乙醇和乙酸制乙酸乙酯的过程中,浓硫酸有什么用?
1、催化作用,硫酸是这个反应的催化剂,可以同等程度的加快正逆反应速率。
2、吸水作用,反应会生成水,而用浓硫酸可以吸收水使平衡向酯化的方向移动;
3、脱水作用,进行乙酸、乙醇间的分子间脱水
既起催化作用又起吸水作用。制备乙酸乙酯的反应属于反应为可逆反应,为提高反应物的产率,加入浓硫酸除起到催化剂的作用之外,还起到吸水剂的作用,有利于反应向正方向进行,提高产率
1、催化剂:酯化反应是个典型的亲核取代反应。但乙醇不是一个很好的亲核试剂,加酸可以活化羧基,并形成更好的离去集团,使乙酸更容易和醇反应。
2、脱水剂:酯化反应是个可逆反应,达到平衡以后产率就不会增加了,如果能即时出去生成的水,平衡能够像乙酸乙酯方向移动,使转化率达到最大,曾加产率。浓硫酸有强烈脱水作用。
乙酸的酯化反应制乙酸乙酯的方程式:CH3COOH+CH3CH2OH===CH3COOC2H5+H2O
(可逆反应、加热、浓硫酸催化剂)
酯化反应一般是可逆反应。传统的酯化技术是用酸和醇在酸(常为浓硫酸)催化下加热回流反应。这个反应也称作费歇尔酯化反应。浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂,它可以将羧酸的羰基质子化,增强羰基碳的亲电性,使反应速率加快;也可以除去反应的副产物水,提高酯的产率。
也就是吸水剂。
乙酸乙酯的制取:先加乙醇,再加浓硫酸(加入碎瓷片以防暴沸),最后加乙酸, 然后加热(可以控制实验) 乙酸的酯化反应制乙酸乙酯的方程式: CH3COOH+CH3CH2OH===CH3COOC2H5+H2O (可逆反应、加热、浓硫酸催化剂、吸水剂、脱水剂) 1:酯化反应是一个可逆反应。为了提高酯的产量,必须尽量使反应向有利于生成酯的方向进行。一般是使反应物酸和醇中的一种过量。在工业生产中,究竟使哪种过量为好,一般视原料是否易得、价格是否便宜以及是否容易回收等具体情况而定。在实验室里一般采用乙醇过量的办法。乙醇的质量分数要高,如能用无水乙醇代替质量分数为95%的乙醇效果会更好。催化作用使用的浓硫酸量很少,一般只要使硫酸的质量达到乙醇质量的3%就可完成催化作用,但为了能除去反应中生成的水,应使浓硫酸的用量再稍多一些。 2:制备乙酸乙酯时反应温度不宜过高,要保持在60 ℃~70 ℃左右,温度过高时会产生乙醚和亚硫酸等杂质。液体加热至沸腾后,应改用小火加热。事先可在试管中加入几片碎瓷片,以防止液体暴沸。 3�导气管不要伸到Na2CO3溶液中去,防止由于加热不均匀,造成Na2CO3溶液倒吸入加热反应物的试管中。 3.1:浓硫酸既作催化剂,又做吸水剂和脱水剂。 3.2:Na2CO3溶液的作用是: (1)饱和碳酸钠溶液的作用是冷凝酯蒸气,减小酯在水中的溶解度(利于分层),除出混合在乙酸乙酯中的乙酸,溶解混合在乙酸乙酯中的乙醇。 (2)Na2CO3能跟挥发出的乙酸反应,生成没有气味的乙酸钠,便于闻到乙酸乙酯的香味。 3.3:为有利于乙酸乙酯的生成,可采取以下措施: (1)制备乙酸乙酯时,反应温度不宜过高,保持在60 ℃~70 ℃。不能使液体沸腾。 (2)最好使用冰醋酸和无水乙醇。同时采用乙醇过量的办法。 (3)起催化作用的浓硫酸的用量很小,但为了除去反应中生成的水,浓硫酸的用量要稍多于乙醇的用量。 (4)使用无机盐Na2CO3溶液吸收挥发出的乙酸。
方程式:CH3COOH + CH3CH2OH ——H2O + CH3COOCH2CH3
【箭头、条件浓硫酸、加热】
反应原理:酸脱羟基、醇脱氢
反应类型:酯化反应(也是取代反应)
浓硫酸作用:催化剂、吸水剂
加热(化学方程式中用△表示)并有浓硫酸催化的条件下,乙醇和乙酸发生酯化反应,1molCH3CH2OH和1molCH3COOH反应历程为羧基脱去其中的羟基,醇的羟基脱去其中的氢原子,生成1mol乙酸乙酯(CH3CO-OCH2CH3,其中的官能团为酯基-COO-,酯基的碳原子碳碳单键或碳氢单键连接酸中的烃基或甲酸中的氢原子、碳氧单键连接氧原子、碳氧双键连接醇中的氧原子以及烃基)和1mol水(羧基中脱下来的羟基和醇羟基中脱下来的氢缩合)其中浓硫酸作催化剂,不与任何一种反应物相反应。方程式为:
浓H2SO4
CH3COOH + CH3CH2OH ====== CH3COOCH2CH3 + H2O
△
故答案为:催化剂、吸水剂;
(2)分离乙酸乙酯时先将盛有混合物的试管充分振荡,让饱和碳酸钠溶液中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中,溶解挥发出来的乙醇,并且降低乙酸乙酯在水中的溶解度,静置分层后取上层得乙酸乙酯,所以操作方法为分液,
故答案为:分液;
(3)制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯,主要是利用了乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠,乙醇与水混溶,乙酸能被碳酸钠吸收,易于除去杂质,
故答案为:中和挥发出来的乙酸,溶解挥发出来的乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度;
(4)①单位时间内生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水,都表示正反应速率,不能说明到达平衡状态,故①错误;
②单位时间内生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故②正确;
③单位时间内消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸,都表示正反应速率,不能说明到达平衡状态,故③错误;
④正反应的速率与逆反应的速率相等,各组分的密度不再变化,达到了平衡状态,故④正确;
⑤混合物中各物质的浓度相等,无法判断各组分的浓度是否不再变化,无法判断是否达到平衡状态,故⑤错误;
故答案为:②④.
| D |
| 试题分析:乙醇和乙酸发生酯化反应时,浓硫酸起到催化剂的作用。又因为该反应是可逆反应,吸水可以促进平衡向正反应方向进行,所以浓硫酸还起到吸水剂的作用,答案选D。 点评:该题是常识性知识的考查,难度不大。熟练记住酯化反应的原理、明确浓硫酸的作用是答题的关键。 |