实验三1-溴丁烷的制备
1-溴丁烷的合成实验报告

1-溴丁烷的合成实验报告实验一1-溴丁烷的制备计划学时:5学时一、实验目的:1、学习以溴化钠、浓硫酸和正丁醇制备正溴丁烷的原理与方法;2、练习带有吸收有害气体装置的回流加热操作。
二、实验原理:本实验中正溴丁烷是由正丁醇与溴化钠、浓硫酸共热而制得:【反应式】主反应:NaBr + H2SO4n-C4H9OH + HBr可能的副反应:HBr + NaHSO4n-C4H9Br + H2OCH3CH2CH2CH2OH2CH3CH2CH2CH2OH2HBr + H2SO4CH2CH2CH=CH2 + H2O(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O 2 + SO2 + 2H2O三、主要原料、产品和副产物的物理常数【试剂】7.5ml(0.08mol)正丁醇,10g(0.10mol)溴化钠,浓硫酸,饱和碳酸氢钠溶液,无水氯化钙四、实验装置:图1五、实验步骤:1、投料在圆底烧瓶中加入10ml水,再慢慢加入12ml浓硫酸,混合均匀并冷至室温后,再依次加入7.5ml正丁醇和10g溴化钠,充分振荡后加入几粒沸石。
(硫酸在反应中与溴化钠作用生成氢溴酸,氢溴酸与正丁醇作用发生取代反应生成正溴丁烷。
硫酸用量和浓度过大,会加大副反应进行;若硫酸用量和浓度过小,不利于主反应的发生,即氢溴酸和正溴丁烷的生成)2、以电热套为热源,按图1安装回流装置(含气体吸收部分)。
(注意防止碱液被倒吸)3、加热回流在石棉网上加热至沸,调整加热速度,以保持沸腾而又平稳回流,并不时摇动烧瓶促使反应完成。
反应约30—40min。
4、分离粗产物待反应液冷却后,改回流装置为蒸馏装置(用直形冷凝管冷凝),蒸出粗产物。
(注意判断粗产物是否蒸完)。
见【注释】(2)5、洗涤粗产物将馏出液移至分液漏斗中,加入10ml的水洗涤(产物在下层),静置分层后,将产物转入另一干燥的分液漏斗中,用5ml的浓硫酸洗涤(除去粗产物中的少量未反应的正丁醇及副产物正丁醚、1—丁烯、2—丁烯。
实验三 1-溴丁烷的制备

实验三 1-溴丁烷的制备一、实验目的1.掌握在实验室以溴化钠、浓硫酸和正丁醇制备1-溴丁烷的原理和方法2.练习带有有害气体吸收装置的回流操作3.熟练掌握回流、洗涤、干燥、蒸馏、操作二、实验原理本实验为亲核取代反应。
主反应:C 4H 9OH+HBr C 4H 9Br +H 2O NaBr +H 2SO 4+NaHSO 4HBr副反应: C 4H 9OH24C 4H 8+H 2O C 4H 9OH 2H 2SO 4C 4H 9OC 4H 9+H 2O三、实验药品正丁醇6.2mL (5g ,0.068mol ),溴化钠(无水)8.3g (0.08mol ),浓硫酸(d=1.84)10mL (0.18mol ),10%碳酸钠溶液,无水氯化钙。
四、实验仪器:圆底烧瓶,蒸馏头,75º弯管,直形冷凝管,接引管,温度计,锥形瓶。
五、实验步骤在100ml 圆底烧瓶中放入8.3g 研细的溴化钠[1],6.2mL 正丁醇和1-2粒沸石。
烧瓶上装回流冷凝管。
在一个小锥形瓶中放入10mL 水,将瓶放在冷水浴中冷却,一边振荡,一边慢慢加入10mL 浓硫酸。
将稀释的硫酸分4次从冷凝管上端加入烧瓶,每加一次都要充分振荡烧瓶,是反应物混合均匀,在冷凝管上口,用弯玻璃管连接气体吸收装置[2]。
用小火加热到沸腾,保持回流30min [3]。
反应完成后,将反应物冷却5min 。
卸下回流冷凝管,再加入1-2粒沸石,用75º弯头连接冷凝管进行蒸馏。
仔细观察馏出液,直到无油滴蒸出为止[4]。
将馏出液倒入小分液漏斗中,将油层[5]从下面放入干燥的锥形瓶中。
然后用3mL 浓硫酸分两次加入瓶中,每加一次都要摇匀混合物。
如果锥形瓶发热,可用冷水浴冷却。
将混合物慢慢倒入分液漏斗中,静置分层,分出下层的浓硫酸[6]。
油层依次用10mL 水[7]、5mL10%碳酸氢钠溶液和10mL 水洗涤。
将下层的粗1-溴丁烷放入干燥的锥形瓶中,加1-2g 块状的无水氯化钙,间歇振荡锥形瓶,直到液体澄清为止。
1-溴丁烷的制备(实验报告)

1- 溴丁烷的制备(实验报告)一、实验目的1. 学习用溴化钠,浓硫酸和正丁醇制备1-溴丁烷的原理和方法2. 学习有害气体吸收装置的安装,巩固加热回流的操作二、实验原理主要反应:副反应三、实验方法1.100ml三口瓶加入13.67g溴化钠加10ml正丁醇烧瓶上装可吸收有害气体的回流冷凝管。
2.锥形瓶加10ml水,边振摇边加16ml弄硫酸。
用冷水冷却,将混合液从三口瓶一口加入,沸石,小火回流59min,冷却、3.取下废气装置,30ml冰水于三口瓶一口加入,溶解固体,倒入分液漏斗,有机层加入5ml冷却浓硫酸,震荡,静置分层,放出下层,上层1-溴丁烷依次用8ml饱和碳酸钠,收集下层,然后,10ml水洗涤,收集下层,之后将其加入小锥形瓶,无水氯化钙干燥。
4.然后将粗品滤入50ml蒸馏烧瓶,小火蒸馏,收集馏分,最后温度基本稳定在100‘C、四、实验药品1.正丁醇:天津风船化学试剂科技有限公司(AR 20100918)2.溴化钠:天津市化学试剂三厂 (AR 20050310)3.NAOH: 天津风船化学试剂科技有限公司(AR 20100508)4.无水CaCl2: 天津市光复精细化工研究所(AR 20101025)5. 浓硫酸:北京化工厂 (AR 20100304)6.碳酸钠:天津风船化学试剂科技有限公司(AR 20100308)五、注意事项分液漏斗分液时,粗产物倒入分液漏斗后(第一次分液)弃去下层;加浓硫酸后(第二次分液)弃去下层;饱和碳酸钠和水洗涤时(第三、第四次分液)弃去上层。
六、数据处理1.溴化钠质量:13.67g2.反应开始时间:14:39 结束时间:15:383.蒸馏开始时间:16.10 结束时间:16.284.沸程:99-100‘C5.空瓶重:17.08g 瓶+产物:24.09g七、实验装置八、思考题1.制备1-溴丁烷除本方法外,还有哪些方法?答:可用三口瓶装置,用恒压滴液漏斗滴加稀释后的硫酸以增加氢溴酸的利用率2.反应混合液中可能含有那些杂质?如何除去?①粗1-溴丁烷中含有小量未反应的正丁醇和正丁醚以及1-丁烯等杂质,他们都能溶解于冷浓硫酸除去②粗1-溴丁烷中有事因含有少量游离的溴而显粉红色或红棕色,可用少量亚硫酸氢钠的水溶液除去3. 用无水氯化钙干燥脱水,蒸馏时为什么要将氯化钙除去?无水氯化钙的吸水原因是生成了结晶水,加热条件下,结晶水会失去,回到1-溴丁烷中,就失去了干燥的意义。
1-溴丁烷

图2
图3
阿贝折射仪的结构示意图 反射镜;2 转轴;3 遮光板; 温度计; 进光棱镜座; 1—反射镜;2 转轴;3 遮光板;4—温度计;5—进光棱镜座;6-色散 反射镜;2—转轴;3—遮光板 温度计 进光棱镜座 调工手轮; 色散值刻度圈; 目镜 目镜; 盖板; 手轮; 调工手轮;7—色散值刻度圈;8—目镜;9—盖板;10 手轮;11 折 色散值刻度圈 盖板 10—手轮 11—折 射棱镜座;12—照明刻度盘 13—温度计座 14—底座 15—刻度调节 照明刻度盘; 温度计座; 底座; 射棱镜座;12 照明刻度盘;13 温度计座;14 底座;15 刻度调节 手轮;16—小孔 17—壳体 18—恒温器接头 小孔; 壳体; 手轮;16 小孔;17 壳体;18 恒温器接头
Br、 C4H9Br、少(C4H9)2O、少C4H9OH 从漏斗的下口放出) (从漏斗的下口放出)
油层中加6mLH 油层中加6mLH2SO4
(分两次加最好水浴冷却) 分两次加最好水浴冷却) ① 上层(油层) 油层)
转入分液漏斗
n-C4H9Br、少H2SO4 Br、
分液 下层(硫酸层) 硫酸层)
+ S C4H9OC4H9HSO4、C4H9OH2HSO4C H
+ H2SO4
H2SO4
HBr
+ KHSO4 + H2O
n-C4H9OH
+ HBr
n-C4H9Br
副反应: 副反应:
n-C4H9OH 2 n-C4H9OH 2 HBr
H2SO4
CH3CH2CH=CH2 C4H9-O-C4H9 Br2
H2SO4
1-溴丁烷的制备 实验报告

NaBr + H 2SO 4 HBr + NaHSO 4C 4H 94H 9Br + H 2O C 4H 94H 8 + H 2O2C 4H 94H 9OC 4H 9 + H 2O C4H 9OH + H 2SO 44H 9OSO 2OH + H 2O 2C 4H 9OH + H 2SO 44H 9OSO 2OC 4H 9 + 2H 2O 广东工业大学学院 专业 班 组、学号 姓名 协作者 教师评定实验题目 1-溴丁烷的制备一、实验目的学习由丁醇溴代制1-溴丁烷的原理和方法。
练习带有吸收有害气体装置的回流加热操作。
二、实验原理主反应:副反应:三、实验仪器与药品电热套、蒸馏烧瓶、直形冷凝管、带塞子的导气管、长颈漏斗、蒸馏头、温度计、锥形瓶、分液漏斗、小烧杯、洗瓶、铁圈。
五、仪器装置图 (回流反应装置图) 六、实验步骤(1)加料。
在圆底烧瓶中加入15ml 水,然后加入20ml 浓硫酸(分4~6批,加一次浓硫酸,摇动片刻后,再加),冷却至室温。
再加入12.3ml 正丁醇,混合后加入16.5g 溴化钠(小心加入!切不可在磨口处留有固体!),充分震荡。
放入2~3粒沸石,在烧瓶上装上回流冷凝管(用直形冷凝管代替),在冷凝管的上端用弯玻璃管连接一个倒悬的小漏斗,漏斗倒置在盛水的大烧杯中。
(漏斗全部浸入水中小于0.5mm ) (2)加热溶解。
(注意倒置的漏斗!小心倒吸!倒吸则本实验失败!)加热溶解时,要经常摇动烧瓶。
混合物(馏液)(丁醇、溴丁烷、丁醚、水、HBr 、Br 2)上层下层3溶液(水、HBr、Br 2)4干燥滤渣(水合CaCl 2)1-溴丁烷)(丁醇、丁醚、浓硫酸)(硫酸、水)(溴丁烷)(硫酸、水)(碳酸钠、水)(直至固体溶解后,方可用铁架台固定好圆底烧瓶和回流装置。
)(3)加热回流30min 。
(因本实验所需反应温度不高,因此回流蒸汽不要超过冷凝管的入水支管高度!) (4)冷却(先取出倒置的漏斗,再停电!也不可以拆卸回流冷凝管)后。
正溴丁烷的合成实验报告

正溴丁烷的合成实验报告正溴丁烷的制备实验一1-溴丁烷的制备计划学时:5学时一、实验目的:1、学习以溴化钠、浓硫酸和正丁醇制备正溴丁烷的原理与方法;2、练习带有吸收有害气体装置的回流加热操作。
二、实验原理:本实验中正溴丁烷是由正丁醇与溴化钠、浓硫酸共热而制得: 【反应式】主反应:NaBr + H2SO4n-C4H9OH + HBr可能的副反应:HBr + NaHSO4n-C4H9Br + H2OCH3CH2CH2CH2OH2CH3CH2CH2CH2OH2HBr + H2SO4CH2CH2CH=CH2 + H2O(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O 2+ SO2 + 2H2O三、主要原料、产品和副产物的物理常数【试剂】7.5ml(0.08mol)正丁醇,10g(0.10mol)溴化钠,浓硫酸,饱和碳酸氢钠溶液,无水氯化钙四、实验装置:图1五、实验步骤:1、投料在圆底烧瓶中加入10ml水,再慢慢加入12ml浓硫酸,混合均匀并冷至室温后,再依次加入7.5ml正丁醇和10g溴化钠,充分振荡后加入几粒沸石。
(硫酸在反应中与溴化钠作用生成氢溴酸,氢溴酸与正丁醇作用发生取代反应生成正溴丁烷。
硫酸用量和浓度过大,会加大副反应进行;若硫酸用量和浓度过小,不利于主反应的发生,即氢溴酸和正溴丁烷的生成)2、以电热套为热源,按图1安装回流装置(含气体吸收部分)。
(注意防止碱液被倒吸)3、加热回流在石棉网上加热至沸,调整加热速度,以保持沸腾而又平稳回流,并不时摇动烧瓶促使反应完成。
反应约30—40min。
4、分离粗产物待反应液冷却后,改回流装置为蒸馏装置(用直形冷凝管冷凝),蒸出粗产物。
(注意判断粗产物是否蒸完)。
见【注释】(2)5、洗涤粗产物将馏出液移至分液漏斗中,加入10ml的水洗涤(产物在下层),静置分层后,将产物转入另一干燥的分液漏斗中,用5ml的浓硫酸洗涤(除去粗产物中的少量未反应的正丁醇及副产物正丁醚、1—丁烯、2—丁烯。
1一溴丁烷的制备

实验 15 1一溴丁烷的制备(5学时)一、实验目的:①学习由醇制备卤代烃的原理和方法②基本操作:掌握带有吸收有害气体装置的回流操作, 液体混合物洗涤、干燥、蒸馏提纯二、主要仪器药品(略)三、实验原理主要反应:442NaHSO HBr SO H NaBr +→+O H Br H C n HBr OH H C n 29494+-+-副反应 33223944CHCH CH CH CH CH CH CH OH H C n SO H =+=−−−→−-浓O H n H OC H C n SO H 2949442+--−−−→−浓四、实验步骤:药品按讲义量减半(半微量实验)用电热套磁力搅拌50ml 园底烧瓶+5ml 水+6mlH 2SO 4(浓)→混合均匀冷却→+4ml 正丁醇+5g 溴化钠(研碎)→振摇→+磁搅拌子(2小粒沸石,放入搅拌子可不加沸石→装上带吸收有害气体的回流冷凝管,(用5%碱吸收)小火回流~0.5h →停止回流冷却改成蒸馏蒸出粗产物(残馏液趁热倒出到有害废物桶中,并洗涤),粗产物→5ml 水洗涤→分出粗产品→2.5ml 浓H 2SO 4洗涤除醇、醚→有机层→5ml 水洗涤→有机层+饱和NaHCO 35ml 洗涤→有机层+5mlH 2O 洗涤→有机层→无水CaCl 2干燥至透明→蒸馏提纯收集99~103℃馏分→纯产品→用折光仪检验纯度。
五、实验注意事项:①注意浓H 2SO 4的稀释,混合均匀;②溴化钠先研碎再称量;③小火加热回流、否则易炭化;④注意粗产物的洗涤分离,产物属于哪一层?以及每步洗涤的作用是什么? ⑤蒸出粗产物后,应趁热倒出残馏液,否则结块很难倒出。
(倒出时有大量HB r 气体放出,应在通风橱内进行磁搅子回收。
1—溴丁烷制备步骤5ml水+6ml浓硫酸+3.7ml正丁醇+5gNaBr吸收有害气体回流装置,磁力搅拌下回流0.5h稍冷后收成蒸馏残留液馏出液(通风橱内趁热倒入废物桶)5ml水洗涤水层(上层)粗品(下层)2.5ml浓H2SO4洗涤(下层)H2SO4层上层依次用水、饱和NaHCO3、水各10ml洗涤(上层)下层无水CaCl2干燥后蒸馏提纯残馏分99~103℃留物(弃去)称量回收。
1-溴丁烷的制备 实验报告

1-溴丁烷的制备实验报告一、实验目的:1.了解卤代烷的制备原理及实验操作过程。
2.熟悉卤代烷的物理性质和化学性质。
3.了解溴代烷的检验方法。
二、实验原理:溴丁烷为一种卤代烷,化学式为C4H9Br,它是无色有刺激性气味的液体。
该实验是通过将丁烷和溴在硫酸存在下反应制备溴丁烷。
C4H10 + Br2 → C4H9Br + HBr此反应是一个典型的取代反应,溴代烷与丁烯可以通过结构式表示反应机理为 :三、实验仪器、药品及操作:仪器:干燥管,滴定管,制样瓶,烧杯,试管,洗瓶,电子天平,取液器等。
药品:丁醇,硫酸浓溶液,后去水硫酸,氢氧化钠,溴。
操作:1. 在一个干燥的试管中滴入5毫升丁醇,然后加入少许硫酸浓溶液。
注意:加硫酸浓溶液的时候需慢慢滴入,以免温度过高。
2. 将滴好的硫酸浓溶液的试管插入放满后去水硫酸的干燥管中,将干燥管一侧定在电子秤上,另一侧用夹子固定。
3. 将溴滴入制样瓶中,加入足够量的水,轻轻振动,观察溴是否完全溶解,以及可能的沉淀物是否清晰。
4. 在另一个装有浓氢氧化钠溶液的试管中滴入一滴溴水,检查是否出现淡黄色沉淀B。
5. 在硫酸浓溶液的试管中加入制样瓶中的溴,然后加入丁醇溶液,将试管侧倾45°向溴瓶方向,以便观察反应情况。
注意观察是否生成气体。
6. 观察反应后,将溴丁烷样品转移到制样瓶中,检查样品纯度。
首先将样品加入一定量的水中进行观察,看是否有不可溶的物质。
如果出现不可溶的物质,则说明溴丁烷可能有杂质。
其次,在制样瓶中加入一小滴水,并用振荡器振动一下,观察水的颜色变化,如有变色,说明溴丁烷中含有铁、铜等离子。
7. 最后,将得到的溴丁烷样品进行称重,并计算出样品的产率。
四、实验结果和分析:实验得到的溴丁烷样品验收结果如下:1. 溴丁烷样品在水中溶解度不高,但无不可溶的物质存在。
2. 添加一滴水后,样品水层的颜色没有发生变化。
3. 样品发出独特气味,滴入苯酚水产生紫红色沉淀证明制品中含碘非常少。
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实验三 1-溴丁烷的制备一、实验目的1.学习由醇制备溴代烃的原理及方法。
2.练习回流及有害气体吸收装置的安装与操作。
3.进一步练习液体产品的纯化方法——洗涤、干燥、蒸馏等操作。
二、实验原理NaBr + H 2SO 4HBr + NaHSO 4C 4H 9OH + HBrC 4H 9Br + H 2O 主反应副反应C 4H 9OHC 2H 5CHCH 2+ H 2OC 4H 9OH+ H 2O 24H 9OC 4H 9HBr + H 2SO Br 2 + SO 2 + H 2O 2424本实验主反应为可逆反应,为了提高产率一方面采用HBr 过量;另一方面使用NaBr 和H 2SO 4代替HBr ,使HBr 边生成边参与反应,这样可提高HBr 的利用率,同时H 2SO 4还起到催化脱水作用。
反应中,为防止反应物正丁醇及产物1-溴丁烷逸出反应体系,反应采用回流装置。
由于HBr 有毒害且HBr 气体难以冷凝,为防止HBr 逸出,污染环境,需安装气体吸收装置。
回流后再进行粗蒸馏,一方面使生成的产品1-溴丁烷分离出来,便于后面的分离提纯操作;另一方面,粗蒸过程可进一步使醇与HBr 的反应趋于完全。
粗产品中含有未反应的醇和副反应生成的醚,用浓H 2SO 4洗涤可将它们除去。
因为二者能与浓H 2SO 4形成佯盐:+ H 2SO C 4H 9OH +C 4H 9OC 4H 9H 2SO 4C 4H 9OH 2HSO 4C 4H 9OC 4H 9H HSO 4如果1-溴丁烷中含有正丁醇,蒸馏时会形成沸点较低的前馏分(1-溴丁烷和正丁醇的共沸混合物沸点为98.6℃,含1-溴丁烷87%,正丁醇13%),而导致精制品产率降低。
三、实验药品及物理常数四、实验装置图制备1-溴丁烷的实验装置如图4-1~4-2所示。
五、实验流程图6.2ml10ml H 2O 10ml H 299-102度2六、实验步骤1.配制稀硫酸。
在烧杯中加入10 mL 水,将10 mL 浓硫酸分批加入水中,并振摇。
用冷水浴冷却,备用。
2.在100 mL 圆底烧瓶中依次加入NaBr 8.3g ,正丁醇6.2 mL ,沸石2粒,摇匀。
3.安装带气体吸收的回流装置如图4-1,取一温度计套管及一长颈玻璃漏斗,用橡皮管将温度计套管及长颈玻璃漏斗相连,温度计套管装在球形冷凝管上口,长颈玻璃漏斗倒置在一盛有水的烧杯上,使漏斗口接近水面但不要没入水中,以防水倒吸。
从冷凝管上口分四次加入配制好的稀硫酸,每次加入稀硫酸后均须摇动反应瓶。
4.加热回流30min 。
5.冷却5min 后,加沸石2粒,改成简易蒸馏装置如图4-2。
6.加热蒸馏直至无油滴蒸出为止。
7.在分液漏斗中将馏出物静置分层。
下层倒入干燥的锥形瓶,加入3mL 浓硫酸洗涤,在分液漏斗中静置分层。
8.分出下层(硫酸层),上层用10mL 水洗,静置分层。
9.下层用5mL 10%碳酸钠溶液洗,静置分层。
10.下层用10mL 水洗,静置分层。
11.下层倒入干燥的锥形瓶中,加无水氯化钙干燥,加塞放置。
时时振摇,至澄清透明为止。
图4-1 带气体吸收的回流装置图图4-2简易蒸馏装置12.将干燥好的粗产品1-溴丁烷倒入50 mL圆底烧瓶(注意勿使氯化钙干燥剂掉入烧瓶中),加2粒沸石,装好蒸馏装置如图4-4,用小火加热,收集99~102℃馏分。
产品量体积,回收,计算产率。
七、基本操作和注意事项1、加热回流有机反应很多情况下是在溶剂、原料的沸腾温度或较高温度下进行的,为了防止溶剂、原料或产物逸出反应体系引起损失、带来污染及不安全因素,常需要采用回流装置。
常用的回流装置如图1-7所示,其中图1-7(1)是一般的回流装置。
若需要防潮,则可在冷凝管顶端装一氯化钙干燥管,如图1-7(2)所示。
图1-7(3)是用于防潮并吸收有氯化氢、溴化氢或二氧化硫等气体产生和逸出的反应。
图1-7(4)是用于一边加料、一边进行回流的装置。
图1-7(5)是用于滴加、回流过程中测定反应液温度的装置。
进行回流前,应选择合适的烧瓶,液体体积占烧瓶容积的1/2左右为宜。
加热前,先在烧瓶中放入沸石,以防暴沸。
回流停止后要再进行加热,必须重新放入沸石。
根据瓶内液体的沸腾温度,在140℃以下采用球形冷凝管,高于140℃时应采用空气冷凝管。
冷凝水不能开得太大,以免把橡皮管弹掉。
加热的方式可根据具体情况选用水浴、油浴、电热套和石棉网直接加热等。
实验过程中应注意回流速度的控制,通常以每秒1至2滴为宜,或者仔细观察蒸汽的高度,蒸汽高度通常以不超过冷凝管的1/3高度为宜,否则因来不及冷凝,会在冷凝管中造成液泛,而导致液体冲出冷凝管。
(1)(2)(3)(4)(5)图1-7 常用的回流装置2、有害气体吸收在某些有机化学实验中会产生和逸出有刺激性的、水溶性的气体(例如,在制对甲苯乙酮时会产生大量氯化氢,在制正溴丁烷时会逸出溴化氢),这时,必须使用气体吸收装置来吸收这些气体,以免污染实验室空气。
常见的气体吸收装置见图1-6 ,其中图1-6(1)和图1-6(2)是用于吸收少量气体的装置。
图1-6(1)中的漏斗口应略为倾斜,使一半在水中,一半露出水面,这样既能防止气体逸出,又可防止水被倒吸至反应瓶中。
图1-6(2)的玻璃管应略微离开水面,以防倒吸。
有时为了使卤化氢、二氧化硫等气体能较完全地被吸收,可在水中加少些氢氧化钠。
若反应过程中会生成或逸出大量有害气体,特别当气体逸出速度很快时,应使用图1-6(3)的装置。
在图1-6(3)中,水自上端流下(可利用冷凝管流出的水),并在恒定的平面上从吸滤瓶支管溢出,引入水槽。
粗玻璃管应恰好伸入水面,被水封住,吸收效果较好。
(1) (2) (3)图1-6 常见的气体吸收装置3、 加料时,不要让溴化钠粘附在液面以上的烧瓶壁上,加完物料后要充分摇匀,防止硫酸局部过浓,一加热就会产生氧化副反应,使产品颜色加深。
NaBr +H 2SO 423Br 2SO 2H 2O NaHSO 422+++4、 加热时,一开始不要加热过猛,否则,反应生成的HBr 来不及反应就会逸出,另外反应混合物的颜色也会很快变深。
操作情况良好时,油层仅呈浅黄色,冷凝管顶端应无明显的HBr 逸出。
5、 如果用磨口仪器,粗蒸时,也可将75°弯管换成蒸馏头进行蒸馏,用温度计观察蒸气出口的温度,当蒸气温度持续上升到105℃以上而馏出液增加甚慢时即可停止蒸馏,这样判断蒸馏终点比观察馏出液有无油滴更为方便准确。
用浓硫酸洗涤粗产品时,一定要事先将油层与水层彻底分开,否则浓硫酸被稀释而降低洗涤的效果。
如果粗蒸时蒸出的HBr 洗涤前未分离除尽,加入浓硫酸后就被氧化生成Br 2,而使油层和酸层都变为橙黄色或橙红色。
6、 步骤6蒸出1-溴丁烷完全与否可从以下三方面判断:(1) 蒸馏瓶内上层油层有否蒸完。
(2) 蒸出的液体是否由混浊变澄清。
(3) 用盛清水的烧杯收集馏出液,有无油滴沉在下面。
7、 酸洗后,如果油层有颜色,是由于氧化生成的Br 2造成的,在随后水洗时,可加入少量NaHSO 3,充分振摇而除去。
NaBr +3Br 2SO 2H 2O NaHSO 42+++NaHSO8、 本实验最后蒸馏收集99-102℃的馏分,但是,由于干燥时间较短,水一般不能完全除尽,因此,水和产品形成的共沸物会在99℃以前就被蒸出来,这称为前馏分,不能做为产品收集,要另用瓶接收,等到99℃后,再用事先称重的干燥的锥形瓶接收产品。
八、问题研究与讨论1、 硫酸的浓度 制备1-溴丁烷通常采用NaBr -H 2SO 4法。
过去曾用68.2%的H 2SO 4(20mL 浓硫酸+15mL 水),加热回流时有大量的HBr 气体从冷凝管顶端逸出生成酸雾。
如果降低硫酸的浓度,可使逸出的HBr 气体大大减少。
实验发现,如果采用62.2%的H 2SO 4(10mL 浓硫酸+10mL 水),加热回流时,基本上没有HBr 气体从冷凝管顶端逸出。
因此,本实验采用后种方法。
但是,如果操作马虎,或加料不准确,或加热太剧烈,仍会产生酸雾。
为了避免产生酸雾,减轻实验室的空气污染,对初学者还是要求安装气体吸收装置。
2、 回流时间 为了探讨最佳的反应时间,做了以下实验:用5g 正丁醇,8.3g 溴化钠10mL 浓硫酸加10mL 水,加热回流一定时间后,用分液漏斗分出油层,用10%碳酸钠溶液洗涤,再用水洗涤,无水氯化钙干燥,所得粗品做气相色谱分析,结果见表8-1。
表8-1回流反应时间对正溴丁烷产量的影响回流时间/min 粗产物中正丁醇含量/% 1-溴丁烷的产量/g10 30 50 4.992.191.445.06.56.5由实验结果可以看出,回流30min后,反应已基本完成,再增加反应时间,1-溴丁烷的含量并没增加,因此,最佳反应时间为30min。
3、副产物正丁醚用气相色谱分析发现粗产物中含有正丁醚,而且不论回流时间长短,正丁醚的含量都是0.2%-0.5%。
将62.2%的硫酸用量增加一倍,粗产物中正丁醚的含量仍然相同。
4、浓硫酸洗涤的效果实验发现7mL粗产物用1mL浓硫酸洗涤后,所含的正丁醇几乎全部除去。
如用1mL浓盐酸洗涤,则尚有少量正丁醇残留,需用3-5mL浓盐酸才能将正丁醇除尽。
本实验采用3mL浓硫酸洗涤,完全可以除去粗产物中的正丁醇和正丁醚。
九、教学方法1、这个实验包括加热回流、蒸馏、洗涤、干燥等步骤,操作方法较齐全,现象明显,容易解释,也便于提问和引导学生思考。
实验容易成功,初学者只要认真操作,按教材上的小量规模实验,产量一般可达5g 以上。
在课时不多,实验个数较少的课程中,适合于安排为第一个制备实验。
预习和准备工作做得较好的学生,4小时就可从容地完成本实验。
2、在条件许可时,可以组织几个学生为一组做这个实验,分别采用不同条件(如不同的回流时间,不同的硫酸浓度和用量等),互相比较,一同总结实验的结果。
3、在实验课时较多的课程中,可以让学生做选做实验或文献实验,用不同的醇(如异丙醇、仲丁醇、异戊醇等)制备溴代烷。
用异丁醇为原料时,产物中有近一半不是预期的异丁基溴,可以引导学生去思考产生这个异常现象的原因。
同样还可以用3-甲基-2-丁醇(旋光性戊醇)做原料,考察反应的产物。
十、思考题及参考答案:1. 溴丁烷制备实验为什么用回流反应装置?答:此反应较慢,需要在较高的温度下、长时间反应,而玻璃反应装置可达到的最高反应温度是回流温度,所以采用回流反应装置。
2. 溴丁烷制备实验为什么用球型而不用直型冷凝管做回流冷凝管?答:因为球型冷凝管冷凝面积大,各处截面积不同,冷凝物易回流下来。
3. 溴丁烷制备实验采用1﹕1的硫酸有什么好处?答:减少硫酸的氧化性,减少有机物碳化;水的存在增加HBr溶解量,不易逃出反应体系,减少HBr 损失和环境污染。