实验室基本操作
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有机化学实验常用仪器及其正确使用
.1.常用仪器
有机化学实验所用的仪器有玻璃仪器、金属用具、光学电学仪器及其他一些仪器设备。有些是公用的,有些是由使用者自己保管使用,现分别介绍如下:
一、玻璃仪器
有机实验用的玻璃仪器,根据其口塞是否标准,分为标准口仪器及普通仪器两类,见
图1.1和图1.2。
图1.1.常用磨口仪器:(a)圆底烧瓶;(b)梨形瓶;(c)两口烧瓶;(d)三口烧瓶;(e)Y形管;(f)弯头;(g)蒸馏头;(h)克氏蒸馏头;(i)空气冷凝管;(j)直型冷凝管;(k)夹套冷凝管;(I)分液漏斗;(m)衡压滴液漏斗;
(n, o)温度计;(p, q)A形接头;(r)通气管;(s)空心塞;⑴干燥管;(u)吸滤管;(v)吸滤漏斗;(w)尾接管; (x)三叉燕尾接受管。
图1.2常用普通玻璃仪器:(a)锥形瓶;(b)烧杯;(c)玻璃漏斗;(d)布氏漏斗;(e)抽滤瓶;(f)量筒;(g)分液漏斗;(h)干燥器;(i)真空干燥器。
使用玻璃仪器时应轻拿轻放;除试管等少数外,一般都不能直接用明火加热;锥形瓶不耐压,不能作减压用;厚壁玻璃器皿(如抽滤瓶)不耐热,不能加热;广口容器(如烧杯)不能贮放有机溶剂;带活塞的玻璃器皿如分液漏斗、滴液漏斗、水分分离器等,用过洗净后,在活塞与磨口间应垫上纸片,以防粘住。如已粘住,可用水煮后再轻敲塞子;或在磨口四周涂上润滑剂后用电吹风吹热风,使之松开。另外,温度计不能代替搅拌棒使用,并且也不能用来测量超过刻度范围的温度。温度计用后要缓慢冷却,不可立即用冷水冲洗以免炸裂。标准口玻璃仪器可以和编号相同的标准磨口相互连接,使用时既省时方便又严密安全,目前已替代了同类普通仪器,而且随着实验教学的改革,已经走向微量化。由于玻璃仪器容量大小及用途不一,故有不同编号的标准磨口。常用的有
10、14、19、24、29、34、40、50等,这里的数字编号指的是磨口最大端直径的毫米数。有的磨口玻璃仪器用两个数字表示,例如10 /3 0,表明磨口最大处直径为10毫米,磨
口长度为3 0毫米。相同编号的内外磨口、磨塞可以直接紧密相接,磨口编号不同的两玻璃仪器,可借助于不同编号的标准口接头(又称大小头)相接。
使用标准口玻璃仪器时必须注意:
1•磨口必须洁净。若有固体物,则磨口对接不密导致漏气;若杂物很硬,则更会损坏磨口。
2•用后应立即拆卸洗净,特别是经过高温加热的磨口仪器。一旦停止反应,应先移去火源,然后立即活动磨口处,否则若长期放置,磨口的连接处常会粘牢,不易拆开。
3•磨口仪器使用时,一般不需要涂润滑剂,以免玷污反应物或产物。但是,如果反应中有强碱,则要涂润滑剂,防止磨口连接处因碱腐蚀粘牢而无法拆开。
4•安装标准磨口玻璃仪器装置时,应注意要整齐、正确,使磨口连接处不受歪斜的应力,否则容易将仪器折断。
二、金属用具
有机实验室常用的金属用具有:铁夹,铁架,铁圈,水浴锅,热水漏斗,镊子,剪刀,三角锉刀,圆锉刀,打孔器,不锈钢刮刀,切钠刀,水蒸汽发生器,升降台等。
三、小型机电设备及光电仪器
1•电吹风:实验室中使用的电吹风,用于干燥玻璃仪器。宜存放干燥处,防潮、防腐蚀。
2•调压变压器:调压变压器是调节电源电压的一种装置,常用来调节加热电炉的温度,调整电动搅拌器转速等。使用时应注意几点:
(1)电源应接到注明输入端的接线柱上,输出端的接线柱与搅拌器或电炉的导线相连,不能接错。同时变压器应有良好的接地。
(2)调节旋钮时应均匀缓慢,以防剧烈磨擦而引起火花或使炭刷接触点受损。如果炭刷磨损大时应予更换。
⑶不允许长期过载(如调压过高),以防烧毁。注意有时可能外标与炭刷不相对应。
(4)经常用软布拭去灰尘,使炭刷及绕线组接触表面保持清洁。
(5)使用后应将旋钮调回零位,并切断电源,放在干燥通风处,不得靠近有腐蚀性的液体。
3•烘箱:烘箱用来干燥玻璃仪器或烘干无腐蚀性、加热不分解的药品。挥发性易燃物或以酒精、丙酮淋洗过的玻璃仪器不能放入烘箱内,以免发生爆炸。
烘箱使用说明:接上电源后,即可开启加热开关,再将控温旋钮由“0”位顺时针旋至一定程度(视烘箱型号而定),此时烘箱内即开始升温,红色指示灯亮。若有鼓风机,可开启鼓风机开关,使鼓风机工作。当温度计升至工作温度时(由烘箱顶上温度计读数得
知),即将控温计旋钮按逆时针方向旋至指示灯刚熄灭。在指示灯明灭交替处即为恒温定点。
一般干燥玻璃仪器时应先沥干,无水滴下时才放入烘箱,升温加热,将温度控制在100~120C左右。实验室中的烘箱是公用仪器,往烘箱里放玻璃仪器时应自上而下依次放入,以免残留的水滴流下使已烘热的玻璃仪器炸裂。取出烘干后的仪器时,应用干布衬手,以免烫伤。取出后不能碰水,以防炸裂。取出后的热玻璃仪器,若自行冷却,器壁常会凝上水汽。可用电吹风吹入冷风助其冷却。
4•气流烘干器:气流烘干器是借助热空气将玻璃仪器烘干的一种设备(图1.3),其特点
是快速方便。将玻璃仪器插入风管上,5-10分钟后仪器即可烘干。
图1.5旋转蒸发仪5•循环水式真空泵:是以循环水作为工作流体的喷射泵(图1.4)。它是射流技术产生负
压而设计的一种泵。其特点是,体积小,节约水。
6.旋转蒸发仪:旋转蒸发仪是由马达带动可旋转的蒸发器(圆底烧瓶)、冷凝器和接受器组成(如图1.5),能够在常压或减压下操作。既可一次进料,也可分批吸入蒸发料液。
由于蒸发器的不断旋转,不加沸石也不会暴沸。蒸发器旋转时,会使料液的蒸发面大大增加,加快了蒸发速度。因此,它是浓缩溶液、回收溶剂的理想装置。
7.托盘天平与电子天平:在有机合成实验室中,常用于称量物体质量的仪器是托盘天平,
又称台秤。台秤的最大称量为1OOOg,或500g,能称准到1g。若用药物台秤(又称小台秤),
最大称量为lOOg,能称准到O.lg。这些台秤最大称量虽然不同,但原理是相同的,它们都有一根中间有支点的杠杆,杠杆两边各装一个秤盘(见图1.6.a)。左边秤盘放置被称量物体;
右边秤盘放砝码,杠杆支点处连有一指针,指针后有标尺。指针倾斜表示两盘质量不等。