實(shí)驗(yàn)七_(dá)正溴丁烷的制備

1、正瀆丁烷的制備時(shí)間：2021.03. 09創(chuàng)作：歐陽(yáng)法【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 了解以正丁醇、渓化鈉和濃硫酸為原料制備正渓 丁烷的基本原理和方法。2 .掌握帶有害氣體吸收裝置的加熱回流操作。3.進(jìn)一步熟悉鞏固洗滌、干燥和蒸餡操作?！緦?shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備】?jī)x 器：圓底燒瓶（5（） ml、100 ml各1個(gè)）；冷凝管（直形、球形各1支）；溫度計(jì)套管（1個(gè)）；短徑 漏斗（1個(gè)）；燒杯（80（） ml 1個(gè)）；蒸館頭（1 個(gè)）；接引管（1個(gè)）；水銀溫度計(jì)（150C 1 支）；錐形瓶（2個(gè)）；分液漏斗（1個(gè)）。藥品： 正丁醇 5g 6.2 ml （0.068 mol）;決化鈉（無(wú)水）8.3 g （0.08 m

2、ol）； 濃硫酸（d=1.84） 10 ml （0.18 mol）;10 %碳酸鈉溶液、無(wú)水氯化鈣?！疚锢沓?shù)】化 合 物 名 稱分子 量性狀比重(d)熔 點(diǎn)、 (C)沸 點(diǎn) (C)折光 率(n)溶解度水乙 醇乙 瞇正T醇74.12液體0.81089.811&01.39919巧OOOO正渙T烷137.03液體1.275112.4101.61.43960.0616OOOO化 鈉102.9無(wú)色立 方晶體3.2037551390可 溶略 溶不 溶濃 硫 酸9&08無(wú)色油狀液體1.2410,35340(分 解)OO1-T烯56.10氣體0.5946185.4 6.31.3777不 溶易 溶易 溶正T

3、瞇130,22液體0.77397.9142.41.3992 CH3CH2CH 二 CH2+H2OH2SO4 濃）+2CH3CH2CH2CH2（）H - CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH+ H2（） 控制反應(yīng)溫度不要過(guò)高4、后處理時(shí)，各步洗滌的目的何在？為什么要用濃硫 酸洗一次?為什么在用 飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌前， 首先要用水洗一次？答：用等體積的濃硫酸洗滌除去粗產(chǎn)物中未反應(yīng)的原 料丁醇或溶解的副產(chǎn)物 烯等。有機(jī)相依次用等體積 的水 （除硫酸）、飽和碳酸氫鈉溶液（中和未除盡 的硫酸）和水（除殘留的堿）5. 回流在有機(jī)制備中有何優(yōu)點(diǎn)？為什么在回流裝置 中要用球形冷凝管？答：有機(jī)反

4、應(yīng)很多情況下是在溶劑、原料的沸騰溫度 或較高溫度下進(jìn)行的，為了防止溶劑、原料或產(chǎn)物逸 出反應(yīng)體系引起損失、帶來(lái)汚染及不安全因素，常需 要 采用回流裝置。因?yàn)榍蛐屠淠芾淠娣e大，各 處截面積不同，冷凝物易回流下來(lái)。6、在正渓丁烷制備實(shí)驗(yàn)中，硫酸濃度太高或太低會(huì) 帶來(lái)什么結(jié)果？答：硫酸濃度太高：會(huì)使NaBr氧化成Br2,而B(niǎo)r2 不咼親核試劑。2 NaBr+3 H2S()4(濃)Br2+S()2+2H2()+2NaHS()4 加熱回流時(shí)可能有大量HBr氣體從冷凝管頂端逸 出形成酸霧。硫酸濃度太低：生成的HBr量不足， 使反應(yīng)難以進(jìn)行。7、在正渙丁烷的制備實(shí)驗(yàn)中，各步洗滌的目的是什 么？答：用硫酸

5、洗滌：除去未反應(yīng)的正丁醇及副產(chǎn)物1一 丁烯和正丁瞇。第一次水洗：除去部分硫酸及水溶性雜質(zhì)。堿洗(Na2C()3):中和殘余的硫酸。第二次水洗：除去殘留的堿、硫酸鹽及水溶性雜質(zhì)。8、在臭丁烷的合成實(shí)驗(yàn)中，蒸餡出的鎬出液中1- 渙丁烷通常應(yīng)在下層，但有時(shí)可能出現(xiàn)在上層，為什 么？若遇此現(xiàn)象如何處理？答：若未反應(yīng)的正丁醇較多，或因蒸縮過(guò)久而蒸出一 些氫決酸恒沸液，則液層的相對(duì)密度發(fā)生變化，1-渓 丁烷就可能懸浮或變?yōu)樯蠈印Ｓ龃爽F(xiàn)象可加清水稀 釋，使油層(1打臭丁烷)下沉。9、粗產(chǎn)品臭丁烷經(jīng)水洗后油層呈紅棕色是什么原 因？應(yīng)如何處理？答：油層若呈紅棕色，說(shuō)明含有游離的渓?？捎蒙倭?亞硫酸氫鈉水溶液洗滌

6、以除去游離渙。反應(yīng)方程式 為：Br2 + NaHS()3 + H2O - 2HBr + NaHS()41()、以渓化鈉、濃硫酸和正丁烷制備正決丁烷時(shí)，濃 硫酸要用適量的水稀釋目的是？答：(1)降低濃硫酸的氧化性，防止副反應(yīng)的產(chǎn)生；(2)使生成的渓化氫氣體充分溶解于水中，變 成氫渙酸與正丁醇充分反應(yīng)。11、寫出正丁醇與氫渙酸反應(yīng)制備臭丁烷的反應(yīng)機(jī) 理。并說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中采用了哪些措施使可逆反應(yīng)的平衡 向生成1-渓丁烷的方向移動(dòng)？答：此反應(yīng)主要是按SN2機(jī)理進(jìn)行的。機(jī)理如下： 實(shí)驗(yàn)中采取了下列措施促使可逆反應(yīng)的平衡向生成1 - 渙丁烷的方向移動(dòng)。加了過(guò)量的濃硫酸。濃硫酸在此反應(yīng)中除與NaBr 作用生成氫

7、渓酸外，過(guò)量的濃硫酸作為吸水劑可移去 副產(chǎn)物水；同時(shí)又作為氫離子的來(lái)源以增加質(zhì)子化醇 的濃度，使不易離去的務(wù)基轉(zhuǎn)變?yōu)榱己玫碾x去基團(tuán) H2()。加入適當(dāng)過(guò)量的NiiBr。過(guò)量的NaBr在過(guò)量的硫酸 作用下就可以產(chǎn)生過(guò)量的氫渙酸。(3)在反應(yīng)進(jìn)行到適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，邊反應(yīng)邊蒸錦，移去產(chǎn) 物臭丁烷。12、在制備1-渙丁烷時(shí)，反應(yīng)瓶中為什么要加少量的 水？水加多好不好？為什么？答：加少量水的作用：防止反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生大量的泡沫；減少反應(yīng)中HBr的揮發(fā)；(3) 減少副產(chǎn)物瞇、烯的生成；(4) 減少HBr被濃硫酸氧化成Br2o加水的量不宜過(guò)多。因?yàn)檎〈寂c氫渓酸反應(yīng)制1-渙丁烷是可逆反應(yīng)，副產(chǎn)物是水，增加水的量，不利

8、于可逆反應(yīng)的平衡向生成1-渓丁烷的方向進(jìn)行。13、加料時(shí)，為什么加了水和濃硫酸后應(yīng)冷卻至室 溫，再加正丁醇和渓化鈉？能否先使渙化鈉與濃硫酸 混合，然后加正丁醇和水？為什么？ 答：因?yàn)闈饬蛩峒铀♂寱r(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，若不經(jīng) 冷卻就加正丁醇和渓化鈉，則在加料時(shí)，正反應(yīng)和逆 反應(yīng)就立即發(fā)生，不利于操作，甚至造成危險(xiǎn)。若先 使渓化鈉與濃硫酸混合，則立即產(chǎn)生大量的渓化氫， 同時(shí)有大量泡沫產(chǎn)生而沖出來(lái)，不利于操作，也不利 于反應(yīng)。14、用正丁醇和氫渓酸制備1打臭丁烷，可能發(fā)生哪些 副反應(yīng)？蒸餡出的粗產(chǎn)物中可能含有哪些雜質(zhì)？答：可能發(fā)生的副反應(yīng)有：粗產(chǎn)物中可能含有的雜質(zhì) 有：正丁醇、正丁瞇、水和少量的2打臭

9、丁烷。15、用濃硫酸洗滌產(chǎn)品是除去哪些雜質(zhì)？除雜質(zhì)的依 據(jù)咼什么？答：主要是除去正丁醇、正丁瞇及水。因?yàn)榇?、瞇及 水能與濃硫酸形成鹽而溶在硫酸溶液中。另外濃硫酸 有吸濕性。16、不用濃硫酸洗滌粗產(chǎn)物，對(duì)反應(yīng)產(chǎn)器的質(zhì)量有何 影響？為什么？答：若不用濃硫酸洗滌粗產(chǎn)物，則在下一步蒸鐳中， 正丁醇與臭丁烷由于可形成共沸物（b.p. 98.6 0C,含正丁醇13%）,難以除去，使產(chǎn)品中仍然含有正丁醇雜質(zhì)。17. 蒸館粗產(chǎn)物時(shí)，應(yīng)如何判斷渙丁烷是否蒸完?答：可以從下列幾方面進(jìn)行判斷: 蒸出液是否由渾濁變?yōu)槌吻澹?反應(yīng)瓶上層油層是否消失;取一支試管收集幾滴餡液，加小許水振動(dòng)，觀察有無(wú)油珠出現(xiàn)，若無(wú)則表明有機(jī)

10、物已被蒸完。1久加熱后，反應(yīng)瓶中的內(nèi)容物常常出現(xiàn)紅棕色，這是什么緣故?蒸完粗產(chǎn)品后，殘留物為什么要趁熱倒出反應(yīng)瓶?答：加熱后，反應(yīng)瓶中的內(nèi)容物常常出現(xiàn)紅棕色，這是由于反應(yīng)過(guò)程中，渙化氫被濃硫酸氧化成渓溶在了 內(nèi)容物中的緣故。蒸餡粗產(chǎn)物后，殘留物趁熱倒出反 應(yīng)瓶，否則，反應(yīng)瓶中的殘留物亞硫酸氫鈉冷卻后結(jié) 塊，很難倒出來(lái)。1沢粗產(chǎn)品用濃硫酸洗滌后，為什么不直接用飽和碳酸氫鈉洗滌而要用水洗，然后加飽和碳酸氫鈉洗滌?答：這是因?yàn)閯傆脻饬蛩嵯催^(guò)的產(chǎn)品還含有不少濃硫 酸（包括漏斗壁），若直接用飽和碳酸氫鈉中和，則由 于酸的量太多，酸堿中和產(chǎn)生大量的熱，同時(shí)有大量 的二氧化碳產(chǎn)生，極易在洗滌時(shí)濺出甚至沖出液體， 不易操作，也造成產(chǎn)品的損失。為了使該中和反應(yīng)不 致于這么劇烈，故在加飽和碳酸氫鈉之前，用水洗滌 產(chǎn)品及其漏斗壁上的大部分濃硫酸。2()、在本實(shí)驗(yàn)操作中，如何減少副反應(yīng)的發(fā)生？ 答：加料時(shí)，在水中加濃硫酸后待冷卻至室溫， 再加正丁醇和渓化鈉； 渓化鈉要研細(xì)，且應(yīng)分批 加。反應(yīng)過(guò)程中經(jīng)常振搖，防止渓化鈉結(jié)塊和使反應(yīng) 物充分接觸；嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，保持反應(yīng)液呈 微沸狀態(tài)；(4)加料時(shí)加適量的水稀釋濃硫酸。21