综合与设计性大学化学实验.doc

综合与设计性实验讲义目 录模块一实验一 茶叶中提取咖啡因（综合性化学实验）1实验二 黄连中小檗碱的提取和鉴定（设计性化学实验）5实验三 烟叶中烟碱的提取与定性分析测定（综合性化学实验）6实验四 玉米须中黄酮和多糖的提取、鉴别与含量测定（设计性化学实验）10模块二实验五 高锰酸钾法测定蛋壳中CaO的含量（设计性化学实验）12实验六 维生素C药片中抗坏血酸含量的测定（综合性化学实验）13实验七 葡萄糖酸锌的制备和分析（综合性化学实验）15模块三实验八 1，2，4-三唑的制备（设计性化学实验）18实验九 聚乙烯醛缩甲醛胶水的制备（综合性化学实验）19实验十 香豆素-3-羧酸的制备20实验十一 三草酸合铁（）酸钾的制备、性质和组成分析（设计性化学实验）。22实验十二 固体酒精的制备及燃烧热的测定（综合性化学实验）24说明：本实验课程要求学生从三个模块（见附表）中选出四个实验题目，即从模块一、模块二中各择一个实验题目，从模块三中选择二个。四个实验题目中设计性实验不得少于一个。设计性实验要提供设计方案，列举可行的方案。实验前要交给指导老师批阅。例如：模块一 中选择烟叶中烟碱的提取与定性分析测定（综合性化学实验），模块二 中选择高锰酸钾法测定蛋壳中CaO的含量（设计性化学实验），模块三 中选择聚乙烯醛缩甲醛胶水的制备（综合性化学实验），环保颜料氧化铁黄的制备定（综合性化学实验）模块一实验一 茶叶中的咖啡因的提取及其红外光谱的测定A 茶叶中的咖啡因的提取一、实验目的（1）通过从茶叶中提取咖啡因学习固-液萃取的原理及方法。（2）掌握索氏提取器的原理及作用。（3）掌握升华原理及操作。二、实验原理茶叶中含有多种黄嘌呤衍生物的生物碱，其主要成分为含量约占1%5%的咖啡因（Caffeine，又名咖啡碱），并含有少量茶碱和可可豆碱，以及11%12%的丹宁酸（又称鞣酸），还有约0.6%的色素、纤维素和蛋白质等。咖啡因的化学名为1，3，7-三甲基2，6-二氧嘌呤，其结构为：纯咖啡因为白色针状结晶体，无臭，味苦，置于空气中有风化性。易溶于水、乙醇、氯仿、丙酮、微溶于石油醚，难溶于苯和乙醚，它是弱碱性物质，水溶液对石蕊试纸呈中性反应。咖啡因在100时失去结晶水并开始升华，120升华显著，178时很快升华。无水咖啡因的熔点为238。咖啡因具有刺激心脏，兴奋大脑神经和利尿等作用，因此可单独作为有关药物的配方。咖啡因可由人工合成法或提取法获得。本实验采用索氏提取法从茶叶中提取咖啡因。利用咖啡因易溶于乙醇，易升华等特点，以95%乙醇作溶剂，通过索氏提取器（或回流）进行连续抽提，然后浓缩、焙炒而得粗制咖啡因，在通过升华提取得到纯的咖啡因。三、实验装置1索氏提取器：见图217。2回流提取装置：在无索氏提取器的情况下，可采用回流冷凝装置（图3-13）。但一般回流冷凝装置所用溶剂量较大，且提取效果较索氏提取器差。 3升华装置：具有较高蒸气压的固体物质，在加热到熔点以下，不经过熔融而直接变成蒸气，蒸气遇冷再凝结成固体的过程称为升华。用升华法可制得纯度较高的产品，但此法损失较大。在蒸发皿中加入已充分干燥的待升华物质，蒸发皿上盖一张带有密集小孔的滤纸，再倒扣一个口径比蒸发皿略小的玻璃漏斗。为避免蒸气逸出，在漏斗颈部塞一小团棉花。图4-31即为常压升华装置。四、试剂与器材1试剂茶叶，95%乙醇，生石灰。2器材60ml索氏提取器一套，蒸发皿，玻璃漏斗，蒸馏头，接受管，50ml锥形瓶，直形冷凝管。五、实验步骤称取5g茶叶末，将茶叶装入滤纸套筒中，把套筒小心地插入索氏提取器中，取50ml95乙醇加入60ml平底烧瓶中，加入几粒沸石，按图2-17安装好装置。水浴加热，连续提取22.5h后，提取液颜色较淡8，待溶液刚刚虹吸流回烧瓶时，立即停止加热。安装好蒸馏装置（见图3-2），水浴上进行蒸馏，蒸出大部分乙醇并回收乙醇。残液（约510ml）倒入蒸发皿中，加入2g研细的生石灰粉，在玻璃棒不断搅拌下蒸汽浴上将溶剂蒸干。再在石棉网上用小火小心地将固体焙炒至干。取一只合适的玻璃漏斗，罩在隔以刺有许多小孔的滤纸的蒸发皿上（见图4-31）。用小火小心加热升华，若漏斗上有水汽应用滤纸擦干。当滤纸张出现白色针状物时，可暂停加热，稍冷后仔细收集滤纸正反面的咖啡因晶体。残渣经拌和后可用略大的火再次升华。合并产品后称重，测熔点。产量约2030mg。六、注意事项（1）加入生石灰起中和作用以除去丹宁酸等酸性的物质。生石灰一定要研细。（2）乙醇将要蒸干时，固体易溅出皿外，应注意防止着火。（3）升华前，一定要将水分完全除去，否则在升华时漏斗内会出现水珠。遇此情况，则用滤纸迅速擦干水珠并继续焙烧片刻而后升华。（4）升华过程中必须严格控制加热温度。七、实验结果与讨论纯咖啡因为白色针状晶体，实验结果可用电子天平称重。本实验如没有索氏提取器，也可用回流方法来提取咖啡因。思考题（1）索氏提取器的原理是什么？与直接用溶剂回流提取比较有何优点？（2）升华前加入生石灰起什么作用？（3）升华操作的原理是什么？（4）为什么在升华操作中，加热温度一定要控制在被升华物熔点以下？（5）为什么升华前要将水分除尽？（6）除了升华还可以用何方法提纯咖啡因？B咖啡因的红外吸收光谱测定一、实验目的（1）了解傅里叶变换红外光谱仪的工作原理，学习AVATAR360FT-IR的使用方法。（2）掌握常用的固态物质红外制样方法溴化钾压片法。（3）学习利用红外吸收光谱对有机化合物结构进行定性鉴定的方法。二、实验原理1红外吸收光谱有机化合物结构鉴定的重要方法之一，它主要能提供有机物中所含官能团等信息。有关红外吸收光谱的基本原理参阅4.2.3节。2测定红外光谱时，不同类型的样品须采用不同的制样方法。固态样品一般可采用压片法和糊状法制样。压片法是将样品与溴化钾粉末混合研磨细和匀后，压制成厚度约为1mm的透明薄片；糊状法是将样品研磨成足够细的粉末，然后用液体石蜡或四氯化碳调成糊状，然后将糊状物薄薄地均匀涂布在溴化钾晶片上。由于石蜡或四氯化碳本身在红外光谱中有吸收，所以在解析谱图时要将它们产生的吸收峰扣除。图4-32是液体石蜡或四氯化碳的红外吸收光谱图。3测绘样品的红外光谱图仅仅是化合物结构鉴定工作的第一步，更重要的是对红外光谱图进行解析。红外光谱图中有很多吸收峰，含有丰富的结构信息，但其中有许多我们还不能准确地解释。对于初学者来说，主要应掌握40001500cm-1官能团特征频率区的吸收峰和1500cm-1以下一些重要吸收峰的归属，并学会红外标准谱图的查阅或标准谱库的计算机检索方法。三、仪器和试剂（1）AVATAR360FT-IR红外光谱仪或其他型号的红外光谱仪器。（2）红外干燥灯、不锈钢镊子和样品刮刀、玛瑙研钵、试样纸片、压模、压片机、磁性样品架、无水乙醇浸泡的脱脂棉等。（3）样品和试剂：实验十二A中提取的咖啡因、溴化钾粉末。四、实验步骤1开启仪器，启动计算机并进入OMNIC窗口（第4.2.3节相关内容）。2压片法制样：取12mg干燥试样放入玛瑙研钵中，加入100mg左右的溴化钾粉末，磨细研匀。按照图4-33顺序放好压模的底座、底模片、试样纸片和压模体，然后，将研磨好的含试样的溴化钾粉末小心放入试样纸片中央的孔中,将压杆插入压模体,在插到底后,轻轻转动使加入的溴化钾粉末铺匀。把整个压模放到压片机的工作台垫板上（见图4-34），旋转压力丝杆手轮压紧压模，顺时针旋转放油阀到底，然后，缓慢上下压动压把，观察压力表。当压力达到1101.210kPa(约100120kg/cm2)时，停止加压,维持23min，反时针旋转放油阀，压力解除，压力表指针回到“0”，放松压力丝杆手轮，取出压模，即可得到固定在试样纸片孔中的透明晶片。将试样纸片小心放在磁性样品架的正中间，压上磁性片。制好的试样供下一步收集样品图时用。3绘制试样咖啡因的红外光谱图并进行标准谱库检索（详见第4.2.3节）。整个过程包括：（1）设定收集参数；（2）收集背景；（3）收集样品图；（4）对所得试样谱图进行基线校正，标峰等处理；（5）标准谱库检索；（6）打印谱图。4收集样品图完成后，即可从样品室中取出样品架。并用浸有无水乙醇的脱脂棉将用过的研钵、镊子、刮刀、压模等清洗干净，置于红外干燥灯下烘干，以备制下一个试样。五、谱图解析1对照试样的结构，对红外谱图中的吸收峰进行归属。40001500cm-1区域的每一个峰都应讨论,小于1500cm-1的吸收峰选择主要的进行归属。归属时可参考图4-20和附录3。2记录计算机谱库检索的结果，并对检索结果进行评价和讨论。六、注意事项1制样时，试样量过多，制得的试样晶片太“厚”，透光率差，导致收集到的谱图中强峰超出检测范围；试样量太少，制得的晶片太“薄”，收集到的谱图信噪比差。2红外光谱实验应在干燥的环境中进行，因为红外光谱仪中的一些透光部件是溴化钾等易溶于水的物质制成，在潮湿的环境中极易损坏。另外，水本身能吸收红外光产生强的吸收峰，干扰试样的谱图。七、思考与讨论1化合物的红外光谱是怎样产生的？它能提供哪些重要的结构信息？2为什么甲基的伸缩振动出现在高频区？3单靠红外光谱解析能否得到未知物的准确结构，为什么？4含水的样品是否能直接测定其红外光谱，为什么？实验二 黄连中小檗碱的提取和鉴定（设计性实验）一、目的与要求1.通过对黄连中小檗碱的提取，掌握天然产物的提取技术。2.通过对小檗碱的鉴定，掌握一般生物碱的鉴别方法。3.通过查阅资料并结合所学知识，初步了解并完成实验方案的设计。二、基本原理黄连主含小檗碱，含量为5.20%-7.69%，还含黄连碱，甲基黄连碱、掌叶防己碱等，由于它们有相似结构，常统称为黄连生物碱。小檗碱异名为黄连素，在水或稀乙醇中结晶所得小檗碱为黄色针状结晶。游离小檗碱微溶于冷水，易溶于热水，几乎不溶于冷乙醇、氯仿和乙醚。小檗碱和大分子有机酸生成的盐在水中的溶解度都很小。小檗碱有季铵式、醛式、醇式，3种能互变的结构式，以季铵式最稳定。小檗碱的盐都是季铵盐，于硫酸小檗碱的水溶液中加入计算量的氢氧化钡，生成棕红色强碱性游离小檗碱，易溶于水，难溶于乙醚，称为季铵式小檗碱。如果于水溶性的季铵式小檗碱水溶液中加入过量的碱，则生成游离小檗碱的沉淀，称为醇式小檗碱。如果用过量的氢氧化钠处理小檗碱盐类则能生成溶于乙醚的游离小檗碱，能与羟胺反应生成衍生物，说明分子中有活性醛基，称为醛式小檗碱。小檗碱的提取方法主要有溶剂法（包括水或水有机溶剂法、醇酸水有机溶剂法、碱化有机溶剂法）、离子交换树脂法、沉淀法等，通过生物碱特有的沉淀反应和显色反应对其进行鉴别。小檗碱的结构式三、仪器和试剂1.仪器与材料100mL园底烧瓶、冷凝管、50mL、100mL烧杯各1只，10mL、25mL量筒各1个，铁架台1个、漏斗1个、滤纸若干、滴管1个、蒸发皿、小试管三支等。2. 试剂与原料黄连粉2.0g，体积分数为95%的乙醇15mL，浓HCl10mL、蒸馏水、碘化铋钾试液、碘碘化钾试液、硅钨酸试液等。四、实验步骤1.小檗碱的提取2.小檗碱的鉴定实验三 烟叶中烟碱的提取与定性分析测定（综合性实验）实验 烟叶中烟碱的提取及其紫外光谱分析A 烟叶中烟碱的提取一、实验目的1 了解生物碱的提取方法及其一般性质。2 复习水蒸气蒸馏的原理及其应用，掌握小型水蒸气蒸馏的装置及其操作方法。二、实验原理烟碱又名尼古丁，是烟叶中的一种主要生物碱。学名： N-甲基-2(,)-吡啶基四氢吡咯结构式：由于它是含氮的碱，因此很容易与盐酸反应生成烟碱盐酸盐而溶于水。此提取液加入NaOH后可使烟碱游离。游离烟碱在左右具有一定的蒸气压，因此，可用水蒸气蒸馏法分离提取。三、实验装置如图4-35或图4-36所示。 四、 试剂或器材试剂：粗烟叶或烟丝，10HCl，50NaOH，0.5%乙酸，碘化汞钾试剂，饱和苦味酸，红色石蕊试纸。器材：10mL圆底烧瓶，100mL双颈圆底烧瓶，冷凝管，15mL具支试管，T形管、接引管，3mL离心试管，10mL烧杯。五、 实验步骤取香烟1/22/3支放入10mL圆底烧瓶,加入10HCl 6mL，装上冷凝管回流20min。待瓶中混合物冷却后倒入小烧杯中，用50NaOH中和至明显碱性(石蕊试纸检验，注意充分搅拌)。将混合物转入蒸馏试悉中，如图4-34装置进行少量水蒸气蒸馏（或如装置图436所示），取微型试管2支各收集3滴烟碱馏出液。在第一支试管中加几滴饱和苦味酸；第二支试管中加2滴0.5%乙酸及2滴碘化汞钾溶液，观察有无沉淀生成。六、 注意事项a) 根据热源高度固定铁架台上铁圈的位置。2将100mL两颈圆底烧瓶用铁夹固定在垫有石棉网的圈上，注入2530mL自来水和几粒碎瓷片作沸石。3将具支试管装好样品后，从双颈烧瓶的上口插入，蒸馏试管的底部应在烧瓶中水的液面之上。4将蒸导管(T形管)一端与二颈圆底烧瓶的侧口相连，一端插入试管底部。5用另一个铁架台上的铁夹将冷凝管的位置调整好以后，使之与具支试管的支管相连，然后装好接引管和接受容器。6将冷凝管夹通入冷凝水以后，开始加热，待水沸腾产生蒸汽以后，用止水夹将T形管的上端夹紧，这时蒸汽就导入蒸馏试管中，开始蒸馏。7蒸馏完毕，应先松开止水夹，再移去热源，以免因圆底烧瓶中蒸气压的降低而发生倒吸现象。七、 实验结果与讨论观察烟碱的性质。八、 思考题a) 为什么要用盐酸溶液提取烟碱？b) 水蒸气蒸馏提取烟碱时，为什么要用NaOH中和至明显碱性？c) 如果没有100mL蒸馏烧瓶，利用微型化学制备仪器你能组成微型水蒸气蒸馏装置吗？试绘装置图。B 烟碱的紫外光谱分析一、实验目的1、学习掌握紫外吸收光谱的原理和应用范围2、了解紫外可见分光光度计的工作原理，学习仪器的使用方法。二、实验原理分子吸收紫外或可见光后，能在其价电子能级间发生跃迁。有机分子中有三种不同性质的价电子：成键的。不同分子因电子结构不同而有不同的电子能级和能级差，能吸收不同波长的紫外光，产生特征的紫外吸收光谱。所以，紫外及可见吸收光谱能用于有机化合物结构鉴定，它主要能提供有机物中电子结构方面的信息。在相同的测定条件下，指定波长处的吸光度值与物质的浓度成正比，因此紫外吸收光谱也能用于定量分析。有关紫外吸收光谱的基本原理请参阅朱明华仪器分析的“紫外-可见吸收光谱法”。检测和记录紫外及可见吸收光谱的仪器称作紫外可见光谱仪或紫外可见分光光度计（只能检测紫外光区域的仪器称作紫外光谱仪或紫外分光光度计）。一般的紫外可见分光光度计检测范围在190800nm。由于两种电子跃迁所需的能量较大，只能吸收波长较短（小于200nm）的远紫外光，不能为普通的紫外可见分光光度计所检测。所以紫外光谱有较大的局限性，绝大部分饱和化合物在紫外和可见区域不产生吸收信号，但具有共轭双键的化合物或芳香族化合物能产生强吸收，是紫外光谱主要研究对象。烟碱的分子结构中含有取代的苯环和四氢吡咯环，所以能用紫外光谱法测定。三、 仪器和试剂1、TU-1810紫外可见分光光度计。2、1cm石英吸收池，胶头滴管，镜头纸等。3、样品和试剂：A中提取的烟碱样品、去离子水。四、 实验内容及步骤1、开启紫外光谱仪 按仪器说明书开启仪器，选择“光谱测量”方式，打开“光谱测量”工作窗口。 2、设定参数 设定波长扫描范围为开始波长600nm，结束波长200nm；扫描速度：快速；测光方式：Abs（即吸光度）等。3、制样及采集样品谱图 以水为溶剂测定烟碱：将去离子水注入石英吸收池，用镜头纸轻轻擦干吸收池的外壁，然后将其插入样品池架，单击命令条上的“base line”键，作基线校正。然后，取出吸收池，用滴管吸取少量烟碱馏出液加入，搅拌均匀。重新将吸收池插入样品池架。单击命令条上的“Start”键。采集样品的光谱图。 4、谱图处理和打印 在所采集的紫外光谱图上标注最大吸收波长并设置打印格式。做法为选择菜单【数据处理】【峰值检出】（或单击相应的工具按钮），弹出峰值检出对话框，同时显示当前通道的谱图及峰和谷的波长值。可在对话框的“坐标”，“页面设置”等栏目中设置想要的谱图格式。需要打印时，按对话框中的“打印”即可。五、谱峰的归属根据紫外光谱的基本原理和烟碱的分子结构，解释烟碱紫外光谱图中各个吸收带是由哪种电子跃迁产生的什么吸收带。六、注意事项1、在测定样品的紫外吸收光谱之前，必须对空白样品（即纯溶剂）进行基线校正，以消除溶剂吸收紫外光的影响。用同一种溶剂连续测定若干个样品时，只需做一次基线校正。因为校正数据能自动保存在当前内存中，可供反复使用。2、紫外光谱的灵敏度很高，应在稀溶液中进行测定，因此测定时加样品应尽量少。3、取、放吸收池时，尽量不接触吸收池的透光面，以免将其磨毛；吸收池在插入样品池架前，需将其外壁体擦干，否则水或其他溶剂带入样品池室会使其腐蚀。七、思考题紫外光谱适合于分析哪些类型的化合物？你合成过的化合物中哪几个能用紫外光谱分析，哪几个不能用紫外光谱分析，为什么？实验四 玉米须中黄酮和多糖的提取 、鉴别与含量测定（设计性实验）一、目的与要求通过对玉米须中黄酮和多糖的分步提取、鉴别和含量测定，掌握天然产物的提取、鉴别和含量测定的方法。二、基本原理黄酮类化合物多为结晶性固体，少数(如黄酮苷类)为无定形粉末。黄酮类化合物多为黄色，其颜色的深浅与其是否具有交叉共扼体系、助色团的多少有关，一般具有交叉共轭体系的黄酮类化合物(如黄酮、黄酮醇、查耳酮)多呈黄色或颜色较深，而不含有交叉共轭体系的黄酮类化合物(如二氢黄酮、二氢查耳酮、异黄酮)多为无色或颜色较浅。黄酮类化合物在紫外光下一般具有荧光，荧光的颜色与分子的结构有关。黄酮类化合物的溶解度因其结构及存在的状态(苷或苷元、单糖苷、双糖苷或三糖苷)不同而有很大的差异。一般的游离黄酮苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙腈等有机溶剂及稀碱中。黄酮类化合物糖苷化后，水溶性增加，脂溶性降低，一般易溶于热水、甲醇、乙醇及稀碱溶液，而难溶于苯、乙醚、氯仿、石油醚等亲脂性有机溶剂。游离黄酮和黄酮苷一般都含酚羟基，故都可溶于碱中，加酸后又沉淀出来，可利用此性质提取、分离黄酮类化合物。玉米须中含黄酮类物质，能清除羟基和DPPH自由基，有调节小鼠脂质代谢、抗衰老和抗疲劳作用。研究结果表明低浓度的玉米须提取物也有很好的抗氧化能力。多糖又称多聚糖(polysaccharide)，由单糖聚合成聚合度大于10的极性大分子，分子量为数万至数百万，是构成生命活动的4大基本物质之一，与生命的多种生理功能密切相关。多糖是自然界含量最丰富的生物聚合物，几乎存在于所有生物体中。多糖的种类繁多，传统水提法是研究和应用的最多的一种方法。水提法可用水煎煮提取，也可用冷水浸提。玉米须多糖在玉米须中含量14%，是玉米须最主要的水溶性成分之一。大量试验证明多糖具有抗病毒、增强免疫力、抗肿瘤、延缓衰老、降血糖、抗凝血等多种功效。三、仪器和试剂1.仪器 圆底烧瓶、冷凝管 烧杯2只，10mL、50mL量筒各1个，滤布，滴管，蒸发皿，pH试纸，玻璃棒，恒温槽，减压装置一套。紫外分光光度计，容量瓶。2.试剂 玉米须10.0g（干燥至恒重，过40目筛，精密称取）乙醇、蒸馏水、浓盐酸、浓硫酸、苯酚、三氯化铝、锌粉、萘酚四、实验步骤1g玉米须放入150ml的圆底烧瓶中，以30倍水量、恒温水浴锅加热至90，开始计时，反应1h，离心3min（3500转/min），上清液抽滤，1.提取（1）黄酮苷取玉米须柱头2.0g放入圆底烧瓶中，以120为料液比，用60%乙醇于80水浴内提取1h；倒出，加入10mL溶剂提取30min，共提取2次，合并两次提取液过滤后，置50mL容量瓶中定容。（2）多糖取玉米须柱头2.0g放入圆底烧瓶中，以120为料液比，用蒸馏水于90水浴内提取1h，倒出，加入10mL溶剂提取30min，共提取2次，合并两次提取液过滤后，置50mL容量瓶中定容。2.鉴别（1）萘酚试验（Molisch紫环反应）取检品的水溶液1ml，加5萘酚试液数滴振摇后，沿管壁滴入56滴浓硫酸，使成两液层，待23分钟后，两层液面出现紫红色环（糖、多糖或甙类）。 多糖类遇浓硫酸被水解成单糖，单糖被浓硫酸脱水闭环，形成糠醛类化合物，在浓硫酸存在下与萘酚发生酚醛缩合反应，生成紫红色缩合物。（2）盐酸一镁（或锌）粉试验取检品的乙醇溶液1ml，加放少量镁粉（或锌粉），然后加浓盐酸45滴，置沸水浴中加热23分钟，如出现红色示有游离黄酮类或黄酮甙（以同法不加镁或粉做一对照，如两管都显红色则有花色素存在。如继续加碳酸试液使成碱笥即变成紫色双转变为蓝色，即证明含花色素）。 黄酮类的乙醇溶液，在盐酸存在的情况下，能被镁粉还原，生成花色甙元而呈现红色或紫色反应（个别为淡黄色、橙色、紫色或蓝色）。这是由于酮类化合物分子中含有一个碱性氧原子，致能溶于稀酸中被还原成带四价的氧原子即锌盐。本法是鉴别黄酮类的一个反应。但花色素本身在酸性下（不需加镁粉）呈红色，应加以区别。 3.含量测定方法（1）黄酮含量测定2g玉米须40mL乙醇，提取出来的提取液浓缩至接近50mL（小于50mL），然后用60%乙醇定容至50mL，摇匀，过滤， 精密移取续滤液4mL于10mL容量瓶中，精密加入0.1mol/L三氯化铝甲醇显色剂溶液4ml，摇匀，定容，放置10分钟。以60%乙醇为空白，测定吸光度，代入上述回归方程中，计算出百分含量。Y=29.302X+0.0213 相关系数：r=0.9999。黄酮在4ug-20ug/mL范围内,吸收度和糖含量呈良好的线性关系。（2）多糖含量测定取玉米须柱头2.0g放入圆底烧瓶中，以120为料液比，用蒸馏水于90水浴内提取1h，倒出，加入10mL溶剂提取30min，共提取2次，合并两次提取液过滤后，置50mL容量瓶中定容。取滤液5mL，定容于25ml容量瓶，摇匀。从25ml容量瓶中移液0.5ml至10mL具塞试管，加1ml5%苯酚，3.5ml浓硫酸，40恒温水浴30min，自然冷却15min至室温，在490nm处测吸光度，在标准曲线上计算出浓度，最后计算出得率。同时精密吸取蒸馏水0.5ml, 于10ml试具塞试管中，加入5%苯酚溶液1 mL,迅速加入3.5ml浓硫酸，迅速摇匀，同法做空白在490 nm波长处测定吸收度(A)值如下：y=0.0038+5.91x,相关系数,r=0.9999,在糖含量60140g/mL范围内,吸收度和糖含量呈良好的线性关系。模块二实验五 高锰酸钾法测定蛋壳中CaO的含量（设计性实验）一、实验目的1.学习间接氧化还原测定CaO的含量。2.巩固沉淀分离、过滤洗涤与滴定分析基本操作。3.培养学生理论联系实际，独立进行实验的能力二、实验原理 鸡蛋壳的主要成分为CaCO3,其次为MgCO3、蛋白质、色素以及少量的Fe、Al。利用蛋壳中的Ca2+与草酸盐形成难溶的草酸盐沉淀，将沉淀经过滤洗涤分离后溶解，用高锰酸钾法测定含量，换算出CaO的含量，反应如下： 某些金属离子（Ba2+，Sr2+，Mg2+，Pb2+，Cd2+等）与能形成沉淀对测定Ca2+有干扰。三、实验步骤1.蛋壳的处理。2.CAO含量的测定。四、思考题1.用高锰酸钾滴定草酸根时，应注意哪些事项？2.用沉淀Ca2+，为什么要先在酸性溶液中加入沉淀剂，然后在7080时滴加氨水至甲基橙变黄，使沉淀？3.为什么沉淀要洗至无离子为止？4.如果将带有沉淀的滤纸一起投入烧杯，以硫酸处理后再用滴定，这样操作对结果有什么影响？实验六 维生素C药片中抗坏血酸含量的测定（综合性实验）一、实验目的1.掌握标定I2标准溶液浓度的原理和方法。2.掌握直接碘量法及其操作。二、实验原理维生素C又称抗坏血酸，属水溶性维生素。它广泛存在水果和蔬菜中，辣椒，山楂，番茄中含量尤为丰富。维生素C具有许多对人体健康有益的功能，临床上用于坏血病的预防与治疗，也用于贫血，过敏性皮肤病，高血脂症和感冒的治疗。成年人每日应维持维生素45mg左右，儿童40mg。维生素属于外源性维生素，人体不能合成，必须从食物中摄取。在日常生活中，烹调食物过熟会破坏其中的维生素，水果过熟维生素含量也会减少。因为维生素还是一种还原剂，其于烯二醇基极易被氧化，因此可间接防止其他物质被氧化，所以维生素也是一种抗氧化性，可以抑制由吸烟而形成的活性生化氧化剂，延缓机体的衰老。维生素药片由维生素C和添加剂组成，呈白色或略带淡黄色。本实验采用碘量法测定维生素药片中抗坏血酸的含量。碘量法是基于I2的氧化性及I-的还原性进行测定的方法。固体碘在水中溶解度很小且容易挥发，通常将I2溶解于KI溶液以配成碘溶液，溶液保存于棕色磨口瓶中。，碘液可以用As2O3标定，也可以用已标定的Na2S2O3标准溶液标定。用Na2S2O3标准溶液滴定I2标准溶液，接近终点时，溶液呈浅黄色，加入淀粉指试剂（如滴定前加入，由于碘一定粉吸附化合物的形成，不易与Na2S2O3反应，给滴定带来误差），继续滴定至蓝色消失即为终点。用已经标定的I2标准溶液直接测定维生素药片中抗坏血酸含量，抗坏血酸分子中的烯二醇基可被I2氧化成二酮基，即 由于抗坏血酸在碱性溶液中易被空气氧化，因此在地定时需加入HAc，使反应在弱酸条件下进行，以减少副反应的发生。用淀粉溶液作为指示剂，终点时，过理的I2与淀粉生成蓝色的加合物，反应很灵敏。三、仪器与试剂1.仪器 移液管，锥形瓶，容量瓶，酸式滴定管。2.试剂 Na2S2O3标准溶液（0.02mol/L需标定）。I2标准溶液（0.01mol/L），维生素药片，淀粉指示剂（0.5%），乙酸溶液（2mol/L）,KI(AR),K2Cr2O7(分析纯)，Na2S2O3（化学纯）四、实验步骤1.标准溶液的配制与标定（1）0.02mol/L Na2S2O3溶液的配制用台式天平称取Na2S2O35H2O约1.2g，溶于适量刚煮沸并已冷却的水中，加入约0.02g后，稀释至250ml，至入细口试剂瓶中，放置12周后标定。（2）0.01mol/LI2溶液的配制在台式天平称取I2（预先磨细过）1.21.3g，置于250ml烧，加2.4gKI(s)，再加入少量水，搅拌，待全部溶解后，加水稀释至250ml。混合摇匀后，储藏在棕色细口瓶中，放置于暗处。（3）Na2S2O3标准溶液的标定精确称取0.12g基准试剂（先干燥过）于100ml小烧杯中，用少量水溶解后转入100ml容量瓶中，用水稀释至刻度。从中移取25.00ml于250ml锥形瓶中（最后用带有磨口塞的锥形瓶或碘瓶），加入1020ml水使之溶解。加0.4gKI(s)、10ml 2mol/LHCl，充分混合溶解后，盖好塞子以防止I2因挥发而损失，在暗处放置5min，然后加50ml水稀释，用Na2S2O3溶液滴定到溶液呈浅黄绿色时，加2ml淀粉溶液。继续滴入Na2S2O3溶液，直至蓝色刚刚消失而出现Cr3+绿色为止。平行滴定23次。由消耗Na2S2O3溶液的体积计算其浓度。（4）0.01mol/LI2标准溶液的浓度标定用移液管量取25.00ml Na2S2O3标准溶液于锥形瓶中，加50ml水，2ml淀粉指示剂，用I2标准溶液滴定至呈稳定的蓝色且30s不退为终点。重复滴定23次。2.维生素C药片中抗坏血酸含量的测定（1）准确称取10片维生素C药片，小心研细，准确称取相当2片质量的粉末（ms）于50ml的小烧杯中，加2mol/L乙酸溶液20ml和新煮沸过并冷却的蒸馏水适量，溶解后转移到100ml容量中，稀释至刻度，摇匀。经干燥滤纸迅速过滤，滤液备用。（2）用移液管准确量取25.00ml滤液于碘量瓶中，加2ml淀粉指示剂，立即用I2标准溶液滴定至溶液呈稳定的蓝色，重复滴定3次，计算抗坏血酸的含量。（3）空白试验准确量取未加维生素C药片的上述溶液25.00ml，重复上述实验。五、数据处理根据结果分别求出I2标准溶液的浓度和维生素C药片中抗坏血酸的质量分数，即25.00100ms维生素C= CI2（V试样-V空白）M维生素C 100六、思考题1.维生素C药片溶解时为什么用新煮沸放冷的蒸馏水？2.若用NaS2O3标准溶液滴定I2标准溶液时，淀粉指示剂在什么时候加入比较合适？为什么？ 3.为什么滴定是碘量瓶不能激烈摇动？4.为什么碘标准溶液不宜用纯碘直接配制？5.维生素C本身是一种酸，为什么测定时还要加酸?实验七 补锌口服液葡萄糖酸锌的综合实验（综合性实验）一、实验目的葡萄糖酸锌是近年来开发的的一种补锌四品添加剂。人体缺锌会造成生长停滞、自发性味觉减退或创伤愈合不良等现象，从而发生各种疾病。以往常用硫酸锌作添加剂，但它对人体的肠胃道有一定的刺激作用，而且吸收率也比较低。葡萄糖酸锌则有吸收率高、副作用少、使用方便等特点，是20世纪80年代中期发展起来的一种补锌添加剂，特别是作为儿童食品、糖果的添加剂，应用日趋广泛。合成葡萄糖酸锌的方法很多，可分为直接合成法和间接合成法两大类。葡萄糖酸锌的纯度分析可采用络合滴定法。通过本实验要求达到如下目的：（1）学习和掌握合成简单药物的基本方法。（2）学习并掌握葡萄糖酸锌的合成。（3）进一步巩固络合滴定分析法。（4）了解锌的生物意义。二、实验原理葡萄糖酸锌为白色或接近白色的结晶性粉末，无臭略有不适味，溶于水，易溶于沸水，15时饱和溶液的质量分数为25%，不溶于无水乙醇、氯仿和乙醚。葡萄糖酸锌是以葡萄糖酸钙和硫酸锌（或硝酸锌）等为原料直接合成。其反应为：Ca(C6H11O7)2 + ZnSO4 = Zn(C6H11O7)2 + CaSO4这类方法的缺点是产率低、产品纯度差。在pH10的溶液中，铬黑T（EBT）与Zn+形成比较稳定的酒红色螯合物（Zn-EBT），而EDTA与Zn+能形成更为稳定的无色螯合物。因此滴定至终点时，铬黑T便被EDTA从Zn-EBT中置换出来，游离的铬黑T在pH值在811之间的溶液中呈纯蓝色。Zn-EBT + EDTA = Zn-EDTA + EBT酒红色 纯蓝色葡萄糖酸锌溶液中游离的锌离子也可与EDTA形成稳定的络合物，因此EDTA滴定法能确定葡萄糖酸锌的含量。三、实验用品1仪器台秤，蒸发皿，布氏漏斗，吸滤瓶，电子天平，滴定管（50mL），移液管（25mL），烧杯，容量瓶。2试剂葡萄糖酸钙，ZnSO4.7H2O，硫酸（1mol/L），乙醇（95%），NH3.H2O-NH4Cl缓冲溶液（pH10），活性炭，乙二胺四乙酸二钠盐（简称EDTA，AR），Zn粒，氨水（1 ：1），HCl(6mol/L)，铬黑T（s，1%）。四、实验步骤1葡萄糖酸锌的合成。称取葡萄糖酸钙4.5g，放入50mL烧杯中，加入12mL蒸馏水。另称取Zn-SO4.7H2O3.0g，用12mL蒸馏水使之溶解，在不断搅拌下，把ZnSO4溶液逐滴加入葡萄糖酸钙溶液中，加完后在90水浴中保温约20min，抽滤除去CaSO4沉淀，溶液转入烧杯，加热近沸，加入少量活性炭脱色，趁热抽滤。滤液冷却至室温，加10mL95%乙醇（降低葡萄糖酸锌的溶解度），并不断搅拌，此时有胶状葡萄糖酸锌析出，充分搅拌后，用倾析法去除乙醇液，得葡萄糖酸锌粗品。用适量水溶解葡萄糖酸锌粗品，加热（90）至溶解，趁热抽滤，滤液冷却至室温，加10mL95%乙醇，充分搅拌，结晶析出后抽滤至干，得精品，在50烘干，称量，可得供压制片剂的葡萄糖酸锌。本品可作为营养增补剂（锌强化剂）。用于代乳品时，每升代乳品含锌量不得超过6mg。2葡萄糖酸锌含量测定：设计EDTA滴定法测定葡萄糖酸锌含量的实验步骤。五、注意事项（1）反应需在90恒温水浴中进行。这是由于温度太高，葡萄糖酸锌会分解，温度太低，则葡萄糖酸锌的溶解度降低。（2）用乙醇为溶剂进行重结晶时，开始有大量胶状葡萄糖酸锌析出，不易搅拌，可用竹棒代替玻璃棒进行搅拌。乙醇溶液全部回收。（3）在装柱过程中注意保持液面始终高于树脂层。（4）配制锌标准溶液时，为防止锌与酸剧烈反应，必须加盖表面皿，定量转移须吹洗表面皿并多次淋洗烧杯。（5）葡萄糖酸锌加水不溶时，可微热。六、结果和讨论（1）计算葡萄糖酸锌的产率。（2）列表记录EDTA标定过程，计算EDTA的量浓度。（3）列表记录葡萄糖酸锌测定过程，计算葡萄糖酸锌产品的纯度。七、思考题1根据葡萄糖酸锌制备的原理和步骤，比较直接法和间接法制备葡萄糖酸锌的优缺点。2葡萄糖酸锌可以用哪几种方法进行结晶？3可否用如下的化合物与葡萄糖酸钙反应来制备葡萄糖酸锌？为什么？ ZnO，ZnCO3，ZnCl2，Zn(CH3COO)24设计一方案制备葡萄糖酸亚铁。5试解释以铬黑T为指示剂的标定实验中的几个现象：（1）滴加氨水至开始出现白色沉淀；（2）假如缓冲溶液后沉淀又消失；（3）用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色。6用铬黑T作指示剂时，为什么要控制pH10？八、参考文献（1）无机精细化学品的制备和应用，熊加林等，北京：化学工业出版社，1999。（2）无机化学实验，周惠琳等，广州：暨南大学出版社，1993。（3）大学化学实验，浙江大学、华东理工大学、四川大学合编，北京：高等教育出版社，2002。模块三实验八 1，2，4，-三唑的制备（设计性实验）Preparation of 1H-1,2,4-三唑-triazole一、实验目的了解无取代三唑环的合成和应用；了解文献资料的收集和整理；学会对实验数据的处理和分析。二、实验原理根据实验数据和文献资料写出本实验的可能反应机理。应用与发展根据文献资料用自己的语言总结出该化合物的应用、意义等。三、实验仪器和试剂（实验前要根据实验内容写出详细的实验仪器名称，熟悉实验仪器及所涉及到仪器设备的使用）带机械搅拌蒸馏装置（尾气吸收）等，有机溶剂重结晶反应装置。水合肼C.P.80 甲酰胺 C.P.99.5 常用溶剂四、实验内容在配有温度计，蒸馏头、直型冷凝器，机械搅拌和恒压滴液漏斗的100ml四口瓶中，加入甲酰胺（0.8mol），加热搅拌至一定温度，搅拌并在一定时间内滴加80水合肼，逸出的氨气和甲酸引入吸收瓶（内盛20-30H2SO4）吸收。滴加完毕，在于180-185下继续反应一段时间，然后冷至130-140，倾倒于烧杯或表面皿中，用玻璃棒搅拌冷却析出固体，过滤得粗产品1,2,4-三唑，记录产品质量，用溶剂重结晶得白色结晶，记录产量，换算产率。熔点117-120。(IR v: 3129,3097,3055,2926,1764,1532,1484,1362,1272,1258,1180cm-1) 为了了解反应及反应条件对反应的影响，完成了几组实验数据如下：1：改变物料配比加入甲酰胺后，使用电炉子加热至180，使反应液保持在180下滴加80%的水合肼，滴加时间为90min。滴毕，180保温30min，撤掉热源，冷至130-140，倾倒于烧杯中，析出固体，过滤，称量质量。甲酰胺的量0.8mol 36.0g水合肼物质的量（mol）0.160.200.240.280.320.360.400.440.480.520.560.6080%水合肼的质量（g）10.012.515.017.520.022.525.027.530.032.535.037.6水合肼甲酰胺物料比0.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.700.75三唑理论质量（g）11.013.816.619.022.124.827.627.627.627.627.627.6同学甲三唑实际质量（g）4.27.59.311.114.816.217.717.116.020.919.918.6实验粗产率（%）38.0454.3556.0258.4266.9765.3264.1361.9657.9775.7272.1067.39同学乙三唑实际质量（g）3.16.18.013.815.617.016.714.913.621.318.621.6实验粗产率（%）28.1849.2048.1972.6370.5968.5560.5153.9948.2878.8967.3978.26同学丙三唑实际质量（g）8.113.315.718.316.017.420.318.121.915.419.4实验粗产率（%）58.6980.1282.6382.8164.5263.0473.5565.5879.3555.7971.012. 1：改变滴加时间加入22.6g（2mol）甲酰胺后，使用电炉子加热至180，使反应液保持在180下滴加80%的水合肼12.6g。滴毕，180保温30min，撤掉热源，冷至130-140，倾倒于烧杯中，析出固体，过滤，称量质量。甲酰胺的量0.5mol，22.6g 水合肼物质的量0.25mol，12.6（80%水合肼）水合肼甲酰胺物料比2：1三唑理论质量（g）17.3g同学丁滴加时间（小时/h）0.50.751.01.251.51.752.02.252.52.753.0实验粗产率（%）5.16.98.46.28.97.58.910.410.08.87.6三唑实际质量（g）4.27.59.311.114.816.217.717.116.020.919.918.6实验粗产率（%）38.0454.3556.0258.4266.9765.3264.1361.9657.9775.7272.1067.39同学乙三唑实际质量（g）3.16.18.013.815.617.016.714.913.621.318.621.6实验粗产率（%）28.1849.2048.1972.6370.5968.5560.5153.9948.2878.8967.3978.26同学丙三唑实际质量（g）8.113.315.718.316.017.420.318.121.915.419.4实验粗产率（%）58.6980.1282.6382.8164.5263.0473.5565.5879.3555.7971.01注：同学们应在实验前认真熟悉所用磨口仪器的安装及其注意事项。参考文献：1Panw D D ENew antifungal agents and preparations工International Journal of Antimicrobial Agents2000，16：1471502周文明，王昌钊，李长杰，等新三唑类化合物的合成及抑菌活性研究J西北农林科技大学学报，2005，33(6)：1471503 白雪，周成合，米佳丽三唑类化合物研究与应用J化学研究与应用，2007，19(7)：7217294 NHNam，et a1Carboxylic acid and phosphate esterderivatives of Flueonazole：synthesis and antifunhalactivitiesJBioorganic and Medicinal Chemistry Lette墙，2004，12(12)：625562695Khana F R，Smithb L JEvaluating fungicides for controllingCercospom leaf spot on sugar beetJCropProtection，2005，24：79866Horsley R D，Pederson J D，Sehwarz P B，et a1Integrateduse of tebueonazole and fnsarium head blight一胁sistant barleygenotypesJAsronoJ2006，98(1)：1941977杨典文. 1，2，4三唑类化合物的合成J浙江化工，2004，35(7)：4-58马晓燕，王国强，田战省1，2，4-三唑的制备方法J火炸药，1997(4)：51529马晓燕，程永清，宁荣昌1，2，4-三唑的合成工艺研究J陕西化工，1998(3)：262810杜斌1H1，2，4三唑的制备J中国医药工业杂志，2000，31(11)：515实验九 聚乙烯缩甲醛胶水的制备（综合性实验）一、实验目的1.了解聚合物化学反应的基本特征。2.掌握由聚乙烯醇缩甲醛的方法。二、实验原理聚乙烯醇与甲醛H+的催化作用下发生缩合反应聚乙烯醇与甲醛的缩合反应是分步进行的，首先形成半缩醛（1）、且在H+存在下转化成碳正离子（2）、然后与相邻的羟基作用而得缩醛（3）、式中，ROH代表聚乙烯醇。聚乙烯醇缩甲醛胶水最初只是代替糨糊及动植物胶，文具胶等来使用，20世纪70年代开始用于民用建设，此后又应用壁纸、玻璃、瓷砖等的粘贴，目前作为胶黏剂也广泛应用于内外墙涂料、水泥地面涂料的基料等。三、实验仪器与试剂1.仪器250ml三口瓶，回流冷凝管，搅拌器，小型水浴，滴液漏斗，温度计。2.试剂聚乙烯醇（PVA），37%甲醛水溶液，去离子水，1：4盐酸，8%NaOH溶液。四、实验步骤在250ml三口瓶中加入7gPVA及70ml去离子水，水浴加热至95强，搅拌使PVA全部溶解，溶解后将温度降至85，加入1：4盐酸0.5ml左右，调节反应体系的pH值为13,再加入3ml甲醛（37%），维持90下搅拌反应4060min，体系逐渐变稠，可取少许产品用纸试验其粘接性。当有满意的粘接性后立即加入1.5ml8%NaOH溶液，调节反应体系的pH值为89，冷却后将无色透明黏稠的液体从三口瓶中倒出，即聚乙烯醇缩甲醛胶水。五、思考题1.如何加速PVA的溶解？2.最后加入NaOH的作用是什么？六、注意事项1.整个反应过程中搅拌要充分均匀，当体系变黏稠出现气泡或有絮状物产生时应马上加入NaOH溶液，终止反应。2.工业上生产胶水时，为了降低游离甲醛的含量，常在pH值调整至78后加入少量尿素，发生脲醛化反应。七、实验导读 胶黏剂的发展概述凡是能把同种的或不同种的固体材料表面连接在一起的媒介物质统称为胶黏剂，通过胶黏剂的粘接力使固体表面连接在一起的方法叫做粘接或胶接。数千年前，人类就注意到自然界中的粘接现象，例如甲壳动物牢固地粘贴于岩石上等。自然界存在的粘接现象启发人类利用粘接作为连接物体的方法。早期的胶黏剂都来源于天然物质，例如用来黏合箭头、矛头的松脂、天然沥青以及骨胶、石灰等。在长期使用天然胶黏剂的时期，粘接技术未能得到显著的发展。直到20世纪初，美国发明酚醛树脂开始，胶黏剂和粘接技术进入了一个崭新的发展时期，在人类社会中占有了重要的地位。胶黏剂在国民经济各部门中都有着重大作用。例如在航空航天工业、汽车及车辆制造工业、电子电气工业以及医学方面等都有着广泛的应用。现代的航空工业大都使用高性能的酚醛-缩醛类结构胶黏剂。目前，制造每架飞机大约需要4002200kg的胶黏剂，并且单机使用胶黏剂的数量常常代表一个国家飞机制造工业的工艺水平。在电子、电气工业中，胶黏剂主要作为绝缘材料、浸渍材料和灌封材料投入使用，所用的胶黏剂大部分为改性环氧、酚醛-缩醛及有机硅聚合物方面的产品。在医学方面，以各种丙烯酸酯聚合物或单体为基料的胶黏剂有广泛的应用，例如在施行各种骨折接骨手术、胸腔手术中的骨质粘接，皮肤破损的粘接及止血等都是重要的应用范例。胶黏剂品种繁多，组成不一，主要组分为黏料，加以其他助剂，组成胶黏剂。作为胶黏剂主要组分的黏料，要求有良好的黏附性和润湿性。当今的胶黏剂大都采用合成高分子化合物为助剂，如合成树脂包括热固性树脂、热塑性树脂，合成橡胶如氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶等。有时合成树脂和合成橡胶如氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶等。有时合成树脂和合成橡胶相互配合以改善胶黏剂的性能。胶黏剂的其他助剂如固化剂和固化促进剂、增塑剂与增韧剂、稀释剂和填料等也是不可或缺的成分。以增塑剂和增韧剂为例，它们的加入可以增加胶层的柔韧性，改善胶黏剂的流动性。有时为了便于涂胶常采用稀释剂来溶解黏料并调节所需要的黏度。其中，活性稀释剂含有反应性基团，既可降低胶黏剂的黏度，制备胶黏剂时又可参与反应，起到双重作用；非活性稀释剂大都是惰性溶剂如乙醇、丙酮、甲苯等，仅起到稀释作用，不参与反应。另外，根据胶黏剂的物理性能还可以加入适量的填料以改善胶黏剂的机械性能和降低成本。根据对胶膜的冲击强度、硬度、耐磨性、导热性等不同的要求，可分别加入 玻璃纤维、石英粉、石墨粉、金属粉等