物质的分离和提纯 (萃取+蒸馏) 课件-2025-2026学年高二下学期化学鲁科版选择性必修3

第二节 研究有机化合物的一般方法第1课时 有机化合物的 分离、提纯 新课导入 青蒿素的研究过程 疟疾是一种古老的疾病，还是危害人类最大的疾病之一。 2015年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，中国女药学家屠呦呦，以及另外两名科学家获了该奖项。屠呦呦也成为首位获得诺贝尔奖科学类奖项的中国人。屠呦呦的获奖则依靠的是被世卫组织称为最有效的抗疟疾药物青蒿素。 在研究过程中，葛洪《肘后备急方》中的几句话引起了屠呦呦的注意：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之。”这不禁让她想到，会不会是因为青蒿对温度比较敏感，从而影响了对疟原虫抑制作用，问题或许岀在了常用的“水煎”法上？于是她转换思路，采用低沸点的乙醚提取青蒿中的提取物，最终她得到了对疟原虫抑制率可达百分之百的提取物，被命名为青蒿素。 虽然发现了有效成分，这个项目却还没有结束，要将它作为药物使用，还有很多步要走。首先，就是要确定它的相对分子质量和分子式，之后确定结构。而这并不是专攻中药学的屠呦呦所能做的了。最终经过众多科学家的努力，周维善小组最终测定出青蒿素的结构。之后，经过努力，他们又成功合成了青蒿素，至此抗疟疾药物的研究方可告一段落。 同学们，从上述信息，你能总结出研究有机化合物的一般方法吗？ 确定青蒿素的相对分子质量、分子式 分子式：C15H2205 相对分子质量: 282 青蒿素的提取 葛洪《肘后备急方》 “青蒿一握，以水升渍，绞取汁，尽服之。 采用低沸点的乙醚提取青蒿中的提取物，得到了对疟原虫抑制率可达百分之百的提取物，被命名为青蒿素。 确定青蒿素的相对分子质量、分子式 确定结构 成功合成了青蒿素 研究有机物的一般步骤： 研究有机化合物的基本步骤： 分离、提纯 确定实验式 确定分子式 确定分子结构 蒸馏 萃取 重结晶 任务一、蒸馏 请向豆包提问，观看蒸馏的视频 任务一、蒸馏 蒸馏 烧瓶 直形冷凝管 牛角管(尾接管) ①加热装置 ②冷凝装置 ③收集装置 投放沸石, 防暴沸 测量蒸汽的温度 温度计水银球的位置在蒸馏烧瓶支管口 冷凝管中水的流向： 下口流入，上口流出 1.仪器： 任务一、蒸馏 2.原理： 3.条件： 利用混合物中各种成分的沸点不同而使其分离的方法。 （如石油的分馏） ①液体有机混合物 ②有机物热稳定性较强； ③有机物与杂质沸点相差较大(30℃左右） 直形冷凝管（横着用） 冷凝水下进上出 9 名称 图例 装置特点 用途 直形 冷凝 管   一根直形空气冷凝管作为内芯管，在其外面焊有一较粗的外套管(水冷管)，在外套管的两端各焊接一个小嘴用以连接冷凝水的进出口(下嘴用以连接冷却水源，上嘴用作冷却水的出口) 一般用作蒸馏时的冷凝装置，适用于沸点为140 ℃以下物质的蒸馏、分馏操作，主要用于倾斜式蒸馏装置 球形 冷凝 管   球泡状管作内芯管，与直形冷凝管相比，球泡状的内芯管的冷却面积大，冷凝效果好，其他部分与直形冷凝管相同 由于内芯管为球泡状，容易在球部积留蒸馏液，故不适宜作倾斜式蒸馏装置，多用于垂直蒸馏装置，也可用于反应装置，即在反应时考虑到反应物的蒸发损失而用球形冷凝管进行冷凝回流 蛇形 冷凝 管   内芯管为螺旋形，增加了玻璃管的长度，冷却面较球形冷凝管更大。其他部分与球形冷凝管相同 当反应液体沸点很低时，可用蛇形冷凝管进行冷凝回流 知识拓展：冷凝管的种类及使用 要垫陶土网, 盛放液体的量:瓶内液体体积约为其容积的 ～ 测量蒸汽的温度: 温度计水银球位置在蒸馏烧瓶支管口处 防止液体暴沸 冷凝管中水的流向:下口流入, 上口流出 先通冷凝水再加热蒸馏烧瓶 4.注意事项 使用前要检查装置的气密性！ 石棉网 用锥形瓶收集馏分 实验结束时，先停止加热，后停止通冷水。 忘加沸石 ？ 已知工业乙醇（主要成分是乙醇、含有水、甲醇杂质），通过蒸馏可获得95.6%乙醇和4.4%水的共沸混合物（沸点78.15℃）。（共沸物，是指两组分或多组分的液体混合物，在恒定压力下沸腾时，其组分与沸点均保持不变。） 任务一、蒸馏 物质 乙醇 水 沸点/℃ 78.5 100 浓度为95.6%的乙醇会和水形成共沸物,乙醇和水一起在78.15℃时变为蒸汽蒸出,得到的还是95.6%的乙醇。 5、应用： 如何利用蒸馏方法提纯工业乙醇？ 最好将混合物“预处理”，一般先将其中的一种物质转化为不挥发的盐类化合物，再进行蒸馏。 任务一、蒸馏 思考：直接蒸馏得到的酒精是否就是无水酒精？怎样才能得到无水酒精？ 思考：固液混合物分离为什么用蒸馏而不用过滤？ 原因： ①CaO和水反应生成的Ca(OH)2是糊状物，过滤时会堵塞滤纸孔。 ②Ca(OH)2微溶，少量Ca2+、OH-等离子会透过滤纸导致乙醇不纯。 工业乙醇（95.6%） 2019年9月29日，国家主席习近平向诺贝尔生理学或医学奖获得者屠呦呦授予“共和国勋章”，以表彰她在青蒿素研究方面作出的突出贡献。屠呦呦率领团队先后经历了用水、乙醇、乙醚提取青蒿素的过程，最终确认只有用低温、乙醚冷浸等方法才能成功从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素。 任务二、萃取 1．屠呦呦及团队用乙醚从青蒿中提取青蒿素的实验方法是什么？其提取原理是什么？ 提示：实验方法是萃取；其萃取原理是利用青蒿素在乙醚中的溶解度远大于在水中的溶解度，所以能将青蒿素从水中转移到乙醚中。 2．屠呦呦及团队用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素，其中乙醚的作用是什么？常用的萃取剂有哪些？ 提示：乙醚的作用是萃取剂，常用的萃取剂除乙醚外还有苯、CCl4、乙酸乙酯、二氯甲烷等。 [思考交流] 任务二、萃取 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。 2、萃取剂的选择原则 ①萃取剂不能与被萃取物发生化学反应 ②被萃取物在萃取剂中的溶解度明显大于在原溶剂中的溶解度 ③萃取剂与原溶剂之间互不相溶 1、原理 任务二、萃取 问题：如何提纯碘水中的碘单质？ 表一:碘溶解于不同溶剂中的颜色 表二:碘在不同溶剂中的溶解度(25°C) 溶解性: 水不溶于四氯化碳、苯 密度: 水1.0g/ml；苯0.88g/ml（比水轻）; 四氯化碳1.59g/ml（比水重） 任务二、萃取 分液漏斗 玻璃塞 活塞 注意事项: 检查是否漏水。 放液时，上口塞子的凹槽和漏斗口颈 上的小孔要对准或者打开塞子。 3、主要仪器 加水检漏 装液+萃取剂 振荡,放气 静置分层 分液 上层液体从上口倒出 将分液漏斗上口玻璃塞打开,下层液体从下口放出 将萃取后的两层液体分开的操作 加入萃取剂后充分振荡, 静置分层, 然后打开分液漏斗上方的玻璃塞和下方的活塞将两层液体分离,下层密度大的液体从下口流出, 并及时关闭活塞, 上层密度小的液体从上口倒出. 4、实验步骤 用CCl4萃取碘水中的碘 碘水 加萃取剂CCl4 上层:黄色 下层:无色 振荡 放气 静置 分层 上层:无色 下层:紫色 分液 I2的CCl4溶液 蒸馏 I2 上述用蒸馏法分离碘单质，有什么弊端？ 任务二、萃取 液-液萃取 固-液萃取 萃取 检漏 萃取 分液（将两种互不相溶的液体分开的操作） 溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程 （也称浸取或浸出） 任务三、总结归纳：谈谈本节课的收获 学习评价：1、如何分离下列混合物？ 分液 蒸馏 萃取 (沸点为110.6 ℃) （1） （2） （3） 3.下列关于萃取的操作说法正确的(　 ) A.从溴水中提取溴,可加入酒精作萃取剂 B.萃取操作完成后,静置分液,上、下层液体均从下口放出 C.用一种有机溶剂,提取水溶液中的某物质,静置分液后,“水层”应在上层 D.萃取时,所加入的溶剂应与原溶剂互不相溶,且与溶质相互间 不反应 D 2.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 己烷和四氯化碳 B 学习评价 谢谢大家！ $