乙醇和乙酸乙酯互融的原因
先回答第二个问题。
乙酸乙酯是非电解质,在水中的溶解度不大,在盐溶液中,由于存在大量强电解质,增强了溶液的极性,根据相似相溶原理,乙酸乙酯在强极性溶液中的溶解度进一步降低。这就是盐析。
碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠,用它的话效果更明显。盐析效应更强,顺便除去乙酸、溶解乙醇。
CH3COOH+CH3CH2OH=可逆反应=(浓硫酸,加热)CH3COOC2H5+H2O
实验过程为:
1、配制乙醇、浓H2SO4、乙酸的混合液时,各试剂加入试管的次序是:先乙醇,再浓H2SO4,最后加乙酸。
在将浓硫酸加入乙醇中的时候,为了防止混合时产生的热量导致液体迸溅,应当边加边振荡。当乙醇和浓硫酸的混合液冷却后再加入乙酸,这是为了防止乙酸的挥发而造成浪费。
2、此反应(酯化反应)是可逆反应,。酯化反应是指“酸和醇起反应,生成酯和水的反应”。发生酯化反应的时候,一般是羧酸分子里的羟基和醇分子里的羟基氢原子一起脱去,结合形成水,其余部分结合形成了酯(酯化反应属于取代反应)。
3、由于此反应是可逆反应,为了提高乙酸乙酯的产率,需要适当增大廉价原料乙醇的用量使反应尽可能生成乙酸乙酯,同时也可以提高成本较高的乙酸的转化率。故实验中需要使用过量的乙醇。
4、浓硫酸的作用是:催化剂、吸水剂。注意:酯化反应需要用浓硫酸,而酯的水解反应需要用稀硫酸。
5、实验加热前应在反应的混合物中加入碎瓷片,以防止加热过程中发生暴沸。
6、试管B中盛装的饱和Na2CO3溶液的作用是:中和乙酸(混于乙酸乙酯中的乙酸和Na2CO3反应而被除去),溶解乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度,有利于溶液分层,析出乙酸乙酯。同时还可以冷却乙酸乙酯,减少乙酸乙酯的挥发。
注意:饱和Na2CO3溶液不能用NaOH溶液代替,因为NaOH溶液的碱性太强,会使乙酸乙酯发生水解反应而重新变成乙酸和乙醇。
7、装置中的长导管的作用是:导气兼冷凝回流,防止未反应的乙酸、乙醇因蒸发而损耗。
8、导气管不宜伸入饱和N a2CO3溶液中的原因:防止倒吸。
9、反应的加热过程分为两个阶段:先小火微热一段时间,再大火加热将生成的乙酸乙酯蒸出。小火微热是为了防止将尚未反应的乙酸、乙醇蒸出,后期的大火蒸发是为了使乙酸乙酯脱离反应体系,有利于可逆反应平衡向生成乙酸乙酯的方向移动。
δ总=Ø1δ1+Ø2δ2
例如,溶解度参数为11的硝化纤维素,不溶解于溶解度参数为7.4的乙醚、溶解度参数为14.1的甲醇或溶解度参数为12.7的乙醇等,但是,可溶解于按一定比例组成的,使溶解度参数接近于11的任何两种溶剂的混合物中。混合溶剂的溶解能力往往比单一溶剂的强。
相似相溶:
相似相溶原理是指由于极性分子间的电性作用,使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,难溶于非极性分子组成的溶剂;非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂,难溶于极性分子组成的溶剂.
如abc三种物质,ab是极性物质,c是非极性物质,则ab之间溶解度大,ac或bc之间溶解度小.
(1)相似相溶原理是一个关于物质溶解性的经验规律.例如水和乙醇可以无限制地互相溶解,乙醇和煤油只能有限地互溶.因为水分子和乙醇分子都有一个—OH基,分别跟一个小的原子或原子团相连,而煤油则是由分子中含8个~16个碳原子组成的混合物,其烃基部分与乙醇的乙基相似,但与水毫无相似之处.
(2)结构的相似性并不是决定溶解度的唯一原因.分子间作用力的类型和大小相近的物质,往往可以互溶;溶质和溶剂分子的偶极距相似性也是影响溶解度的因素之一.
分子的极性
一个共价分子是极性的,是说这个分子内电荷分布不均匀,或者说,正负电荷中心没有重合.分子的极性取决于分子内各个键的极性以及它们的排列方式.在大多数情况下,极性分子中含有极性键,非极性分子中含有非极性键.
然而,非极性分子也可以全部由极性键构成.只要分子高度对称,各个极性键的正、负电荷中心就都集中在了分子的几何中心上,这样便消去了分子的极性.这样的分子一般是直线形、三角形或四面体形.
↔这里打不出可逆符号由此代表可逆符号。在可逆符号上还应该标上加热△及浓硫酸。
因三种液体互溶,不能直接用分液方法,考虑到乙酸乙酯不溶于水,乙醇在水中溶解度大于在乙酸乙酯中溶解度,乙酸在乙酸乙酯中溶解度大于在水中溶解度,故加入饱和Na2CO3 溶液萃取剂,就可将其转化为两层上下不互溶的
液体,分离出乙酸乙酯留下的是乙酸钠和乙醇的混合水溶液,因不能再将其分层,采用蒸馏法分出低沸点的乙醇,最后在留下的混合液
中加入浓H2SO4 ,然后再蒸馏分出乙酸。
另外补充一下乙酸乙酯水解对本题无影响,首先水解是微量的,即使水解,产物也不会影响分离效果。 CH3COOC2H5+H2O=CH3COOH+C2H5OH(酸的条件下) CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH(碱的条件下)
因为乙酸乙酯溶于乙醇
而乙醇钠溶于乙醇,乙酸溶于乙醇。
根据相似相容原理原理,三者皆互溶。
三者在乙酸乙酯中溶解度大小:
乙醇》
乙酸
》
乙醇钠
,根据它的熔点是从左到右递减的。