實(shí)驗(yàn)10環(huán)己酮的制備

1、酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院工科化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)學(xué)習(xí)領(lǐng)域教案NO：10班 級(jí)09石化1、2、3、應(yīng)化1班周 次11時(shí) 間2010.5.10-5.17節(jié) 次3復(fù)習(xí)提問1、用鉻酸氧化法環(huán)己酮的制備實(shí)驗(yàn)，為什么要嚴(yán)格控制反應(yīng)溫在6065之間，溫度過高或過低有什么不好？學(xué)習(xí)情境環(huán)己酮的制備課程內(nèi)容1.通過氧化反應(yīng)制備環(huán)己酮2.普通蒸餾裝置的安裝與操作方法。課時(shí)3學(xué)習(xí)目標(biāo)1.學(xué)習(xí)鉻酸氧化法制環(huán)己酮的原理和方法。進(jìn)一步了解醇和酮之間的聯(lián)系和區(qū)別；2.了解鹽析效應(yīng)在分離有機(jī)化合物中的應(yīng)用；主要內(nèi)容（*重點(diǎn)、難點(diǎn)）教學(xué)設(shè)計(jì)與組織重點(diǎn)：掌握鉻酸的配制及環(huán)己酮的制備方法。難點(diǎn)：熟悉醇的氧化、鹽析原理，掌握蒸餾及減壓過濾操作技。關(guān)

2、鍵點(diǎn)：溫度的控制。儀器：真空泵、漏斗、抽濾瓶、布氏漏斗、酒精燈、濾紙、鐵架臺(tái)、鐵圈、火柴、燒杯、球形冷凝管、圓底燒瓶、分液漏斗藥品: 重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O) ； 環(huán)己醇；濃硫酸 ；無水硫酸鎂 ；飽和食鹽水；草酸主要內(nèi)容：一、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)步驟【教學(xué)設(shè)計(jì)】第一部分：組織教學(xué)和復(fù)習(xí)上次課主要內(nèi)容 （時(shí)間：5分鐘）第二部分：講解新內(nèi)容。一、實(shí)驗(yàn)原理【步驟一】儀器安裝、檢驗(yàn)（一）鉻酸的配制（二）溶液的反應(yīng)（時(shí)間：200分鐘）【步驟二】結(jié)果處理 計(jì)算回收率（時(shí)間：10分鐘）教學(xué)地點(diǎn)教學(xué)儀器設(shè)備逸夫教學(xué)樓化學(xué)實(shí)驗(yàn)室投影儀，教學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)儀器教學(xué)及參考資料練習(xí)與習(xí)題1.王秋長,趙

3、鴻喜,張守民,李一峻編.基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn).北京:科學(xué)出版社,2003.3一、思考題1. 環(huán)己醇用鉻酸氧化得到環(huán)己酮，用高錳酸鉀氧化則得己二酸，為什么？2 / 72.羅志剛主編.基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù).廣州:華南理工大學(xué)出版社,2002.83.陳同云主編.工科化學(xué)實(shí)驗(yàn).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.74.王尊本主編.綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn).北京:科學(xué)出版社,2003.85.周志高,初玉霞主編.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn).化學(xué)工業(yè)出版社,2005.42鹽析的作用是什么？3.能否用鉻酸氧化法把2-丁醇和2-甲基-2-丙醇區(qū)別開來？說明原因，并寫出有關(guān)反應(yīng)式。二、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告課后分析及小結(jié)教研室主任簽名累計(jì)課時(shí)環(huán)己酮的制備一、教學(xué)要

4、求：學(xué)習(xí)鉻酸氧化法制環(huán)己酮的原理和方法。進(jìn)一步了解醇和酮之間的聯(lián)系和區(qū)別。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容：1.實(shí)驗(yàn)原理2.抽慮操作3.鹽析三、實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)室制備脂肪或脂環(huán)醛酮，最常用的方法是將伯醇和仲醇用鉻酸氧化。鉻酸是重要的鉻酸鹽和4050硫酸的混合物。仲醇用鉻酸氧化是制備酮的最常用的方法。酮對氧化劑比較穩(wěn)定，不易進(jìn)一步氧化。鉻酸氧化醇是一個(gè)放熱反應(yīng)，必須嚴(yán)格控制反應(yīng)的溫度，以免反應(yīng)過于激烈。環(huán)己酮主要用于合成尼龍-6或尼龍-66，還廣泛用作溶劑，它尤其因?qū)υS多高聚物（如樹脂、橡膠、涂料）的溶解性能優(yōu)異而得到廣泛的應(yīng)用。在皮革工業(yè)中還用作脫脂劑和洗滌劑。四、儀器與藥品 儀器： 250ml圓底燒瓶、溫度計(jì)、蒸

5、餾裝置、分液漏斗。藥品： 濃硫酸、環(huán)己醇、重鉻酸鈉、草酸、食鹽、無水碳酸鈉。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1.鉻酸溶液的配制  在250mL燒杯中加入30mL水和5.5g重鉻酸鈉，攪拌使之全部溶解。然后在攪拌下慢慢加入4.5mL濃硫酸，將所得橙紅色溶液冷卻至30以下備用。2. 氧化反應(yīng)  圖1 普通蒸餾裝置 在250mL圓底燒瓶中加入5.5mL環(huán)己醇，然后取此鉻酸溶液lml加入圓底燒瓶中，充分振搖，這時(shí)可觀察到反應(yīng)溫度上升和反應(yīng)液由橙紅色變?yōu)槟G色，表明氧化反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生。繼續(xù)向圓底燒瓶中滴加剩余的重鉻酸鈉（或重鉻酸鉀）溶液，同時(shí)不斷振搖燒瓶，控制滴加速度，保持燒瓶內(nèi)反應(yīng)液溫度在6

6、065之間。若超過此溫度時(shí)立即在冰水浴中冷卻。在圓底撓瓶中插入一支溫度計(jì)，并繼續(xù)振搖反應(yīng)瓶。這時(shí)溫度徐徐上升，當(dāng)溫度上升到55時(shí)，用水浴冷卻，并維持反應(yīng)溫度在6065。大約0.5h左右，當(dāng)溫度開始下降時(shí)移去冷水浴，室溫下放置20分鐘左右，其間仍要間歇振搖反應(yīng)瓶幾次，最后反應(yīng)液呈墨綠色。如果反應(yīng)液不能完全變成墨綠色，則應(yīng)加入少量草酸（0.51.0g或甲醇1mL）以還原過量的氧化劑。3. 在反應(yīng)瓶中加入30mL水，如圖1裝置儀器(改用錐形瓶作接受器)進(jìn)行蒸餾，收集約50mL餾出液。這一步蒸餾操作實(shí)際上是一種簡化了的水蒸氣蒸餾。環(huán)已酮與水形成沸點(diǎn)為95的恒沸混合物(含環(huán)已酮38.4)。應(yīng)注意餾出液的

7、量不能太多，因?yàn)轲s出液中含水較多，而環(huán)已酮在水中的溶解度較大 (31時(shí)為2.4g)；否則,即使利用鹽析效應(yīng)，也有少量環(huán)已酮溶于水而損失掉。 4. 把餾出液用食鹽水飽和，并將餾出液移至分液漏斗中，靜止，分出有機(jī)相。水相用15mL乙醚提取一次，將乙醚提取液與有機(jī)相合并，用無水硫酸鎂干燥。5. 按圖1裝置儀器，在水浴上蒸出乙醚(在接液管的尾部接一通住水槽或室外的橡皮管，以便把易揮發(fā)、易燃的乙醚蒸氣通入水槽的下水管內(nèi)或引出室外)，然后改用空氣冷接管和接受器(如圖2裝置)繼續(xù)蒸餾，收集150155的餾分，產(chǎn)量34g。(產(chǎn)率66-72%)。純粹環(huán)己酮為無色透明液體，沸點(diǎn)155.7，相對密度d0.9478，

8、折光率1.4507。乙醚的凝固點(diǎn)116.2，沸點(diǎn)34.5，相對密度0.7138（204）。圖2 空氣冷凝蒸餾裝置五、存在的問題與注意事項(xiàng)：1.本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)放熱反應(yīng)，必須嚴(yán)格控制溫度。2.本實(shí)驗(yàn)使用大量乙醚作溶劑和萃取劑，故在操作時(shí)應(yīng)特別小心，以免出現(xiàn)意外。3.環(huán)己酮在31水解度為2.4g /100ml水中。加入粗鹽的目的是為了降低溶解度，有利于分層。4.反應(yīng)容器外要用冰水浴冷卻。5.反應(yīng)完全后反應(yīng)液呈墨綠色，如果反應(yīng)液不能完全變成墨綠色，則應(yīng)加入少量草酸或甲醇以還原過量的氧化劑；6. 加水蒸餾時(shí)，水的餾出量不宜過多，否則即使使用鹽析，仍不可避免有少量環(huán)己酮溶于水中而損失。六、深入討論：1鹽析的

9、作用是什么？答：鹽析的作用： 氯化鈉是離子子型晶體，溶于水中可增大水的介電常數(shù)，使極性小的有機(jī)物在水中的溶解度進(jìn)一步降低，達(dá)到萃取分離的目的。2能否用鉻酸氧化法把2-丁醇和2-甲基-2-丙醇區(qū)別開來？說明原因，并寫出有關(guān)反應(yīng)式。答：能用鉻酸氧化法把2-丁醇和2-甲基-2-丙醇區(qū)別開來。2-丁醇被氧化為2-丁酮，反應(yīng)液變綠；2-甲基-2-丙醇不被氧化，反應(yīng)液無顏色變化。3.用鉻酸氧化法環(huán)己酮的制備實(shí)驗(yàn)，為什么要嚴(yán)格控制反應(yīng)溫在5560之間，溫度過高或過低有什么不好？答：本反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，溫度高反應(yīng)過于激烈，不易控制，易沖出，溫度過低反應(yīng)不易進(jìn)行，導(dǎo)致反應(yīng)不完全。4. 制備環(huán)己酮時(shí)，在加重鉻酸鉀(鈉)溶液過程中，為什么要待反應(yīng)物的橙紅色完全消失后，方能加入下一批重鉻酸鉀(鈉)？答：重鉻酸鉀(鈉)的氧