制取乙酸乙酯的实验时应该按照哪些步骤来进行,需要注意些什么
高中化学实验的方法有哪些?做实验的注意事项
我们从到了七年级就开始学习化学,但是学过的孩子们应该都知道,在初中只是先接触一下,到了高中化学才开始真正的学习,但是学习化学就会做实验,做实验的方式都有什么?
化学实验
只要是学习这个科目你就避免不了会出现做化学实验的情况,高中化学实验有什么方法.
1、掌控变量的方法
在实验或实际问题中,往往有许多因素发生变化,导致规律不易显现.前提就你要控制好量程的变化,然后依次研究一个因素的影响和利用.
例如,气体的性质、压力、整体面积和气温常常一同变化.我们可以控制一个状态参数不变,找到其他两个参数之间的关系,然后统一它们.还有我们之前人们的一些定理都是能进行钻研的.
2、等效替代法
还有的一些物理量还不是很好,没有表现的测试.它们可以被直观、但是这些还是可以很好的测出我们的成效还有这种量的出现,从而简化了问题.
还有你要是采用这种标准的直径,都是可以利用这种多层次的方式丈量单摆的周期时,还有就是你可以看见这些状况都是能进行表现还能看见纸带,可隔几个点找出计数点剖析等.
3、累积法
还有要经过这种试剂都是能进行变化来精确到你的一些视线,可以将少量的物理量转化为大量的物理量.它不仅测量方便,而且可以提高测量精度,减少误差.
例如,在测量均匀细丝直径时,可以采用多圈闭合法,但是在你进行测量的情况之下,可以测量30-50次全振幅的时间在分析点定时产生的胶带时,可以按几个间隔找到计数点.
4、留迹法
有些物理过程是短暂的,我们需要记录和研究它们,拍摄它们,像照相机一样分析它们.
例如,你要是使用这种实验的方式就可以看见这些波动的趋势,用点定时器记录物体的位置,用一些物种来进行抛球的位置,用示波器观察交流信号的波形.
5、外推法
但是还有的一些物理都是能进行改变都是可以不断的观察.但是在这种状况在之下,直接观察是不容易的.如果将局部观测规律外推到极端,就可以达到目的.
化学实验仪器
在上面的文章当中我给你们说了很多关于高中化学实验有哪些方法的类别,我相信大家应该也都知道了,每个实验都有它适合的方法,你们一定要择选适宜他的方式,还要注意一些事项.
1,按摩尔比1:1计算出乙酸和乙醇的重量比,用250毫升三口瓶加150克料计算出两者加入量及总重0.5%的浓硫酸作催化剂
2,三口瓶置带温控装置的加热套内,中接搅拌,两旁分别接温控探头和具分水器的冷凝管,加热保持回流1小时即可
二、实验操作:
1、制取乙酸乙酯的化学式:
CH3COOH+CH3CH2OH=(浓硫酸,加热)CH3COOC2H5+H2O(可逆反应)
2、具体实验步骤:
1)、按照实验要求正确装置实验器具
2)、向大试管内装入碎瓷片(防止暴沸)
3)、向大试管内加入适量的(约两毫升)无水乙醇
4)、边震荡边加入2ml浓硫酸(震荡)和2ml醋酸
5)、向另一个试管中加入饱和碳酸钠溶液
6)、连接好实验装置(导管不能插入碳酸钠溶液中导管口和液面保持一定距离防倒吸)
7)、点燃酒精灯,加热试管到沸腾
8)、待试管收集到一定量产物后停止加热,撤出试管b并用力振荡,然后静置待分层,分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥。乙酸乙酯就制取好了。实验结束后,将装置洗涤干净
三、装置中通蒸汽的导管不能插在饱和碳酸钠溶液之中目的:
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。
疑问二:因为第一步用的是饱和碳酸钠溶液处理乙酸
但是在碱性条件下乙酸乙酯会水解.乙酸和碳酸钠达到一个平衡的状态.并不能完全除去.
所以分液后对于有机层仍然用碳酸钠粉末吸湿.确保没有乙酸残留
①在一个大试管里注入乙醇2mL,再慢慢加入0.5mL浓硫酸、2mL乙酸,连接好制备乙酸乙酯的装置.
②用小火加热试管里的混合物.把产生的蒸气经导管通到3mL饱和碳酸钠溶液的上方约2mm~3mm处,注
意观察盛碳酸钠溶液的试管的变化,待有透明的油状液体浮在液面上,取下盛有碳酸钠溶液的试管,并停
止加热.振荡盛有碳酸钠溶液的试管,静置,待溶液分层后,观察上层液体,并闻它的气味.
③加热混合物一段时间后,可看到有气体放出,在盛碳酸钠溶液的试管里有油状物.
实验注意问题;
①所用试剂为乙醇、乙酸和浓硫酸.
②加入试剂顺序为乙醇---→浓硫酸----→乙酸.
③用盛碳酸钠饱和溶液的试管收集生成的乙酸乙酯.
④导管不能插入到碳酸钠溶液中(防止倒吸回流现象).
⑤对反应物加热不能太急.
几点说明:
a.浓硫酸的作用:①催化剂 ②吸水剂
b.饱和碳酸钠溶液的作用:①中和蒸发过去的乙酸;②溶解蒸发过去的乙醇;③减小乙酸乙酯的溶解度.
提高产率采取的措施:(该反应为可逆反应)
①用浓硫酸吸水平衡正向移动 ②加热将酯蒸出
提高产量的措施:
①用浓硫酸作催化剂、吸水剂.②加热(既加快反应速率、又将酯蒸出).③用饱和碳酸钠溶液收集乙
酸乙酯(减少损失).
浓硫酸具有吸水性,在酯化反应中起:催化剂和吸水剂的作用;
酯化反应中,羧酸脱去羟基,醇脱去氢原子,所以该反应的化学方程式为:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O,
故答案为:应先加入乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸,最后加入冰醋酸;催化剂 吸水剂;CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O;
(2)制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液,目的是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;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到酯,所以BC正确,
故答案为:BC;
(3)反应物中乙醇、乙酸的沸点较低,若用大火加热,大量反应物随产物蒸发而损失原料,温度过高还可能发生其他副反应,所以为防止乙醇、乙酸挥发,造成原料的损失,应小火加热,
碳酸钠水解呈碱性,乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,密度比水小,有香味,振荡时乙酸和碳酸钠反应而使溶液红色变浅;
乙酸乙酯不溶于碳酸钠溶液,所以混合液会分层,可以通过分液操作分离出乙酸乙酯,使用到的主要仪器为分液漏斗;乙酸乙酯密度小于碳酸钠溶液,分液时从分液漏斗的上口倒出,
故答案为:减少乙酸乙醇的挥发,减少副反应的发生;试管乙中的液体分成上下两层,上层无色,下层为红色液体,振荡后下层液体的红色变浅;分液漏斗;上口倒;
(4)因在乙酸的物质的量相同条件下,增加乙醇的物质的量平衡向右移动,乙酸乙酯的物质的量增加,减少乙醇的物质的量平衡向左移动,乙酸乙酯的物质的量减少,所以1.57<X<1.76,根据实验①②⑤条件的异同可知,实验①②⑤探究的是增加乙醇或乙酸的用量对酯产量的影响,
故答案为:1.57<X<1.76;增加乙醇或乙酸的用量对酯产量的影响;
仪器:恒压漏斗、三口圆底烧瓶、温度计、刺形分馏柱、蒸馏头、直形冷凝管、接引管和锥形瓶。
药品:冰醋酸、95%乙醇、浓硫酸、饱和碳酸钠溶液、饱和食盐水、饱和氯化钙溶液、无水碳酸钾。
实验步骤
1、反应
在100 mL三口烧瓶中的一侧口装配一恒压滴液漏斗,滴液漏斗的下端通过一橡皮管连接一J形玻璃管,伸到三口烧瓶内离瓶底约3 mm处,另一侧口固定一个温度计,中口装配一分馏柱、蒸馏头、温度计及直型冷凝管。冷凝管的末对端连接接引管及锥形瓶,锥形瓶用冰水浴冷却。
在一小锥形瓶中放入3 mL乙醇,一边摇动,一边慢慢加入3 mL浓硫酸,并将此溶液倒入三口烧瓶中。配制20 mL乙醇和14.3 mL冰醋酸的混合溶液倒入滴液漏斗中。用油浴加热烧瓶,保持油浴温度在140℃左右,反应体系温度约为120℃左右。然后把滴液漏斗中的混合溶液慢慢滴加到三口烧瓶中。调节加料的速度,使和酯蒸出的速度大致相等。加料约70 min。这时保持反应物温度120-125℃。滴加完毕后,继续加热约10 min,直到不在有液体流出为止
2、纯化
将馏出液先用饱和NaCO3溶液中和馏出液中的酸,直到无CO2气体溢出为止;之后在分液漏斗中依次用等体积的饱和NaCl溶液(洗涤碳酸钠溶液),饱和CaCl2溶液(洗涤醇,CaCl2可与醇生成络合物)洗涤馏出液,最后将上层的乙酸乙酯倒入干燥的小锥形瓶中,加入无水K2CO3干燥30 min。
实验原理
在少量酸(H2SO4或HCl)催化下,羧酸和醇反应生成酯,这个反应叫做酯化反应(esterification)。该反应通过加成-消去过程。质子活化的羰基被亲核的醇进攻发生加成,在酸作用下脱水成酯。该反应为可逆反应,为了完成反应一般采用大量过量的反应试剂(根据反应物的价格,过量酸或过量醇)。有时可以加入与水恒沸的物质不断从反应体系中带出水移动平衡(即减小产物的浓度)。在实验室中也可以采用分水器来完成。
| (1)防止烧瓶中液体暴沸 (2)先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶,边加边振荡。 (3)②④⑤ (4)(每空1分)乙醇 饱和碳酸钠溶液 浓硫酸 分液 蒸馏 蒸馏 (5)2CH 3 COONa + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2CH 3 COOH |
| (1)酯化反应需要加热,为了防止液体沸腾时剧烈跳到,需要碎瓷片防止暴沸。 (2)浓硫酸溶于水放出大量的热,且浓硫酸的密度大于水的。为了防止乙醇和乙酸的挥发,需要把浓硫酸注入乙醇中,等冷却后,再加入乙酸。 (3)①和③中反应速率的方向是相同,在任何情况下都成立,不正确。②中反应速率的方向相反,且速率之比满足相应的化学计量数之比,正确。④⑤均符合化学平衡的特点,是正确的。答案选②④⑤ (4)粗产品中含有乙醇和乙酸,需要利用饱和碳酸钠溶液除去乙酸和乙醇,然后分液即得到乙酸乙酯溶液A,最后通过无水碳酸钠得到乙酸乙酯F。B中含有乙醇和乙酸钠以及剩余的碳酸钠。所以可直接蒸馏得到乙醇。向剩余的溶液中加入浓硫酸即得到乙酸,最后还是通过蒸馏得到乙酸。 (5)醋酸钠和硫酸反应生成醋酸和硫酸钠。 |