最新研究有机物的一般步骤教案汇编.doc
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1、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主备课人:谢小燕教学目标:1、知识与技能:掌握有机化合物分离提纯的常用方法;掌握蒸馏、重结晶和萃取实验的基本技能;掌握有机化合物定性分析和定量分析的基本方法;了解鉴定有机化合结构的一般过程与数据处理方法。2、过程与方法:通过有机化合物研究方法的学习,了解分离提纯的常见方法;通过对典型实例的分析,初步了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法,并能根据其确定有机化合物的分子式;通过有机化合物研究方法的学习,了解燃烧法测定有机物的元素组成,了解质谱法、红外光谱、核磁共振氢谱等先进的分析方法。3、情感态度与价值观:感受现代物理学及计
2、算机技术对有机化学发展的推动作用,体验严谨求实的有机化合物研究过程。教学重点:有机物的分离和提纯的一般方法,鉴定有机化合物结构的一般过程与方法;对学生的科学方法教育,提高学生的科学素养。教学难点:鉴定有机化合物结构的物理方法的介绍。教学方法:阅读讨论法、情景创设法、实验探究法、多媒体图片展示教学用具:多媒体设备教学课时:3课时教学过程:第1课时引入我们已经知道,有机化学是研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。那么,该怎样对有机物进行研究呢?一般的步骤和方法是什么? 这就是我们这节课将要探讨的问题。板书第四节 研究有机化合物的一般步骤和方法讲从天然资源中提取有机物成分,首先得到的是
3、含有有机物的粗品,必须经过分离、提纯才能得到纯品。如果要鉴定和研究未知有机物的结构与性质,必须得到更纯净的有机物。下面是研究有机化合物一般要经过的几个基本步骤:板书思考与交流1、常用的分离、提纯物质的方法有哪些?蒸馏 、重结晶、萃取2、下列物质中的杂质(括号中是杂质)分别可以用什么方法除去。(1)NaCl(泥沙) (2)酒精(水) (3)甲烷(乙烯)(4)乙酸乙酯(乙酸) (5)溴水(水) (6) KNO3 (NaCl) 3、归纳分离、提纯物质的总的原则是什么?不引入新杂质;不减少提纯物质的量;效果相同的情况下可用物理方法的不用化学方法;可用低反应条件的不用高反应条件讲首先我们结合高一所学的知
4、识了学习第一步分离和提纯。板书一、分离、提纯讲提纯混有杂质的有机物的方法很多,基本方法是利用有机物与杂质物理性质的差异而将它们分离。接下来我们主要学习三种分离、提纯的方法。板书1、蒸馏讲蒸馏是分离、提纯液态有机物的常用方法。当液态有机物含有少量杂质,而且该有机物热稳定性较强,与杂质的沸点相差较大时(一般约大于30C),就可以用蒸馏法提纯此液态有机物。投影演示实验1-1含有杂质的工业乙醇的蒸馏所用仪器:铁架台(铁圈、铁夹)、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接受器等。如图所示:强调特别注意:冷凝管的冷凝水是从下口进上口出。投影小结:蒸馏的注意事项1、注意仪器组装的顺序:“先下后上,由左至
5、右”;2、不得直接加热蒸馏烧瓶,需垫石棉网;3、蒸馏烧瓶盛装的液体,最多不超过容积的1/3;不得将全部溶液蒸干;4、需使用沸石(防止暴沸) ;5、冷凝水水流方向应与蒸汽流方向相反(逆流:下进上出);6、温度计水银球位置应与蒸馏烧瓶支管口齐平,以测量馏出蒸气的温度;投影演示实验1-2(要求学生认真观察,注意实验步骤)高温溶解趁热过滤冷却结晶称量溶解搅拌加热趁热过滤降温、冷却、结晶过滤洗涤烘干板书2、结晶和重结晶(1)定义:重结晶是使固体物质从溶液中以晶体状态析出的过程,是提纯、分离固体物质的重要方法之一。投影重结晶常见的类型(1)冷却法:将热的饱和溶液慢慢冷却后析出晶体,此法适合于溶解度随温度变
6、化较大的溶液。一般大部分物质的溶解度与温度成正比,但是Ca(OH)2是例外,是反比;同时,还有一些物质的溶解度变化较小,如氯化钠;另一些较大,如硝酸钾,所以我们可以用冷却热饱和溶液的方法来吧硝酸钾和氯化钠分离(硝酸钾变化较大析出,氯化钠基本不析出)(2)蒸发法:此法适合于溶解度随温度变化不大的溶液,如粗盐的提纯。(3)重结晶:将以知的晶体用蒸馏水溶解,经过滤、蒸发、冷却等步骤,再次析出晶体,得到更纯净的晶体的过程。讲若杂质的溶解度很小,则加热溶解,趁热过滤,冷却结晶;若溶解度很大,则加热溶解,蒸发结晶讲重结晶的首要工作是选择适当的溶剂,要求该溶剂:(1)杂质在此溶剂中的溶解度很小或溶解度很大,
7、易于除去;(2)被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度,受温度的影响较大。板书3、萃取(1)所用仪器:烧杯、漏斗架、分液漏斗。投影注意事项:、萃取剂必须具备两个条件:一是与溶剂互不相溶;二是溶质在萃取剂中的溶解度较大。、检查分液漏斗的瓶塞和旋塞是否严密。、萃取常在分液漏斗中进行,分液是萃取的一个步骤,必须经过充分振荡后再静置分层。、分液时,打开分液漏斗的活塞,将下层液体从漏斗颈放出,当下层液体刚好放完时,要立即关闭活塞,上层液体从上口倒出。讲使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相是不动的,称为固定相。另一相是携带混合物流过此固定相的流体,称为流动相。当流动相中所含混合物经过固定相时,就会与固定相
8、发生作用。由于各组分在性质和结构上的差异,与固定相发生作用的大小、强弱也有差异,因此在同一推动力作用下,不同组分在固定相中的滞留时间有长有短,从而按先后不同的次序从固定相中流出。讲柱色谱常用的有吸附色谱和分配色谱两类。前者常用氧化铝或硅胶等为吸附剂。后者以硅胶、硅藻土和纤维素为支持剂,以吸收较大量的液体作为固定相。下面以吸附色谱说明。 投影色谱分析法。小结本节课要掌握研究有机化合物的一般步骤和常用方法;有机物的分离和提纯。包括操作中所需要注意的一些问题。第2、3课时引入上节课我们已经对所要研究的有机物进行了分离和提纯,接下来进行第二步元素定量分析确定实验式。板书二、元素分析与相对分子质量的测定
9、1、元素分析思考与交流如何确定有机化合物中C、H元素的存在?讲定性分析:确定有机物中含有哪些元素。(李比希法)一般讲有机物燃烧后,各元素对应产物为:CCO2,HH2O,若有机物完全燃烧,产物只有CO2和H2O,则有机物组成元素可能为C、H或C、H、O。定量分析:确定有机物中各元素的质量分数。(现代元素分析法)讲元素定量分析的原理是将一定量的有机物燃烧,分解为简单的无机物,并作定量测定,通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数,然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比,即确定其实验式。以便于进一步确定其分子式。点击试题例1、某烃含氢元素的质量分数为17.2%,求此烃的实验式。
10、又测得该烃的相对分子质量是58,求该烃的分子式。分析解答分析:此题题给条件很简单,是有机物分子式确定中最典型的计算。由于该物质为烃,则它只含碳、氢两种元素,则碳元素的质量分数为(10017.2)%82.8%。则该烃中各元素原子数(N)之比为:C2H5仅仅代表碳原子和氢原子的最简整数比,是该烃的实验式,不是该烃的分子式。设该烃有n个C2H5,则因此,烃的分子式为。讲对于一种未知物,如果知道了物质的元素组成和相对分子质量,就会很容易通过计算得出分子式。确定有机物的分子式的途径:1.确定实验式 2. 确定相对分子质量点击试题例2、某含C、H、O三种元素的未知物A,经燃烧分析实验测定该未知物中碳的质量
11、分数为52.16%,氢的质量分数为13.14%。(1)试求该未知物A的实验式(分子中各原子的最简单的整数比)。投影(1)先确定该有机物中各组成元素原子的质量分数 由于碳的质量分数为5216,氢的质量分数为1314,则氧的质量分数为l521613143470。(2)再求各元素原子的个数比 则该未知物A的实验式为C2H6O 讲实验式和分子式的区别:实验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。思考与交流若要确定它的分子式,还需要什么条件?讲确定有机化合物的分子式的方法:(一)由物质中各原子(元素)的质量分数 各原子的个数比(实验式)由
12、相对分子质量和实验式 有机物分子式 (二)有机物分子式 知道一个分子中各种原子的个数 1mol物质中的各种原子的物质的量 1mol物质中各原子(元素)的质量除以原子的摩尔质量 1mol物质中各种原子(元素)的质量等于物质的摩尔质量与各种原子(元素)的质量分数之积 点击试题例3、燃烧某有机物A 1.50g,生成1.12L(标准状况)CO2 和0.05mol H2O 。该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04,求该有机物的分子式。分析解答首先要确定该物质的组成元素。1.5g A中各元素的质量:,所以有机物中还含有O元素。则实验式为,其式量为30。又因该有机物的相对分子质量因此实验式即为分子式。讲从
13、例题可以看出计算相对分子量很重要,计算有机物相对分子质量的方法有哪些?密度法(标准状况),相对密度法(相同状况)。另外可以看出元素的质量有时不能由实验直接得出,还需要对实验现象和结果进行必要的分析和计算。投影总结确定有机物分子式的一般方法(1)实验式法:根据有机物各元素的质量分数求出分子组成中各元素的原子个数比(最简式)。求出有机物的摩尔质量(相对分子质量)。(2)直接法:求出有机物的摩尔质量(相对分子质量)根据有机物各元素的质量分数直接求出1mol有机物中各元素原子的物质的量。确定相对分子质量的方法有:(1)M = m/n (2)根据有机蒸气的相对密度D,M1 = DM2 (3)标况下有机蒸
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