范文一:乙酸正丁酯的制备
大学化学基础实验II实验报告
课程名称:有机化学实验
实验名称:乙酸正丁酯的制备与 折
光率的测定
姓 名:张玉
学 号:1108110191
专 业:化学工程与工艺
班 级:化工113
实验日期:
5/10
乙酸正丁酯的制备与折光率的测定
实验目的
1. 通过乙酸正丁酯的两种不同的制备方法,了解酯化反应的操作及原理。
2. 进一步熟悉分水器的使用。
3. 学习折光率的测定原理和操作方法。
反应原理
主要药品
正丁醇 7.4g 9.2ml (0.1mol)
冰醋酸(用分水器) 6g 5.8ml (0.1mol)
浓硫酸 10%碳酸钠溶液 无水硫酸镁
实验仪器
实验步骤
在干燥的100ml圆底烧瓶中,加入9.2ml正丁醇和5.8ml冰醋酸,再加入2至3滴浓硫酸,充分振荡,加入2粒沸石,瓶口安装分水器,分水器上装回流冷凝管,并在分水器中预先加入8ml容积的水。在石棉网上加热回流,反应一定时间后把水逐渐除去,保持分水器中水层液面在原来高度。约40min后不再有水生成,表示反应完毕。停止加热,记录分出的水量,冷却后卸下回流冷凝管,把分水器中分出的脂层和圆底烧瓶中的反应液一起倒入分液漏斗中。脂层用10%碳酸钠溶液10ml洗涤至没有酸性。分去水层,将脂层再用10ml水洗涤一次,分去水层。将脂层倒入锥形瓶中,加入少量无水硫酸镁干燥。
将干燥后的乙酸正丁酯带入干燥的30ml蒸馏烧瓶中,加入沸石,在石棉网上加热蒸馏。收集115。C~126。C的馏分。
实验记录数据
第一滴馏分的温度:80。
C
恒定温度:118。C 最高温度:122。C
前馏分质量:2.92g 终馏分质量:6.26g
实验注意事项
1. 使用分水器时,分水次数切勿过多,否则会把尚未分层的上浮有机液体放掉。
2. 蒸馏的仪器必须干燥。
范文二:乙酸正丁酯的制备
实验六 乙酸正丁酯的制备
一、实验目的
1、认识酯化反应原理,掌握乙酸正丁酯的制备方法。
2、掌握共沸蒸馏分水法的原理和分水器(油水分离器)的使用。 3、学习有机物折光率的测定方法。 二、实验原理
酸与醇反应制备酯,是一类典型的可逆反应:
主反应:
CH3COOH + CH3
CH2CH2CH23COOCH2CH2CH2CH3 + H2O
副反应:
2CH3CH2CH2CH2
3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3 + H2O CH3CH2CH
2CH23CH2CH=CH + H2O
利用可逆平衡反应制备有机化合物,提高产物的产率通常有两种方法:
1、使某一种反应物过量,平衡向产物方向移动。 选择哪一种反应物过量,应考虑以下三个因素:
〈1〉 应考虑反应物的价格
〈2〉 是否有利于产物的分离纯化 〈3〉 是否容易回收再利用
2、及时将反应过程中的产物之一或全部分出反应体系,如移走某一产物(蒸出产物或水) 3、使用特殊催化剂 ,如用浓硫酸作催化剂加快反应速度
用酸与醇直接制备酯,在实验室中有三种方法。
第一种是共沸蒸馏分水法,生成的酯和水以沸臃物的形式蒸出来,冷凝后通过分水器分出水,油层回到反应器中。
第二种是提取酯化法,加入溶剂,使反应物、生成的酯溶于溶剂中,和水层分开。 第三种是直接回流法,一种反应物过量,直接回流。
制备乙酸正丁配用共沸蒸馏分水法较好。为了将反应物中生成的水除去,利用酯、酸和水形成二元或三元恒沸物,采取共沸蒸馏分水法。使生成的酯和水以共沸物形式逸出,冷凝后通过分水器分出水层,油层则回到反应器中。 三、物理常数
纯乙酸正丁酯是无色液体,沸点126.5℃,折射率1.3951。
纯乙酸正丁酯是无色液体,沸点126.5℃,折射率1.3951。
四、实验仪器与试剂
仪器 蒸馏装置玻璃磨口仪器、球形冷凝管、分水器、圆底烧瓶(50ml)、温度计(150℃)、锥形瓶(50ml)、烧杯(400ml)、电热套、分液漏斗、量筒(10ml、50ml)、电热套、铁架台、铁夹及十字头、铁圈、橡胶水管、天平
试剂 正丁醇(11.5ml)、冰醋酸(7.2ml)、浓硫酸、10%碳酸钠溶液、无水硫酸镁、冰块、沸石、甘油、pH试纸 五、实验装置与流程
混合物
(乙酸、乙酸丁酯、水、硫酸)
上层
(乙酸、乙酸丁酯)
3
溶液中和
(乙酸丁酯)
下层(硫酸)
下层
(乙酸钠溶液)
上层(乙酸丁酯)
下层
(Na2
CO3溶液)
①加无水MgSO
4干燥②过滤
滤渣(水合MgSO4)
滤液(乙酸丁酯)
馏液(纯乙酸正丁酯)
六、实验步骤
1、50 mL圆底烧瓶中,加11.5 mL (0.125 mol) 正丁醇, 7.2 mL冰醋酸(0.125 mol) 和3~4d浓H2SO4(催化反应), 混匀,加2颗沸石。 2、接上回流冷凝管和分水器。在分水器中预先加少量水至略低于支管口(约为1~2 cm),目的:使上层酯中的醇回流回烧瓶中继续参与反应,用笔作记号并加热至回流,不需要控制温度,控制回流速度1~2d/s。
3、反应一段时间后,把水分出并保持分水器中水层液面在原来的高度。 4、大约40 min后,不再有水生成 (即液面不再上升),即表示完成反应。 5、停止加热,记录分出的水量。
6、将分水器分出的酯层和反应液一起到入分液漏斗中,用10 mL水洗涤,并除去下层水层(除去乙酸及少量的正丁醇);有机相继续用10 mL 10%Na2CO3 洗涤至中性(除去硫酸);上层有机相再用10 mL 的水洗涤除去溶于酯中的少量无机盐,最后将有机层到入小锥形瓶中,用无水可硫酸镁干燥。
7、蒸馏:将干燥后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中,常压蒸馏,收集124-126 ℃的馏分。
8、折光率的测定 9、计算产率。
七、基本操作
1、回流分水反应装置,及时分出反应生成的水,缩短了整个实验时间。本实验体系中有正丁醇—水共沸物,共沸点93℃;乙酸正丁酯—水共拂物,共沸点90.7℃,在反应进行的不同阶段,利用不同的共沸物可把水带出体系,经冷凝分出水后,醇、酯再回到反应体系。为了使醇能及时回到反应体系中参加反应,在反应开始前,在分水器中应先加入计量过的水,使水面稍低于分水器回流支管的下沿,当有回流冷凝液时,水面上仅有很浅一层油层存在。在操作过程中,不断放出生成的水,保持油层厚度不变。或在在分水器中预先加水至支口,放出反应所生成理论量的水(用小量筒量)。洗涤操作时,正溴丁烷有时在上层,有时在下层。根据相对密度数据判断产物在上层还是在下层。 2、洗涤操作(分液漏斗的使用):
(1)洗涤前首先检查分液漏斗旋塞的严密性。
(2)洗涤时要做到充分轻振荡,切忌用力过猛,振荡时间过长,否则将形成乳浊液,难以分层,给分离带来困难。一旦形成乳浊液,可加入少量食盐等电解质或水,使之分层。 (3)振荡后,注意及时打开旋塞,放出气体,以使内外压力平衡。放气时要使分液漏斗的尾管朝上,切忌尾管朝人。
(4)振荡结束后,静置分层;分离液层时,下层经旋塞放出,上层从上口倒出。 3、蒸馏,所用的仪器是干燥的,使乙酸正丁酯充分干燥,从而提高产品质量。
八、注意事项
1、冰醋酸在低温时凝结成冰状固体(熔点16.6℃)。取用时可温水浴加热使其熔化后量取。注意不要触及皮肤,防止烫伤。
2、在加入反应物之前,仪器必须干燥。(为什么?)
3、浓硫酸起催化剂作用,只需少量即可。也可用固体超强酸作催化剂。
4、当酯化反应进行到一定程度时,可连续蒸出乙酸正丁酯,正丁醇和水的三元共沸物(恒沸点90.7℃),其回流液组成为:上层三者分别为86%、11%、3%,下层为19%、
2%、97%。故分水时也不要分去太多的水,而以能让上层液溢流回圆底烧瓶继续反应为宜。
5、本实验中不能用无水氯化钙为干燥剂,因为它与产品能形成络合物而影响产率。 6、根据分出的总水量(注意扣去预先加到分水器的水量),可以粗略的估计酯化反应完成的纯度。
产物的纯度
1 正确使用分水器 2 正确判断反应终点 3、影响产品产率的主要因素
A C4H9OH是否全部反应完 A 分水器中无油珠下沉 B 分出水量已达到或超过计算值 B 粗品的干燥程度
1.高浓度醋酸在低温时凝结成冰状固体(熔点16.6℃)。取用时可温水浴热使其熔化后量取。注意不要碰到皮肤,防止烫伤。
2.浓硫酸起催化剂作用,只需少量即可。也可用固体超强酸作催化剂。
3.当酯化反应进行到一定程度时,可连续蒸出乙酸正丁酯,正丁醇和水的三元共沸物(恒沸点90.7℃),其回流液组成为:上层三者分别为86%、11%、3%,下层为19%、2%、97%。故分水时也不要分去太多的水,而以能让上层液溢流回圆底烧瓶继续反应为宜。
4.碱洗时注意分液漏斗要放气,否则二氧化碳的压力增大会使溶液冲出来。 5.本实验中不能用无水氯化钙为干燥剂,因为它与产品能形成络合物而影响产率.
1、在反应过程中不断蒸出产物,促进平衡向生成酯的方向移动。乙酸乙酯和水、乙醇形
成二元或三元共沸混合物,共沸点都比原料的沸点低,故可在反应过程中不断将其蒸出。这些共沸物的组成和沸点如下:最低共沸物是三元共沸物,其共沸点为70.2℃,二元共沸物的共沸点为70.4℃和71.8℃,三者很接近。蒸出来的可能是二元组成和三元组成的混合物。加过量
48%的乙醇,一方面使乙酸转化率提高,另一
方面可使产物乙酸乙酯大部分蒸出或全部蒸出反应体系,进一步促进乙酸的转化,即在保证产物以共沸物蒸出时,反应瓶中,仍然是乙醇过量。
2、本实验的关键问题是
1.控制酯化反应的温度和滴加速度。控制反应温度在120
℃左右。温度过低,酯化反应不完全;温度过高(>140℃),易发生醇脱水和氧化等
副反应,故要严格控制反应温度。
3,要正确控制滴加速度,滴加速度过快,会使大量乙醇来不及发生反应而被蒸
出,同时也造成反应混合物温度下降,导致反应速度减慢,从而影响产率;
范文三:乙酸正丁酯的制备
实验十:乙酸正丁酯的制备
一、实验目的
1.学习羧酸与醇反应制备酯的原理和方法。
2.学习利用恒沸去水以提高酯化反应收率的方法。
3.学习使用分水器回流去水的原理和使用方法。
二、实验原理
主反应式:
CH3COOH
副反应式: +n-C4H9OH+CH3COOC4H9-n + H2O
n-C4H9OH
+
n-C4H9OH9C4-n+CH3CH2CHCH2
反应可逆,未出反应正向进行,可是一种反应物过量或及时将产物转移走。
三、实验仪器及药品
仪器:50 mL 单口烧瓶,球型冷凝管,分水器,分液漏斗,锥形瓶,直型冷凝管,尾接管;
药品:正丁醇,冰醋酸,浓硫酸,10 %Na2CO3 溶液,无水MgSO4.
四、实验装置图
五、实验步骤
1、50 mL 圆底烧瓶中,加11.5 mL (0.125 mol) n-BuOH, 7.2 mL CH3COOH (0.125 mol) 和3-4d 浓H2SO4(催化反应), 混匀,加2 颗沸石。
2、接上回流冷凝管和分水器。大约40 min 后,不再有水生成 (即液面不再上升),即表示完成反应。停止加热,记录分出的水量。
3、将分水器分出的酯层和反应液一起到入分液漏斗中,对产物进行洗涤和干燥。
4、蒸馏:将干燥后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中,常压蒸馏,收集124-126 ℃的馏分。
5、计算产率。
六、实验关键及注意事项
1、在加入反应物之前,仪器必须干燥。
2、高浓度醋酸在低温时凝结成冰状固体(熔点16.6℃)。取用时可温水浴热使其熔化后量取。注意不要碰到皮肤,防止烫伤。
3、本实验体系中,二元恒沸混合物有:正丁醇-水,共沸点93.0℃;乙酸正丁酯-水,共沸点90.7℃; 乙酸正丁酯-正丁醇,共沸点117.6℃。三元恒沸混合物有:乙酸正丁酯-正丁醇-水,共沸点90.7℃。在反应进行的不同阶段,利用不同的共沸物可把水带出体系,经冷凝分出水后,醇、酯再回到反应体系。为了使醇能即时回到反应体系中参加反应,在反应开始前,在分水器中应先加入计量过的水,保持油层厚度不变。分水器的旋塞应事先涂润滑脂。加热时,旋塞不要受热,否则旋塞难以转动。
4、洗涤操作(分液漏斗的使用):
(1)洗涤前首先检查分液漏斗旋塞的严密性。
(2)洗涤时要做到充分轻振荡,切忌用力过猛,振荡时间过长,否则将形成乳浊液,难以分层,给分离带来困难。一旦形成乳浊液,可加入少量食盐等电解质或水,使之分层。
(3)振荡后,注意及时打开旋塞,放出气体,以使内外压力平衡。放气时要使分液漏斗的尾管朝上,切忌尾管朝人。
(4)振荡结束后,静置分层;分离液层时,下层经旋塞放出,上层从上口倒出。
5、回流速度的控制及反应终点的判断:反应终点的判断可观察下面两种现象:一是分水器中不再有水珠下沉;二是从分水器中分出的水量达到理论分水量,即可认为反应完成。
6、干燥必须完全,否则由于乙酸丁酯与丁醇,水等形成二元或三元恒沸液,重蒸馏时沸点降低,影响产率。
范文四:乙酸正丁酯的制备
“乙酸正丁酯的制备”实验报告
班 级: 工艺一班 实验组号: 同组姓名 实验时间
撰写实验报告时间:2011 年 12 月 10 日
1 实验目的
(1)初步了解和掌握化工产品开发的研究思路和实验研究方法。 (2)学会组织全流程实验,并获得高纯度的产品。 (3)学会分析实验流程及实验结果,提出实验改进方案。 二、实验原理
酸与醇反应制备酯,是一类典型的可逆反应:
为提高产品收率,一般采用以下措施: 1、使某一反应物过量;
2、在反应中移走某一产物(蒸出产物或水); 3、使用特殊催化剂
用酸与醇直接制备酯,通常有三种方法。
第一种是共沸蒸馏分水法,生成的酯和水以沸臃物的形式蒸出来,冷凝后通过分水器分出水,油层回到反应器中。
第二种是提取酯化法,加入溶剂,使反应物、生成的酯溶于溶剂中,和水层分开。
第三种是直接回流法,一种反应物过量,直接回流。
制备乙酸正丁配用共沸蒸馏分水法较好。为了将反应物中生成的水除去,利用酯、酸和水形成二元或三元恒沸物,采取共沸蒸馏分水法。
使生成的酯和水以共沸物形式逸出,冷凝后通过分水器分出水层,油层则回到反应器中。 三、仪器、试剂与装置
仪器 蒸馏装置玻璃磨口仪器、球形冷凝管、分水器、圆底烧瓶(250ml)、温度计(200℃)、锥形瓶(50ml)、烧杯(400ml)、油浴锅、分液漏斗、量筒(10ml、50ml)、电热套、铁架台、铁夹及十字头、铁圈、橡胶水管、天平
试剂 正丁醇(23ml,0.25mol)、冰醋酸(16.5ml,0.28mol稍微过量)、KHSO4 1g (催化剂)、NaCl、无水硫酸镁、冰块、沸石、甘油、pH试纸 装置
四、实验步骤
1、250 mL圆底烧瓶中,加23 mL (0.25 mol) 正丁醇, 16.5mL冰醋酸(0.28 mol) 和1g KHSO4(催化反应), 混匀.
2、接上回流冷凝管和分水器。在分水器中预先加少量水至略低于支管口(约为1~2 cm),目的:使上层酯中的醇回流回烧瓶中继续参与反应,用笔作记号并加热至回流,不需要控制温度,控制回流速度1~2d/s。
3、反应一段时间后,把水分出并保持分水器中水层液面在原来的高度。记下产生的水量。
4、大约40 min后,不再有水生成 (即液面不再上升),即表示完成反应。
5、停止加热,记录分出的水量。
6、将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中,用10 mL水洗涤,并除去下层水层(除去乙酸及少量的正丁醇);有机相继续用10 mL 10%Na2CO3 洗涤至中性(除去硫酸);上层有机相再用10 mL 的水洗涤除去溶于酯中的少量无机盐,最后将有机层到入小锥形瓶中,用无水可硫酸镁干燥。
7、蒸馏:将干燥后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中,常压蒸馏,收集124-126 ℃的馏分。 8、计算产率。 五、基本操作
1、回流分水反应装置,及时分出反应生成的水,缩短了整个实验时间。本实验体系中有正丁醇—水共沸物,共沸点93℃;乙酸正丁酯—水共拂物,共沸点90.7℃,在反应进行的不同阶段,利用不同的共沸物可把水带出体系,经冷凝分出水后,醇、酯再回到反应体系。为了使醇能及时回到反应体系中参加反应,在反应开始前,在分水器中应先加入计量过的水,使水面稍低于分水器回流支管的下沿,当有回流冷凝液时,水面上仅有很浅一层油层存在。在操作过程中,不断放出生成的水,保持油层厚度不变。或在在分水器中预先加水至支口,放出反应所生成理论量的水(用小量筒量)。洗涤操作时,正溴丁烷有时在上层,有时在下层。根据相对密度数据判断产物在上层还是在下层。见附表
乙酸正丁酯、水及正丁醇形成二元或三元恒沸液的组成及沸点
2、洗涤操作(分液漏斗的使用):
(1)洗涤前首先检查分液漏斗旋塞的严密性。
(2)洗涤时要做到充分轻振荡,切忌用力过猛,振荡时间过长,否则将形成乳浊液,难以分层,给分离带来困难。一旦形成乳浊液,可加入少量食盐等电解质或水,使之分层。
(3)振荡后,注意及时打开旋塞,放出气体,以使内外压力平衡。放气时要使分液漏斗的尾管朝上,切忌尾管朝人。
(4)振荡结束后,静置分层;分离液层时,下层经旋塞放出,上层从上口倒出。
3、蒸馏,所用的仪器是干燥的,使乙酸正丁酯充分干燥,从而提高产品质量。
六、注意事项
1、冰醋酸在低温时凝结成冰状固体(熔点16.6℃)。取用时可温水浴加热使其熔化后量取。注意不要触及皮肤,防止烫伤。 2、在加入反应物之前,仪器必须干燥。(为什么?)
3、浓硫酸起催化剂作用,只需少量即可。也可用固体超强酸作催化剂。
4、当酯化反应进行到一定程度时,可连续蒸出乙酸正丁酯,正丁醇和水的三元共沸物(恒沸点90.7℃),其回流液组成为:上层三者分别为86%、11%、3%,下层为19%、2%、97%。故分水时也不要分去太多的水,而以能让上层液溢流回圆底烧瓶继续反应为宜。 5、本实验中不能用无水氯化钙为干燥剂,因为它与产品能形成络合物而影响产率。
6、根据分出的总水量(注意扣去预先加到分水器的水量),可以粗略的估计酯化反应完成的纯度。
7、产物的纯度也可用红外光谱的测定进行检测。 参考文献:
1, 乙酸正丁酯合成实验的改进.何节玉,聊城大学学报,第16卷第三期,2003,9. 2, 探索合成乙酸正丁酯的最佳条件. 范永军,化学教学,2007,第5期。 3, 有机合成(下),王宝仁,[m] 中国科学出版社 1985
4, 乙酸丁酯的催化合成,陈丹云,李杰。化工中间体,2006年第四期。 5, 硫酸钛催化合成乙酸乙酯,贾树勇。J,应用化工2003,32.
范文五:乙酸正丁酯的制备
四 川 化 工 职 业 技 术 学 院
乙酸正丁酯的制备
一、 实验目的
1.学习酯的合成反应和机理,掌握乙酸正丁酯的制备方法。
2.掌握在可逆反应中利用平衡移动原理提高产率的方法。
.掌握回流分水、液体洗涤及液体干燥等基本操作;掌握共沸蒸馏分水法的原理和分水3
器(油水分离器)的使用。
4.学习利用分水器进行共沸蒸馏装置的搭装和使用,进一步掌握简单蒸馏操作。 二、 产品特性及用途
乙酸正丁酯:英文名:butyl acetate,结构式CH3COOC4H9,分子量116.16。
物理性质:无色透明液体,有水果香味,沸点126?,凝固点-77.9?,相对密度0.8825,折射率1.3951,闪点33?,在水中的溶解度288.16K时为0.8%(质量),293.16K时为1.0%(质量)。水在乙酸正丁酯中293.16K时的溶解度为1.86%(质量)。乙酸正丁酯易溶于松脂、酯胶、苯并呋喃树脂、达马树脂、榄香酯、乳香、贝壳衫脂、马尼拉橡胶、杜仲胶、甘酞树脂等天然树脂,以及聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、氯化橡胶等合成树脂,也能溶于钙镁锌等金属的树脂酸盐。
化学性质:乙酸正丁酯加碱水解,生成乙酸和正丁醇。能与乙醇、甲醇进行酯交换,与AlCl3形成加合物。此外,在光照下,能发生氯化反应,可得到1-氯取代物和4-氯取代物。
毒性、安全、储存及运输:乙酸正丁酯易燃,操作场所最高允许浓度为0.95 mg/L。由于乙酸正丁酯在常温时就易燃,所以严禁与炸药类物质一起运输。火灾时宜用干粉、二氧化碳灭火器乙酸正丁酯对中枢神经系统有抑制作用,吸入会刺激肺胞粘膜,引起肺气肿,造成支气管炎,如经口进入人体内会刺激消化系统,引起胃和十二指肠充血,造成肠膜淤血。操作场所要保持良好通风,操作人员要备防护用具,如溅入眼内,应立即用清水冲洗并用药物治疗。
乙酸正丁酯的用途:1、是优良的有机溶剂,广泛用于硝化纤维清漆中,在人造革、织物及塑料加工过程中用作溶剂,也用于香料工业。
2、GB2760一96规定为允许使用的食用香料。作为香料,大量用于配制香蕉、梨、菠萝、杏、桃及草莓、浆果等型香精。亦可用作天然胶和合成树脂等的溶剂。
3、偶用于果香型香精中,主要取其扩散力好的性能,更适宜作头香香料使用,但用量宜少,以免单独突出而影响效果。可大量用于如杏子、香蕉、桃子、生梨、凤梨、悬钩子、草莓等食用香精中。
4、优良的有机溶剂,对醋酸丁酸纤维素、乙基纤维素、氯化橡胶、聚苯乙烯、甲基丙烯酸树脂以及许多天然树脂如栲胶、马尼拉胶、达玛树脂等均有良好的溶解性能。广泛应用于硝化纤维清漆中,在人造革、织物及塑料加工过程中用作溶剂,在各种石油加工和制药过程中用作萃取剂,也用于香料复配及杏、香蕉、梨、菠萝等各种香味剂的成分。 5、用于火棉胶、硝化纤维、清漆、人造革、医药、塑料及香料工业中.是一种优良的有机溶剂,能够溶解松香、聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯、聚氯乙烯、氯化橡胶、杜仲胶、聚甲基丙烯酸甲酯等。
6、用作分析试剂、色谱分析标准物质及溶剂。
三、 实验原理 浓HSO24CHCOOH + CHCHCHCHOH CHCOOCHCHCHCH + HO33222322232主反应:
化 学 化 工 常 用 软 件 实 例 教 程
1
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浓HSO24 2CHCHCHCHOH CHCHCHCHOCHCHCHCH + HO副反应: 3222322222232
浓HSO24 CHCHCHCHOH CHCHCH=CH + HO3222322 2
羧酸与醇在少量酸性催化剂(如浓硫酸)存在下,加热,脱水生成酯,这个反应叫酯化反应。常用的酸催化剂有:浓硫酸,磷酸等质子酸,也可用固体超强酸及沸石分子筛等。酯化反应是可逆反应,即在达到平衡时,反应物和产物各占一定比例。对于这样的反应,加热和加催化剂,能加速反应,但不能提高产率。而只有增大反应物浓度或减少生成物浓度,使平衡向正方向移动才能提高产率。
本实验中,采用回流分水装置,随时将反应中所生成的水从体系中除去,以使平衡向正方向进行,从而提高产率。
四、 仪器和试剂
仪器:蒸馏装置玻璃磨口仪器、球形冷凝管、分水器、圆底烧瓶(50ml)、温度计(150?)、锥形瓶(50ml)、烧杯(400ml)、电热套、分液漏斗、量筒(10ml、50ml)、电热套、铁架台、铁夹及十字头、铁圈、橡胶水管、天平。
试剂:正丁醇11.5mL,冰醋酸7.2mL,浓硫酸,10%碳酸钠溶液,无水硫酸镁、冰块、沸石、甘油、pH试纸。
五、 实验步骤
1、50 mL圆底烧瓶中,加11.5 mL 正丁醇, 7.2 mL冰醋酸和3,4d浓HSO(催化反应), 24混匀,加2颗沸石。
2、接上回流冷凝管和分水器。在分水器中预先加少量水至略低于支管口(约为1,2 cm),目的:使上层酯中的醇回流回烧瓶中继续参与反应,用笔作记号并加热至回流,记下第一滴回流液滴下的时间,并控制冷凝管中的液滴流速为1,2d/s。
3、反应一段时间后,把水分出并保持分水器中水层液面在原来的高度。
4、大约40 min后,不再有水生成 (即液面不再上升),即表示完成反应。
5、停止加热,记录分出的水量。
6、冷却后卸下回流冷凝管,把分水器中的酯层和圆底烧
瓶中的反应液一起倒入分液漏斗中。在分液漏斗中加入10mL
水洗涤,并除去下层水层(除去乙酸及少量的正丁醇);有机
相继续用10 mL 10%Na2CO3 洗涤至中性(除去硫酸);上层
有机相再用10 mL 的水洗涤除去溶于酯中的少量无机盐,最
后将有机层到入小锥形瓶中,用无水可硫酸镁干燥。
7、蒸馏:将干燥后的乙酸正丁酯倒入干燥的30mL蒸馏烧
瓶中(注意不要把硫酸镁倒进去~),加入2粒沸石,安装好蒸
馏装置,加热蒸馏。收集124~126?的馏分。
8、折光率的测定
9、计算产率。
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操作流程
7.2mlHOAc, 11.5mln-CHOH, 2-3d浓HSO4924
回流,分水
烧瓶分水器
COOCH, HOAc, CHOH, HSOCHHO34949242
10ml水洗涤
上层(有机层)下层(水层)
COOCH, HOAc, CHOH, HSOCHHOAc, CHOH, HSO,HO349492449242
弃去10ml10%碳酸钠溶液洗涤
上层(有机层)下层(水层)
COOCH, CHOH, NaCOCHHHOH, CHCOONa, NaSO, HO3494923493242
弃去10ml水洗涤
上层(有机层)下层(水层)
CHCOOCH, HO, CHOHHO, NaCO349249223
无水MgSO干燥4
蒸馏
收集124?-126?馏分
称重
测折光率
提纯流程图
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HOHn-C49
CHCOOHCHCOOCH水层3349
HSOn-CHOH244910ml水HOCHCOOH23
HSO24CHCOOCH349有机层HO2CHCOOH3
10ml10%NaCO23HO2
n-CHOH49
HSO24
COONaCH3
NaSO24水层n-CHOH49
NaHCO3
HO2
水层NaHCO3
HO2CHCOOCH34910ml水有机层NaHCO3
HO2有机层CHCOOCH349无水MgSO4CHCOOCH349HO2干燥
六、 实验记录和数据处理
乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯,有关物质的相关数据如下表
化合物 相对分子质量 密度/g.cm-3 沸点/ 溶解度/100g水 正丁醇 74 0.80 118.0 9 乙酸 60 1.045 118.1 互溶 乙酸正丁酯 116 0.882 126.1 0.7
正丁醇的质量=0.80*11.5=9.2g;物质的量=9.2/74=0.125mol
乙酸的质量=1.045*7.2=7.524g;物质的量=7.524/60=0.125mol
浓HSO24CHCOOH + CHCHCHCHOH CHCOOCHCHCHCH + HO33222322232
60 74 116
根据化学反应方程式可知理论生产乙酸正丁酯的质量=0.125*116=14.5g
在实验中乙酸正丁酯的产量为11.35g
产率=11.35/14.5*100%=78.27%
七、 产品检验分析
纯品乙酸正丁酯性状具有愉快水果香味的无色易燃液体,折射率1.3951。本实验制得
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的产品和工业品大致相同,不是纯品。
八、 实验注意事项
1.在加入反应物之前,仪器必须干燥。
2.高浓度醋酸在低温时凝结成冰状固体(熔点16.6?)。取用时可温水浴热使其熔化后量取。注意不要碰到皮肤,防止烫伤。
3.浓硫酸起催化剂作用,只需少量即可;滴加浓硫酸时,要边加边摇,以免局部碳化。
4.分水器中应预先加入一定量的水,在分水器上用笔做一标记在反应过程中,生成的水由分水器放出,但水面需要保持在标记处。由生成的水量判断反应进行的程度。反应进行完全时应观察不到有水带出的浑浊现象。最后记下生成水的量,与计算所得到的理论产量比较。
5.在反应刚开始时,一定要控制好升温速度。要在80:C加热15分钟后再开始加热回流,以防乙酸过早地蒸出,影响产率。
6.用10, NaCO洗涤时,因为有CO气体放出,所以要注意放气,同时洗涤时摇动不要232
太厉害,否则会使溶液乳化不易分层。
7.pH试纸使用时要放再表面皿中,且只需要几张即可。
8.蒸馏装置必须干燥,仪器在烘箱中或气流烘干器上烘干(分液和干燥产物之应前先把仪器洗干净放入烘箱中干燥后再使用。
9.产物经称重后,经老师检查记录后,再倒入回收瓶中。
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