范文一:一溴丁烷制备
实验三1-溴丁烷的制备
一、实验目的
1.学习由醇制备溴代烃的原理及方法。
2.练习回流及有害气体吸收装置的安装与操作。
3.进一步练习液体产品的纯化方法 — —洗涤、干燥、蒸馏等操作。
二、实验原理
NaBr + H2SO4C4H9
OH + HBr
C4H9OH2C4H9OH
HBr + NaHSO4C4H9Br + H2OC2H5CH
CH2+ H2O
4H9OC4H9+ H2OBr2 + SO2 + H2O
HBr + H2SO本实验主反应为可逆反应,为了提高产率一方面采用HBr过量;另一方面使用NaBr和H2SO4代替HBr,使HBr边生成边参与反应,这样可提高HBr的利用率,同时H2SO4还起到催化脱水作用。反应中,为防止反应物正丁醇及产物1-溴丁烷逸出反应体系,反应采用回流装置。由于HBr有毒害且HBr气体难以冷凝,为防止HBr逸出,污染环境,需安装气体吸收装置。回流后再进行粗蒸馏,一方面使生成的产品1-溴丁烷分离出来,便于后面的分离提纯操作;另一方面,粗蒸过程可进一步使醇与HBr的反应趋于完全。
粗产品中含有未反应的醇和副反应生成的醚,用浓H2SO4洗涤可将它们除去。因为二者能与浓H2SO4形成佯盐:
C4H9OH +H2SO4C4H9OC4H9 + H2SO4
C4H9
2HSO4C4H94H
9HSO4
H
如果1-溴丁烷中含有正丁醇,蒸馏时会形成沸点较低的前馏分(1-溴丁烷和正丁醇的共沸混合物沸点为98.6℃,含1-溴丁烷87%,正丁醇13%),而导致精制品产率降低。
三、实验药品及物理常数
药品名称
正丁醇1-溴丁烷溴化钠浓硫酸其它药品
分子量
(molwt)74.12137.03102.8998
8.3(0.08mol)10+3mL用量(mL、g、mol)6.2mL(0.068mol)
熔点
(℃)
沸点(℃)117.7101.677.1
比重(d420)0.80981.2760.90051.84
水溶解度(g/100mL)
7.9不溶于水微溶于水易溶于水
10%碳酸钠溶液、无水氯化钙
四、实验装置图
制备1-溴丁烷的实验装置如图4-1~4-2所示。
图4-1带气体吸收的回流装置图
图4-2简易蒸馏装置
五、实验流程图
六、实验步骤
1.配制稀硫酸。在烧杯中加入10mL水,将10mL浓硫酸分批加入水中,并振摇。用冷水浴冷却,备用。
2.在100mL圆底烧瓶中依次加入NaBr8.3g,正丁醇6.2mL,沸石2粒,摇匀。
3.安装带气体吸收的回流装置如图4-1,取一温度计套管及一长颈玻璃漏斗,用橡皮管将温度计套管及长颈玻璃漏斗相连,温度计套管装在球形冷凝管上口,长颈玻璃漏斗倒置在一盛有水的烧杯上,使漏斗口接近水面但不要没入水中,以防水倒吸。从冷凝管上口分四次加入配制好的稀硫酸,每次加入稀硫酸后均须摇动反应瓶。4.加热回流30min。
5.冷却5min后,加沸石2粒,改成简易蒸馏装置如图4-2。6.加热蒸馏直至无油滴蒸出为止。
7.在分液漏斗中将馏出物静置分层。下层倒入干燥的锥形瓶,加入3mL浓硫酸洗涤,在分液漏斗中静置分层。
8.分出下层(硫酸层),上层用10mL水洗,静置分层。9.下层用5mL10%碳酸钠溶液洗,静置分层。10.下层用10mL水洗,静置分层。
11.下层倒入干燥的锥形瓶中,加无水氯化钙干燥,加塞放置。时时振摇,至澄清透明为止。
12.将干燥好的粗产品1-溴丁烷倒入50mL圆底烧瓶(注意勿使氯化钙干燥剂掉入烧瓶中),加2粒沸石,装好蒸馏装置如图4-4,用小火加热,收集99~102℃馏分。产品量体积,回收,计算产率。
七、基本操作和注意事项
1、加热回流
有机反应很多情况下是在溶剂、原料的沸腾温度或较高温度下进行的,为了防止溶剂、原料或产物逸出反应体系引起损失、带来污染及不安全因素,常需要采用回流装置。常用的回流装置如图1-7所示,其中图1-7(1)是一般的回流装置。若需要防潮,则可在冷凝管顶端装一氯化钙干燥管,如图1-7(2)所示。图1-7(3)是用于防潮并吸收有氯化氢、溴化氢或二氧化硫等气体产生和逸出的反应。图1-7(4)是用于一边加料、一边进行回流的装置。图1-7(5)是用于滴加、回流过程中测定反应液温度的装置。
进行回流前,应选择合适的烧瓶,液体体积占烧瓶容积的1/2左右为宜。加热前,先在烧瓶中放入沸石,以防暴沸。回流停止后要再进行加热,必须重新放入沸石。根据瓶内液体的沸腾温度,在140℃以下采用球形冷凝管,高于140℃时应采用空气冷凝管。冷凝水不能开得太大,以免把橡皮管弹掉。加热的方式可根据具体情况选用水浴、油浴、电热套和石棉网直接加热等。实验过程中应注意回流速度的控制,通常以每秒1至2滴为宜,或者仔细观察蒸汽的高度,蒸汽高度通常以不超过冷凝管的1/3
高度为宜,否则因来不及冷凝,会在冷凝管中造成液泛,而导致液体冲出冷凝管。
(1)(2)(3)(4)(5)
图1-7常用的回流装置
2、有害气体吸收
在某些有机化学实验中会产生和逸出有刺激性的、水溶性的气体(例如,在制对甲苯乙酮时会产生大量氯化氢,在制正溴丁烷时会逸出溴化氢),这时,必须使用气体吸收装置来吸收这些气体,以免污染实验室空气。常见的气体吸收装置见图1-6,其中图1-6(1)和图1-6(2)是用于吸收少量气体的装置。图1-6(1)中的漏斗口应略为倾斜,使一半在水中,一半露出水面,这样既能防止气体逸出,又可防止水被倒吸至反应瓶中。图1-6(2)的玻璃管应略微离开水面,以防倒吸。有时为了使卤化氢、二氧化硫等气体能较完全地被吸收,可在水中加少些氢氧化钠。若反应过程中会生成或逸出大量有害气体,特别当气体逸出速度很快时,应使用图1-6(3)的装置。在图1-6(3)中,水自上端流下(可利用冷凝管流出的水),并在恒定的平面上从吸滤瓶支管溢出,引入水槽。粗玻璃管应恰好伸入水面,被水封住,吸收效果较好。
(1)(2)
图1-6常见的气体吸收装置
(3)
3、加料时,不要让溴化钠粘附在液面以上的烧瓶壁上,加完物料后要充分摇匀,防止硫酸局部过浓,
一加热就会产生氧化副反应,使产品颜色加深。
2NaBr+3H2SO4
Br2+SO2+2H2O+2NaHSO4
4、加热时,一开始不要加热过猛,否则,反应生成的HBr来不及反应就会逸出,另外反应混合物的
颜色也会很快变深。操作情况良好时,油层仅呈浅黄色,冷凝管顶端应无明显的HBr逸出。
5、如果用磨口仪器,粗蒸时,也可将75°弯管换成蒸馏头进行蒸馏,用温度计观察蒸气出口的温度,
当蒸气温度持续上升到105℃以上而馏出液增加甚慢时即可停止蒸馏,这样判断蒸馏终点比观察馏出液有无油滴更为方便准确。用浓硫酸洗涤粗产品时,一定要事先将油层与水层彻底分开,否则浓硫酸被稀释而降低洗涤的效果。如果粗蒸时蒸出的HBr洗涤前未分离除尽,加入浓硫酸后就被氧化生成Br2,而使油层和酸层都变为橙黄色或橙红色。
6、步骤6蒸出1-溴丁烷完全与否可从以下三方面判断:(1)蒸馏瓶内上层油层有否蒸完。(2)蒸出的
液体是否由混浊变澄清。(3)用盛清水的烧杯收集馏出液,有无油滴沉在下面。
7、酸洗后,如果油层有颜色,是由于氧化生成的Br2造成的,在随后水洗时,可加入少量NaHSO3,
充分振摇而除去。
Br2+3NaHSO3NaBr+NaHSO4+2SO2+H2O
8、本实验最后蒸馏收集99-102℃的馏分,但是,由于干燥时间较短,水一般不能完全除尽,因此,
水和产品形成的共沸物会在99℃以前就被蒸出来,这称为前馏分,不能做为产品收集,要另用瓶接收,等到99℃后,再用事先称重的干燥的锥形瓶接收产品。八、问题研究与讨论
1、硫酸的浓度制备1-溴丁烷通常采用NaBr-H2SO4法。过去曾用68.2%的H2SO4(20mL浓硫酸
+15mL水),加热回流时有大量的HBr气体从冷凝管顶端逸出生成酸雾。如果降低硫酸的浓度,可使逸出的HBr气体大大减少。实验发现,如果采用62.2%的H2SO4(10mL浓硫酸+10mL水),加热回流时,基本上没有HBr气体从冷凝管顶端逸出。因此,本实验采用后种方法。但是,如果操作马虎,或加料不准确,或加热太剧烈,仍会产生酸雾。为了避免产生酸雾,减轻实验室的空气污染,对初学者还是要求安装气体吸收装置。
2、回流时间为了探讨最佳的反应时间,做了以下实验:用5g正丁醇,8.3g溴化钠10mL浓硫酸加
10mL水,加热回流一定时间后,用分液漏斗分出油层,用10%碳酸钠溶液洗涤,再用水洗涤,无水氯化钙干燥,所得粗品做气相色谱分析,结果见表8-1。
表8-1回流反应时间对正溴丁烷产量的影响
回流时间/min
103050
粗产物中正丁醇含量/%
4.992.191.44
1-溴丁烷的产量/g
5.06.56.5
由实验结果可以看出,回流30min后,反应已基本完成,再增加反应时间,1-溴丁烷的含量并没增加,因此,最佳反应时间为30min。
3、副产物正丁醚用气相色谱分析发现粗产物中含有正丁醚,而且不论回流时间长短,正丁醚的含量
都是0.2%-0.5%。将62.2%的硫酸用量增加一倍,粗产物中正丁醚的含量仍然相同。
4、浓硫酸洗涤的效果实验发现7mL粗产物用1mL浓硫酸洗涤后,所含的正丁醇几乎全部除去。如
用1mL浓盐酸洗涤,则尚有少量正丁醇残留,需用3-5mL浓盐酸才能将正丁醇除尽。本实验采用3mL浓硫酸洗涤,完全可以除去粗产物中的正丁醇和正丁醚。九、教学方法
1、这个实验包括加热回流、蒸馏、洗涤、干燥等步骤,操作方法较齐全,现象明显,容易解释,也便
于提问和引导学生思考。实验容易成功,初学者只要认真操作,按教材上的小量规模实验,产量一般可达5g以上。在课时不多,实验个数较少的课程中,适合于安排为第一个制备实验。预习和准备工作做得较好的学生,4小时就可从容地完成本实验。
2、在条件许可时,可以组织几个学生为一组做这个实验,分别采用不同条件(如不同的回流时间,不
同的硫酸浓度和用量等),互相比较,一同总结实验的结果。
3、在实验课时较多的课程中,可以让学生做选做实验或文献实验,用不同的醇(如异丙醇、仲丁醇、
异戊醇等)制备溴代烷。用异丁醇为原料时,产物中有近一半不是预期的异丁基溴,可以引导学生去思考产生这个异常现象的原因。同样还可以用3-甲基-2-丁醇(旋光性戊醇)做原料,考察反应的产物。十、思考题及参考答案:
1.溴丁烷制备实验为什么用回流反应装置?
答:此反应较慢,需要在较高的温度下、长时间反应,而玻璃反应装置可达到的最高反应温度是回流温度,所以采用回流反应装置。
2.溴丁烷制备实验为什么用球型而不用直型冷凝管做回流冷凝管?
答:因为球型冷凝管冷凝面积大,各处截面积不同,冷凝物易回流下来。
3.溴丁烷制备实验采用1﹕1的硫酸有什么好处?
答:减少硫酸的氧化性,减少有机物碳化;水的存在增加HBr溶解量,不易逃出反应体系,减少HBr损失和环境污染。
4.什么时候用气体吸收装置?怎样选择吸收剂?
答:有污染环境的气体放出时或产物为气体时,常用气体吸收装置。吸收剂应该是价格便宜、本身不污染环境,对被吸收的气体有大的溶解度。如果气体为产物,吸收剂还应容易与产物分离。5.1—溴丁烷制备实验中,加入浓硫酸到粗产物中的目的是什么?答:除去粗产物中未反应的原料丁醇或溶解的副产物丁烯等。
6.1—溴丁烷制备实验中,粗产物用75度弯管连接冷凝管和蒸馏瓶进行蒸馏,能否改成一般蒸馏装置进行粗蒸馏?这时如何控制蒸馏终点?
答:可用一般蒸馏装置进行粗蒸馏,馏出物的温度达到100℃时,即为蒸馏的终点,因为1-溴丁烷/水共沸点低于100℃,而粗产物中有大量水,只要共沸物都蒸出后即可停止蒸馏。7.在1—溴丁烷制备实验中,硫酸浓度太高或太低会带来什么结果?答:硫酸浓度太高:
(1)会使NaBr氧化成Br2,而Br2不是亲核试剂。
2NaBr+3H2SO4(浓)→Br2+SO2+2H2O+2NaHSO4(2)加热回流时可能有大量HBr气体从冷凝管顶端逸出形成酸雾。硫酸浓度太低:生成的HBr量不足,使反应难以进行。
范文二:实验一1-溴丁烷的制备
1、通过本实验了解乙酰水杨酸(阿斯匹林)的制备原理和方法。 2、进一步熟悉重结晶、熔点测定、抽滤等基本操作。
3、了解乙酰水杨酸的应用价值。
乙酰水杨酸即阿斯匹林(aspirin),是19世纪末合成成功的,作为一
个有效的解热止痛、治疗感冒的药物,至今仍广泛使用,有关报道表明,人
们正在发现它的某些新功能。水杨酸可以止痛,常用于治疗风湿病和关节炎。
它是一种具有双官能团的化合物,一个是酚羟基,一个是羧基,羧基和羟基
都可以发生酯化,而且还可以形成分子内氢键,阻碍酰化和酯化反应的发生。
阿斯匹林是由水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐进行酯化反应而得的。
水杨酸可由水杨酸甲酯,即冬青油(由冬青树提取而得)水解制得。本实验
就是用邻羟基苯甲酸(水杨酸)与醋酸酐反应制备乙酰水杨酸。反应式为:
OO
OHOH浓HSO24CHCOOH(CHCO)O3++32
OHOCOCH3
副反应:
OOH
OHHO2+2COOHO
HOO
OO
OCOCH3OHOH+
COOHOCOCH3O
HOO
1、实验药品及物理常数
名 称 分子量 m.p.或b.p. 水 醇 醚 水杨酸 138 158(s) 微 易 易
102.09 139.35(l) 易 溶 ? 醋酸酐
乙酰水杨酸 180.17 135(s) 溶、热 溶 微 活性炭 三氯化铁 2、实验仪器
三颈瓶(100ml)、电动搅拌器、水浴或油浴加热器、抽滤装置、酒精灯、石
棉网、球形冷凝管醇-水
(一)酯化
在装有搅拌棒及球形冷凝器的100 mL三颈瓶中,依次加入水杨酸10 g,醋酐14 mL,浓硫酸5滴。开动搅拌机,置油浴加热,待浴温升至70?时,维持在此温度反应30 min。停止搅拌,稍冷,将反应液倾入150 mL冷水中,继续搅拌,至阿司匹林全部析出。抽滤,用少量稀乙醇洗涤,压干,得粗品。 (二)精制
将所得粗品置于附有球形冷凝器的100 mL圆底烧瓶中,加入30 mL乙醇,于水浴上加热至阿司匹林全部溶解,稍冷,加入活性碳回流脱色10 min,趁热抽滤。将滤液慢慢倾入75 mL热水中,自然冷却至室温,析出白色结晶。
待结晶析出完全后,抽滤,用少量稀乙醇洗涤,压干,置红外灯下干燥(干
燥时温度不超过60?为宜),测熔点,计算收率。
(三)水杨酸限量检查
取阿司匹林0.1 g,加1 mL乙醇溶解后,加冷水定适量,制成50 mL溶液。立即加入1mL新配制的稀硫酸铁铵溶液,摇匀;30秒内显色,与对照
液比较,不得更深(0.1%)。
对照液的制备:精密称取水杨酸0.1 g,加少量水溶解后,加入1 mL冰醋酸,摇匀;加冷水定适量,制成1000 mL溶液,摇匀。精密吸取1 mL,加入1 mL乙醇,48 mL水,及1 mL新配制的稀硫酸铁铵溶液,摇匀。
稀硫酸铁铵溶液的制备:取盐酸(1mol / L)1 mL,硫酸铁铵指示液2 mL,加冷水适量,制成1000 mL溶液,摇匀。
计算产率。
1、热过滤时,应该避免明火,以防着火。
2、为了检验产品中是否还有水杨酸,利用水杨酸属酚类物质可与三氯化铁发
生颜色反应的特点,用几粒结晶加入盛有3mL 水的试管中,加入1~2滴1% FeCl溶液,观察有无颜色反应(紫色)。 3
3、产品乙酰水杨酸易受热分解,因此熔点不明显,它的分解温度为
128~135?。因此重结晶时不宜长时间加热,控制水温,产品采取自然晾干。
用毛细管测熔点时宜先将溶液加热至120?左右,再放入样品管测定。 4、仪器要全部干燥,药品也要实现经干燥处理,醋酸酐要使用新蒸馏的,收
集139~140?的馏分。
5、本实验中要注意控制好温度(水温90?)。
6、产品用乙醇-水或苯-石油醚(60~90?)重结晶。
1、为什么使用新蒸馏的醋酸酐?
2、加入浓硫酸的目的是什么?
3、为什么控制反应温度在70?左右?
4、怎样洗涤产品?
范文三: 实验一 1-溴丁烷的制备
实验一 1-溴丁烷的制备 计划学时:5学时
一、实验目的:
1、学习以溴化钠、浓硫酸和正丁醇制备正溴丁烷的原理与方法;
2、练习带有吸收有害气体装置的回流加热操作。 二、实验原理:本实验中正溴丁烷是由正丁醇与溴化钠、浓硫酸共热而制
得:
【反应式】
主反应:
NaBr + HSOHBr + NaHSO244
HSO24n-CHBr + HOn-CHOH + HBr49249
可能的副反应:
SO H24CHCHCH=CH + HOCHCHCHCHOH22223222SO H24(CHCHCHCH)O + HOCHCHCHCHOH23222223222
2HBr + HSOBr + SO + 2HO24222 三、主要原料、产品和副产物的物理常数
【试剂】
7.5ml(0.08mol)正丁醇,10g(0.10mol)溴化钠,浓硫酸,饱和碳酸氢钠溶液,无水氯化钙
四、实验装置:图1
五、实验步骤:
1、投料
在圆底烧瓶中加入10ml水,再慢慢加入12ml浓硫酸,混合均匀并冷至室温后,再依次加入7.5ml正丁醇和10g溴化钠,充分振荡后加入几粒沸石。(硫酸在反应中与溴化钠作用生成氢溴酸,氢溴酸与正丁醇作用发生取代反应生成正溴丁烷。硫酸用量和浓度过大,会加大副反应进行;若硫酸用量和浓度过小,不利于主反应的发生,即氢溴酸和正溴丁烷的生成)
2、以电热套为热源,按图1安装回流装置(含气体吸收部分)。(注意防止碱液被倒吸)
3、加热回流
在石棉网上加热至沸,调整加热速度,以保持沸腾而又平稳回流,并不时
摇动烧瓶促使反应完成。反应约30—40min。
分离粗产物 4、
待反应液冷却后,改回流装置为蒸馏装置(用直形冷凝管冷凝),蒸出粗 产物。(注意判断粗产物是否蒸完)。见【注释】(2)
5、洗涤粗产物
将馏出液移至分液漏斗中,加入10ml的水洗涤(产物在下层),静置分层后,将产物转入另一干燥的分液漏斗中,用5ml的浓硫酸洗涤(除去粗产物中的少量未反应的正丁醇及副产物正丁醚、1—丁烯、2—丁烯。尽量分去硫酸层(下层)。有机相依次用10ml的水(除硫酸)、饱和碳酸氢钠溶液(中和未除尽的硫酸)和水(除残留的碱)洗涤后,转入干燥的锥形瓶中,加入1—2g的无水氯化钙干燥,间歇摇动锥形瓶,直到液体清亮为止。
6、收集产物
将干燥好的产物移至小蒸馏瓶中,蒸馏,收集99—103?的馏分。 六、实验注意事项:
1、投料时应严格按教材上的顺序;投料后,一定要混合均匀。
2、反应时,保持回流平稳进行,防止导气管发生倒吸。
3、洗涤粗产物时,注意正确判断产物的上下层关系。
4、干燥剂用量合理。
七、思考题:
1.1— 溴丁烷制备实验为什么用回流反应装置,
2.1—溴丁烷制备实验为什么用球型而不用直型冷凝管做回流冷凝管, 3.1—溴丁烷制备实验采用1:1的硫酸有什么好处,
4.什么时候用气体吸收装置,怎样选择吸收剂,
5.1—溴丁烷制备实验中,加入浓硫酸到粗产物中的目的是什么, 6.1—溴丁烷制备实验中,粗产物用75度弯管连接冷凝管和蒸馏瓶进行蒸馏,能否改成一般蒸馏装置进行粗蒸馏,这时如何控制蒸馏终点, 7. 在1—溴丁烷制备实验中,硫酸浓度太高或太低会带来什么结果, 习题:
1、实验报告 2、P.93【思考题】(1)(2)(3)
预习:P.105-106 正丁醚的制备
思考题答案:
1.此反应较慢,需要在较高的温度下、长时间反应,而玻璃反应装置可达到的最高反应温度是回流温度,所以采用回流反应装置。
2.因为球型冷凝管冷凝面积大,各处截面积不同,冷凝物易回流下来。
3.减少硫酸的氧化性,减少有机物碳化;水的存在增加HBr溶解量,不易逃出反应体系,减少HBr损失和环境污染。
4.有污染环境的气体放出时或产物为气体时,常用气体吸收装置。吸收剂应该是价格便宜、本身不污染环境,对被吸收的气体有大的溶解度。如果气体为产物,吸收剂还应容易与产物分离。
5.除去粗产物中未反应的原料丁醇或溶解的副产物丁烯等。 6.可用一般蒸馏装置进行粗蒸馏,馏出物的温度达到100?时,即为蒸馏的
终点,因为1-溴丁烷/水共沸点低于100?,而粗产物中有大量水,只要共沸物都蒸出后即可停止蒸馏。
7.硫酸浓度太高:
(1)会使NaBr氧化成Br2,而Br2不是亲核试剂。
2 NaBr + 3 H2SO4(浓) ?Br2 + SO2 + 2 H2O +2 NaHSO4
(2)加热回流时可能有大量HBr气体从冷凝管顶端逸出形成酸雾。 硫酸浓度太低:
生成的HBr量不足,使反应难以进行。
P.93(2)
用硫酸洗涤:除去未反应的正丁醇及副产物1,丁烯和正丁醚。 第一次水洗:除去部分硫酸及水溶性杂质。 碱洗(Na2CO3):中和残余的硫酸。
第二次水洗:除去残留的碱、硫酸盐及水溶性杂质。
范文四:实验一1-溴丁烷的制备
1、学习由醇制备溴代烃的原理及方法。
2、练习回流及有害气体吸收装置的安装与操作。
3、进一步练习液体产品的纯化方法——洗涤、干燥、蒸馏等操作。
HBr + NaHSONaBr + HSO主反应424
HBr + HOCCHOH + HBr49249
SOH24HCHCHC+ HOCHOH2522副反应49
HSO24O+ HCHOHCHOCH22494949
Br + SO + HOHBr + HSO22224
本实验主反应为可逆反应,提高产率的措施是让HBr过量,并用NaBr和HSO代替HBr ,边生成HBr 边参与反应,这样可提高HBr的利用率; HSO2424还起到催化脱水作用。反应中,为防止反应物醇被蒸出,采用了回流装置。
由于HBr有毒害,为防止HBr逸出,污染环境,需安装气体吸收装置。回流
后再进行粗蒸馏,一方面使生成的产品1-溴丁烷分离出来,便于后面的洗
涤操作;另一方面,粗蒸过程可进一步使醇与HBr的反应趋于完全。
粗产品中含有未反应的醇和副反应生成的醚,用浓HSO洗涤可将它们24除去。因为二者能与浓HSO形成佯盐: 24
HSOCHOHCHOH +HSO44949224
CHOCHHSOCHOCH + HSO49494494924H
如果1-溴丁烷中有正丁醇,蒸馏时会形成沸点较低的前馏分(1-溴丁烷和正丁醇的共沸混合物沸点为98.6?,含正丁醇13%),而导致精制品产率降低。
1、实验药品及物理常数
分子量 用 量 熔点 沸点 比重 水溶解度 药品名称20(mol wt) (ml、g、mol) (?) (?) (d) (g/100ml) 4
正丁醇 74.12 6.2ml(0.068mol) 117.7 0.8098 7.9
1-溴丁烷 137.03 101.6 1.276 不溶于水
溴化钠 102.89 8.3(0.08mol) 77.1 0.9005 微溶于水
浓硫酸 98 1:1 1.84 易溶于水
其它药品 10%碳酸钠溶液、无水氯化钙、亚硫酸氢钠
2、实验仪器
圆底烧瓶(100ml)、球形冷凝管、导管、酒精灯、烧杯(250ml)、分液漏斗、蒸馏头、温度计、直形冷凝管、锥形瓶(100ml)、沸石、石棉网
温导管度球计形
冷蒸凝分小漏斗馏管流头漏
斗凝冷形直管接引管圆
底蒸馏瓶
烧烧杯锥形瓶瓶
O210mlH配混酸10mlHSO24
分 四次
蒸出6.2ml正丁醇回流反应浓硫酸分去加样品粗产品8.3g NaBr30min.洗涤水层2粒沸石
水洗收集99-102度加NaHSO碱洗水洗CaCl2产品称重,计算3蒸馏干燥产率。除Br2
1、在100ml圆底烧瓶上安装球形冷凝管,冷凝管的上口接一气体吸收装置(见
实验装置图),用自来水作吸收液。
2、在圆底烧瓶中加入10ml水,并小心缓慢地加入10ml浓硫酸,混合均匀后冷至室温。再依次加入6.2ml正丁醇、8.3g无水溴化钠,充分摇匀后加入几
粒沸石,装上回流冷凝管和气体吸收装置。用石棉网小火加热至沸,调节火
焰使反应物保持沸腾而又平稳回流。由于无机盐水溶液密度较大,不久会产
生分层,上层液体为正溴丁烷,回流约需30min。 3、反应完成后,待反应液冷却,卸下回流冷凝管,换上75?弯管,改为蒸馏装置,蒸出粗产品正溴丁烷,仔细观察馏出液,直到无油滴蒸出为止。
4、将馏出液转入分液漏斗中,用等体积的水洗涤,将油层从下面放入一个干
燥的小锥形瓶中,分两次加入3ml浓硫酸,每一次都要充分摇匀,如果混合
物发热。可用冷水浴冷却。将混合物转入分液漏斗中,静置分层,放出下层
的浓硫酸。有机相依次用等体积的水(如果产品有颜色,在这步洗涤时,可
加入少量亚硫酸氢钠,振摇几次就可除去)、10%的碳酸钠溶液、水洗涤后,转入干燥的锥形瓶中,加入2g左右的块状无水氯化钙干燥,间歇摇动锥形瓶,
至溶液澄清为止。
5、将干燥好的产物转入蒸馏瓶中(小心,勿使干燥剂进入烧瓶中),加入几
粒沸石,用石棉网加热蒸馏,收集99-103?的馏分,产量约6.5g。
采集最终馏分时,使用干燥的锥形瓶,通过差量法计算馏出产物的质量。
1、加料时,不要让溴化钠粘附在液面以上的烧瓶壁上,加完物料后要充分摇
匀,防止硫酸局部过浓,一加热就会产生氧化副反应,使产品颜色加深。
2NaBrHSO+3BrSO+++22HO24NaHSO2224 2、加热时,一开始不要加热过猛,否则,反应生成的HBr来不及反应就会逸出,另外反应混合物的颜色也会很快变深。操作情况良好时,油层仅呈浅黄
色,冷凝管顶端应无明显的HBr逸出。
3、粗蒸正溴丁烷时,黄色的油层会逐渐被蒸出,应蒸至油层消失后,馏出液
无油滴蒸出为止。检验的方法是用一个小锥形瓶,里面事先装一定的水,用
其接一两滴馏出液,观察其滴入水中的情况,如果滴入水中后,扩散开来,
说明已无产品蒸出;如果滴入水中后,呈油珠下沉,说明仍有产品蒸出。当
无产品蒸出后,若继续蒸馏,馏出液又会逐渐变黄,呈强酸性。这是由于蒸
出的是HBr水溶液和HBr被硫酸氧化生成的Br2,不利于后续的纯化。
4、如果用磨口仪器,粗蒸时,也可将75?弯管换成蒸馏头进行蒸馏,用温
度计观察蒸气出口的温度,当蒸气温度持续上升到105?以上而馏出液增加甚慢时即可停止蒸馏,这样判断蒸馏终点比观察馏出液有无油滴更为方便准
确。用浓硫酸洗涤粗产品时,一定要事先将油层与水层彻底分开,否则浓硫
酸被稀释而降低洗涤的效果。如果粗蒸时蒸出的HBr洗涤前未分离除尽,加入浓硫酸后就被氧化生成Br2,而使油层和酸层都变为橙黄色或橙红色。
5、酸洗后,如果油层有颜色,是由于氧化生成的Br2造成的,在随后水洗时,可加入少量NaHSO3,充分振摇而除去。
BrHO++3NaHSO2NaBr+NaHSOSO+222342 6、用无水氯化钙干燥时,一般用块状的,粉沫的容易造成悬浮而不好分离。
氯化钙的用量视粗产品中含水量而定。一般加2-3块,摇动后,如果溶液变澄清,氯化钙表面没有变化就可以了。如果粗产品中含水量较多,摇动后,
氯化钙表面会变湿润,这时应再补加适量的氯化钙。用氯化钙干燥产品,一
般至少放置半个小时,最好放置过夜,才能干燥完全,但实验中由于时间关
系,只能干燥5-10分钟。有时干燥前溶液呈混浊,经干燥后溶液变澄清,
但这并不一定说明它已不含水分。干燥后,干燥剂可通过过滤而除去,但本
实验为了省事,可用倾倒的方法,用玻璃棒挡住别让干燥剂进入蒸馏瓶中就
可以了。
7、本实验最后蒸馏收集99-103?的馏分,但是,由于干燥时间较短,水一
般除不尽,因此,水和产品形成的共沸物会在99?以前就被蒸出来,这称为前馏分,不能做为产品收集,要另用瓶接收,等到99?后,再用事先称重的干燥的锥形瓶接收产品。
1、溴丁烷制备实验为什么用回流反应装置?
2、—溴丁烷制备实验为什么用球型而不用直型冷凝管做回流冷凝管? 3、—溴丁烷制备实验采用1:1的硫酸有什么好处?
范文五:实验一 1-溴丁烷的制备
实验一 1,溴丁烷的制备
一 实验目的
1、学习由醇制备溴代烃的原理及方法。
2、练习回流及有害气体吸收装置的安装与操作。
3、进一步练习液体产品的纯化方法——洗涤、干燥、蒸馏等操作。 二 实验原理
HBr + NaHSONaBr + HSO主反应424
HBr + HOCCHOH + HBr49249
SOH24HCHCHC+ HOCHOH2522副反应49
HSO24O+ HCHOHCHOCH22494949
Br + SO + HOHBr + HSO22224
本实验主反应为可逆反应,提高产率的措施是让HBr过量,并用NaBr和HSO代替HBr ,边生成HBr 边参与反应,这样可提高HBr的利用率; HSO2424还起到催化脱水作用。反应中,为防止反应物醇被蒸出,采用了回流装置。由于HBr有毒害,为防止HBr逸出,污染环境,需安装气体吸收装置。回流后再进行粗蒸馏,一方面使生成的产品1,溴丁烷分离出来,便于后面的洗涤操作;另一方面,粗蒸过程可进一步使醇与HBr的反应趋于完全。
粗产品中含有未反应的醇和副反应生成的醚,用浓HSO洗涤可将它们24除去。因为二者能与浓HSO形成佯盐: 24
HSOCHOHCHOH +HSO44949224
CHOCHHSOHOCHC + HSO49494494924H
如果1,溴丁烷中有正丁醇,蒸馏时会形成沸点较低的前馏分(1,溴丁烷和正丁醇的共沸混合物沸点为98.6?,含正丁醇13%),而导致精制品产率降低。
三 仪器与试剂
1、实验药品及物理常数
分子量 用 量 熔点 沸点 比重 水溶解度 药品名称20(mol wt) (ml、g、mol) (?) (?) (d) (g/100ml) 4
正丁醇 74.12 6.2ml(0.068mol) 117.7 0.8098 7.9 1,溴丁烷 137.03 101.6 1.276 不溶于水
溴化钠 102.89 8.3(0.08mol) 77.1 0.9005 微溶于水
浓硫酸 98 1:1 1.84 易溶于水
其它药品 10%碳酸钠溶液、无水氯化钙、亚硫酸氢钠
2、实验仪器
圆底烧瓶(100ml)、球形冷凝管、导管、酒精灯、烧杯(250ml)、分液漏斗、蒸馏头、温度计、直形冷凝管、锥形瓶(100ml)、沸石、石棉网 四 实验装置和流程图
温导管度球计形
冷蒸凝分小漏斗馏管流头漏
斗冷凝直形管接引管圆
底蒸馏瓶
烧烧杯锥形瓶瓶
O10mlH2配混酸
10mlHSO24
分 四次
6.2ml正丁醇蒸出分去回流反应浓硫酸加样品8.3g NaBr粗产品水层30min.洗涤2粒沸石
水洗收集99,102度CaCl加NaHSO23产品称重,计算碱洗水洗蒸馏干燥除Br产率。2
五 实验步骤
1、在100ml圆底烧瓶上安装球形冷凝管,冷凝管的上口接一气体吸收装置(见实验装置图),用自来水作吸收液。
2、在圆底烧瓶中加入10ml水,并小心缓慢地加入10ml浓硫酸,混合均匀后冷至室温。再依次加入6.2ml正丁醇、8.3g无水溴化钠,充分摇匀后加入几粒沸石,装上回流冷凝管和气体吸收装置。用石棉网小火加热至沸,调节火焰使反应物保持沸腾而又平稳回流。由于无机盐水溶液密度较大,不久会产生分层,上层液体为正溴丁烷,回流约需30min。
3、反应完成后,待反应液冷却,卸下回流冷凝管,换上75?弯管,改为蒸馏装置,蒸出粗产品正溴丁烷,仔细观察馏出液,直到无油滴蒸出为止。 4、将馏出液转入分液漏斗中,用等体积的水洗涤,将油层从下面放入一个干燥的小锥形瓶中,分两次加入3ml浓硫酸,每一次都要充分摇匀,如果混合物发热。可用冷水浴冷却。将混合物转入分液漏斗中,静置分层,放出下层的浓硫酸。有机相依次用等体积的水(如果产品有颜色,在这步洗涤时,可加入少量亚硫酸氢钠,振摇几次就可除去)、10%的碳酸钠溶液、水洗涤后,转入干燥的锥形瓶中,加入2g左右的块状无水氯化钙干燥,间歇摇动锥形瓶,至溶液澄清为止。
5、将干燥好的产物转入蒸馏瓶中(小心,勿使干燥剂进入烧瓶中),加入几粒沸石,用石棉网加热蒸馏,收集99,103?的馏分,产量约6.5g。 六 数据处理
采集最终馏分时,使用干燥的锥形瓶,通过差量法计算馏出产物的质量。 七 评注启示
1、加料时,不要让溴化钠粘附在液面以上的烧瓶壁上,加完物料后要充分摇匀,防止硫酸局部过浓,一加热就会产生氧化副反应,使产品颜色加深。 2NaBrHSO+3BrSO+++22HO24NaHSO2224 2、加热时,一开始不要加热过猛,否则,反应生成的HBr来不及反应就会逸出,另外反应混合物的颜色也会很快变深。操作情况良好时,油层仅呈浅黄色,冷凝管顶端应无明显的HBr逸出。
3、粗蒸正溴丁烷时,黄色的油层会逐渐被蒸出,应蒸至油层消失后,馏出液无油滴蒸出为止。检验的方法是用一个小锥形瓶,里面事先装一定的水,用其接一两滴馏出液,观察其滴入水中的情况,如果滴入水中后,扩散开来,
说明已无产品蒸出;如果滴入水中后,呈油珠下沉,说明仍有产品蒸出。当无产品蒸出后,若继续蒸馏,馏出液又会逐渐变黄,呈强酸性。这是由于蒸出的是HBr水溶液和HBr被硫酸氧化生成的Br2,不利于后续的纯化。 4、如果用磨口仪器,粗蒸时,也可将75?弯管换成蒸馏头进行蒸馏,用温度计观察蒸气出口的温度,当蒸气温度持续上升到105?以上而馏出液增加甚慢时即可停止蒸馏,这样判断蒸馏终点比观察馏出液有无油滴更为方便准确。用浓硫酸洗涤粗产品时,一定要事先将油层与水层彻底分开,否则浓硫酸被稀释而降低洗涤的效果。如果粗蒸时蒸出的HBr洗涤前未分离除尽,加入浓硫酸后就被氧化生成Br2,而使油层和酸层都变为橙黄色或橙红色。 5、酸洗后,如果油层有颜色,是由于氧化生成的Br2造成的,在随后水洗时,可加入少量NaHSO3,充分振摇而除去。
BrHO++3NaHSO2NaBr+SONaHSO+222342
6、用无水氯化钙干燥时,一般用块状的,粉沫的容易造成悬浮而不好分离。氯化钙的用量视粗产品中含水量而定。一般加2,3块,摇动后,如果溶液变澄清,氯化钙表面没有变化就可以了。如果粗产品中含水量较多,摇动后,氯化钙表面会变湿润,这时应再补加适量的氯化钙。用氯化钙干燥产品,一般至少放置半个小时,最好放置过夜,才能干燥完全,但实验中由于时间关系,只能干燥5,10分钟。有时干燥前溶液呈混浊,经干燥后溶液变澄清,但这并不一定说明它已不含水分。干燥后,干燥剂可通过过滤而除去,但本实验为了省事,可用倾倒的方法,用玻璃棒挡住别让干燥剂进入蒸馏瓶中就可以了。
7、本实验最后蒸馏收集99,103?的馏分,但是,由于干燥时间较短,水一般除不尽,因此,水和产品形成的共沸物会在99?以前就被蒸出来,这称为前馏分,不能做为产品收集,要另用瓶接收,等到99?后,再用事先称重的干燥的锥形瓶接收产品。
八 思考题
1、溴丁烷制备实验为什么用回流反应装置,
2、—溴丁烷制备实验为什么用球型而不用直型冷凝管做回流冷凝管, 3、—溴丁烷制备实验采用1:1的硫酸有什么好处,