溴乙烷消去反应的最佳实验条件探究[权威资料]
溴乙烷消去反应的最佳实验条件探究
摘 要:本实验改进了高中化学溴乙烷消去反应的实验装置,并对最佳实验温度条件进行探究。
关键字:溴乙烷消去;装置;温度
一、问题的提出
普通高中课程
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实验教科书《有机化学基础》安排了溴乙烷消去反应演示实验:10ml溴乙烷和15ml饱和氢氧化钾乙醇溶液共热,能够观察到酸性KMnO4溶液褪色的现象。
设计
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的意图是溴乙烷发生消去反应生成乙烯。但事实上这个反应难以成功,因为卤代烃都是易取代,难消去。查资料发现,升高温度可提高消去反应的比例。然而由于溴乙烷和乙醇沸点(38. 4 ?和78. 3 ?) 较低,温度太高,它们易汽化而脱离反应体系。一味提高反应温度,并不能提高溴乙烷的消去限度。且本实验中溴乙烷和饱和氢氧化钾不互溶,接触面积小,不利于反应进行。针对上述问题,本实验进行探究和改进:(1)、实验装置能否有改进,(2)、溴乙烷消去的合适温度为多少,
二、实验设计
(一)实验装置
为了便于控制温度,且有利于反应受热均匀,把教材中的酒精灯加热改为水浴加热。增加滴液漏斗的使用,减少在水浴加热时溴乙烷的挥发。
(二)实验步骤
本实验采用控制变量法,控制溴乙烷和KOH醇溶液的比例,酸性高锰酸钾的浓度和剂量,探究不同温度下酸性高锰酸钾褪色的时间。
具体实施:
1.将15ml KOH醇溶液用水浴加热至50?后,开始滴入10ml溴乙烷,取5ml酸性KMnO4溶液于试管中,观察酸性
KMnO4溶液,开始褪色时按下秒表开始计时,直至褪为无色,停止计时。记下时间T1。
2.将15mlKOH醇溶液用水浴加热至60?后,开始滴入10ml溴乙烷,观察同体积,同浓度的酸性KMnO4褪色所用时间T2。
3.将15mlKOH醇溶液用水浴加热至70?后,开始滴入10ml溴乙烷,观察同体积,同浓度的酸性KMnO4褪色所用时间T3。
4.将15mlKOH醇溶液用水浴加热至80?后,开始滴入10ml溴乙烷,观察同体积,同浓度的酸性KMnO4褪色所用时间T4。
5.将15mlKOH醇溶液用水浴加热至90?后,开始滴入10ml溴乙烷,观察同体积,同浓度的酸性KMnO4褪色所用时间T5。
三、实验实施过程
装置:
(一)配制所需溶液:
酸性KMnO4溶液:0.5gKMnO4,5ml浓盐酸于100ml水中。(未标定浓度,但高锰酸钾存放过久容易被还原,且试剂存放过久易被污染,故第二次试验重新配。)
饱和KOH醇溶液:28?时,KOH在乙醇中的溶解度为38.7g。乙醇密度为0.7893g/ml,换算后,取10gKOH于32.7ml乙醇中。
(二)第一次做50?时发现洗气瓶中有气泡但是高锰酸钾未褪色。可能说明?KMnO4量太多,由原定的5ml改为2ml。?反应温度不够,产生的乙烯量太少。
(三)经改进后,做60?时发现高锰酸钾褪成红棕色,且有固体附着在试管壁上。与指导老师
讨论后发现固体可能是MnO2。建议?降低KMnO4浓度?温度应大幅度提高。
(四)修改
方案
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配制酸性KMnO4溶液:0.01gKMnO4,1ml浓盐酸于50ml水中。反应温度升至90?,100?,110?。发现在这三个浓度下等浓度等体积的酸性KMnO4都褪色了。
四、实验结果
实验结论:从实验结果发现110?褪色时间最少,产生乙烯最快。90,110?都能在较少的时间内产生较多乙烯但温度越高反应不容易控制,笔者在做110?的实验时发生了倒吸。从高中演示实验的快捷安全角度考虑,温度在90?比较适宜。实验装置可改为水浴加热,增加滴液漏斗的使用。反应液中加沸石防止暴沸。
五、反思与评价
(一)将饱和KOH溶液加热至一定温度后,滴入溴乙烷立即反应,这时应控制溴乙烷的滴加速度,使集气瓶中气泡均匀冒出。
(二)将60?时试管中的红棕色物质加入稀盐酸不溶解,说明可能生成了MnO2,发生了副反应。
(三)反应中应注意温度、压强,防止倒吸。
参考文献:
[1]沈秋仙.溴乙烷消去反应条件的研究―高中化学演示实验的改进[J].丽水学院学报[M].2011,33-2:91-92
[2]王金龙,丁爱军.溴乙烷消去反应的实验探究与反思[J].化学教育[M].2009,2:62-64
[3]王祖浩,吴星.普通高中化学课程标准实验教科书有机化学基础》[M].南京:江苏教育出版社,2009:62
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