科学发展实验4乙酸乙酯的合成和折光率的测定6学时.docVIP

实验4 乙酸乙酯的合成和折光率的测定 6学时 每组带1瓶开水 一、实验目的 1.理解酯化反应原理，学习控制化学平衡移动的方法；2.巩固蒸馏、液态有机物萃取、洗涤、干燥和安装实验装置等基本操作；3.会通过折光率测定检验产品纯度。 二、实验原理 副反应： 三、试 剂 14.3mL冰醋酸 23mL乙醇 7.5mL浓硫酸 沸石 饱和碳酸钠溶液 pH试纸 饱和食盐水 饱和氯化钙溶液 无水硫酸镁 四、步 骤 100mL圆底烧瓶中加14.3mL冰醋酸和23mL乙醇，摇动下慢慢加入（防止局部炭化）7.5mL浓硫酸，混匀后加几粒沸石，装回流冷凝管。水浴上（控温，防止炭化）加热回流0.5h。稍冷后，改为蒸馏装置，水浴上加热蒸馏，到不再有馏出物为止，得粗乙酸乙酯。摇动下慢慢向粗产物中加饱和碳酸钠溶液，直到没有气体逸出，有机相对pH试纸呈中性为止。将液体转入分液漏斗中，摇振后静置，分去水相，有机相用10mL饱和食盐水洗涤[1]（去碳酸钠），再每次用10mL饱和氯化钙溶液洗涤两次（去醇）。弃去下层液，酯层转入干燥的具塞锥形瓶中，用无水硫酸镁干燥30min[2，]。（20min可，理论上是过夜干燥）不用氯化钙。 将干燥后的粗乙酸乙酯滤入50mL蒸馏瓶中，在水浴上进行蒸馏，收集73—78℃馏分，预试产量10.2g。澄清透明液体。 测定折光率。 五、物理常数 试 剂 分子量 d420 m.p./℃ b.p./℃ nd20 水溶性 乙 醇 46.1 0.7893 -114.1 78.5 1.3611 混溶 乙 酸 60.1 1.0492 16.6 117.9 1.4360 易溶 88.1 0.9003 -83.6 77.06 1.3727 微溶 六、实验装置 注 释 【1】饱和食盐水是去掉过量的碳酸钠，饱和食盐水可以降低酯的溶解度。碳酸钠必须除去，否则下步用氯化钙洗醇时，会有碳酸钙沉淀，难分离。这里用食盐水洗。 【2】水与乙醇、乙酸乙酯形成恒沸物（沸点都是70多度）。所以干燥前就是透明液体，不能以产品是否透明来判断是否干燥好的标准，应以干燥剂加入后的吸水情况来定，并放30min，其间不时摇振。若洗不干净或干燥不够，会使沸点降低，影响产率。 【3】酯化反应是可逆的，增加醇或酸的量，并不断将酯和水蒸去，反应向正方向进行，提高产率。此实验是采用过量乙醇（价格低，容易购买）。 【4】蒸馏装置要干燥，否则前馏分增加，馏分减少（共沸物）。 【5】干燥剂不用氯化钙，因为氯化钙也能与酯络合！（前面用饱和液除乙醇，不得不用，后面是可以不用） 【6】饱和碳酸钠是除去过量的乙酸的。 【7】控制浓硫酸滴加速度！ 思 考 【1】在酯化反应中，是使酸还是醇过量，应视其是否易得、价廉及操作(包括分离)方便。例如在合成乙酸乙酯时，实验室方法使用过量的乙醇，是由于乙醇价廉；而工业生产中一般采用过量的乙酸，目的是使乙醇完全反应，以避免由于乙醇的存在而形成二元(乙醇-乙酸乙酯)或三元(乙醇-乙酸乙酯-水)共沸物给分离造成麻烦。 【2】理论上催化剂不会改变平衡常数(即平衡混合物的组成)，但在酯化反应中，实验证明加入较催化量稍多的酸时会使反应的平衡常数增大。这是由于较多量酸的存在可以与生成的水结合（脱水），改变了平衡位置。而且原料乙醇不是无水乙醇，有大量水需要除去。因此浓硫酸的用量大大超过催化剂的量（3%），其他原料也有水，仪器也没有干燥。（这里的硫酸，不仅是催化剂，而且是脱水剂，所以大大超过3%。）0.9003，接近于水的比重，很难分层，实验时间加长。） 【4】能否用浓的氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸馏液？为什么？（乙酸乙酯在浓的氢氧化钠溶液中能水解，生成乙酸钠和乙醇。所以不能用浓氢氧化钠替代。常温下乙酸乙酯在饱和碳酸钠中不水解。碳酸钠不仅吸收了乙酸、乙醇，而且降低了乙酸乙酯在水中的溶解度，减少损失。） 【5】如果在洗涤过程中出现了碳酸钙沉淀，如何处理？（静置，将液体从上层滤入另一漏斗。） 【6】可否乙酸过量？（工业生产上就是乙酸过量，乙酸18元1瓶，乙醇8元1瓶，工业上为什么用乙酸？） 可以乙酸过量。工业生产上用乙酸过量是使乙醇转化完全，防止乙醇与水、乙酸乙酯形成二元、三元恒沸物，给分离带来困难，成本更高。答案和【1】同。 每次测定前及进行示值校准时必须将进光棱镜的毛面、折射棱镜的抛光面及标准试样的抛光面，用脱脂棉蘸少许无水乙醇或丙酮，轻轻地朝单方向擦洗干净。 待洗镜的溶剂挥发干后，用滴管将待测液体2—3滴滴加在进光棱镜的磨沙面上(滴管口千万别碰划镜面)，旋转锁紧手柄，