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确定有机化合物的一般步骤和方法
将4个H原子和1个C原子替换为1个O 原子,故分子式还可为C3H6O或C2H2O2。
小 结
① 元素的质量
实 分 ①标况下密度 ② 元素的质量比 验 子 ②相对密度 ③ 元素的质量分数 式 量 ③化学反应
④ 产物的量
分子式
研究有机物的一般步骤和方法 (一)相对分子质量的确定——质谱法
测定相对分子质量的方法很多, 质谱法是最精确、最快捷的方法。
练习4.某饱和一卤代烃2.18克与足量的 NaOH溶液混合,然后加入HNO3至酸性, 再加足量AgNO3溶液, 得浅黄色沉淀3.76 克, 求该饱和一卤代烃的分子式。
分子式为C2H5Br
4. 已知有机物的相对分子质量或摩尔质 量求分子式的方法
(5) 讨论法 若烃的相对分子质量为M,则 除尽为: 烯或环烷烃 余 2 为 : 烷 M 缺 2 为 : 炔或二烯烃 14 缺6为: 苯及其同系物 替换关系: 1C~12H,1O~16H 4C~3O, 1O~1C+4H
2)固—液萃取:是用有机溶剂从 固体物质中溶解出有机物的过程 。 (专用仪器设备) 4、色谱法:阅读P.19 利用吸附剂对不同有机物吸附作用的 不同,分离、提纯有机物的方法。 例如:用粉笔分离色素……
[练习1]下列每组中各有三对物质,它们都能 用分液漏斗分离的是 A 乙酸乙酯和水,酒精和水,植物油和水 B 四氯化碳和水,溴苯和水,硝基苯和水 C 甘油和水,乙酸和水,乙酸和乙醇 D 汽油和水,苯和水,己烷和水 [练习2]可以用分液漏斗分离的一组液体混和 物是 A 溴和四氯化碳 B 苯和溴苯 C 汽油和苯 D 硝基苯和水
CO2
得出实验式
计算O含量
计算C、H含量
1. 有机物组成元素的判断 一般讲有机物燃烧后,各元素对 应产物为: C→CO2,H→H2O。 若有机物A完全燃烧,产物只有CO2 和H2O,则有机物组成元素可能为C、 H或C、H、O.
若m(C)+m(H)=m(A),则A为烃 若m(C)+m(H)<m(A), 则A为烃的含 氧衍生物
练习:
1. 取14.4g某有机物在O2中完全燃 烧,只生成CO2和H2O,且测得 生成的CO2为22.4L(标况),H2O 为21.6g。试判断该有机物的元素 组成。
练习:
2. 取9.4g某有机物完全燃烧, 生成 的气体先通过浓硫酸,浓硫酸的 质量增加5.4g; 剩余气体再通过碱 石灰后全部被吸收, 碱石灰质量 增加26.4g。试判断该有机物的元 素组成。
(由于分子离子的质荷比越大,达到检测器需要的时 间最长,因此谱图中的质荷比最大的就是未知物的相 对分子质量)
相对分子质量 M x 最简式量 12m n 16p
例1. 有机物中含碳40﹪、氢6.67﹪, 其余为氧,又知该有机物的相对分子 质量是60. 求该有机物的分子式。
解:
又 60(12+12+16)=2
=(4012):(6.671):(53.3316) =1:2:1 ∴实验式为CH O
质谱仪有什么作用?其原理是什么?
它是用高能电子流等轰击样品分子,使该分子失去电子 变成带正电荷的分子离子和碎片离子。这些不同离子具 有不同的质量,质量不同的离子在磁场作用下达到检测 器的时间有差异,其结果被记录为质谱图。
1、质荷比是什么?
分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值
2、如何确定有机物的相对分子质量?
(3) 由相关数据得出: n有机物:nc:nH:no=1:2:6:1 即分子式为C2H6O
4. 已知有机物的相对分子质量或摩 尔质量求分子式的方法 (3) 质量分数法
摩尔质量 该元素质量分数 某元素原子个数 该元素原子的摩尔质量
M (C) n(C) 12 M (O ) n(O) 16
第一章 认识有机化合物
第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法
研究有机化合物要经过以下几个步骤: 粗 产 品 分离 提纯 定性 分析 定量分析
除 杂 质
每一个操作步骤 是怎样完成的呢?
确定 组成 元素
质 量 分 析
测 定 分 子 量
结 构 分 析
结构 式
实验式或最简式
分子式
一、分离提纯
1、混合物分离中常用的操作有哪些? 2、过滤、结晶的基本原理和操作要领?
2. 实验式和分子式的区别 实验式(即最简式)表示化 合物分子所含元素的原子数目 最简单整数比的式子。分子式 表示化合物分子所含元素的原 子种类及数目的式子。
3. 化合物相对分子质量的确定
m M n
M=22.4
1 M1 d 2 M2
练习:
1. 某混合气体在标准状况下的密度为 0.821g/L, 该混合气体的平均相对分 18.4 子质量为______. 2. 某卤代烃的蒸气密度是相同状况下 甲烷密度的11.75倍,该卤代烃的摩 188g/mol 尔质量为: ______________ 。 3. 如果ag某气体中含b个分子,则1摩 该气体的质量为_______________ 。 aNA/b g
[练习3]某工厂废液经测定得知主要含有乙醇,其中还溶有丙酮、 乙酸和乙酸乙酯。根据各物质的性质,确定通过下列步骤回收乙 醇和乙酸。 丙酮、乙酸乙酯、乙醇、乙酸沸点(℃)56.2 77.06 78 117.9 ①向废液中加入烧碱溶液,调整溶液的pH=10 ②将混和液放入蒸馏器中缓缓加热 ③收集温度在70~85℃时的馏出物 ④排出蒸馏器中的残液。冷却后向其中加浓硫酸(过量),然后 再放入耐酸蒸馏器进行蒸馏,回收馏出物 请回答下列问题: (1)加入烧使溶液的pH=10的目的是 使乙酸转变成钠盐 ; (2)在70~85℃时的馏出物的主要成份是 ; 乙醇 (3)在步骤④中,加入过量浓硫酸的目的是(用化学方程式表 2CH3COONa+H2SO4=2CH3COOH+Na2SO4 示)______________________________________ (4)当最后蒸馏的温度控制在85~125℃一段时间后,残留液中 Na2SO4 。 H2SO4 溶质的主要成份是
研究有机物的一般步骤和方法 有 机 物 (纯净)
首先要确定有机物 中含有哪些元素
?
确定 分子式
如何利用实验的方法确定有机物中C、H、 O各元素的质量分数?
李比希法
现代元素分析法
“李比希元素分析法”的原理:
H2O 用无水 得前后 CaCl2吸收 质量差 用KOH浓 得前后 溶液吸收 质量差
取定量含C、 加氧化铜 H(O)的有 氧化 机物
将12个H原子替换为1个C原子, 故分子式还可为C10H8。
例5. (1) 烃A的相对分子质量为42,求其 可能的分子式. (2) 烃B的相对分子质量 为128,求其可能的分子式。(3) 有机物 C完全燃烧只生成CO2和H2O,其相对 分子质量为58, 求其可能的分子式.
(3) 58/14=4……2 所以分子式为C4H10
粗产品 热溶解 热过滤
冷却 结晶
提纯 产品
3、萃取:
原理:利用混合物中一种溶质在互不相溶
的两种溶剂中的溶解性不同,用一种溶剂 把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提 取出来的方法。 主要仪器:分液漏斗
操作过程:
振 荡
静 置
分 液
萃取包括:
1)液—液萃取:是利用有机物在两种 互不相溶的溶剂中的溶解性不同,将有机 物从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。
例5. (1) 烃A的相对分子质量为42,求其 可能的分子式. (2) 烃B的相对分子质量 为128,求其可能的分子式。(3) 有机物 C完全燃烧只生成CO2和H2O,其相对 分子质量为58, 求其可能的分子式. (1) 42/14=3……除尽 所以分子式为C3H6 (2) 128/14=9……2 所以分子式为C9H20
M (H) n(H) 1
例3: 吗啡是一种常见毒品,其相对分 子质量不超过300, 其中含C 71.58% 含H 6.67%、含N 4.91%、其余为氧。 285 则吗啡相对分子质量为_______, 分子 C17H19NO 式为___________ 。3
例3: 吗啡是一种常见毒品,其相对分子质量不 超过300, 其中含C 71.58% 含H 6.67%、 含N 4.91%、其余为氧。则吗啡相对分子 C17H19NO3 。 285 质量为_______, 分子式为___________
解: 先猜测吗啡中只含有1个N原子,则 14 M =285<300且2852>300, 猜测合理 4.91%
285 71.58% n(C) 17 12 285 16.84% n(O) 3 16
n(H)=285-1217-163-141=19
4. 已知有机物的相对分子质量或摩 尔质量求分子式的方法 (4) 利用有机物通式和化学反应方程 式确定分子式
2
nC:nH:nO
故有机物的分子式为C2H4O2 答: 有机物的分子式为C2H4O2。
4. 已知有机物的相对分子质量或摩尔 质量求分子式的方法: (2) 连比法 n(有机物):n(C):n(H):n(O)
m(有) : n(C) : n( H) : n(O) M
= 1:m:n:p 则有机物的分子式为CmHnOp
含杂 工业 乙醇
蒸馏
95.6%(m /m)工业 乙醇
加吸 水剂 蒸馏
无水乙醇 (99.5% 以上)
无水酒精的制取
普通酒精含乙醇95.57%(质量)和水4.43%,这是恒沸点 混合物,它的沸点是78.15℃,比纯乙醇的沸点(78.5℃) 低。把这种混合物蒸馏时,气相和液相的组成是相同的, 即乙醇和水始终以这个混合比率蒸出,不能用蒸馏法制 得无水酒精。 实验室制备无水酒精时,在95.57%酒精中加入生石灰 (CaO)加热回流,使酒精中的水跟氧化钙反应,生成不 挥发的氢氧化钙来除去水分,然后再蒸馏,这样可得 99.5%的无水酒精。如果还要去掉这残留的少量的水, 可以加入金属镁来处理,可得100%乙醇,叫做绝对酒 精。工业上制备无水酒精的方法是在普通酒精中加入一 定量的苯,再进行蒸馏。于64.9℃沸腾,蒸出苯、乙醇 和水的三元恒沸混合物,这样可将水全部蒸出。继续升 高温度,于68.3℃蒸出苯和乙醇的二元混合物,可将苯 全部蒸出。最后升高温度到78.5℃,蒸出的是无水乙醇 近年来,工业上也使用强酸性阳离子交换树脂(具有极 性基团,能强烈吸水)来制取无水酒精.