实验六 乙酸乙酯的制备
Experiment 6 Preparation of ethyl acetate
计划学时:6 学时
[教学目的]
1、熟悉和掌握酯化反应的基本原理和制备MATCH_
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2、掌握液体有机化合物的精制方法(分馏)。
[教学
内容
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]
一、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。
酯化反应的可能历程为:
R C
O
OH
R C
OH
OH
H
R'OH
R C
OH
OH
OR'H
-H
R C
OH
OH
OR'
R C
OH
OH
OR'
H
R C
OH
OH2
OR'
-H2O R C
OH
OR'
H-
R C
O
OR'
在本实验中,我们是利用冰乙酸和乙醇反应,得到乙酸乙酯。反应式如下:
CH3COOH +
H2SO4
110~120℃
CH3CH2OH CH3COOC2H5 + H2O
二、实验仪器及所需药品
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。
三、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。
注意:
1、 由于乙酸乙酯可以与水、醇形成二元、三元共沸物,因此在馏出液中还有水、乙醇。
2、 在此用饱和溶液的目的是降低乙酸乙酯在水中的溶解度。
3、蒸馏
将干燥好的粗乙酸乙酯转移置 50 mL 的单口烧瓶中,水浴加热,常压蒸馏,收集 74-84
℃ 馏分。称重并计算产率。
四、实验关键及注意事项
1、 控制反应温度在 120—125℃,温度过高会增加付产物乙醚的含量;
2、 控制浓硫酸滴加速度,太快,则会因局部放出大量的热量,而引起爆沸;
3、洗涤时注意放气,有机层用饱和 NaCl 洗涤后,尽量将水相分干净。
4、干燥后的粗产品进行蒸馏时,收集 74-84℃馏分。
五、主要试剂及产品的物理常数(文献值)
溶解度:g/100 mL 名称 分子量 性状 折光率 比重 熔点℃ 沸点℃ 水 醇 醚
冰醋酸 60.05 无色 液体 1.3698 1.049 16.6 118.1 ∞ ∞ ∞
乙醇 46.07 无色 液体 1.3614 0.780 -117 78.3 ∞ ∞ ∞
乙酸乙酯 88.10 无色 液体 1.3722 0.905 -84 77.15 8.6 ∞ ∞
六、思考
题
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1、实验报告
1、酯化反应有什么特点,本实验如何创造条件使酯化反应尽量向生成物方向进行?
2、本实验有哪些可能副反应?
3、如果采用醋酸过量是否可以,为什么?
答:不可以。本实验中,我们是利用过量的乙醇来增大反应物的浓度,使平衡右移;另外醇
还可以和生成的水、乙酸乙酯生成二元或三元共沸物而蒸馏出去,从而促使酯化反应的进行。
参考文献:
1、有机化学实验,兰州大学、复旦大学化学系有机化学教研室编著,高等教育出版社。
2、基础有机化学实验,李明、李国强,杨丰科主编,化学工业出版社。
3、曾昭琼主编《有机化学实验》(第二版)
4、周科衍 吕俊民主编《有机化学实验》(第二版)
5、黄涛主编《有机化学实验》(第一版)
6、谷亨杰主编《有机化学实验》(第一版)