钠中和硫酸,中和后的试剂不能长久放置,必须立即使用。
过三氟乙酸:双氧水与三氟乙酸酐反应可制备过三氟乙酸。将86%双氧水(4.1 mL,0.15 mol)与冷的二氯甲烷(70 mL)混合,然后在
(F3CCO)2 + H2O2 → F3CO3H + F3CCO2H
过苯甲酸:易溶于氯仿、乙酸乙酯和醚,微于冷水和冷的石油醚,其制备方法如下:向500 mL的烧瓶中加入
用下面的步骤可确定溶液中过苯甲酸的含量:在250 mL试剂瓶中,将
邻氯过苯甲酸(MCPBA)溶液在温和的条件下长时间放置仍很稳定。因此它是有机合成中的常用氧化剂。在pH=7.5的磷酸盐缓冲溶液洗涤邻氯过苯甲酸产品(80~85%),减压下干燥沉淀,可得99%的邻氯过苯甲酸,在使用前可用碘量法测定。
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