蒸餾提純硝基苯裝置圖

Ⅰ 硝基苯的實驗室製法

【實驗】有機實驗之硝基苯的制備

硝基苯的制備

目的原理

主反應： Ar + HONO2 +H2SO4 ® Ar- NO2 + H2O

副反應： Ar- NO2+ HONO2 +H2SO4 ® Ar-(NO2)2+ H2O

儀器葯品

苯8.9ml (7.8g,0.1mol)，硝酸(d = 1.40) 7.3ml (0.11mol)，濃硫酸(d = 1.84) 10ml (0.18mol)，10%碳酸鈉溶液，飽和食鹽水，無水氯化鈣。

過程步驟

在50ml圓底燒瓶上裝配一個二口連接管，正口配一溫度計，其水銀球離瓶底約5mm，側口裝配一迴流冷凝管。也可以用一個二口燒瓶，正口裝配迴流冷凝管，側口裝一溫度計，其水銀球離瓶底約5mm。在燒瓶中加入8.9ml苯。通過冷凝管上口，將已冷卻的混酸分多次加入苯中。每加一次後，必須充分振盪燒瓶，使苯與混酸充分接觸，待反應物的溫度不再上升而趨於下降時，才繼續加混酸(為什麼?)。反應物的溫度應保持在40～50℃之間，若超過50℃，可用冷水浴冷卻燒瓶。加料完畢後，把燒瓶放在水浴上加熱，約於10min內把水浴加熱到60℃(反應混合物的溫度為60～65℃)並保持30min，間歇地振盪燒瓶。

冷卻後，將反應混合物倒入分液漏斗中。靜置分層，分出酸層(哪一層?怎樣判斷和檢驗?)，倒入指定回收瓶內。粗硝基苯先用等體積的冷水洗滌，再用10%碳酸鈉溶液洗滌，直到洗滌液不顯酸性。最後用水洗至中性(如何檢驗?)。分離出粗硝基苯，放在乾燥的小錐形瓶中，加入無水氯化鈣乾燥，間歇振盪錐形瓶。

把澄清透明的硝基苯倒入30ml蒸餾燒瓶中，連接空氣冷凝管。在石棉網上加熱蒸餾，收集204～210℃的餾分。為了避免殘留在燒瓶中的二硝基苯在高溫下分解而引起爆炸，注意切勿將產物蒸干。

產量：約9.5g。

純硝基苯為無色液體，具有苦杏仁氣味，沸點210.9℃，d20= 41.203。

注 意 事 項 !!!!!!!

1.苯的硝化反應也可在三口燒瓶中進行。在100ml三口燒瓶中放入苯，在中間瓶口安裝攪拌棒，一個側口裝上冷凝管，另一側口插上溫度計，其水銀球要浸到液面下。開動攪拌器，從冷凝管上口分批加入已冷卻的混酸。其餘的步驟與用圓底燒瓶時一樣。全部葯品用量都加倍。

2.混酸配製法：在50ml錐形瓶中放入10ml濃硫酸，把錐形瓶置於冷水浴中，一邊不停地搖動錐形瓶，一邊將7.3ml硝酸慢慢地注入濃硫酸中。

3.苯的硝化反應為一放熱反應。在開始加入混酸時，硝化反應速率較小，每次加入的混酸量宜為0.5～1ml。隨著混酸的加入和硝基苯的生成，反應混合物中的苯的濃度逐漸降低，硝化反應的速率也隨之減小，故在加入後一半混酸時，每次可加入1.5～2ml。

4.用吸管吸取少許上層反應液，滴到飽和食鹽水中，當觀察到油珠下沉時，那就表示硝化反應已經完成。

5.硝基苯有毒，處理時須加小心。如果濺在皮膚上，可先用少量酒精洗擦，再用肥皂水洗凈。

6.如果使用工業濃硫酸，其中含有的少量汞鹽等雜質具有催化作用，使反應產物中含有微量的多硝基酚，如苦味酸和2，4-二硝基苯酚，它們的鹼溶液呈深黃色。應洗到鹼溶液幾近無色。

有機實驗要當心啊，很多都是致癌的喲，呵呵別碰到身上去

Ⅱ 硝基苯類的氣相色譜法測定

方法提要

採用有機溶劑萃取，萃取液經凈化 (或濃縮) 後，進行色譜分析。對於某些一硝基苯類，因其能隨水蒸氣蒸發，可採用先蒸餾再萃取，然後將萃取液注入具電子捕獲檢測器的氣相色譜儀測定。

方法適用於地表水、地下水和工業廢水的測定。對 13 種在水中殘留的硝基苯類化合物可同時分離測定，檢出限如表82.51 所示。

表82.51 種硝基苯類化合物的檢出限

在硝基苯的模擬水樣中，存在甲苯、二甲苯、氯代苯、鄰、間、對二氯苯、1，2，3 -三氯苯、三氯甲烷、四氯化碳和有機氯農葯六六六的異構體，在柱溫 160℃時，對本法無明顯干擾。

儀器

氣相色譜儀具電子捕獲檢測器(ECD，採用⁶³Ni放射源)。

500mL全玻璃蒸餾器。

吸附富集管長12cm，內徑0.6～0.7cm，下端帶活塞的玻璃柱，內填裝0.5～1gGDX-502大孔樹脂，柱兩端用硅烷化玻璃棉固定，在本法所用色譜分析條件下，用無干擾峰的苯洗脫。

試劑

純水蒸餾水用苯洗滌，電爐煮沸3～5min，冷卻後裝瓶備用。

無水硫酸鈉400℃烘4h，放入乾燥器中冷卻，裝瓶備用。

苯用全玻璃蒸餾器重蒸餾，在色譜分析條件下應無干擾峰。

固定液PEGA、DEGA、FFAP、OV-225。

硝基苯類多種標准化合物硝基苯，鄰、間、對硝基甲苯，二硝基甲苯各種異構體等，均為色譜純試劑。

硝基苯類標准儲備溶液(約1000mg/L)稱量硝基苯約100.0mg，放入100mL容量瓶中，加入少許乙醚溶解，加苯至刻度。用同樣方法配製其他硝基苯類化合物的標准溶液。再根據需要配成不同濃度的標准混合溶液。

GDX-502大孔樹脂天津第二試劑廠產品，在脂肪抽提器中，依次經乙腈、乙醚、和苯各抽提6h，浸放於甲醇中備用。

分析步驟

1)樣品制備。取樣後，用鹽酸調至pH為4左右，最好當天分析。進行色譜分析前，視水樣的不同情況，分別進行處理。

a.直接萃取法。適用於含硝基苯類化合物濃度較高(1.0μg/L以上)，而所含干擾雜質的成分不復雜的工業廢水分析。搖勻水樣，精確移取10.0～250mL，放入500mL分液漏斗中，加25.0mL苯，搖動，放出氣體，再振搖萃取3～5min。靜置分層5～10min，棄去水相，將苯萃取液通過無水硫酸鈉柱乾燥後，分取2～3mL苯萃取液，放入事先盛有少許無水硫酸鈉的具塞離心管中，備色譜分析用。

b.蒸餾-苯萃取法。適用於含雜質較復雜的工業廢水和地表水中一硝基化合物或2，6-DNT、2，5-DNT的分析。用250mL量筒量取250mL水樣，置入500mL蒸餾瓶中，加純水至約300mL及數粒玻璃珠，裝上蛇形冷凝管，在電爐上加熱蒸餾，收集最初餾出液160mL於250mL容量瓶中，加入苯5.0mL，振搖3～5min，靜置5min。從瓶口加入純水至液面距瓶口1～1.5cm處，靜置分層，然後從瓶口緩緩加入無水硫酸鈉1～2g，待其通過苯層沉入水層後，移出苯萃取液(1～2)mL，置入事先盛有少許無水硫酸鈉的具塞離心管中，供色譜分析用。

c.「吸附富集柱」法。適用於含痕量硝基苯類化合物(μg/L)的地表水的監測分析。取水樣500～1000mL以20～30mL/min流速通過GDX-502富集柱。然後通過N₂吹出水液，加入3.0mL苯浸泡樹脂5min，吸出苯液放入10mL具塞離心管中，再重復用2mL苯，連續浸泡、洗脫兩次，合並苯液，用無水硫酸鈉脫水(或轉入K.D濃縮器中濃縮並定容)後，供色譜分析用。

2)氣相色譜分析。

色譜柱，玻璃柱長2m，內徑2～3mm。

載體，ChromosorbWHP60～80目。

固定相。(柱1)3%PEGA/ChromosorbWHP60～80目。

(柱2)3%DEGA/ChromosorbWHP60～80目。

載氣，高純氮，流速50mL/min。溫度，柱老化按120℃(4h)→180℃(6h)→210℃(8h)3階段進行。柱溫，160℃(一硝基苯類)，200℃(二硝基苯類)。汽化室溫度240℃，檢測器240℃。

進樣量，5μL。

3)標准色譜圖。7種一硝基苯類化合物氣相色譜圖見圖82.16，6種二硝基苯類化合物氣相色譜見圖82.17。

圖82.16 7種一硝基苯類化合物氣相色譜圖

圖82.17 6種二硝基苯類化合物氣相色譜

定性及定量分析

根據試樣溶液的色譜峰高，選擇接近該濃度的標准溶液注入色譜儀，以外標法定量。水樣中目標化合物(硝基苯類)的濃度計算如下:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:ρ_x為水樣中目標化合物的濃度，μg/L;ρ_S為標准溶液中目標化合物濃度，μg/L;h_S為標准峰高，mm;h_x為試液峰高，mm;V₁為標准溶液進樣量，μL;V₂為水樣苯溶液進樣量，μL;K為濃縮系數。

Ⅲ 用苯製取硝基苯的步驟

用品：小燒瓶、量筒、滴管、水槽、燒杯、試管、玻管、單孔軟木塞。 濃硝酸(69％)、濃硫酸(98％)、苯。

原理：苯分子里的氫原子能被硝酸分子中的硝基所取代，這種反應叫做硝化反應。

操作：在一個小燒瓶里盛濃硫酸8毫升和濃硝酸5毫升，浸在冷水裡慢慢振盪，使混和均勻。

然後把5毫升苯分5次加入，每加一次就要把燒瓶浸在冷水裡，同時小心地振盪。一方面使這些液體能充分混和，另一方面不使液體的溫度升得過高。

苯加完後為了使硝化反應進行得更完全，在燒瓶上配以帶有80厘米長的直玻管(迴流管)的單孔軟木塞，浸在50～60℃的熱水裡加熱，同時不停地搖動燒瓶。

10分鍾後，硝基苯已經生成。把混和液倒在一個盛水的燒杯里，硝酸和硫酸都溶解於水，產物硝基苯則是一種淡黃色的油狀液體，沉積在燒杯的底部，沒有參加反應的苯則浮在液面上。

注意事項：

1.所用硝酸必須是濃的，否則硝化反應不會發生。濃硝酸是過量的，因為反應有水生成。

2.加熱溫度不能超過60℃，否則就有一部分二硝基苯生成。

3.加入濃硫酸有兩個作用，一個是吸水作用，另一個是緩和硝化反應。

4.硝基苯是無色的，由於含有少量二硝基苯等雜質而顯黃色。若要除去硝基苯中的雜質，可以用移液管把硝基苯轉移到盛有5％氫氧化鈉溶液的燒杯里洗滌，用分液漏斗進行分離，然後再用蒸餾水洗，最後，在洗過的硝基苯里加一小塊無水氯化鈣，放在水浴上加熱到透明為止。