第二章　基本實(shí)驗(yàn)

簡　介

本部分為醫(yī)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，共15個(gè)實(shí)驗(yàn)單元，內(nèi)容有基本操作訓(xùn)練、定量分析、常數(shù)測定、合成及分離技術(shù)以及驗(yàn)證性試驗(yàn)等類型。通過基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，旨在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能，為開展綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)一　緩沖溶液的配制和性質(zhì)

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】緩沖溶液在生物化學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)中應(yīng)用廣泛，本實(shí)驗(yàn)旨在學(xué)習(xí)緩沖溶液的配制及其緩沖容量的影響因素，涉及pH試紙、酸度計(jì)的使用、滴定等基本操作，詳見本書第一章相關(guān)內(nèi)容。緩沖溶液的配制方法有別于一般溶液，請預(yù)習(xí)理論教材中緩沖溶液一章中的緩沖溶液pH值的計(jì)算、緩沖容量等相關(guān)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．什么是緩沖溶液?緩沖溶液的組成有什么特點(diǎn)?

2．緩沖溶液pH值如何計(jì)算?

3．什么是緩沖容量?影響緩沖容量的因素有哪些?

4．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．熟悉緩沖溶液的配制方法，了解緩沖溶液的緩沖性能。

2．了解緩沖容量與緩沖對總濃度以及緩沖比的關(guān)系。

3．掌握酸度計(jì)的使用方法。

實(shí)驗(yàn)原理

1．緩沖溶液的配制與pH值的計(jì)算:能抵抗少量外來強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或適當(dāng)稀釋而保持溶液pH值基本不變的溶液稱為緩沖溶液。按照酸堿質(zhì)子理論，緩沖溶液一般是由足夠濃度的共軛酸堿對組成，其中共軛酸為抗堿成分，共軛堿為抗酸成分。

緩沖溶液的pH值可用下式計(jì)算:

緩沖溶液pH值主要決定于共軛酸的Ka值，同時(shí)與緩沖比有關(guān)。

若配制緩沖溶液所用的共軛酸堿對的原始濃度均為c，共軛酸的體積為Va，共軛堿的體積為Vb，總體積為V，混合后共軛酸的濃度為，共軛堿的濃度為，則

所以緩沖溶液pH值可寫為

配制緩沖溶液時(shí)，共軛酸堿對溶液的體積只要按理論計(jì)算值量取，混合均勻即可得到一定pH值的緩沖溶液。

2．緩沖溶液的性質(zhì):任何緩沖溶液的緩沖作用都是有限度的。如果加入的酸或堿過多或過量的稀釋，都會(huì)使緩沖溶液喪失其緩沖作用。緩沖溶液的緩沖能力可以用緩沖容量來表示。緩沖比愈接近1，緩沖容量愈大。緩沖溶液的有效緩沖范圍的pH 為pKa±1。

實(shí)驗(yàn)步驟

(一)緩沖溶液配制

甲、乙、丙三種緩沖溶液的組成如表2－1－1。如配制三種緩沖溶液各10mL，計(jì)算所需各組分的體積，并填入表2－1－1中。按計(jì)算所需各組分的體積配制甲、乙、丙三種緩沖溶液于已標(biāo)號(hào)的3支試管中。用廣泛pH試紙測定所配制的緩沖溶液的pH值，填入表2－1－1中。試比較實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值是否相符(保留溶液，留作下面實(shí)驗(yàn)用)。

(二)緩沖溶液的性質(zhì)

1．緩沖溶液對強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的緩沖能力

(1)在兩支試管中各加入3mL蒸餾水，用pH試紙測定其pH值，然后分別加入3滴0．1mol·L－1HCl和0．1mol·L－1NaOH溶液，再用pH試紙測其pH值，填入表2－1－2中。

(2)將實(shí)驗(yàn)1中配制的甲、乙、丙三溶液依次各取3mL，每種取2份，共6份，分別加入3滴0．1mol·L－1HCl和0．1mol·L－1NaOH溶液，用pH試紙測其pH值并填入表2－1 －2中。

2．緩沖溶液對稀釋的緩沖能力:在4支試管中，依次加入1mLpH=4的緩沖溶液、pH=4的HCl溶液、pH=10的緩沖溶液、pH=10的NaOH溶液，然后在各試管中加入10mL蒸餾水，混合后用酸度計(jì)測量其pH值，結(jié)果記錄在表2－1－3中，并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

(三)緩沖容量

1．緩沖容量與緩沖對總濃度的關(guān)系:用2．0mol·L－1NaOH溶液滴定下面兩種緩沖溶液，以甲基紅作指示劑，記錄溶液由紅變黃消耗的堿液體積，結(jié)果填入表2－1－4中，并解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

(1)2．5mL0．1mol·L－1HAc與2．5mL0．1mol·L－1NaAc的混合液。

(2)2．5mL1．0mol·L－1HAc與2．5mL1．0mol·L－1NaAc的混合液。

2．緩沖容量與緩沖比的關(guān)系:取兩支試管，按照表2－1－5配制兩個(gè)緩沖溶液，并測定他們的pH值。然后再分別加入0．1mol·L－1NaOH溶液0．9mL，搖勻后測定pH值。記錄結(jié)果，解釋原因。

數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

表2－1－1　緩沖溶液理論配制與實(shí)驗(yàn)測定

表2－1－2　緩沖溶液的性質(zhì)

表2－1－3　緩沖溶液的稀釋

表2－1－4　緩沖容量與緩沖對總濃度的關(guān)系

表2－1－5　緩沖容量與緩沖比的關(guān)系

思考題

1．通過實(shí)驗(yàn)，總結(jié)緩沖溶液的緩沖容量與緩沖對的總濃度和緩沖比有怎樣的關(guān)系?

2．緩沖溶液的pH值與哪些因素有關(guān)?其中主要的決定因素是什么?

3．標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH值受哪些因素的影響?

(范秉琳)

實(shí)驗(yàn)二　凝固點(diǎn)降低法測定尿素相對分子質(zhì)量

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)為化學(xué)常數(shù)測定實(shí)驗(yàn)?；衔锏南鄬Ψ肿淤|(zhì)量是一個(gè)重要的物理化學(xué)數(shù)據(jù)，凝固點(diǎn)降低法是一種簡單且準(zhǔn)確測定相對分子質(zhì)量的方法。本實(shí)驗(yàn)涉及到移液管、電子天平、貝克曼溫度計(jì)等儀器的使用，有關(guān)移液管和電子天平的使用方法請預(yù)習(xí)本書第一章相關(guān)內(nèi)容。請實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)理論教材中稀溶液的依數(shù)性等相關(guān)知識(shí)。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．稀溶液的凝固點(diǎn)降低與溶液的質(zhì)量摩爾濃度的數(shù)學(xué)關(guān)系式如何?各物理量的含義是什么?

2．何謂稀溶液的凝固點(diǎn)?

3．當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有離解、締合和生成配合物等情況時(shí)，對相對分子質(zhì)量的測定值有什么影響?

4．沸點(diǎn)升高法和凝固點(diǎn)降低法都可以用來測定非揮發(fā)性溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量，哪一種方法更準(zhǔn)確?為什么?

5．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的主要儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．測定水的凝固點(diǎn)降低值，計(jì)算尿素的相對分子質(zhì)量。

2．掌握溶液凝固點(diǎn)的測定技術(shù)，并加深對稀溶液依數(shù)性的理解。

3．掌握貝克曼溫度計(jì)的使用方法。

實(shí)驗(yàn)原理

固體溶劑與溶液平衡共存的溫度稱為溶液的凝固點(diǎn)，含非揮發(fā)性溶質(zhì)的雙組分稀溶液的凝固點(diǎn)將低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)。凝固點(diǎn)降低是稀溶液的依數(shù)性質(zhì)的一種表現(xiàn)，當(dāng)溶劑的種類和數(shù)量確定后，凝固點(diǎn)降低值僅取決于所含溶質(zhì)粒子的數(shù)量，凝固點(diǎn)降低值與溶液的質(zhì)量摩爾濃度的關(guān)系為:

式中△Tf為凝固點(diǎn)降低值，T0f為純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)，Tf為溶液的凝固點(diǎn)，bB為溶液的質(zhì)量摩爾濃度，Kf為溶劑的凝固點(diǎn)降低常數(shù)，它的數(shù)值僅與溶劑的性質(zhì)有關(guān)，與溶質(zhì)性質(zhì)無關(guān)。

若稱取一定量的溶質(zhì)WB(g)和溶劑WA(g)，配成稀溶液，則此溶液的質(zhì)量摩爾濃度為

式中，MB為溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量。將該式代入(1)式，整理得:

若已知某溶劑的凝固點(diǎn)降低常數(shù)Kf值，通過實(shí)驗(yàn)測定此溶液的凝固點(diǎn)降低值△Tf，即可根據(jù)(2)式計(jì)算溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量MB。因此，本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是準(zhǔn)確測定純?nèi)軇┖腿芤旱哪厅c(diǎn)。

本實(shí)驗(yàn)采用過冷法測定凝固點(diǎn)的降低。過冷法是將溶液逐漸冷卻成為過冷溶液，然后通過攪拌或加入晶種促使溶劑結(jié)晶，放出的凝固熱使體系溫度回升，當(dāng)放熱與散熱達(dá)到平衡時(shí)，溫度不再改變，固液兩相平衡共存的溫度，即為溶液的凝固點(diǎn)。但需要注意的是過冷太甚或冰水浴溫度過低，則凝固熱抵償不了散熱，此時(shí)溫度不能回升到凝固點(diǎn)，在溫度低于凝固點(diǎn)時(shí)完全凝固，就得不到正確的凝固點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)是測純?nèi)軇┡c溶液凝固點(diǎn)之差，由于差值較小，所以采用較精密的貝克曼溫度計(jì)。

實(shí)驗(yàn)步驟

(一)調(diào)節(jié)冰水浴的溫度

取適量粗鹽與冰水混合，使冰水浴溫度為－2～－3℃(冰水浴的溫度以不低于所測溶液凝固點(diǎn)3℃為宜)，在實(shí)驗(yàn)過程中不斷攪拌并不斷補(bǔ)充碎冰，使其溫度基本保持不變。

圖2－2－1　凝固點(diǎn)降低實(shí)驗(yàn)裝置
1．貝克曼溫度計(jì);2．內(nèi)管攪棒;3．投料支管;
4．凝固點(diǎn)管;5．空氣套管;6．冰水浴攪棒;
7．冰槽;8．溫度計(jì)

(二)溶劑凝固點(diǎn)的測定

1．粗測凝固點(diǎn):按圖2－2－1所示安裝凝固點(diǎn)測定儀。凝固點(diǎn)管、貝克曼溫度計(jì)、玻璃攪棒均需清潔而干燥。用移液管向凝固點(diǎn)管內(nèi)加入50mL蒸餾水，將凝固點(diǎn)管直接插入冰水浴中(注意:冰水面要高于凝固點(diǎn)管中蒸餾水的液面)，上下移動(dòng)攪拌棒，使水的溫度逐漸降低，當(dāng)有結(jié)晶析出時(shí)，取出凝固點(diǎn)管，擦干管外冰水，插入空氣套管中，緩慢而均勻的攪拌(約1次·s－1)。觀察貝克曼溫度計(jì)讀數(shù)，直至溫度穩(wěn)定，即為溶劑的近似凝固點(diǎn)。

2．精測凝固點(diǎn):取出凝固點(diǎn)管，用手溫?zé)崾构苤械墓腆w完全溶化，將凝固點(diǎn)管直接插入冰水浴中緩慢攪拌，使溶劑較慢地冷卻。當(dāng)溶劑溫度冷卻至高于近似凝固點(diǎn)0．5℃時(shí)，迅速將凝固點(diǎn)管取出，擦干后放在空氣套管中。緩慢而均勻的攪拌(約1次·s－1)，使溶劑溫度均勻下降。當(dāng)溫度低于近似凝固點(diǎn)0．2～0．3℃時(shí)應(yīng)急速攪拌(防止過冷超過0．5 ℃)，促使晶體析出。當(dāng)晶體析出時(shí)，溫度開始上升，立即改為緩慢攪拌，直至穩(wěn)定，此穩(wěn)定值即為溶劑的凝固點(diǎn)。以上操作重復(fù)測定3次，要求溶劑凝固點(diǎn)的平均絕對誤差小于±0．003℃，三次讀數(shù)的算術(shù)平均值作為溶劑的精確凝固點(diǎn)。

(三)溶液凝固點(diǎn)的測定

稱取0．48g尿素，用壓片機(jī)將尿素壓成片狀，用分析天平準(zhǔn)確稱至0．1mg。取出凝固點(diǎn)管，如前將管中固體溶解后再插入空氣套管中，從凝固點(diǎn)管的支管加入樣品并不斷攪拌，待尿素全部溶解后，測定溶液的凝固點(diǎn)。測定方法與溶劑的相同，先測近似凝固點(diǎn)，再精確測定，但溶液凝固點(diǎn)取溫度回升后所達(dá)到的最高值。重復(fù)測定三次，要求其平均絕對誤差小于±0．003℃。

數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

1．由水的密度，計(jì)算所取水的質(zhì)量WA。

2．將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入下表中:

表2－2－1　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

3．由所得數(shù)據(jù)計(jì)算尿素的相對分子質(zhì)量，并計(jì)算與理論值的相對誤差。

思考題

1．為什么會(huì)產(chǎn)生過冷現(xiàn)象?如何控制過冷程度?

2．實(shí)驗(yàn)中攪拌的作用是什么?何時(shí)該快?何時(shí)該慢?

3．影響凝固點(diǎn)測量準(zhǔn)確度的主要因素是什么?

(程　迪)

實(shí)驗(yàn)三　酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)涉及滴定分析中標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和酸堿滴定法的有關(guān)知識(shí)。通過實(shí)驗(yàn)要求掌握直接法和間接法配制酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法，并通過強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的相互滴定達(dá)到熟悉滴定操作的目的，具體實(shí)驗(yàn)中涉及容量瓶、滴定管、移液管、電子天平的使用以及標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定、移液、滴定、稱量等基本操作，請預(yù)習(xí)本書第一章第二節(jié)中“滴定分析主要器皿的使用與滴定操作”及理論教材中酸堿溶液的配制與標(biāo)定的相關(guān)內(nèi)容，重點(diǎn)預(yù)習(xí)常用滴定分析儀器和電子天平的使用方法、酸堿指示劑選擇的原則等。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．配好的HCl和NaOH溶液如不充分搖勻會(huì)有何影響?

2．盛放NaOH溶液試劑瓶的塞子，為什么要用橡皮塞而不能用玻璃塞?

3．在滴定分析中，滴定管、移液管為什么要用溶液潤洗?滴定中使用的錐形瓶是否也要用溶液潤洗?

4．標(biāo)定0．1mol·L－1HCl時(shí)稱取無水Na2CO3每份質(zhì)量為1．2～1．4g，此稱量范圍是如何計(jì)算出來的?

5．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的主要儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．學(xué)會(huì)近似0．1mol·L－1酸(HCl)、堿(NaOH)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法。

2．掌握滴定分析儀器的正確使用和滴定分析的基本操作。

3．掌握以Na2CO3為基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定HCl濃度的原理及方法。

實(shí)驗(yàn)原理

標(biāo)準(zhǔn)溶液是具有準(zhǔn)確已知濃度的溶液，配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法有兩種，即直接法和間接法(標(biāo)定法)。一般酸堿多因含有雜質(zhì)或穩(wěn)定性較差，不適合直接配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液。濃鹽酸中HCl易揮發(fā)，固體氫氧化鈉易吸收空氣中的水分和二氧化碳，不符合基準(zhǔn)物質(zhì)的條件，因而只能用間接法，即先配制成近似濃度的溶液，然后再用標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定其準(zhǔn)確濃度。

強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的滴定反應(yīng)實(shí)質(zhì)上就是H+與OH－結(jié)合生成H2O的反應(yīng):

當(dāng)達(dá)到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí):

此時(shí)pH=7．00，滴定的突躍范圍為pH=4．30～9．70，可用酚酞或甲基橙作指示劑，本實(shí)驗(yàn)選用酚酞為指示劑。

用無水Na2CO3作基準(zhǔn)物質(zhì)，對HCl溶液進(jìn)行標(biāo)定，其反應(yīng)為:

化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí):c(HCl)·V(HCl)=c(Na2CO3)·V(Na2CO3)

此時(shí)，溶液為CO2的飽和溶液，pH=3．87，可用甲基橙作為指示劑。

通過α值，求出NaOH的準(zhǔn)確濃度。

實(shí)驗(yàn)步驟

1．配制近似0．1mol·L－1HCl溶液500mL:濃鹽酸濃度為12mol·L－1。首先計(jì)算所需濃鹽酸的體積，然后用潔凈的量筒(10mL)量取所需的濃鹽酸①，倒入盛有20mL蒸餾水的小燒杯中，再將溶液轉(zhuǎn)移到500mL量筒中，用蒸餾水洗滌燒杯2～3次，洗滌液也倒入量筒中，最后稀釋至500mL，倒入潔凈的500mL玻璃塞試劑瓶中，搖勻，貼上標(biāo)簽備用。

2．配制近似0．1mol·L－1NaOH溶液500mL:計(jì)算所需NaOH的量，用小燒杯在臺(tái)稱上迅速稱取計(jì)算量的NaOH②，加入適量蒸餾水，攪拌使其溶解，放冷后轉(zhuǎn)入500mL量筒中，用蒸餾水清洗燒杯2～3次，清洗液也倒入量筒中，最后稀釋至500mL，倒入潔凈的500mL橡皮塞試劑瓶中，搖勻，貼上標(biāo)簽備用。

3．Na2CO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:準(zhǔn)確稱取無水Na2CO31．2～1．4g(準(zhǔn)確至0．0001g)置于小燒杯中，加適量蒸餾水使之完全溶解，然后將溶液轉(zhuǎn)入250mL容量瓶中，用蒸餾水清洗燒杯2～3次，清洗液也全部倒入容量瓶中，加蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，備用。

4．酸堿濃度的比較

(1)將酸式滴定管洗凈，用少量蒸餾水洗滌2～3次，再用新配制的HCl溶液潤洗2～3次，每次洗滌過的溶液應(yīng)從管尖放出，然后注滿所配制的HCl溶液(由試劑瓶直接倒入滴定管中)，排除滴定管尖端氣泡，記錄初讀數(shù)。

(2)按上述操作程序?qū)aOH溶液裝入堿式滴定管，記錄初讀數(shù)。

(3)從酸管中準(zhǔn)確放出HCl溶液20．00mL于一潔凈的錐形瓶中(溶液應(yīng)沿著錐形瓶內(nèi)壁流入，以防濺出)，加入酚酞2滴。核對堿式管初讀數(shù)后，自堿式管向錐形瓶中緩緩滴加NaOH溶液，邊滴邊不斷旋搖錐形瓶。當(dāng)?shù)沃铃F形瓶中溶液的紅色褪去較慢時(shí)，可用少量蒸餾水淋洗瓶壁，再逐滴加入直至出現(xiàn)淡紅色并保持30s內(nèi)不消失，即達(dá)滴定終點(diǎn)。記錄NaOH溶液體積末讀數(shù)，平行測定3次，記錄數(shù)據(jù)，每次的相對平均偏差不應(yīng)超過0．2%(半滴至1滴)，計(jì)算3次滴定所得的α值。

5．HCl溶液濃度的標(biāo)定

(1)將移液管洗凈，用Na2CO3標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗2～3次，然后準(zhǔn)確吸取Na2CO3溶液20．00mL，注入一潔凈的錐形瓶中，加入甲基橙指示劑1～2滴。

(2)用HCl溶液滴定。接近終點(diǎn)時(shí)，用蒸餾水淋洗瓶壁，然后逐滴加入HCl溶液，直至溶液由黃色恰變?yōu)槌壬?，并保?0s不褪色即為滴定終點(diǎn)。平行測定3次，記錄數(shù)據(jù)。3次消耗HCl溶液體積的相對平均偏差不得超過0．2%。

數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

表2－3－1　酸堿溶液濃度的比較

表2－3－2　HCl溶液濃度的標(biāo)定

思考題

1．如果在滴定開始前，未將滴定管下端的氣泡排出，對結(jié)果有何影響?

2．配制Na2CO3溶液的容量瓶是否需要干燥，為什么?

3．Na2CO3作為基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定HCl時(shí)為什么不用酚酞作指示劑?

(楊　潔)

實(shí)驗(yàn)四　食醋總酸度的測定

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)為水溶液中的酸堿滴定法，利用實(shí)驗(yàn)三標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用測定，和實(shí)驗(yàn)三具有連貫性和繼承性，同時(shí)也是對酸堿滴定操作的復(fù)習(xí)鞏固。本實(shí)驗(yàn)涉及容量瓶、滴定管、移液管的使用以及移液、溶液配制、滴定等基本操作。本實(shí)驗(yàn)所涉及的滴定反應(yīng)是強(qiáng)堿滴定弱酸，請預(yù)習(xí)理論教材中一元弱酸(堿)的滴定的相關(guān)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．什么是食醋總酸度?并自行推導(dǎo)其總酸度的計(jì)算公式。

2．實(shí)驗(yàn)中，食醋為什么要稀釋后再進(jìn)行滴定?

3．本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇哪種指示劑?為什么?

4．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．掌握用酸堿滴定法測定食醋總酸度的原理和方法。

2．進(jìn)一步鞏固酸堿滴定的基本操作。

實(shí)驗(yàn)原理

食醋的主要成分是醋酸(Ka=1．8×10－5)，此外還含有少量其他有機(jī)酸，如乳酸(Ka=1．4×10－4)等。通常食醋總酸度以醋酸的含量來表示，一般是指每100mL食醋中含醋酸的質(zhì)量，單位g·(100mL)－1(或以%表示)。食醋中醋酸含量一般≥3．5%，因濃度較大，滴定前應(yīng)稀釋。

本實(shí)驗(yàn)以NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定稀釋后的食醋溶液，其滴定反應(yīng)為:

該滴定反應(yīng)為強(qiáng)堿滴定弱酸，滴定產(chǎn)物CH3COONa為弱堿，化學(xué)計(jì)量點(diǎn)處于堿性區(qū)域(pH=8．73)，滴定的突躍范圍為pH=4．30～9．70，所以本實(shí)驗(yàn)選用酚酞為指示劑，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由無色變?yōu)槲⒓t色，并在30s內(nèi)不褪色，即為終點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)步驟

(一)食醋的稀釋

用酸式滴定管準(zhǔn)確放出40．00mL食醋于250mL的容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻備用。

(二)食醋總酸度的測定

用移液管準(zhǔn)確移取稀釋后的食醋溶液20．00mL于250mL的錐形瓶中，加入酚酞指示劑2～3滴，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至無色變?yōu)槲⒓t色，并在30s內(nèi)不褪色即為終點(diǎn)。平行滴定3次，3次消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的相對偏差不得超過0．2%，記錄數(shù)據(jù)于表2－4－1中，并計(jì)算食醋的總酸度。

數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

表2－4－1　食醋總酸度的測定

思考題

1．稀釋食醋時(shí)，沒有用新煮沸并冷卻的蒸餾水，對實(shí)驗(yàn)測定有影響嗎?

2．將食醋原瓶上所表示的總酸度數(shù)值與自己的測定結(jié)果相對比，如差別較大，請分析原因。

(楊振華)

實(shí)驗(yàn)五　葡萄糖的含量測定

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)為滴定分析法中的氧化還原滴定法，是利用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用剩余碘量法測定市售葡萄糖商品中葡萄糖的含量。其操作程序與酸堿滴定法相同，涉及到碘量瓶、滴定管、移液管的使用以及移液、滴定等基本操作，請根據(jù)上次實(shí)驗(yàn)操作情況，復(fù)習(xí)本書第二章相關(guān)內(nèi)容及理論教材中碘量法的相關(guān)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．以剩余碘量法測定葡萄糖含量的基本原理是什么?

2．實(shí)驗(yàn)中加入的I2溶液需要準(zhǔn)確量取嗎?為什么?

3．本實(shí)驗(yàn)中空白試驗(yàn)的作用是什么?如何操作?

4．用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定I2時(shí)，如何判斷滴定已經(jīng)接近終點(diǎn)?

5．還有哪些方法可以用于測定葡萄糖的含量?

6．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．學(xué)習(xí)間接碘量法中剩余滴定法的操作。

2．掌握用間接碘量法測定葡萄糖的原理和方法。

實(shí)驗(yàn)原理

I2與NaOH作用生成次碘酸鈉(NaIO)，NaIO可將葡萄糖(C6H12O6)定量氧化為葡萄糖酸(C6H12O7)。在酸性條件下，未與葡萄糖作用的次碘酸鈉可轉(zhuǎn)變成碘(I2)析出，因此只要用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定析出的I2，便可計(jì)算出C6H12O6的含量。其反應(yīng)如下:

1．I2與NaOH作用:I2+NaOH→NaIO+NaI+H2O

2．C6H12O6和NaIO定量作用:

3．剩余的NaIO在堿性條件下發(fā)生歧化反應(yīng):3NaIO→NaIO3+2NaI

4．在酸性條件下NaIO3和NaI作用重新生成I2:

5．析出的I2可用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定:

根據(jù)以上反應(yīng)可知，有關(guān)反應(yīng)物間物質(zhì)的量比為:

由滴定消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量求得剩余I2溶液的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算葡萄糖的含量。

實(shí)驗(yàn)步驟

取樣品約0．1g，精密稱定，置于250mL碘量瓶中，加蒸餾水30mL使之溶解。加入0．05mol·L－1I2溶液25．00mL，在不斷搖動(dòng)下緩慢滴加0．1mol·L－1NaOH溶液40mL至溶液呈淡黃色。密塞、暗置10min。加0．5mol·L－1H2SO4溶液6mL，搖勻，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液(0．1mol·L－1)滴定。接近終點(diǎn)時(shí)加入2mL淀粉指示液，繼續(xù)滴定到溶液藍(lán)色消失，即達(dá)終點(diǎn)。平行測定3次，同時(shí)做3次平行空白試驗(yàn)，數(shù)據(jù)列表(表2－5－1)，并按照下式計(jì)算葡萄糖含量:

數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

表2－5－1　葡萄糖含量的測定

思考題

1．樣品稱取量是如何確定的?

2．怎樣判斷接近滴定終點(diǎn)?如何判斷滴定終點(diǎn)?

3．葡萄糖與碘(I2)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的量比是多少?

(楊振華)

實(shí)驗(yàn)六　水硬度的測定

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)為滴定分析法中的配位滴定法，其操作程序與酸堿滴定法相同，涉及到容量瓶、滴定管、移液管、分析天平的使用以及標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定、移液、滴定、稱量等基本操作。配位滴定法的原理有別于酸堿滴定法和氧化還原滴定法，表現(xiàn)在滴定體系的酸度控制、共存離子的干擾排除、指示劑的選擇依據(jù)和變色原理等方面，請實(shí)驗(yàn)前參閱理論教材中配位滴定法的相關(guān)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真總結(jié)三種滴定分析方法各自的特點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．什么是水的硬度?測定水硬度有什么意義?

2．如何正確采集水樣?

3．本實(shí)驗(yàn)滴定的對象為自來水樣，錐形瓶用自來水洗滌后還需要用蒸餾水洗滌嗎?

4．本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該使用酸式滴定管還是堿式滴定管?

5．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．掌握用配位滴定法測定水硬度的原理。

2．熟悉EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定的方法。

3．了解水硬度的測定意義和常用的硬度表示方法。

實(shí)驗(yàn)原理

(一)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定

EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液常用乙二胺四乙酸的二鈉鹽配制，純度較高的EDTA二鈉鹽可用直接法配制其標(biāo)準(zhǔn)溶液，純度不足者，先配制成近似濃度的溶液，然后以Zn或ZnO為基準(zhǔn)物標(biāo)定其濃度。滴定在pH=10的條件下進(jìn)行，以鉻黑T為指示劑，溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{(lán)色時(shí)即為終點(diǎn)。

(二)水樣硬度的測定

水的硬度是指水中Ca2+、Mg2+的含量，它包括暫時(shí)硬度和永久硬度。水硬度是表示水質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，硬度的表示方法有很多種，通常以每升水中含有的Ca2+、Mg2+的量換算成CaCO3的毫克數(shù)來表示，即每升水中含相當(dāng)于1mgCaCO3的Ca2+、Mg2+時(shí)，其硬度為1mg·L－1。也可以每升水中含有的Ca2+、Mg2+的量換算成CaO的質(zhì)量(mg)來表示，即每升水中含10mgCaO為1度來表示水的硬度。國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749－2006)規(guī)定城鄉(xiāng)生活飲用水總硬度(以CaCO3計(jì))不得超過450mg·L－1。

測定Ca2+、Mg2+的總量時(shí)，在pH=10的緩沖溶液中，以鉻黑T為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至待測溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色即為終點(diǎn)。反應(yīng)過程如下:

在測定Ca2+的含量時(shí)，首先將溶液的pH值調(diào)至12～13，使Mg2+生成難溶的Mg(OH)2沉淀。然后加入鈣指示劑與Ca2+形成紅色配合物。用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)，EDTA首先與游離的Ca2+配位，在終點(diǎn)時(shí)，EDTA奪取與指示劑配位的Ca2+，使指示劑游離出來，溶液由紅色變?yōu)樗{(lán)色。

Mg2+的含量即為Ca2+、Mg2+的總量與Ca2+的含量的差值。

實(shí)驗(yàn)步驟

(一)0．01mol·L－1EDTA溶液的配制

稱取EDTA·2Na·2H2O約1．9g，加500mL蒸餾水使其溶解(必要時(shí)可稍微加熱)，貯存在硬質(zhì)玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶中，搖勻。

(二)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定

準(zhǔn)確稱取純鋅粒0．15～0．20g，置于100mL燒杯中，加6mol·L－1HCl溶液5mL，蓋上表面皿，使鋅粒完全溶解(必要時(shí)稍微加熱)。冷卻后用蒸餾水多次沖洗表面皿和燒杯內(nèi)壁，將沖洗液定量轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，加蒸餾水稀釋至標(biāo)線，搖勻。

準(zhǔn)確移取25．00mLZn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液于250mL錐形瓶中，逐滴加入1∶1NH3·H2O直至開始出現(xiàn)白色Zn(OH)2沉淀，再加入10mLpH≈10的NH3－NH4Cl緩沖溶液，并用水稀釋至約100mL，加2～3滴鉻黑T指示劑，用待標(biāo)定的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色即為終點(diǎn)。平行測定3次，記錄數(shù)據(jù)于表2－6－1中，計(jì)算EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度c(EDTA)。

(三)水硬度的測定

用移液管準(zhǔn)確移取水樣50．00mL于250mL錐形瓶中，加入20mL蒸餾水、5mL pH=10的NH3－NH4Cl緩沖液、2～3滴鉻黑T指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由酒紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榧兯{(lán)色，即為終點(diǎn)。平行測定3次，并記錄數(shù)據(jù)于表2－6－2中，計(jì)算水樣的硬度。

用移液管準(zhǔn)確移取水樣20．00mL于250mL錐形瓶中，加入50mL蒸餾水、2mL 6mol·L－1NaOH(pH≈12～13)溶液、4～5滴鈣指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紅色變?yōu)樗{(lán)色，即為終點(diǎn)。平行測定3次，并記錄數(shù)據(jù)于表2－6－3中，計(jì)算水樣的Ca2+ 和Mg2+的含量。

數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

表2－6－1　EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定

表2－6－2　水硬度的測定

表2－6－3　Ca2+和Mg2+的含量測定

思考題

1．你認(rèn)為影響本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度的關(guān)鍵步驟有哪些?

2．實(shí)驗(yàn)中如果未加入pH=10的NH3－NH4Cl緩沖溶液，會(huì)影響測定嗎?

3．配位滴定法與酸堿滴定法有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)?配位滴定中指示劑的選擇依據(jù)和變色原理是什么?

(范秉琳)

實(shí)驗(yàn)七　醋酸解離平衡常數(shù)的測定

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)采用酸度計(jì)測定已知準(zhǔn)確濃度醋酸溶液pH值的方法，計(jì)算醋酸溶液的解離度，進(jìn)而計(jì)算一定溫度下醋酸的解離平衡常數(shù)。實(shí)驗(yàn)中將涉及到酸度計(jì)、容量瓶、移液管、酸式滴定管的使用、溶液配制、滴定等操作，具體儀器的操作方法，請參考第一章實(shí)驗(yàn)儀器的介紹部分。通過本實(shí)驗(yàn)的操作練習(xí)，不僅可以學(xué)到實(shí)驗(yàn)室常用儀器——酸度計(jì)的使用方法，而且將加深對弱電解質(zhì)解離平衡的規(guī)律性的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)前參閱理論教材中有關(guān)弱電解質(zhì)的解離平衡、解離度、解離平衡常數(shù)等內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．酸度計(jì)測定溶液的pH值所依據(jù)的原理是什么?

2．使用酸度計(jì)時(shí)為何要用兩種已知準(zhǔn)確濃度的緩沖溶液進(jìn)行校正(即兩點(diǎn)定位法)?

3．使用酸度計(jì)時(shí)，為何要進(jìn)行溫度補(bǔ)償?如何進(jìn)行溫度補(bǔ)償?

4．為何不能直接配制準(zhǔn)確濃度的醋酸溶液，而要用先配制，再標(biāo)定的方法得到其準(zhǔn)確濃度?

5．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的主要儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．了解pHS－3C型酸度計(jì)的原理及構(gòu)造。

2．掌握用酸度計(jì)測定溶液pH值的方法。

3．掌握弱電解質(zhì)解離平衡的規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)原理

醋酸(CH3COOH，簡寫為HAc)是弱電解質(zhì)，在水溶液中發(fā)生部分解離:

達(dá)到解離平衡時(shí)，其解離常數(shù)的表達(dá)式為:

式中Ka為解離平衡常數(shù)，［H+］、［Ac－］、［HAc］分別為H+、Ac－和HAc的平衡濃度。醋酸溶液的初始準(zhǔn)確濃度c可用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定得到，由于［H+］=［Ac－］，［HAc］=c－［H+］，所以:

當(dāng)α＜5%時(shí)，Ka=，故測定了已知準(zhǔn)確濃度醋酸溶液的pH值，就可以計(jì)算出其解離度及解離平衡常數(shù)。

實(shí)驗(yàn)步驟

(一)醋酸溶液濃度的標(biāo)定

用移液管移取3份25．00mL0．1mol·L－1的醋酸溶液，分別置于三個(gè)250mL的錐形瓶中，各加入2滴酚酞指示劑。分別用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈微紅色，30s內(nèi)不褪色為終點(diǎn)。記錄消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積并計(jì)算醋酸溶液的準(zhǔn)確濃度。

(二)不同濃度醋酸溶液的配制

取兩支干燥潔凈的酸式滴定管，一支裝蒸餾水，另一支裝入準(zhǔn)確濃度的醋酸溶液(裝入醋酸溶液前，先潤洗2～3次)。

取五只干燥潔凈的燒杯，按順序編號(hào)，按表2－7－1所列體積，準(zhǔn)確從酸式滴定管中放出相應(yīng)體積的蒸餾水和醋酸溶液于燒杯中，并搖勻。

表2－7－1　不同濃度醋酸溶液的配制

(三)不同濃度醋酸溶液pH值的測定

用酸度計(jì)測定1～5號(hào)醋酸溶液的pH值并記錄，然后計(jì)算醋酸溶液的解離度及解離平衡常數(shù)。

數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

表2－7－2　醋酸溶液的標(biāo)定

表2－7－3　醋酸溶液pH值的測定及解離度和解離平衡常數(shù)的計(jì)算　溫度____ ℃

思考題

1．根據(jù)測定的結(jié)果，分析醋酸溶液的解離度隨濃度如何變化?

2．改變醋酸溶液的溫度，對測定的解離度及解離平衡常數(shù)有何影響?

3．測定醋酸溶液pH值時(shí)，為何按濃度從小到大的次序進(jìn)行?如果次序相反，對測定結(jié)果有何影響?

(程　迪)

實(shí)驗(yàn)八　分光光度法測定Fe3+的含量

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)為儀器分析法中的光譜分析法。實(shí)驗(yàn)中涉及到溶液的配制及分光光度計(jì)的使用。分光光度計(jì)的測定原理、構(gòu)造及使用方法請參考第一章第一節(jié)“分光光度計(jì)”，并參閱理論教材中“紫外－可見分光光度法”一章，預(yù)習(xí)重點(diǎn)為分光光度計(jì)的使用方法、分光光度法的測定原理以及影響測定準(zhǔn)確度的因素等。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．利用分光光度測定Fe3+時(shí)為什么不能直接測定而是先需要顯色?有哪些試劑可以與Fe3+顯色?以定量分析為目的對這些顯色反應(yīng)有什么要求?據(jù)此你認(rèn)為在本實(shí)驗(yàn)中以顯色、測定、定量等各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)注意什么?

2．測定溶液吸光度時(shí)，為何要扣除空白溶液的吸光度?

3．分光光度計(jì)使用前預(yù)熱時(shí)，為何要將比色皿暗盒蓋打開?

4．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．熟悉分光光度法定量的原理。

2．掌握7200型分光光度計(jì)的使用方法。

實(shí)驗(yàn)原理

根據(jù)朗伯－比爾(Lambert－Beer)定律，當(dāng)吸光物質(zhì)的種類、溶劑、溶液溫度一定時(shí)，具有一定波長的單色光通過一定厚度(b)的有色物質(zhì)溶液時(shí)，有色物質(zhì)對光的吸收程度(用吸光度A表示)與其濃度(c)成正比。關(guān)系式為:

A=Kbc

式中K為吸光系數(shù)，與入射光的波長、溶劑等有關(guān)，是各種有色物質(zhì)在一定波長下的特征常數(shù)。

在分光光度法中，當(dāng)條件一定時(shí)，則A=K'c，式中K'為常數(shù)，A與c成線性關(guān)系。

有色溶液對單色光的吸收具有選擇性，即同一溶液對不同波長的單色光吸收的程度不同，進(jìn)行定量分析時(shí)，測定波長一般選用物質(zhì)的最大吸收波長(λmax)，以提高測定的靈敏度。通過作吸收曲線(圖2－8－1)的方法來確定物質(zhì)的最大吸收波長。即以不同波長的單色光照射同一溶液，分別測定溶液對不同波長單色光的吸光度。以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，描繪的曲線稱為吸收曲線，吸光度最大時(shí)對應(yīng)的波長即為最大吸收波長。

標(biāo)準(zhǔn)曲線法是常用的定量分析方法。具體操作時(shí)，首先配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在相同分析條件下，分別測定其吸光度。然后以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制的曲線稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖2－8－2)。再在同樣條件下測定未知濃度溶液的吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出其準(zhǔn)確濃度。

圖2－8－1　吸收曲線曲線

圖2－8－2　標(biāo)準(zhǔn)工作

許多無色物質(zhì)的溶液可以通過與顯色劑作用，生成有色物質(zhì)，再進(jìn)行分光光度法測定，可提高測量的靈敏度。如濃度很小的Fe3+溶液基本無色，常用KSCN或磺基水楊酸為顯色劑測定Fe3+的含量。

Fe3+與SCN－作用生成血紅色的配離子的溶液。其顯色反應(yīng)如下:

在不同酸度下，F(xiàn)e3+和磺基水楊酸生成組成不同的配合物。若控制溶液pH值在8～11．5的條件下顯色，生成黃色三磺基水楊酸合鐵配合物。其顯色反應(yīng)為:

實(shí)驗(yàn)步驟

1．吸收曲線的繪制

(1)顯色液的配制

◆顯色液1:取50mL的容量瓶兩只，用吸量管向其中一只中加入2．50mLFe3+標(biāo)準(zhǔn)溶液(0．10mg·mL－1)，然后在兩瓶中分別加入2mL磺基水楊酸溶液(200g·L－1)，4mL NH4Cl(100g·L－1)及5mL氨水(10%)。定容后搖勻，即得空白溶液和顯色溶液。

◆顯色液2:取50mL的容量瓶兩只，用吸量管向其中一只中加入2．50mLFe3+標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后在兩瓶中分別加入3mLHNO3(3mol·L－1)，5mLKSCN(300g·L－1)和兩滴(NH4)2S2O8(50g·L－1)。定容后搖勻，即得空白溶液和顯色溶液。

(2)吸收曲線的繪制:將顯色液和空白液分別裝入1cm的比色皿，放入比色皿架中，

把空白液推入光路，分光光度計(jì)的波長調(diào)到最低，按照分光光度計(jì)使用方法調(diào)節(jié)透光率為“0”和“100%”。然后將顯色液推入光路，在波長430～570nm范圍內(nèi)，每隔20nm測定一次吸光度，且每次變換波長都要重新調(diào)透光率為“0”和“100%”。當(dāng)相鄰兩次吸光度值差別較大時(shí)，改為每隔10nm測定一次，然后改為每隔5nm，直至1nm測定一次。在有吸收峰處，波長間隔要小些，多測幾次，記錄各波長所對應(yīng)的吸光度值。以波長λ為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)，繪制吸收曲線，并確定最大吸收波長λmax。

2．標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

(1)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:以磺基水楊酸為顯色劑配制標(biāo)準(zhǔn)溶液:取50mL的容量瓶5個(gè)并編號(hào)，按順序分別加入Fe3+標(biāo)準(zhǔn)溶液(0．10mg·mL－1)0．00，1．00，1．50，2．00，2．50 mL，然后各加入2mL磺基水楊酸溶液(200g·L－1)，4mLNH4Cl(100g·L－1)和5mL氨水(10%)，定容搖勻備用。

以KSCN為顯色劑配制標(biāo)準(zhǔn)溶液:取50mL的容量瓶5個(gè)并編號(hào)，按順序分別加入Fe3+標(biāo)準(zhǔn)溶液(0．10mg·mL－1)0．00，1．00，1．50，2．00，2．50mL，再各加入3mLHNO3 (3mol·L－1)，5mLKSCN(300g·L－1)和兩滴(NH4)2S2O8(50g·L－1)，定容搖勻備用。

(2)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:將分光光度計(jì)的波長選定為最大吸收波長處，把所配制的1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)溶液(參比溶液)裝入比色皿，調(diào)節(jié)分光光度計(jì)的透光率為“0”和“100%”，然后分別測定所配標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度并記錄。以吸光度為縱坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)溶液中Fe3+的濃度為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖即得標(biāo)準(zhǔn)曲線。

3．待測液的顯色及其Fe3+含量的測定:取50mL的容量瓶一只，加入待測液2．00mL，以磺基水楊酸為顯色劑則依次加入2mL磺基水楊酸溶液(200g·L－1)，4mLNH4Cl (100g·L－1)和5mL氨水(10%)，定容搖勻即可。若以KSCN為顯色劑，則加入3mL HNO3(3mol·L－1)，5mLKSCN(300g·L－1)和兩滴(NH4)2S2O8(50g·L－1)，定容搖勻即可。將顯色后的待測液裝入比色皿，并用空白溶液調(diào)節(jié)分光光度計(jì)的透光率為“0”和“100%”，然后測定待測溶液的吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出其相應(yīng)的濃度cx，則待測溶液的濃度為:

數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

表2－8－1　數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

思考題

1．若繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)，以吸光度為縱坐標(biāo)，以配制標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)所加入的Fe3+標(biāo)準(zhǔn)溶液(0．10mg·mL－1)的體積為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(即A－V標(biāo)準(zhǔn)Fe3+);由待測液的吸光度從標(biāo)準(zhǔn)工作曲線上查出的是體積Vx，如何由Vx計(jì)算待測溶液的準(zhǔn)確濃度?

2．測定時(shí)為何要選擇溶液的最大吸收波長?

3．若要測定顏色很淺或基本無色溶液的吸光度，如何提高測量的靈敏度?

4．若要保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確度，應(yīng)如何控制測定條件?

(楊　潔)

實(shí)驗(yàn)九　膠體溶液的性質(zhì)

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，主要涉及到電泳儀的使用。請實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)理論教材中膠體溶液的制備方法，膠體溶液的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)，膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)及溶膠的聚沉作用等。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．溶膠粒子的大小范圍是多少?膠體的基本性質(zhì)有哪些?

2．溶膠粒子的電學(xué)性質(zhì)有哪四種?其中哪兩種是因電而動(dòng)，哪兩種是因動(dòng)而電?

3．溶膠粒子的聚沉能力與哪些因素有關(guān)?

4．溶膠粒子在電場中為什么會(huì)發(fā)生電泳現(xiàn)象?

5．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的主要的儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．掌握膠體溶液的制備方法。

2．驗(yàn)證溶膠的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)。

3．驗(yàn)證溶膠的聚沉以及大分子溶液對溶膠的保護(hù)作用和絮凝作用。

實(shí)驗(yàn)原理

(一)膠體溶液的制備

膠體是分散相粒子直徑在1～100nm之間的分散體系，包括溶膠和高分子化合物溶液。

溶膠的制備方法有分散法和凝聚法。分散法是用適當(dāng)?shù)姆椒ò演^大的物質(zhì)顆粒變?yōu)槟z粒大小的質(zhì)點(diǎn)，主要有研磨法、粉碎法、超聲波法、膠溶法等;凝聚法則是使物質(zhì)的分子或離子聚合成較大顆粒，從而得到溶膠，常用的有化學(xué)凝聚法、物理凝聚法、更換溶劑法等。

本實(shí)驗(yàn)采用水解反應(yīng)凝聚法來制備Fe(OH)3溶膠和AgI溶膠:

(二)膠體溶液的性質(zhì)

1．光學(xué)性質(zhì):因膠粒直徑小于可見光波長，故可見光照射在膠粒上會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。這時(shí)，從與光束垂直的方向上看，可見一個(gè)發(fā)亮的光錐，即丁達(dá)爾(Tyndall)現(xiàn)象。這是膠體所特有的性質(zhì)，可以用來區(qū)分溶膠與真溶液。

2．電學(xué)性質(zhì):膠粒具有較強(qiáng)的吸附能力，能夠選擇性地吸附電解質(zhì)離子而帶電。如Fe(OH)3溶膠粒子可吸附溶液中的FeO+而帶正電，而AgI溶膠當(dāng)KI過量時(shí)吸附I－帶負(fù)電。在外加電場的作用下，帶電膠粒向帶相反電荷的電極定向移動(dòng)的現(xiàn)象，稱為電泳。通過電泳實(shí)驗(yàn)，可以判斷溶膠粒子帶電的性質(zhì)。

3．膠體溶液的聚沉:膠粒帶電是溶膠穩(wěn)定的主要原因，當(dāng)膠粒所帶電荷被全部或部分中和(如加入電解質(zhì)或帶有相反電荷的溶膠)后，溶膠的穩(wěn)定性就會(huì)被破壞而發(fā)生聚沉。所加電解質(zhì)離子與膠粒帶相反電荷的離子數(shù)目越多，價(jià)數(shù)越高，則其聚沉能力越大，加熱也可使溶膠發(fā)生聚沉。

4．大分子溶液對溶膠的保護(hù)作用和絮凝作用:當(dāng)溶膠中加入大分子溶液后，大分子吸附在膠粒周圍起到保護(hù)溶膠的作用。具有保護(hù)作用的大分子結(jié)構(gòu)中應(yīng)具有與分散相膠粒有較強(qiáng)親和力的吸附基團(tuán)和與溶劑有良好親和力的穩(wěn)定基團(tuán)。

當(dāng)加入的大分子物質(zhì)的量不足時(shí)，溶膠的膠粒粘附在大分子上，大分子起了一個(gè)橋梁作用，把膠粒聯(lián)系在一起，使之更容易聚沉，大分子溶液的這種作用稱為絮凝作用。

實(shí)驗(yàn)步驟

(一)溶膠的制備

1．制備Fe(OH)3溶膠:在100mL的燒杯中加50mL蒸餾水，加熱至沸騰，然后邊攪拌邊逐滴加入0．1mol·L－1的FeCl3溶液3mL(每滴約0．05mL)，加完后保持沸騰1～2min，即生成紅褐色的Fe(OH)3溶膠。冷卻備用。

2．制備AgI溶膠:在一個(gè)50mL的燒杯中加入0．025mol·L－1的KI溶液20mL，然后邊攪拌邊逐滴加入0．025mol·L－1AgNO3溶液10mL，即得AgI溶膠，放置備用。

(二)溶膠的光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)

1．光學(xué)性質(zhì)—丁達(dá)爾現(xiàn)象:將Fe(OH)3溶膠和AgI溶膠分別置于試管中，在暗處，讓一束光從試管側(cè)面透射過膠體，從與光束垂直的方向上觀察(若Fe(OH)3溶膠的丁達(dá)爾現(xiàn)象不明顯，可加入3～5滴8mol·L－1氨水)。

2．電學(xué)性質(zhì)—電泳現(xiàn)象:將Fe(OH)3溶膠冷至室溫，測其電導(dǎo)率，用0．1mol·L－1KCl溶液和蒸餾水配制與溶膠電導(dǎo)率相同的輔助液。

用少量Fe(OH)3溶膠洗滌電泳儀2～3次，然后注入Fe(OH)3溶膠直至液面高出兩邊活塞少許，關(guān)閉兩活塞，倒出多余的溶膠。

用蒸餾水把電泳儀兩邊活塞以上的部分蕩洗干凈后在兩管內(nèi)注入輔助液至管口，并把電泳儀固定在鐵架臺(tái)上。

將兩鉑電極插入支管內(nèi)，開啟中間活塞使管內(nèi)兩輔助液面等高，關(guān)閉中間活塞，緩緩開啟兩邊活塞(勿使溶膠液面擾動(dòng))。然后打開穩(wěn)壓電源，控制電壓約150V，過一段時(shí)間觀察溶膠液面移動(dòng)現(xiàn)象，并判斷膠粒所帶電荷。

(三)溶膠的聚沉

1．電解質(zhì)對溶膠的作用:取三支試管，各加入2mLFe(OH)3溶膠，然后向第一支試管逐滴加入KCl(2．0mol·L－1)、第二支試管加入K2CrO4(0．01mol·L－1)、第三支試管加入K3［Fe(CN)6］(0．005mol·L－1)溶液，都加到剛出現(xiàn)混濁為止。將所加電解質(zhì)溶液的體積記錄在表2－9－1中并簡要說明所加電解質(zhì)溶液的量與其陽離子所帶電荷大小的關(guān)系。

2．膠體溶液的相互作用:在一支試管中加入2mLAgI溶膠，然后逐滴加入Fe(OH)3溶膠，并不斷振蕩，觀察現(xiàn)象并解釋原因(表2－9－2)。

3．加熱對溶膠的作用:在一支試管中加入2mLAgI溶膠并加熱至沸騰，觀察現(xiàn)象并解釋原因。

(四)大分子溶液對溶膠的保護(hù)作用和絮凝作用

1．保護(hù)作用:取兩支試管各加入2mLFe(OH)3溶膠，然后往一試管中加入1mL蒸餾水，另一試管中加入1mL動(dòng)物溶膠(1%)，小心振蕩試管。再往試管中各加入1mL K2CrO4(0．01mol·L－1)溶液，搖勻，觀察兩支試管中聚沉現(xiàn)象有何差別，并加以解釋(表2－9－3)。

2．絮凝作用:取兩支試管各加入2mLAgI溶膠，然后往一試管中加入1mL動(dòng)物溶膠(1%)，另一試管中加入1mLKNO3(0．01mol·L－1)溶液，搖勻。觀察兩支試管中絮凝現(xiàn)象并加以解釋(表2－9－4)。

數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

表2－9－1　電解質(zhì)使溶膠發(fā)生聚沉

表2－9－2　帶相反電荷的溶膠以及加熱使溶膠發(fā)生聚沉

表2－9－3　大分子溶液對溶膠的保護(hù)作用

表2－9－4　大分子溶液對溶膠的絮凝作用

思考題

1．溶膠具有光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)的原因是什么?

2．用FeCl3溶液制備Fe(OH)3溶膠時(shí)，為什么要加熱?加熱時(shí)間能否太長，為什么?

3．溶膠穩(wěn)定存在的主要原因是什么?

4．KI溶液的量確定而AgNO3過量時(shí)，所制備的AgI溶膠，能否與Fe(OH)3溶膠相互聚沉?

(范秉琳)

實(shí)驗(yàn)十　熔點(diǎn)的測定

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)屬于物質(zhì)物理常數(shù)測定實(shí)驗(yàn)，測定熔點(diǎn)不僅可用來鑒定未知物，還是物質(zhì)純度檢查的手段。因此，熔點(diǎn)測定是制備和純化物質(zhì)時(shí)的常用操作。毛細(xì)管法是測定熔點(diǎn)常用的簡易方法。請認(rèn)真預(yù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．什么是熔點(diǎn)和熔程?

2．安裝測定裝置時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?

3．雜質(zhì)對物質(zhì)的熔點(diǎn)有什么影響?

4．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟，完成本實(shí)驗(yàn)需要哪些主要的儀器?

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．了解熔點(diǎn)測定的原理及意義。

2．掌握毛細(xì)管法測定熔點(diǎn)的操作方法。

實(shí)驗(yàn)原理

熔點(diǎn)是固體化合物固液兩相在大氣壓下達(dá)成平衡時(shí)的溫度。純凈的固體化合物一般都有固定的熔點(diǎn)，固液兩相之間的變化是非常敏銳的，在純物質(zhì)的熔點(diǎn)，固相和液相的蒸氣壓相等，固液兩相可以并存。物質(zhì)的溫度與蒸氣壓的關(guān)系如圖2－10－1所示。一般情況下，溫度升高其蒸氣壓總是增大。曲線OM——物質(zhì)固相的蒸氣壓與溫度的關(guān)系，曲線ML——物質(zhì)液相的蒸氣壓與溫度的關(guān)系(因?yàn)槲镔|(zhì)固相蒸氣壓隨溫度的變化的速率要比液相蒸氣壓隨溫度的變化的速率大，所以有交點(diǎn))，M——固液兩相蒸氣壓一致，固液兩相平衡共存，這時(shí)的溫度TM即為該物質(zhì)的熔點(diǎn)。

加熱純凈固體化合物，當(dāng)達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，開始有液體出現(xiàn)(初熔)，只要有足夠的時(shí)間，固體就會(huì)逐漸變成液體，保持固液平衡狀態(tài)，溫度不再發(fā)生變化直到全部轉(zhuǎn)變成液體(全熔)，繼續(xù)加熱，溫度呈線性上升。每分鐘溫度升高不超過2℃，使融化過程盡可能接近于兩相平衡，測得的熔點(diǎn)就準(zhǔn)確。對于純凈的固體化合物，從初熔到全熔(稱為熔程)溫度不超過0．5～1℃。

當(dāng)固體化合物含有可溶性雜質(zhì)時(shí)，其熔點(diǎn)降低，熔程增大。根據(jù)拉烏爾(Raoult)定律可知，在一定的溫度和壓力下，增加溶質(zhì)的量導(dǎo)致溶劑蒸氣分壓降低。液相的p—T曲線將下移，與固相的p—T曲線的交點(diǎn)TM1對應(yīng)的溫度低于純凈的固體化合物的熔點(diǎn)TM且熔程加大。所以，測定熔點(diǎn)不僅可以作為鑒別未知因含有機(jī)化合物的依據(jù)之一，還可以用來檢驗(yàn)有機(jī)化合物的純度。

圖2－10－1　物質(zhì)的溫度與蒸氣壓曲線

實(shí)驗(yàn)步驟

(一)裝填樣品

取0．1～0．2g樣品，置于干凈的表面皿上，用玻璃棒將其研磨成粉末并聚成一堆。將熔點(diǎn)管開口端向下插入粉末堆中，使少量試樣擠入熔點(diǎn)管內(nèi)，然后將熔點(diǎn)管倒轉(zhuǎn)過來，在桌面上輕輕敲擊，使粉末落到管底。再取一根長約400mm的潔凈玻璃管(或空氣冷凝管)，直立于另一干凈的表面皿上，將裝有樣品的熔點(diǎn)管開口向上，從玻璃管中自由落下，使樣品顛實(shí)。重復(fù)上述操作，直至熔點(diǎn)管底部緊密地裝填2～3mm高的試樣為止。裝填操作要迅速，以免樣品受潮。最后用紙拭去沾在管外的樣品粉末，以免玷污加熱溶液。

要測得準(zhǔn)確的熔點(diǎn)，樣品一定要研得極細(xì)，裝得密實(shí)，使熱量的傳導(dǎo)迅速均勻。有些蠟狀化合物很難裝緊，只好選用較粗(2mm左右)的毛細(xì)管。有些樣品容易升華，此時(shí)應(yīng)將裝好樣的熔點(diǎn)管的上口也封住。

(三)裝置安裝

毛細(xì)管測定熔點(diǎn)的裝置如圖2－10－2所示。

圖2－10－2　毛細(xì)管測定熔點(diǎn)裝置

溫度計(jì)刻度應(yīng)朝向軟木塞缺口處，以便觀察溫度。調(diào)節(jié)溫度計(jì)的位置，使其水銀球位于b形管上、下側(cè)口的中部。將熔點(diǎn)管用橡皮圈(不能浸入浴液)緊固在溫度計(jì)上，使樣品位于水銀球中部。往b形管中加入浴液，液面稍高于上側(cè)口的上沿即可。最后將溫度計(jì)連同裝有樣品的熔點(diǎn)管輕輕地插入b形管的浴液中。浴液是用來間接加熱的傳熱液體，應(yīng)具有沸點(diǎn)較高、揮發(fā)性小、受熱時(shí)較為穩(wěn)定等特點(diǎn)(一般所選浴液的沸點(diǎn)要比被測物熔點(diǎn)高20℃以上)。樣品熔點(diǎn)在90℃以下的可采用水做浴液，水價(jià)廉、易傳熱、透明性好、污染小;樣品熔點(diǎn)在220℃以下的可采用液體石蠟或濃硫酸做浴液。

(三)測定二苯胺、萘及混合物的熔點(diǎn)

1．粗測:用酒精燈在b形管下側(cè)管部位緩緩加熱，使溫度每分鐘上升約5～6℃，觀察試樣的變化，測定一個(gè)近似熔點(diǎn)。

2．精測:使浴液溫度降至低于近似熔點(diǎn)30℃左右，連同塞子一起取出溫度計(jì)，換一支新的裝有樣品的熔點(diǎn)管，插入b形管中，稍停片刻，使溫度計(jì)、熔點(diǎn)管及浴液溫度平衡。開始時(shí)加熱速度可稍快，待溫度距離近似熔點(diǎn)約10℃時(shí)，調(diào)整加熱火焰，使溫度以1～2℃·min－1的速度緩慢而均勻地上升。正確控制加熱速度是測定結(jié)果準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵。

記下樣品開始塌落并有液相產(chǎn)生(初熔)和樣品固相完全消失(全熔)時(shí)的溫度，即為被測樣品的熔點(diǎn)(表2－10－1)。

注意:熔點(diǎn)管中的樣品只能測一次，不允許將其冷卻固化后再做第二次測定。因?yàn)槲镔|(zhì)可能會(huì)有部分分解，或轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂胁煌埸c(diǎn)的其他結(jié)晶形式。

數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

表2－10－1　樣品熔點(diǎn)測定結(jié)果

思考題

1．測定熔點(diǎn)的意義是什么?

2．測熔點(diǎn)時(shí)，若有下列情況將對測量結(jié)果有什么影響?

(1)熔點(diǎn)管壁太厚。

(2)熔點(diǎn)管底部未完全封閉，尚有一針孔。

(3)毛細(xì)管不潔凈。

(4)樣品未完全干燥或含有雜質(zhì)。

(5)樣品研得不細(xì)或裝得不緊密。

(6)加熱太快。

3．是否可以把第一次測定熔點(diǎn)時(shí)已熔化了的有機(jī)物冷卻固化后再作第二次測定，為什么?

(楊　潔)

實(shí)驗(yàn)十一　常壓蒸餾與乙醇沸點(diǎn)的測定

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)采用常壓蒸餾的方法來測定乙醇的沸點(diǎn)。蒸餾裝置的安裝和拆卸方法、蒸餾的操作方法是本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)訓(xùn)練的技術(shù)。蒸餾操作及沸點(diǎn)測定的原理請認(rèn)真預(yù)習(xí)第一章第二節(jié)的“蒸餾”部分。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．什么是純液體的正常沸點(diǎn)?

2．為什么通過常壓蒸餾的方法可以測定純液體的沸點(diǎn)?

3．什么是液體的沸程，純液體的沸程與溶液的沸程有何不同?

4．組裝和拆卸玻璃儀器裝置的順序是什么?

5．蒸餾時(shí)為何要向液體中加入沸石?應(yīng)如何正確補(bǔ)加沸石?

6．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．了解常壓蒸餾的原理及測定沸點(diǎn)的意義。

2．掌握常壓蒸餾測定純液體沸點(diǎn)的操作。

實(shí)驗(yàn)原理

液體有機(jī)物受熱時(shí)其飽和蒸氣壓隨溫度的升高而增大，當(dāng)它的飽和蒸氣壓與外界壓力相等時(shí)液體沸騰，此時(shí)的溫度稱為液體在該外壓下的沸點(diǎn)。通常所說的沸點(diǎn)是液體在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸騰溫度。純液態(tài)有機(jī)化合物在蒸餾過程中的沸點(diǎn)范圍很小，為0．5～1℃，所以蒸餾可以用來測定沸點(diǎn)。蒸餾過程中，開始餾出時(shí)和最后一滴時(shí)的溫度叫液體的沸程(沸點(diǎn)范圍)。

實(shí)驗(yàn)步驟

1．儀器的安裝:常壓蒸餾裝置由圓底蒸餾燒瓶、直形冷凝管、蒸餾頭、帶有橡皮塞的溫度計(jì)、接收瓶等組成。安裝溫度計(jì)時(shí)，其水銀球的上限與蒸餾頭支管口的下限在同一水平線上。儀器安裝的順序應(yīng)先從熱源開始，自下而上，從左到右。整個(gè)裝置要求排列整齊。

2．安裝好儀器后，取下帶有橡皮塞的溫度計(jì)，用玻璃漏斗將乙醇(約30mL)沿蒸餾燒瓶內(nèi)壁倒入(切勿使其流入蒸餾頭支管)，乙醇的量應(yīng)占燒瓶容積的1/3～2/3。加入2～3粒沸石，安裝好溫度計(jì)。檢查儀器安裝是否正確，各連接部位是否緊密，常壓蒸餾接液管處必須與大氣相通。然后緩慢從冷凝管下口通入冷凝水，流速穩(wěn)定后，點(diǎn)燃酒精燈開始加熱，使液體的溫度緩慢上升。當(dāng)液體開始沸騰時(shí)可看到蒸氣緩慢上升，蒸氣冷凝開始回流。當(dāng)蒸氣到達(dá)水銀球時(shí)，溫度計(jì)顯示溫度急劇上升，這時(shí)要控制加熱強(qiáng)度，使溫度計(jì)水銀球上總保持有液珠懸掛，此時(shí)液體和蒸氣保持平衡，同時(shí)要保持蒸餾速度達(dá)到每秒1～2滴餾出液。當(dāng)溫度計(jì)讀數(shù)恒定時(shí)記錄下第一滴餾出液流出時(shí)的溫度及最后一滴餾出液流出時(shí)的溫度，即為乙醇的沸程。蒸餾到燒瓶中剩下1～2mL液體時(shí)停止加熱。數(shù)據(jù)記錄于表2－11－1。

3．蒸餾完畢，先停止加熱，后停冷凝水，等燒瓶冷卻后，按照與安裝時(shí)相反的順序拆卸裝置，燒瓶中殘留的乙醇倒入指定的回收瓶中。

數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

表2－11－1　數(shù)據(jù)記錄

思考題

1．蒸餾時(shí)加熱速度太快或太慢對沸點(diǎn)的測定結(jié)果有何影響?

2．用蒸餾法測定液體的沸點(diǎn)時(shí)，總會(huì)有初餾分，其主要原因有哪些?

3．安裝儀器時(shí)，溫度計(jì)位置過高或過低對測定沸點(diǎn)有何影響?

(程　迪)

實(shí)驗(yàn)十二　折光率和旋光度的測定

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)是物理常數(shù)測定實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)是練習(xí)折光儀和旋光儀的使用。阿貝折光儀及旋光儀的測定原理、構(gòu)造及使用方法請參考第一章實(shí)驗(yàn)儀器的介紹部分。并參閱理論教材中有關(guān)旋光異構(gòu)的知識(shí)。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．阿貝折光儀是根據(jù)什么原理來測定液體折光率的?

2．用阿貝折光儀測定液體的折光率分哪幾步操作?

3．平面偏振光和單色光有什么不同?平面偏振光的特性是什么?

4．旋光儀有哪幾部分構(gòu)成?

5．為何不選擇最亮或最暗的視場作為儀器的零點(diǎn)，而卻要選擇明暗程度均勻的三分視場?

6．旋光儀為何左右兩邊都設(shè)計(jì)有刻度盤，測定旋光度時(shí)兩個(gè)刻度盤都要讀數(shù)嗎?

7．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟，請列出本實(shí)驗(yàn)所需的儀器及試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．了解阿貝折光儀及旋光儀的測定原理及構(gòu)造。

2．掌握使用阿貝折光儀及旋光儀測定液體折光率和旋光度的方法。

3．熟悉測定液體折光率及旋光度的意義。

實(shí)驗(yàn)原理

阿貝折光儀及旋光儀的測量原理詳見第一章實(shí)驗(yàn)儀器的介紹——阿貝折光儀和旋光儀的使用。

實(shí)驗(yàn)步驟

1．折光率的測定

(1)丙酮作為清洗液擦拭棱鏡，蒸餾水作為標(biāo)準(zhǔn)液體校正儀器的零點(diǎn)。

(2)分別測定蒸餾水、無水乙醇及乙酸乙酯的折光率3次。

2．旋光度的測定

用蒸餾水校正旋光儀的零點(diǎn)，測定葡萄糖溶液的旋光度并計(jì)算其濃度。

數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果處理

表2－12－1　折光率的測定　溫度____ ℃

表2－12－2　旋光度的測定及溶液濃度的計(jì)算　溫度____ ℃

上式中，α為測定的旋光度;λ為光源波長;t為測定溫度;c為溶液濃度(g·mL－1);l為樣品管長度(dm)。

思考題

1．影響折光率的因素有哪些?

2．測定折光率時(shí)，為何要用清洗液擦洗棱鏡?

3．測定折光率時(shí)視場中明暗區(qū)很淡，可能的原因是什么?

4．影響旋光度的因素有哪些?

5．為什么新配制的葡萄糖溶液要放置一段時(shí)間方可測定其旋光度?

6．如果樣品管中有大的氣泡，測定時(shí)沒有被驅(qū)趕到樣品管的球形膨大部分，對測定結(jié)果有何影響?

(楊振華)

實(shí)驗(yàn)十三　醇、酚、醛、酮的性質(zhì)

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，課前請認(rèn)真預(yù)習(xí)理論教材中有關(guān)醇、酚、醛、酮的基本性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)中認(rèn)真觀察現(xiàn)象，注意判斷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和理論推斷是否符合，并利用所學(xué)的知識(shí)解釋所觀察到的現(xiàn)象，加深對其化學(xué)性質(zhì)的理解和掌握。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．在醇、酚、醛、酮的化學(xué)性質(zhì)中哪些是專屬性較好的?如何利用這些性質(zhì)鑒別它們?

2．本實(shí)驗(yàn)所用的試劑和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多，請思考應(yīng)如何合理使用試劑以避免交叉污染?

3．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

熟悉醇、酚、醛、酮的化學(xué)反應(yīng)，掌握其鑒別方法。

實(shí)驗(yàn)原理

對于有機(jī)化合物來說，要確定其結(jié)構(gòu)，除了元素分析，波譜技術(shù)，或測定其物理常數(shù)(如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率等)外，利用化學(xué)方法進(jìn)行官能團(tuán)分析也是很重要的方法。官能團(tuán)的定性檢驗(yàn)是利用有機(jī)化合物中各官能團(tuán)所具有的不同特征，與某些試劑發(fā)生反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象(如顏色變化、沉淀、放出氣體等)，與其他化合物進(jìn)行區(qū)別。因此，對定性試驗(yàn)要求反應(yīng)迅速、結(jié)果明顯，而且對某一官能團(tuán)有專一性。

1．醇的性質(zhì):醇類化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為官能團(tuán)羥基與脂肪烴基相連，根據(jù)羥基相連的烴基不同，羥基的活性也不同。

(1)醇與金屬鈉反應(yīng)生成醇鈉和氫氣:

此反應(yīng)不能作為醇的特性反應(yīng)，因?yàn)楹谢顫姎涞幕衔锒伎砂l(fā)生此反應(yīng)，如試樣中含有少量的水，也會(huì)有氣體放出。

(2)醇可與酰化試劑(如酰氯、酸酐、羧酸等)作用生成酯，而且低級醇的乙酸酯都有香味，可用于醇的鑒別。

(3)與Lucas(盧卡斯)試劑反應(yīng)鑒別伯、仲、叔醇:當(dāng)醇與Lucas試劑(ZnCl2的濃鹽酸溶液)反應(yīng)時(shí)，叔醇立即反應(yīng)，仲醇反應(yīng)緩慢，而伯醇不起反應(yīng)。對于6個(gè)碳以下的水溶性一元醇來說，由于生成的氯代烷不溶于Lucas試劑，成油狀物析出，因此常用于6個(gè)碳以下伯、仲、叔醇的鑒別。

(4)碳數(shù)在10個(gè)以下的醇與硝酸鈰銨試劑作用生成琥珀色或紅色配合物，可用于鑒定10個(gè)碳以下的醇:

(5)鄰位多羥基醇與某些二價(jià)金屬氫氧化物生成類似鹽的化合物，如與Cu(OH)2生成藍(lán)紫色配合物。

在濃鹽酸作用下，配合物能被分解成原來的醇和銅鹽。

2．酚的性質(zhì):酚類化合物的羥基氫電離后，氧負(fù)離子由于與苯環(huán)發(fā)生共軛而穩(wěn)定，所以具有一定的酸性。特別是苯環(huán)上有吸電子基存在時(shí)，酸性更強(qiáng)。酚類化合物具有烯醇式結(jié)構(gòu)，具有烯醇式結(jié)構(gòu)的化合物與三氯化鐵能發(fā)生顏色反應(yīng)，多呈紫紅色。酚類化合物與三氯化鐵反應(yīng)時(shí)，一般為紅、藍(lán)、紫或綠色。

大多數(shù)的硝基酚、間位及對位羥基苯甲酸不起顏色反應(yīng)。某些酚如α－萘酚、β－萘酚等，由于在水中的溶解度很小，它們的水溶液與三氯化鐵不發(fā)生顏色反應(yīng)，但可在乙醇溶液中反應(yīng)。利用此性質(zhì)可以進(jìn)行鑒別。

由于羥基的作用使苯環(huán)活性增強(qiáng)，酚類化合物可與溴發(fā)生取代反應(yīng)，生成溴代酚，并使溴水褪色。苯酚與溴水極易發(fā)生取代反應(yīng)，生成三溴苯酚白色沉淀。

該反應(yīng)很靈敏，但非特性反應(yīng)，因?yàn)橐磺泻幸妆讳迦〈臍湓拥幕衔锛耙妆讳逅趸幕衔?，如芳胺和硫醇等均可發(fā)生此反應(yīng)。

3．醛酮的性質(zhì)

(1)醛、酮與羰基試劑反應(yīng):醛、酮同屬羰基化合物，都能與羰基試劑如2，4－二硝基苯肼等反應(yīng)生成黃色或橙色的苯腙沉淀，例如:

(2)與亞硫酸氫鈉的加成:大多數(shù)醛、脂肪族甲基酮及八個(gè)碳以下的脂環(huán)酮能與亞硫酸氫鈉(NaHSO3)飽和溶液(40%)發(fā)生加成反應(yīng)，生成不溶于飽和NaHSO3溶液的α－羥基磺酸鈉白色結(jié)晶。此晶體溶于水，難溶于有機(jī)溶劑，并且此反應(yīng)為可逆反應(yīng)，生成的α－羥基磺酸鈉與稀酸或稀Na2CO3溶液共熱時(shí)，則分解為原來的醛或酮。因此，這一反應(yīng)可用來鑒別和純化醛、脂肪族甲基酮或碳原子數(shù)少于8的脂環(huán)酮。

(3)碘仿反應(yīng):甲基酮具有結(jié)構(gòu)，能進(jìn)行α－鹵代或鹵仿反應(yīng)，如能與碘的堿性溶液反應(yīng)，生成具有特殊氣味的黃色碘仿結(jié)晶(碘仿反應(yīng))。由于碘的堿液同時(shí)是氧化劑，可以使醇氧化成相應(yīng)的醛、酮。因此，具有結(jié)構(gòu)的醇也能進(jìn)行碘仿反應(yīng)。

(4)醛的還原性:醛與Tollens(吐倫)試劑(硝酸銀的氨水溶液)反應(yīng)生成銀鏡;與Fehling(斐林)試劑反應(yīng)，生成氧化亞銅的磚紅色沉淀。與Schiff(希夫)試劑發(fā)生顏色反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)步驟

1．醇的性質(zhì)

(1)羥基氫活性試驗(yàn):在一干燥試管中加入0．5mL無水乙醇，投入一米粒大小的新鮮金屬鈉，觀察有何現(xiàn)象產(chǎn)生?待反應(yīng)完畢加入2mL水，用pH試紙?jiān)囼?yàn)溶液的酸堿性。

(2)醇的酯化反應(yīng):將0．5mL無水乙醇加入干燥試管中，然后逐滴加入0．5mL乙酰氯，振蕩，注意是否發(fā)熱。向管口吹氣，觀察有無氯化氫白霧逸出。靜置1～2min后，加入1mL水，再用5%的碳酸鈉溶液調(diào)整溶液呈中性，檢查有無酯的香味生成。

(3)醇的氧化反應(yīng):取三支試管，分別加入0．5mL乙醇、異丙醇和叔丁醇，然后各加入1mL1%重鉻酸鉀溶液和10滴10%H2SO4溶液，搖勻后，靜置5min，觀察試管內(nèi)的顏色變化，并比較它們的反應(yīng)速率。

(4)Lucas試驗(yàn):取3支干燥試管，分別加入5～6滴正丁醇、仲丁醇、叔丁醇，然后各加入2mLLucas試劑，搖動(dòng)后靜置。溶液立即出現(xiàn)渾濁，靜置后分層者為叔丁醇;將不出現(xiàn)渾濁的兩支試管在水浴中溫?zé)釘?shù)分鐘，振蕩后靜置，溶液慢慢出現(xiàn)渾濁，最后分層者為仲丁醇;不起作用者為正丁醇。

(5)多元醇酸性試驗(yàn):在試管中加入7滴5%CuSO4溶液和幾滴(稍微過量)5% NaOH溶液，配制成新鮮的Cu(OH)2淡藍(lán)色沉淀，然后滴加甘油，搖動(dòng)試管，觀察溶液顏色變化。

2．酚的性質(zhì)

(1)酚的弱酸性:在試管中加入固體苯酚0．1g左右，逐漸滴加水并振蕩使之溶解，也可滴加10%氫氧化鈉溶液助溶(為什么?)，待溶液澄清后，再加10%鹽酸溶液，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。

(2)三氯化鐵試驗(yàn):將0．5mL1%的苯酚溶液加入試管中，再滴加1～2滴1%的三氯化鐵水溶液，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。

(3)溴代試驗(yàn):在試管中加0．5mL1%的苯酚水溶液，然后滴加溴水，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。

3．醛、酮的性質(zhì)

(1)與亞硫酸氫鈉反應(yīng):取兩支干燥試管，各加入2mL亞硫酸氫鈉飽和溶液，然后分別加入1mL乙醛和丙酮，振蕩后放入冰水浴中，觀察有無結(jié)晶析出。

(2)與2，4－二硝基苯肼反應(yīng):取四支潔凈試管，各加入2mL2，4－二硝基苯肼試劑，然后分別滴加3～4滴甲醛、乙醛、苯甲醛、丙酮，振蕩后靜置片刻，若無沉淀生成，可微熱30s振蕩，冷卻，觀察現(xiàn)象。

(3)與Fehling試劑反應(yīng):取四支潔凈試管，各加入0．5mLFehlingI和0．5mLFehling II溶液，混合均勻，然后分別加入3～4滴甲醛、乙醛、苯甲醛、丙酮，在沸水浴中加熱數(shù)分鐘，觀察現(xiàn)象。

(4)與Tollens試劑反應(yīng):在潔凈的試管中加入2mLAgNO3(10g·L－1)溶液，然后邊振蕩邊滴加1mol·L－1氨水，直至生成的沉淀恰好溶解為止，即得Tollens試劑。再取三支潔凈的試管，將制得的Tollens試劑分成四等份，再往四個(gè)試管中分別加入甲醛、乙醛、苯甲醛、丙酮2～3滴，搖勻后，將試管置于溫水浴中加熱(勿搖動(dòng)!)，觀察有無銀鏡產(chǎn)生。

(5)與Schiff試劑反應(yīng):取四支潔凈試管，在試管中各加入1mLSchiff試劑，然后滴加甲醛、乙醛、苯甲醛、丙酮2～3滴。放置數(shù)分鐘，觀察其顏色變化，若呈現(xiàn)紫紅色為醛類化合物;再加入1mL硫酸(3mol·L－1)，搖勻，紫紅色不褪去者為甲醛;紫紅色褪去者為其他醛。

(6)碘仿反應(yīng):取六支潔凈試管，在試管中分別加入3mL蒸餾水、0．5mL碘溶液和3～4滴試樣(甲醛、乙醛、丙酮、乙醇、正丙醇、異丙醇)，然后滴加10%的NaOH溶液。振蕩至碘的棕色近乎消失。若無沉淀可在溫水浴上加熱數(shù)分鐘，冷卻后再進(jìn)行觀察。

思考題

1．醇鈉生成的實(shí)驗(yàn)中，如果不是在絕對無水條件下進(jìn)行，那么用pH試紙檢驗(yàn)溶液的酸堿性是否有實(shí)際意義?為什么?

2．Fehling試驗(yàn)和Tollens試驗(yàn)為什么不能在酸性溶液中進(jìn)行?

3．在醛、酮與亞硫酸氫鈉反應(yīng)中，為什么亞硫酸氫鈉的溶液要飽和溶液?

4．如何鑒別乙醇、正丁醇、1，2－丁二醇、1，3－丁二醇?

5．在Lucas試驗(yàn)中，水多了行不行?為什么?氯化鋅在試驗(yàn)中起何作用?

6．做酚類的檢驗(yàn)時(shí)，如果與FeCl3作用不顯色，能否斷定沒有酚類存在?為什么?

7．Tollens試劑為什么要在臨用時(shí)才配制?Tollens試驗(yàn)完畢后，應(yīng)該加稀硝酸少許，立即煮沸洗去銀鏡，為什么?

(范秉琳)

實(shí)驗(yàn)十四　糖和蛋白質(zhì)的性質(zhì)

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，課前認(rèn)真預(yù)習(xí)理論教材中有關(guān)糖和蛋白質(zhì)的基本性質(zhì)知識(shí)。實(shí)驗(yàn)中認(rèn)真觀察每一步驟的現(xiàn)象，注意判斷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和理論是否吻合，并利用所學(xué)的知識(shí)解釋所觀察到的現(xiàn)象，加深對其化學(xué)性質(zhì)的理解和掌握。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．具有哪些結(jié)構(gòu)的糖類化合物有還原性?

2．在糖類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)中哪些性質(zhì)是它們專屬性較好的?如何利用這些性質(zhì)鑒別它們?

3．蛋白質(zhì)分子為什么具有兩性?向蛋白質(zhì)溶液中加入少量的酸或堿時(shí)，對其分子所帶電荷有什么影響?

4．什么叫做鹽析?鹽析和變性有何區(qū)別?

5．根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．熟悉糖類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和鑒別方法。

2．熟悉蛋白質(zhì)的組成、性質(zhì)及鑒別方法。

實(shí)驗(yàn)原理

1．糖的還原性:糖是一類含有多個(gè)羥基的醛、酮，具有羥基和羰基的官能團(tuán)性質(zhì)。通常分為單糖、雙糖和多糖。單糖及含有半縮醛羥基的雙糖在水溶液中能發(fā)生互變異構(gòu)現(xiàn)象，開鏈結(jié)構(gòu)與環(huán)狀結(jié)構(gòu)具有一定的平衡。因此，具有還原性，也稱為還原糖，能與Fehling試劑、Benedict試劑和Tollens試劑等弱氧化劑作用。

還原性糖與Benedict試劑作用，產(chǎn)生磚紅色氧化亞銅，臨床上常用此反應(yīng)作血糖和尿糖的定性和定量檢查。

2．顯色反應(yīng):糖類化合物在濃鹽酸或濃硫酸的作用下，能與酚類化合物發(fā)生顏色反應(yīng)，如與α－萘酚的乙醇溶液作用產(chǎn)生紫色，這個(gè)反應(yīng)稱為Molish反應(yīng)。

另外，糖還可以與間苯二酚的鹽酸溶液作用呈現(xiàn)紅色，此反應(yīng)稱為Seliwanoff反應(yīng)，由于此試劑與酮糖反應(yīng)出現(xiàn)紅色較醛糖快得多，常用來鑒別酮糖和醛糖。

淀粉與碘呈藍(lán)色，是淀粉的特性反應(yīng)。

3．蛋白質(zhì)的性質(zhì):氨基酸既含氨基(—NH2)又含羧基(—COOH)，所以具有這兩種官能團(tuán)的性質(zhì)。因?yàn)樵诜肿又屑扔袎A性基團(tuán)又有酸性基團(tuán)可以形成內(nèi)鹽。根據(jù)溶液的pH值大小不同，在水中可以有陽離子、陰離子以及兩性離子等不同存在形式。當(dāng)氨基酸分子正好帶有等量正負(fù)電荷(兩性離子)時(shí)，溶液pH值稱為等電點(diǎn)。根據(jù)氨基酸的等電點(diǎn)不同，可以利用電泳將它們分離。

蛋白質(zhì)是氨基酸以肽鍵連接而成的大分子化合物，其分子中都含有一些酸性氨基酸殘基(如天門冬氨酸、谷氨酸)和堿性氨基酸殘基(如賴氨酸、精氨酸、組氨酸)。酸性基團(tuán)電離帶負(fù)電，堿性基團(tuán)電離帶正電，故蛋白質(zhì)分子中既有正電荷又有負(fù)電荷，是一種兩性大分子電解質(zhì)。在水溶液中，蛋白質(zhì)同氨基酸相似，呈兩性電離。蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)即是蛋白質(zhì)本身凈電荷為零時(shí)所在溶液的pH值。

氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)，它與某些試劑作用可發(fā)生不同的顏色反應(yīng)。氨基酸以α－氨基酸最為常見。α－氨基酸與茚三酮在水溶液中加熱時(shí)，可以生成藍(lán)紫色的物質(zhì)，此反應(yīng)稱為茚三酮反應(yīng)。蛋白質(zhì)分子中含有游離氨基，故同氨基酸類似，也能起茚三酮反應(yīng)。

蛋白質(zhì)是由氨基酸縮合而成的大分子化合物，因分子中有游離的氨基和羧基，也能發(fā)生兩性電離。蛋白質(zhì)還具有膠體性質(zhì)和生物活性，與一些化學(xué)物質(zhì)作用可以變性發(fā)生沉淀。常利用蛋白質(zhì)與重金屬離子作用生成不溶性鹽來緩解重金屬中毒。

蛋白質(zhì)除了可以發(fā)生茚三酮反應(yīng)外，由于分子中含有多個(gè)基團(tuán)，還可以發(fā)生雙縮脲反應(yīng)，即與稀的堿性硫酸銅溶液作用，呈現(xiàn)紫色。對于分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，還可以發(fā)生蛋白黃色反應(yīng)，即與濃硝酸作用呈現(xiàn)黃色。

實(shí)驗(yàn)步驟

1．糖與Benedict試劑反應(yīng):取6支大試管，各加入1mLBenedict試劑再分別加入2滴葡萄糖、果糖、麥芽糖，蔗糖、淀粉溶液和蒸餾水(對照管)，在沸水中加熱2～3min，移出試管，觀察并記錄結(jié)果。

2．糖的Seliwanoff試驗(yàn):取4支大試管，各加入1mLSeliwanoff試劑，然后再分別加入5滴葡萄糖、果糖、蔗糖溶液和蒸餾水，搖勻，在沸水中加熱2min。比較各管紅色出現(xiàn)的次序。

3．淀粉與碘液作用:取1支大試管，加1滴淀粉溶液，用蒸餾水稀釋10倍，加1滴碘液，顯何色?再在酒精燈上加熱，待顏色褪去后，冷卻，顯何色?

4．蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)

(1)茚三酮反應(yīng):在試管中加入10滴蛋白質(zhì)溶液，然后加3滴茚三酮溶液，在沸水浴中加熱10～15min，觀察顏色變化。

(2)蛋白黃反應(yīng):取兩支試管，在一試管中加5滴苯酚;在另一支試管中加5滴蛋白質(zhì)溶液，然后分別加入2滴濃硝酸，觀察在蛋白質(zhì)溶液中是否有白色沉淀生成?將兩支試管放在沸水浴中加熱，此時(shí)兩支試管各有什么現(xiàn)象?

(3)醋酸鉛反應(yīng):在試管中加入10滴醋酸鉛，滴加2滴氫氧化鈉，搖勻后再加4滴蛋白質(zhì)溶液，振蕩，將試管放在沸水浴中加熱2～3min，觀察顏色變化。

(4)縮二脲反應(yīng):在試管中加入5滴蛋白質(zhì)溶液和5滴氫氧化鈉，搖勻后，加入2滴硫酸銅，振蕩，觀察顏色變化。

5．乙醇沉淀蛋白質(zhì):在試管中加入5滴蛋白質(zhì)溶液，沿試管壁加入10滴無水乙醇，搖勻，靜置數(shù)分鐘，觀察溶液能否出現(xiàn)渾濁?

6．蛋白質(zhì)的變性

(1)酸沉淀蛋白質(zhì):在試管中加入5滴蛋白質(zhì)溶液，然后加入1滴鹽酸使其酸化，再滴加2滴三氯乙酸，觀察沉淀的生成。

(2)重金屬鹽沉淀蛋白質(zhì):在四支試管中，各加入5滴蛋白質(zhì)溶液，然后依次加3滴AgNO3(30g·L－1)，CuSO4(30g·L－1)，觀察沉淀生成。

(3)加熱蛋白質(zhì):在試管中加入2mL蛋白質(zhì)溶液，置沸水浴中加熱5min，觀察蛋白質(zhì)的凝固現(xiàn)象。

思考題

1．蔗糖和淀粉與Benedict試劑均無作用，此實(shí)驗(yàn)對了解二者的結(jié)構(gòu)有何提示?

2．氨基酸與縮二脲反應(yīng)嗎?為什么?

3．為什么雞蛋清可用作鉛或汞中毒的解毒劑?

(程　迪)

實(shí)驗(yàn)十五　復(fù)方新諾明中SMZ和TMP的分離鑒定

【實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)】　本實(shí)驗(yàn)為色譜分離技術(shù)中的薄層色譜法。薄層色譜是常用的簡易分離技術(shù)，不僅可以用于分離混合物、監(jiān)測合成反應(yīng)的進(jìn)程，也可以用于少量純物質(zhì)的制備，在天然產(chǎn)物的分離中運(yùn)用廣泛，又是藥物及其制劑的重要鑒別方法之一。通過本實(shí)驗(yàn)，將練習(xí)薄層色譜的基本操作，親身體會(huì)薄層色譜在藥物分析中的應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中請思考以下問題:

1．有哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)會(huì)影響薄層色譜的分離效果?

2．薄層色譜法主要的顯色方法有哪些?

3．影響比移值Rf的因素有哪些?

4．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟，請列出完成本實(shí)驗(yàn)所需的儀器和試劑。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．熟悉薄層板的鋪制方法。

2．掌握Rf值及分離度的計(jì)算方法。

3．了解薄層色譜法在復(fù)方制劑的分離、鑒定中的應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)原理

復(fù)方新諾明為復(fù)方制劑，含磺胺甲　唑(SMZ)和甲氧芐氨嘧啶(TMP)等成分，可在硅膠GF254熒光薄層板上，用氯仿－乙醇－正庚烷(1∶1∶1)為展開劑，利用硅膠對SMZ 及TMP具有不同的吸附能力，流動(dòng)相(展開劑)對二者具有不同的溶解能力而達(dá)到混合組分的分離。利用SMZ和TMP在熒光板上產(chǎn)生暗斑，與同板上的對照品比較進(jìn)行定性。

實(shí)驗(yàn)步驟

1．黏合薄層板的鋪制:稱取羧甲基纖維素鈉0．75g，置于100mL水中，加熱使溶解，放置1周待澄清后備用。取上述CMC－Na上清液30mL(或適量)和10g硅膠GF254分別加入乳缽中，研磨均勻后，取糊狀物適量放在清潔的玻璃板上，晃動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)玻板，使其均勻地流布于整塊玻璃板上而獲得均勻的薄層板。將其平放晾干，再在110℃活化1h，貯于干燥器中備用。

2．供試品溶液及對照溶液的制備:分別取磺胺甲惡唑?qū)φ掌?．2g、甲氧芐氨嘧啶對照品40mg，各加丙酮10mL，振搖使溶解，作對照溶液。

取本品細(xì)粉適量(0．5～0．6g，約相當(dāng)于磺胺甲惡唑0．2g)，加丙酮10mL，振搖，過濾，取濾液，作為供試品溶液。

3．點(diǎn)樣展開:在距薄層板底邊1cm處，用鉛筆輕輕劃一起始線。用微量注射器(或毛細(xì)管)分別點(diǎn)SMZ、TMP對照液及樣品液各5μL，斑點(diǎn)直徑不超過2～3mm。待溶劑揮散后，將薄層板置于盛有15mL展開劑的色譜缸中飽和15min，再將點(diǎn)有樣品的一端浸入展開劑［氯仿－乙醇－正庚烷(1∶1∶1)］0．3～0．5cm，展開。待展開劑移行約7cm，取出薄板，立即用鉛筆劃出溶劑前沿，待展開劑揮散后，在紫外分析儀(254nm或365 nm)下觀察，標(biāo)出各斑點(diǎn)的位置、外形，計(jì)算Rf值。

注意事項(xiàng)

1．點(diǎn)樣時(shí)微量注射器針頭切勿損壞薄層表面。

2．色譜缸必須密閉，否則溶劑揮發(fā)，改變展開劑比例，影響分離效果。

3．展開劑用量不宜過多，否則溶劑移行速度快，分離效果受影響，但也不可過少，以免分析時(shí)間過長。一般只需滿足薄層板浸入0．3～0．5cm的用量即可。

思考題

1．為什么在本實(shí)驗(yàn)中不能使用無熒光的薄層板?

2．熒光薄層檢測斑點(diǎn)的原理是什么?

3．色譜缸(槽)若不預(yù)先用展開劑蒸氣飽和，對實(shí)驗(yàn)有什么影響?

(楊　潔)