一、实验目的
1.了解从有机酸合成酯的一般原理及方法。
2.掌握蒸馏、分液漏斗的使用等操作。
二、实验原理
反应式:
+C
2
H
5
OH
CH
3
COOH
CH
3
COOC
2
H
5+H
2
O
110-140
浓H
2
SO
4
副反应:
2CH
3
CH
2
OH
浓H
2
SO
4
CH
3
CH
2
OCH
2
CH
3+H
2
O
140
CH
3
CH
2
OH
浓H
2
SO
4
[O]
CH
3
CHO+SO
2+H
2
O
|
|
浓H
2
SO
4
[O]
CH
3
COOH
SO
2+H
2
O
H
2
SO
3
三、仪器与试剂
仪器:三颈瓶、滴液漏斗、温度计、蒸馏弯管、直形冷凝管、锥形瓶、分液漏斗、
蒸馏瓶
试剂:冰醋酸,95%的乙醇,浓硫酸,饱和食盐水,饱和氯化钙溶液,饱和碳酸钠溶
液,无水硫酸镁。
四、实验步骤
125mL三颈瓶中,放入12mL95%乙醇,在震摇下分批加入12mL浓硫酸使混合
均匀,并加入几粒沸石。旁边两口分别插入60mL滴液漏斗及温度计,漏斗末端及温
度计的水银球浸入液面以下。中间一口装一蒸馏弯管与直形冷凝管连接,冷凝管末
端连接一接液管,接入50mL具塞锥形瓶中。
将12mL95%乙醇及12mL冰醋酸(约12.6克,0.21mol/L)的混合液,由60mL
滴液漏斗滴入蒸馏瓶内约3-4mL。然后将三颈瓶在石棉网上用小火加热,使瓶中反
应液温度升到110℃,减小火焰,立即从滴液漏斗慢慢滴入其余的混合液。控制滴入
速度和馏出速度大致相等(约每秒一滴)并维持反应液温度在110-120℃之间。滴
加完毕后,继续加热数分钟,直到不再有液体馏出为止。
馏出液中含有乙酸乙酯及少量乙醇、乙醚、水和醋酸。在此馏出液中慢慢加入
饱和碳酸钠溶液(约10mL),时加摇动,直至无二氧化碳气体逸出(用试纸检验,酯
层应呈中性)。将混合液移入分液漏斗,充分振摇(注意活塞放气)后,静置。分去
下层水溶液酯层用10mL饱和食盐水洗涤后,再每次用10mL饱和氯化钙饱和溶液洗
涤二次。除去下层液,酯层自分液漏斗上口倒入干燥的50mL具塞锥形瓶中,用无水
硫酸镁干燥。
将干燥的粗乙酸乙酯滤入干燥的30mL蒸馏瓶中,加入沸石后在水浴上进行蒸
馏。收集73-78℃的馏分。
把收集的产品放在天平上称量,记录称量质量。
五、实验数据(现象)
实验中乙醇与冰醋酸的混合液剧烈沸腾,并有馏出液至饱和碳酸钠溶液中,使
得液体分成两层。实验完毕,观察液面上层是透明的澄清的油状液体。并有芳香气
味逸出。得到的产品在天平上称量得11.4g。而理论值为18.5g左右。
因此,产率为:
%68.61%100
8821.0
4.11
%
w
六、分析及结论
有机反应经常伴随着副反应的发生,比如温度过高,会增加副产物的含量,因此
使产物的产率较低。而且在萃取、蒸馏中有部分产品流失。酯化反应为可逆反应,
这也会使产率受到很大的影响。
因此,在这个反应的过程中我们可以通过以下方法来提高产率:
1.控制好反应温度。温度过低,酯化反应不完全;温度过高,容易发生醇脱水
和氧化等副反应。
2.控制滴加速度。滴加速度过快,会使大量的乙醇来不及反应而被蒸出,同时
造成反应混合物温度下降,导致反应速度减慢,进而会影响产率;滴加速度
过慢,会影响反应进程。
3.乙醇必须过量,且在反应过程中不断蒸出产物和水,促进平衡向生成酯的方
向移动,促进乙酸的转化。
七、思考题
1.乙醇和醋酸合成乙酸乙酯时,为什么要用小火加热?
2.本实验中多次用到“洗涤”操作,请问碳酸钠饱和溶液、饱和食盐水、饱和氯化
钙溶液分别除去的是原蒸馏液中的什么成分?
1、温度过高会使反应产生副产物乙醚等杂质,温度过高会导致尚未参加反应的乙醇
和乙酸大量挥发,降低产率。
2、使用饱和碳酸钠溶液中和反应中残余的乙酸,试验中用饱和碳酸钠溶液洗涤之后,
酯层中残留少量碳酸钠,即用饱和氯化钙溶液洗涤会生成不溶性碳酸钙,往往呈絮
状物存在于溶液中,使分液漏斗堵塞,所以在用饱和氯化钙溶液洗涤之前,必须用
饱和氯化钠溶液洗涤,一边除去残留的碳酸钠。饱和氯化钠溶液既具有水的性质,
又具有盐的性质,一方面它能溶解碳酸钠,从而将其双酯中除去,另一方面它对有
机物起盐析作用,使乙酸乙酯在水中的溶解度大大降低。除此之外,饱和氯化钠溶
液的相对密度较大。在洗涤之后,静置便可分离。一次,在饱和氯化钠溶液洗涤既
可以减少酯的损失,缩短洗涤时间。
本文发布于:2023-01-29 23:22:33,感谢您对本站的认可!
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