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。
乙酸丁酯的合成及纯化
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。
二、实验原理
酸与醇反应制备酯,是一类典型的可逆反应:
副反应:
为了促使反应向右进行,通常采用增加酸或醇的浓度或连续地移去产物(酯和水)的方式来达到的。在实验过程中二者兼用。至于是用过量的醇还是用过量的酸,取决于原料来源的难易和操作上是否方便等诸因素。提高温度可以加快反应速度。
三、主要仪器与试剂
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)、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、冰醋酸、浓硫酸、11%碳酸钠溶液、无水硫酸镁、冰块、沸石、甘油、pH试纸
四、实验内容
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 m L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 m L 10% Na2CO3 洗涤至中性(除去硫酸);上层有机相再用10 m L 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。
五、注意事项
1、冰醋酸在低温时凝结成冰状固体,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。
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,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。
六、数据处理
产品质量:理论产量: 产率:
七、思考题
1、 酯化反应中加入浓硫酸的作用什么?2、采用那些措施可提高酯的产率?
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