乙酸乙酯的制备思考题 本实验可能有哪些副反应
方程式:CH3COOH+HOCH2CH3→CH3COOCH2CH3+H2O
反应条件:浓硫酸,加热;可逆反应
反应装置
简易装置(一般中学考试题中常用简易装置):
完整装置:
简易装置中常考问题:
①书写方程式;
②试剂添加顺序:先加乙醇,再加浓硫酸、乙酸。原因:浓硫酸密度大,稀释时要放热,应将浓硫酸加到乙醇中;乙酸一般是最后加,考题中一般避开这个问题:可能原因乙酸易挥发,如果先加乙酸,最后加浓硫酸时挥发太多。
③加热时注意事项:加沸石或碎瓷片,防爆沸。
④现象:右侧大试管中液体分层,上层为油状液体;并香味(刺激性气味)物质生成
⑤采用饱和Na2CO3溶液吸收生成物的原因:a.增大液体密度,有利用分层;b.吸收蒸发出的乙酸、乙醇,防止它们的刺激性气味对生成的乙酸乙酯气味的干扰。
⑥可能副反应:CH3CH2OH→CH2=CH2+H2O
2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3+H2O
C+2H2SO4(浓)=CO2↑+2SO2↑+2H2O(加热温度过高后,乙醇碳化,而与浓硫酸反应)
CH3CH2OH+H2SO4→CH3CH2OHSO3+H2O(浓硫酸与乙醇发生酯化反应,生成硫酸氢乙酯或硫酸二乙酯,这个反应中学一般不要求)
⑦相关计算:最典型的当属根据平衡常数计算CH3CH2OH、CH3COOH的转化率,CH3COOCH2CH3的产率。
由于现在的高考强调知识的综合、灵活运用,还有可能将这个实验与CO2、SO2的检验等知识联系起来;现在高考也更倾向于考查实际情况的考查而非理论状态,所以,以上副反应及副反应产物的检验都可能是考点(包括浓硫酸与乙醇的酯化反应——严格说来,这个酯化反应并未超出中学知识范畴)
乙酸分子间脱水成乙酸酐
2CH3COOH = CH3COOCOCH3+H2O
乙醇分子间脱水成乙醚
2CH3CH2OH=CH3CH2OCH2CH3+H2O
乙醇分子内脱水成乙烯
CH3CH2OH=C2H4+H2O
乙醇与硫酸发生酯化反应成硫酸乙酯
CH3CH2OH+H2SO4=CH3CH2OSO3H+H2O
或:2CH3CH2OH+H2SO4=CH3CH2OSO2OCH2CH3+2H2O
脚标你自己改一下,其中碳氧双键和碳碳双键没有标出,你自己考虑一下.
2CH3COOH = CH3COOCOCH3+H2O
乙醇分子间脱水成乙醚
2CH3CH2OH=CH3CH2OCH2CH3+H2O
乙醇分子内脱水成乙烯
CH3CH2OH=C2H4+H2O
乙醇与硫酸发生酯化反应成硫酸乙酯
CH3CH2OH+H2SO4=CH3CH2OSO3H+H2O
或:2CH3CH2OH+H2SO4=CH3CH2OSO2OCH2CH3+2H2O
先这个反应是有机中的一个可逆反应,所以这里涉及到平衡的移动。
加热的时候为什么要用小火加热?这样可以提高产率吗?
是的,加热,使得产物乙酸乙酯挥发,从导气管导出,就能促使反应的进行。
但是加热温度不宜太高,会造成乙醇和乙酸的挥发,反而导致转化率降低,甚至可能引起副反应。
还有,为什么一个反应物的浓度加大,另一个反应物的转化率就增大了,自己反而减少了呢?
这个是平衡移动中的问题,你们可能会到高二讨论,如A与B反应,适当增大A的量,就可以让更多的B转化,因此B的转化率就增大。但是A的基数增大了,所以A的转化率反而下降。
我们往往把制得的乙酸乙酯,通过饱和食盐水,除去混在乙酸乙酯中的乙醇和乙酸,然后用少量饱和碳酸钠除去未除尽的酸,最后用无水CaCl2对制得的乙酸乙酯进行干燥处理。
I(1)醇在一定条件下能发生分子内或分子间脱水生成醚或烯烃,所以该条件下,正丁醇能发生分子间脱水形成醚CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ,也能形成分子内脱水生成正丁烯CH 2 =CHCH 2 CH 3 . 故答案为:CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 CH 3 或CH 2 =CHCH 2 CH 3 ; (2)实验发现温度过高,乙酸正丁酯的产率反而降低,是由于乙酸、正丁醇都易挥发,使产率降低,或因温度过高可能发生副反应使产率降低,如正丁醇在140℃,在浓硫酸催化下发生分子间脱水形成醚CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 CH 3 , 故答案为:乙酸、正丁醇都易挥发,温度过高可能使乙酸、正丁醇大量挥发使产率降低,温度过高可能发生副反应使产率降低; Ⅱ(1)制备乙酸正丁酯时常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸正丁酯,主要是利用了乙酸正丁酯难溶于饱和碳酸钠,正丁醇与水混溶,乙酸能被碳酸钠吸收,易于除去杂质, 故答案为:溶解正丁醇;中和乙酸;降低乙酸正丁酯的溶解度,便于分层析出; (2)①蒸馏烧瓶能将液体变成蒸气,把蒸汽引出,再经过冷凝管,冷凝管是双层玻璃管,它能使蒸气,冷却后就变成纯度较高的乙酸正丁酯, 故答案为:蒸馏烧瓶、冷凝管; ②乙酸正丁酯的沸点为126.1℃,所以蒸馏收集乙酸正丁酯产品时,应将温度控制在126.1℃左右, 故答案为:126.1℃; Ⅲ.正丁醇的质量=0.8 g/mL×18.5mL=14.8g;冰醋酸的质量=1.045g/mL×15.4mL=16.093g; 先根据方程式判断哪种物质过量,以不足量的为标准进行计算. 理论上14.8g正丁醇完全反应生成酯的质量为xg,需乙酸的质量是yg. 乙酸和正丁醇的反应方程式为CH 3 COOH+CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH
60g 74g 116g 18g yg 14.8g xg
所以x=23.2 y=12g<16.093g 所以乙酸过量,乙酸正丁酯的产率=
故答案为:60%. |
杂质:副反应产物:乙醚、乙烯,反应物:醋酸、乙醇。生成物:水,催化剂和脱水剂:硫酸。加饱和碳酸钠溶液:中和硫酸、醋酸。分液,除去下层水相,饱和食盐水、饱和氯化钙溶液洗涤酯层:除去大部分硫酸钠、醋酸钠和部分乙醇等。