乙醇制取乙烯的实验
实验室制取乙烯,用浓硫酸使乙醇脱水,即把浓硫酸缓缓倒入乙醇中,用玻璃棒搅拌,然后加热到170度,让乙醇分子内的两个氢原子和一个氧原子以2:1的比例(水的组成比)脱出,变成乙烯。
这时的浓硫酸与乙醇按3∶1的体积比混合,浓硫酸过量的原因是促使反应向正反应方向进行。实验装置和制氯气的装置相似,并且,烧瓶的底部,加入碎瓷片,防止反应物暴沸。
温度计的汞球要插入乙醇和浓硫酸的混合液里,温度要迅速上升至170 ℃,防止在140 ℃时生成副产物二乙醚。此反应属于分子间的脱水反应而不是一般的分子内脱水反应。
制乙烯时反应溶液变黑的原因是乙醇与浓硫酸发生了氧化还原反应,所以,实验室制取的乙烯中还可能混有二氧化碳、二氧化硫等杂质气体,可以通过氢氧化钠溶液把它吸收。
乙烯难溶于水,密度和空气接近,我们用排水集气法。而二氧化碳、二氧化硫和乙醇蒸气都是可以溶解于水的,所以,用排水集气法收集乙烯时,也可以把二氧化碳、二氧化硫的气体和乙醇蒸气吸收掉。
希望我能帮助你解疑释惑。
乙醇在浓硫酸的催化作用下,加热至170℃时制取乙烯。
方程式:CH3CH2OH--(浓硫酸,170℃)-->CH2=CH2↑+H2O
在140℃时,发生反应,生成乙醚和水
方程式:2CH3CH2OH--(浓硫酸,140℃)-->CH3CH2-O-CH2CH3+H2O
其它反应(副反应):
乙醇和浓硫酸反发生酯化反应生成磺酸乙酯
以及浓硫酸将乙醇碳化生成二氧化硫,碳和水
2.装置:根据反应特点属于液、液加热制备气体,所以选用反应容器圆底烧瓶。需要控制反应物温度在反应物170℃左右,所以需要用温度计且温度计水银球浸入液面以下,但又不能与烧瓶底部接触。由于有气体生成,所以需要在烧瓶中加入沸石(碎瓷片)防止暴沸。
3.反应原理:
浓H2SO4作用:既是催化剂又是脱水剂,在有机物制取时,经常要使用较大体积比的浓硫酸,通常都是起以上两点作用。
4.收集:乙烯难溶于水,且由于乙烯的相对分子质量为28,仅比空气的相对平均分子质量29略小,故不用排空气取气法而采用排水取气法收集。
5.气体净化:由于在反应过程中有一定的浓硫酸在加热条件下与有机物发生氧化-还原反应使生成的气体中混有SO2、CO2,将导致收集到的气体带有强烈的刺激性气味,因此收集前应用NaOH溶液吸收SO2、CO2。
6.注意事项:要严格控制温度,应设法使温度迅速上升到170℃。因为温度过低,在140℃时分子间脱水而生成过多的副产物乙醚(CH3-CH2-O-CH2-CH3)。温度过高,浓H2SO4使乙醇炭化,并与生成的炭发生氧化-还原反应生成CO2、SO2等气体。
C2H5OH= 浓H2SO4= C2H4 +H2O
脱水过程放热然后乙烯燃烧(存疑)
C2H4 + 3O2 == 2CO2 + 2H2O
燃烧途中会产生碳【具体机制不清楚。。。】
CO则是C不完全燃烧生成的
2C + O2 == 2CO
SO2则是和硫酸反应出现的
C+2H2SO4(浓)==加热==CO2↑+2SO2↑+2H2O
乙醇制乙烯化学方程式如下图:
该反应属于“液体+液体生成气体型”反应,两种液体混合后,装于圆底烧瓶中,加热要用到酒精灯,只有当温度计插入液面下,但不能接触瓶底,才能准确测出反应时反应液的温度,避免副反应的发生,确保产物的纯度。
扩展资料:
实验注意事项
1、乙醇和浓硫酸体积比1:3。浓H2SO4在此反应中作催化剂与脱水剂的作用,浓H2SO4过量是为了促进反应向正方向进行,如果浓硫酸的量少就会很快变为稀硫酸而达不到实验效果。
2、要迅速升温到170℃。如果低于170℃会有很多的副反应发生。如:分子之间的脱水反应(生成乙醚)。
3、要加入碎瓷片。因为反应液的温度较高,被加热的又是两种液体,所以加热时容易产生暴沸而造成危险,在反应混合液中加一些碎瓷片是为了防止暴沸,避免意外。