怎么做乙酸乙酯萃取水中的乙酸?
利用乙酸在乙酸乙酯和水中溶解度不同实现乙酸和水的分离,就是你说的用乙酸乙酯萃取水中的乙酸。在一定温度、压力下,可以用分配比或分配系数来量化萃取能力,即用单位体积乙酸乙酯和单位体积水中乙酸含量来表示,当然前提是充分传质后达到相平衡,对于明确的三元物系,在定温、定压条件下,分配系数应该是定值,它可以通过实验来确定,它也是萃取单元操作的基础数据。实验可以这样操作:首先指定条件,通常是温度和压力,然后给定三元物系中每种物质的量,即确定三元物系组成,就可以确定该条件下分配系数,可以从吉布斯相率得到证明,f=c-p+2,c=3,p=2,所以f=3,意味着独立变量数为3,即温度、压力和物系组成。实验举例:25℃,1atm下,配置25%乙酸溶液20ml,可以加入20ml乙酸乙酯,最好在液液平衡釜中进行,充分搅拌后静置一段时间确保充分分层,分别取上面的酯相和下面的水相进行分析,即可得到两相中乙酸浓度,就可算出分配系数。
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)
制取乙酸乙酯时存在如下平衡:
CH3COOH + C2H5OH = CH3COOC2H5 + H2O
由于此体系不是水溶液(看反应加的物质就知道:浓H2SO4、CH3COOH和C2H5OH,并没加水),所以计算平衡常数时要把H2O的浓度算进去。
下面以第一组为例,设体积为v,近似认为反应前后溶液体积不变:
CH3COOH + C2H5OH = CH3COOC2H5 + H2O
起始浓度 2/v 2/v 0/v0/v
转化浓度 1.33/v 1.33/v1.33/v1.33/v
平衡浓度 0.67/v 0.67/v1.33/v1.33/v
K1=(1.33/v * 1.33/v) / (0.67/v * 0.67/v)=3.9405
K2=4.0086
K3=?
K4=3.9835
那么K3大约在3.9405~4.0086之间,但也可能在这范围之外,只能说估计在这范围内,不然就不能做了。
K3=(x^2)/[(4-x)*(2-x)]
3.9405<(x^2)/[(4-x)*(2-x)]<4.0086 (小于等于打不出来)
拆成两个不等式,整理成一般式,用求根公式解得:1.687<x<1.691
2.分液后,水溶液中有乙酸和乙醇,加入CaO后生成Ca(OH)2,
可以中和乙酸,将乙酸除尽后,再蒸馏即得到乙醇。