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1、1-漠丁烷的制備1-溴丁烷的制備1. 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)用溴化鈉,濃硫酸和正丁醇制備1-溴丁烷的原理和方法練習(xí)帶有吸收有害氣體裝置的回流加熱操作。3進(jìn)一步掌握分液漏斗的使用和熟悉液體產(chǎn)品的純化方法洗滌、干燥、蒸餾等操作。、實(shí)驗(yàn)原理1、鹵代烴是一類重要的有機(jī)合成中間體由醇和氫鹵酸反應(yīng)制備鹵代烷,是鹵代制備中的一個(gè)重要方法。正溴丁烷是通過(guò)正丁醇與氫溴酸制備而成的主反應(yīng):可能的副反應(yīng):C4H9OH濃H2SO4C2H5CH=CH2+H2O2C4H9OH濃H2SO4C4H9OC4H9+H2O2HBr+H2SO4Br2+SO2+H2O本反應(yīng)是可逆反應(yīng)。HBr是一種極易揮發(fā)的無(wú)機(jī)酸,無(wú)論是液體還是氣體刺激性都很

2、強(qiáng)。因此,實(shí)驗(yàn)中采用NaBr與硫酸作用產(chǎn)生HBr的方法,使HBr邊生成邊參與反應(yīng),這樣可提高HBr的利用率。但是由于HBr有毒害且HBr氣體難以冷凝,所以在反應(yīng)裝置中加入氣體吸收裝置,將外逸的HBr氣體吸收,以免造成對(duì)環(huán)境的污染。在反應(yīng)中,過(guò)量的硫酸起到移動(dòng)平衡的作用的同時(shí)還起到催化脫水作用,并通過(guò)產(chǎn)生更高濃度的HBr促使反應(yīng)加速,還可以將反應(yīng)中生成的水質(zhì)子化,阻止鹵代烷通過(guò)水的親核進(jìn)攻返回到醇為防止反應(yīng)物正丁醇及產(chǎn)物1-溴丁烷逸出反應(yīng)體系,反應(yīng)采用了回流裝置(此反應(yīng)較慢,需要在較高的溫度下、長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng),而玻璃反應(yīng)裝置可達(dá)到的最高反應(yīng)溫度是回流溫度,所以采用回流反應(yīng)裝置)?;亓骱笤龠M(jìn)行粗蒸餾,

3、一方面使生成的產(chǎn)品1-溴丁烷分離出來(lái),便于后面的分離提純操作;另一方面,粗蒸過(guò)程可進(jìn)一步使醇與HBr的反應(yīng)趨于完全。粗產(chǎn)品中含有未反應(yīng)的醇和副反應(yīng)生成的醚,用濃H2SO4洗滌可將它們除去。因?yàn)槎吣芘c濃H2SO4形成佯鹽:CEOH+H3SO4C4H9OH2HSOC4H9O4H?+H2SO4aI莎HSOF如果1-溴丁烷中含有正丁醇,蒸餾時(shí)會(huì)形成沸點(diǎn)較低的前餾分(1溴丁烷和正丁醇的共沸混合物沸點(diǎn)為98.6C,含1溴丁烷87%,正丁醇13%),而導(dǎo)致精制品產(chǎn)率降低。2、1溴丁烷(1-bromobutane;butylbromide)分子式:C4H9Br外觀與性狀:無(wú)色或乳白色液體溶解性:不溶于水,溶

4、于乙醇、乙醚主要用途:用作烷化劑、溶劑、稀有元素萃取劑和用于有機(jī)合成危險(xiǎn)標(biāo)記:7(中閃點(diǎn)易燃液體),易燃,遇明火、高熱易引起燃燒,并放出有毒氣體。受高熱分解產(chǎn)生有毒的溴化物氣體健康危害:吸入本品蒸氣可引起咳嗽、胸痛和呼吸困難。高濃度時(shí)有麻醉作用,引起神志障礙。眼和皮膚接觸可致灼傷。滅火方法:盡可能將容器從火場(chǎng)移至空曠處。時(shí)節(jié)水保持火場(chǎng)容器冷卻,直至滅火結(jié)束。處在火場(chǎng)中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產(chǎn)生聲音,必須馬上撤離。滅火劑:霧狀水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。用水滅火無(wú)效。急救措施:1)皮膚接觸:立即脫去被污染的衣著,用大量流動(dòng)清水沖洗,至少15分鐘。就醫(yī)。2)眼睛接觸:立即提起眼瞼,用

5、大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。3) 吸入:迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。4)食入:誤服者用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。3、醚醚是兩個(gè)烴基通過(guò)氧原子連接起來(lái)的化合物。醚結(jié)構(gòu)中與氧原子相連的兩個(gè)烴基相同的稱為單醚,兩個(gè)烴基不同的稱為混醚。兩個(gè)烴基中有一個(gè)或兩個(gè)是芳香烴基的為芳香醚(aromaticether)。氧原子與碳原子結(jié)合成環(huán)狀化合物,通常稱為環(huán)醚(cyclicether)。物理性質(zhì):常溫下,甲醚和甲乙醚是氣體,其它多數(shù)醚在室溫下為無(wú)色液體,有特殊氣味。低級(jí)醚易揮發(fā),所形成的蒸氣易燃,使用時(shí)注意安全。液

6、體醚的沸點(diǎn)較同分子量的醇低,與相應(yīng)的烷烴接近?;瘜W(xué)性質(zhì):醚是一類很不活潑的化合物(環(huán)氧乙烷除外)。它對(duì)氧化劑、還原劑和強(qiáng)堿、稀酸或活潑金屬都極穩(wěn)定。但是在強(qiáng)酸條件下,醚可發(fā)生特有的反應(yīng)。醚的質(zhì)子化:佯鹽的生成醚鍵上的氧原子有未共電子對(duì),能接受強(qiáng)酸中的質(zhì)子(H+),以配位鍵的形式結(jié)合生成佯鹽。佯鹽不穩(wěn)定,遇水分解,恢復(fù)為原來(lái)的醚。利用醚能溶于冷的強(qiáng)酸,而烷烴或鹵代烴與冷的強(qiáng)酸不反應(yīng),可區(qū)別醚與烷烴或鹵代烴。 醚鍵的斷裂在加熱條件下,醚與氫碘酸反應(yīng)使醚鍵斷裂。醚鍵的斷裂有兩種方式,通常是含碳原子數(shù)較少的烷基形成碘代物。若是芳香烴基烷基醚與氫碘酸作用,總是烷氧基斷裂,生成酚和碘代烷。 過(guò)氧化物的生成

7、醚在空氣中久置,a-H易被氧化,生成醚的過(guò)氧化物。過(guò)氧化物不穩(wěn)定,受熱易分解而發(fā)生爆炸。蒸餾醚時(shí)不可蒸干,以防止爆炸。檢驗(yàn)醚中是否有過(guò)氧化物,加入酸性碘化鉀振搖,12遇淀粉變藍(lán)。加FeS04、Na2SO3還原劑可除去過(guò)氧化物。棕色瓶?jī)?chǔ)存醚4、正丁醇(1)CH3CH2CH2CH2OH,別稱:丁醇、酪醇;丙原醇,是一種無(wú)色、有酒氣味的液體,沸點(diǎn)117.7°C,稍溶于水,是多種涂料的溶劑和制增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯(見(jiàn)鄰苯二甲酸酯)的原料,也用于制造丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、乙二醇丁醚以及作為有機(jī)合成中間體和生物化學(xué)藥的萃取劑,還用于制造表面活性劑。(2)正丁醇的工業(yè)制法主要有發(fā)酵法、丙烯羰基合

8、成法和乙醛醇醛縮合法三種。此外,由乙烯制高級(jí)脂肪醇時(shí)也副產(chǎn)正丁醇。發(fā)酵法以谷物(玉米、玉米芯、黑麥、小麥)淀粉為原料,加水混合成醪液,經(jīng)蒸煮殺菌,加入純丙酮丁醇菌,在3637°C進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵醪液經(jīng)精餾分離得到正丁醇、丙酮和乙醇。也可采用糖蜜作原料。 羰基合成法丙烯、一氧化碳和氫經(jīng)鉆或銠催化劑(見(jiàn)絡(luò)合催化劑)羰基合成反應(yīng)生成正丁醛和異丁醛,經(jīng)加氫得正丁醇和異丁醇。CH3CH=CH2+CO+H2f?CH3CH2CH2CHO+?(CH3)2CHCHOCH3CH2CH2CHO+H2>CH3CH2CH2CH2OH(CH3)2CHCHO+H2>(CH3)2CHCH2OH在用鉆催化劑

9、時(shí),反應(yīng)在1020MPa和約130160°C下進(jìn)行,生成的正丁醛與異丁醛之比約為3。1976年開(kāi)始在工業(yè)上應(yīng)用的銠絡(luò)合物催化劑,使反應(yīng)可在0.73MPa和80120C下進(jìn)行,正丁醛與異丁醛之比達(dá)到816。加氫可在氣相用鎳或銅作催化劑,也可在液相用鎳作催化劑下進(jìn)行。如果在高溫高壓下加氫,則一些副產(chǎn)物分解也可得丁醇,產(chǎn)品的純度可提咼。 醇醛縮合法由兩個(gè)分子乙醛,經(jīng)縮合并脫水,可制得的巴豆醛在鎳鉻催化劑存在下于180°C和0.2MPa加氫生成正丁醇。CH3CH=CHCHO+2H2>CH3CH2CH2CH2OH在以上三種方法中,丙烯羰基合成法由于原料易得、羰基化工藝壓力已相對(duì)

10、降低、產(chǎn)物正丁醇與異丁醇之比提高以及可同時(shí)聯(lián)產(chǎn)或?qū)iT生產(chǎn)2乙基己醇等優(yōu)點(diǎn),已成為正丁醇最重要的生產(chǎn)方法。三、實(shí)驗(yàn)藥品及物理常數(shù)【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】?jī)x器:圓底燒瓶(50ml、100ml各1個(gè));冷凝管(直形、球形各1支);溫度計(jì)套管;長(zhǎng)頸玻璃漏斗;燒杯;蒸餾頭;量筒;75。彎管空心塞;接引管;溫度計(jì)(200C);錐形瓶;分液漏斗。藥品:正丁醇5g6.2ml(0.068mol)溴化鈉(無(wú)水)8.3g(0.08mol);濃硫酸(d=1.84)10ml(0.18mol);10%碳酸鈉溶液、無(wú)水氯化鈣?!疚锢沓?shù)】化合物分子量性狀比重熔點(diǎn)沸點(diǎn)折光率溶解度名稱(d)C)(C)(n)水乙醇乙醚正丁醇74.12液體0

11、.810-89.8118.01.3991915OOOO1-溴丁烷137.03液體1.275-112.4101.61.43960.0616COOO溴化鈉102.9無(wú)色立方晶體3.2037551390可溶略溶不溶濃硫酸98.08無(wú)色油狀液體1.2410,35340(分解)OO1-丁烯56.10氣體0.5946-185.4-6.31.3777不溶易溶易溶正丁醚130,22液體0.773-97.9142.41.3992<0.05OOOO四、實(shí)驗(yàn)裝置圖二玄亍需盤特豈五、實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)圖實(shí)驗(yàn)流程圖:實(shí)驗(yàn)純化過(guò)程與現(xiàn)象:混合物(謂幟)(呈梭門色渾濁狀)丁醇、浪丁烷、TS.水、滉化氫.溟)卜層(理論工木、HBr

12、Br2>(實(shí)際;呈棕黃色*為自機(jī)層)I勺u(yù)l浪硫釀下層f理論;丁烷、滉丁烷、TM)(實(shí)際:呈瀆口色為尤機(jī)層)(沁:f實(shí)際;1層(理臨漠丁烷)t實(shí)尿:昱淡黃色)丁醇、丁醸、濃疏瘦)土深苗色)lOuil才、下層【漠丁烷)110mlI淡麗茁卜層理論*嶽憾衣)t畑工擾口色卜*(理論;溟丁烷)f實(shí)禰:里純口色汗?jié)幔?無(wú)水熬化楓+愎六、實(shí)驗(yàn)步驟MUflI(視丁烷、壬邑遴明】I.綱正浪丁烷配制稀硫酸。在燒杯中加入10mL水,將10mL濃硫酸分批加入水中(1:i的硫酸,減少硫酸的氧化性,減少有機(jī)物碳化;水的存在增加HBr溶解量,不易逃出反應(yīng)體系,減少HBr損失和環(huán)境污染),并振搖(如不充分搖動(dòng)并冷卻至室

13、溫,加入溴化鈉后,溶液往往變成紅色,即有溴游離出來(lái))。用冷水浴冷卻,備用。.在100mL圓底燒瓶中依次加入NaBr8.3g(不要讓溴化鈉粘附在液面以上的燒瓶壁上),正丁醇6.2mL,沸石2粒,搖勻(加完物料后要充分搖勻,防止硫酸局部過(guò)濃)。1 安裝帶氣體吸收的回流裝置如圖1,取一溫度計(jì)套管及一長(zhǎng)頸玻璃漏斗,用橡皮管將溫度計(jì)套管及長(zhǎng)頸玻璃漏斗相連,溫度計(jì)套管裝在球形冷凝管上口(球型冷凝管冷凝面積大,各處截面積不同,冷凝物易回流下來(lái)),長(zhǎng)頸玻璃漏斗倒置在一盛有水的燒杯上,使漏斗口接近水面但不要沒(méi)入水中,以防水倒吸。從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須搖動(dòng)反應(yīng)瓶加熱回流30mi

14、n(一開(kāi)始不要加熱過(guò)猛,否則回流時(shí)反應(yīng)液的顏色很快變成橙色或橙紅色。應(yīng)小火加熱至沸,并始終保持微沸狀態(tài)。以油層僅呈淺黃色,冷凝管頂端應(yīng)無(wú)明顯的HBr逸岀為好。加熱溶解時(shí),要經(jīng)常搖動(dòng)燒瓶,直至固體溶解后,方可用鐵架臺(tái)固定好圓底燒瓶和回流裝置。)。2 .冷卻5min后(先取出倒置的漏斗,再停電!也不可以拆卸回流冷凝管),加沸石2粒,改成簡(jiǎn)易蒸餾裝置如圖2。3 .加熱蒸餾直至無(wú)油滴蒸出為止。.在分液漏斗中將餾出物靜置分層。下層倒入干燥的錐形瓶,加入3mL濃硫酸一(除去粗產(chǎn)物中的少量未反應(yīng)的正丁醇及副產(chǎn)物正丁醚、1丁烯、2丁烯。用濃硫酸洗滌粗產(chǎn)物時(shí),一定先將油層與水層徹底分開(kāi),否則濃硫酸會(huì)被稀釋而降低

15、洗滌效果。)一洗滌,振蕩放氣,在分液漏斗中靜置分層。4 分出下層(硫酸層),上層(油層)用10mL水洗,靜置分層。10 9.下層用5mL10%碳酸鈉溶液仲和未除盡的硫酸)洗,靜置分層下層用10mL(除殘留的堿)一水洗,靜置分層。下層倒入干燥的錐形瓶中(如果正溴丁烷制備出來(lái)的是渾濁的,這是有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)的常見(jiàn)現(xiàn)象,生成的液態(tài)有機(jī)物中含有微量的水,有機(jī)物就是渾濁的。加入適量干燥劑后,會(huì)變得澄清透明)加無(wú)水氯化鈣干燥,加塞放置。時(shí)時(shí)振搖,至澄清透明為止。11 將干燥好的粗產(chǎn)品1-溴丁烷倒入50mL圓底燒瓶(注意勿使氯化鈣干燥劑掉入燒瓶中),加2粒沸石,裝好蒸餾裝置,用小火加熱,收集99102C餾分。產(chǎn)

16、品量體積或質(zhì)量,回收,計(jì)算產(chǎn)率。七、基本操作和注意事項(xiàng)1、加熱回流有機(jī)反應(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)污染及不安全因素,常需要采用回流裝置。常用的回流裝置如圖1-7所示,圖1-7(1)是一般的回流裝置圖1-7(2)在冷凝管頂端裝一氯化鈣干燥管,可防潮。圖1-7(3)是用于防潮并吸收有氯化氫、溴化氫或二氧化硫等氣體產(chǎn)生和逸出的反應(yīng)。圖1-7(4)是用于一邊加料、一邊進(jìn)行回流的裝置。圖1-7(5)是用于滴加、回流過(guò)程中測(cè)定反應(yīng)液溫度的裝置。進(jìn)行回流前,應(yīng)選擇合適的燒瓶,液體體積占燒瓶容積的1/2左右為宜。加熱前,先在燒瓶中

17、放入沸石,以防暴沸?;亓魍V购笠龠M(jìn)行加熱,必須重新放入沸石。根據(jù)瓶?jī)?nèi)液體的沸騰溫度,在140C以下采用球形冷凝管,高于140C時(shí)應(yīng)采用空氣冷凝管。冷凝水不能開(kāi)得太大,以免把橡皮管彈掉。加熱的方式可根據(jù)具體情況選用水浴、油浴、電熱套和石棉網(wǎng)直接加熱等。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意回流速度的控制,通常以每秒1至2滴為宜,或者仔細(xì)觀察蒸汽的高度,蒸汽高度通常以不超過(guò)冷凝管的1/3高度為宜,否則因來(lái)不及冷凝,會(huì)在冷凝管中造成液泛,而導(dǎo)致液體沖出冷凝管。2、有害氣體吸收在某些有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中會(huì)產(chǎn)生和逸出有刺激性的、水溶性的氣體(例如,在制對(duì)甲苯乙酮時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量氯化氫,在制正溴丁烷時(shí)會(huì)逸出溴化氫)。這時(shí),必須使用氣體

18、吸收裝置來(lái)吸收這些氣體,以免污染實(shí)驗(yàn)室空氣。常見(jiàn)的氣體吸收裝置見(jiàn)圖1-6,圖1-6(1)和圖1-6(2)是用于吸收少量氣體的裝置。圖1-6(1)中的漏斗口應(yīng)略為傾斜,使一半在水中,一半露出水面,這樣既能防止氣體逸出,又可防止水被倒吸至反應(yīng)瓶中。圖1-6(2)的玻璃管應(yīng)略微離開(kāi)水面,以防倒吸。有時(shí)為了使鹵化氫、二氧化硫等氣體能較完全地被吸收,可在水中加少些氫氧化鈉。圖1-6(3)用于反應(yīng)過(guò)程中會(huì)生成或逸出大量有害氣體,特別當(dāng)氣體逸出速度很快時(shí)。在圖1-6(3)中,水自上端流下(可利用冷凝管流出的水),并在恒定的平面上從吸濾瓶支管溢出,引入水槽。粗玻璃管應(yīng)恰好伸入水面,被水封住,吸收效果較好。注意

19、玻璃漏斗的外徑與燒杯內(nèi)徑相仿,玻璃漏斗邊沿接近水面,但不能浸在水中。3、加完物料后要充分搖勻,防止硫酸局部過(guò)濃,因酸稀釋放出大量的熱而使反應(yīng)物氧化,顏色變深或一加熱就會(huì)產(chǎn)生氧化副反應(yīng),使產(chǎn)品顏色加深。2NaBr+3H2SO4Br2+SO2+2H2O+2NaHS044、加熱時(shí),一開(kāi)始不要加熱過(guò)猛,否則,反應(yīng)生成的HBr來(lái)不及反應(yīng)就會(huì)逸出,另外反應(yīng)混合物的顏色也會(huì)很快變深。操作情況良好時(shí),油層僅呈淺黃色,冷凝管頂端應(yīng)無(wú)明顯的HBr逸5、如果用磨口儀器,粗蒸時(shí),也可將75。彎管換成蒸餾頭進(jìn)行蒸餾,用溫度計(jì)觀察蒸氣出口的溫度,當(dāng)蒸氣溫度持續(xù)上升到105C以上而餾出液增加甚慢時(shí)即可停止蒸餾,這樣判斷蒸餾

20、終點(diǎn)比觀察餾出液有無(wú)油滴更為方便準(zhǔn)確。用濃硫酸洗滌粗產(chǎn)品時(shí),一定要事先將油層與水層徹底分開(kāi),否則濃硫酸被稀釋而降低洗滌的效果。如果粗蒸時(shí)蒸出的HBr洗滌前未分離除盡,加入濃硫酸后就被氧化生成Br2,而使油層和酸層都變?yōu)槌赛S色或橙紅色。6、終點(diǎn)判斷:(1) 蒸餾瓶?jī)?nèi)上層油層有否蒸完。(2) 蒸出的液體是否由混濁變澄清。用盛清水的燒杯收集餾出液,有無(wú)油滴沉在下面。7、酸洗后,如果油層有顏色,是由于氧化生成的Br2造成的,在隨后水洗時(shí),可加入少量NaHSO3,充分振搖而除去。Br2+3NaHSO32NaBr+NaHSO4+H2O+2SO28、本實(shí)驗(yàn)最后蒸餾收集99-102C的餾分,但是,由于干燥時(shí)間

21、較短,水一般不能完全除盡,因此,水和產(chǎn)品形成的共沸物會(huì)在99C以前就被蒸出來(lái),這稱為前餾分,不能做為產(chǎn)品收集,要另用瓶接收,等到99C后,再用事先稱重的干燥的錐形瓶接收產(chǎn)品。9、反應(yīng)時(shí)間約30min左右,反應(yīng)時(shí)間太短,反應(yīng)液中殘留的正丁醇較多(即反應(yīng)不完全)但反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),也不會(huì)因時(shí)間增長(zhǎng)而增加產(chǎn)。10、反應(yīng)終點(diǎn)和粗蒸餾終點(diǎn)的判斷是本實(shí)驗(yàn)的成敗關(guān)鍵11、干燥劑:氣體適用干燥劑序號(hào)(No.)氣體名稱(Gasname)適用干燥劑(Applicabledryingagent)1H2P2O,CaCI2,H2SO(濃),Na2SO,MgSQ,CaSO4,CaO,BaO,分子篩2O2P2Q,CaCI2,N

22、a2SQ,MgSQ,CaSQ4,CaO,BaO,分子篩3N2RQ,CaCI2,H2SO(濃),Na2SQ,MgSQ,CaSO4,CaO,BaO,分子篩4O3PzQCaCI25CI2CaCl2,H2SO(濃)6CORQ,CaCI2,H2SO(濃),Na2SQ,MgSQ,CaSO4,CaO,BaO,分子篩7CQP2O,CaCI2,H2SO(濃),Na2SO,MgSQ,CaSQ,分子篩8SOP2Q,CaCINazSONgSO'CaSQ,分子篩9CHP2Q,CaCI2,H2SO(濃),Na2SQ,MgSOt,CaSOl,CaO,BaO,NaOH,KOH,Na,CaH,LiAIH4,分子篩10N

23、HMg(CI04)2,NaOH,KOH,CaO,BaO,Mg(CIO4)2,Na2SO,MgSO,CaSO,分子篩11HClCaCb,H2SQ(濃)12HBrCaBr213HICal214HSCaCl215C2H4RQ16C2HLPzQNaOH液體適用干燥劑序號(hào)(No.)液體名稱(Liquidname)適用干燥劑(Applicabledryingagent)1飽和烴類P2O,CaCI2,H2SO(濃),NaOH,KOH,Na,Na2SO,MgSO,CaSO4,CaH,LiAIH4,分子篩2不飽和烴類P2O,CaCI2,NaOH,KOH,Na2SQ,MgSQ,CaSO4,CaH2,LiAIH43

24、鹵代烴類P2O,CaCI2,H2SO(濃),NazSOWgSdCaSOA4醇類BaO,CaO,K2CO,Na2SQ,MgSQ,CaSO4,硅膠5酚類NmSQ,硅膠6醛類CaCI2,Na2SQ,MgSO,CaSQ,硅膠7酮類K2CO,Na2SQ,MgSQ,CaSO4,硅膠8醚類BaO,CaO,NaOH,KOH,Na,CaCI2,CaH2,LiAIH4,Na2SQ,MgSO,CaSO,硅膠9酸類P2O,Na2SQ,MgSQ,CaSO4,硅膠10酯類冷CO,CaCI2,Na2SQ,MgSO,CaSC4,CaH2,硅膠11胺類BaO,CaO,NaOH,KOH,KCO,Na2SQ,MgSO,CaSC4,

25、硅膠12肼類NaOH,KOH,NaSO,MgSQ,CaSO4,硅膠13腈類RQ,K2CO,CaCI2,Na2SQ,MgSQt,CaSC4,硅膠14硝基化合物CaCI2,Na2SQ,MgSC4,CaSO4,硅膠15二硫化碳P2Q,CaCI2,Na2SO,MgSQ,CaSO4,硅膠16堿類NaOH,KOH,BaO,CaO,NaSQ,MgSO,CaSO4,硅膠干燥適用條件序號(hào)(No.)名稱(Name)適用物質(zhì)(Applicablesubstanee)不適用物質(zhì)(Inapplicablesubstanee)備注(Remark)1堿石灰3aOCaO中性和堿性氣體,胺類,醇類,醚類醛類,酮類,酸性物質(zhì)特別

26、適用于干燥氣體成Ba(OH)2、Ca(OH與水作用生1)22CaSQ普遍適用-常先用NqSO作預(yù)干燥劑3NaOH、KOH氨,胺類,醚類,烴類(干燥器),肼類,堿類醛類,酮類,酸性物質(zhì)容易潮解,因此一般用于預(yù)干燥4K2CO胺類,醇類,丙酮,一般的生物堿類,酯類,腈類,肼類,鹵素衍生物酸類,酚類及其他酸性物質(zhì)容易潮解5CaCl2烷烴類,鏈烯烴類,醚類,酯類,鹵代烴類,腈類,丙酮,醛類,硝基化合物類,中性氣體,氯化氫HCI,CO醇類,氨NH,胺類,酸類,酸性物質(zhì),某些醛,酮類與酯類一種價(jià)格便宜的干燥劑,可與許多含氮、含氧的化合物生成溶劑化物、絡(luò)合物或發(fā)生反應(yīng);一般含有CaO等堿性雜質(zhì)6P2O5大多數(shù)

27、中性和酸性氣體,乙炔,二硫化碳,烴類,各種鹵代烴,酸溶液,酸與酸酐,腈類堿性物質(zhì),醇類,酮類,醚類,易發(fā)生聚合的物質(zhì),氯化氫HCl,氟化氫HF,氨氣NH使用其干燥氣體時(shí)必須與載體或填料(石棉絨、玻璃棉、浮石等)混合;一般先用其他干燥劑預(yù)干燥;本品易潮解,與水作用生成偏磷酸、磷酸等7濃H2SO大多數(shù)中性與酸性氣體(干燥器、洗氣瓶),各種飽和烴,鹵代烴,芳烴不飽和的有機(jī)化合物,醇類,酮類,酚類,堿性物質(zhì),硫化氫H2S,碘化氫HI,氨氣NH不適宜升溫干燥和真空干燥8金屬1Na醚類,飽和烴類,叔胺類,芳烴類氯代烴類(會(huì)發(fā)生爆炸危險(xiǎn)),醇類,伯、仲胺類及其他易和金屬鈉起作用的物質(zhì)一般先用其他干燥劑預(yù)干燥

28、;與水作用生成NaOH與H29Mg(CIO4)2含有氨的氣體(干燥器)易氧化的有機(jī)物質(zhì)大多用于分析目的,適用于各種分析工作,能溶于多種溶劑中;處理不當(dāng)會(huì)發(fā)生爆炸危險(xiǎn)10NqSO、MgSO普遍適用,特別適用于酯類、酮類及一些敏感物質(zhì)溶液-一種價(jià)格便宜的干燥劑;NmSO常作預(yù)干燥劑11硅膠置于干燥器中使用氟化氫加熱干燥后可重復(fù)使用12分子篩溫度100C以下的大多數(shù)流動(dòng)氣體;有機(jī)溶劑(干燥器)不飽和烴一般先用其他干燥劑預(yù)干燥;特別適用于低分壓的干燥13CaH2烴類,醚類,酯類,C4及C4以上的醇類醛類,含有活潑羰基的化合物作用比LiAIH4漫,但效率相近,且較安全,是最好的脫水劑之一,與水作用生成C

29、a(0H)2、Hb14LiAIH4烴類,芳基鹵化物,醚類含有酸性H,鹵素,羰基及硝基等的化合物使用時(shí)要小心。過(guò)剩的可以慢慢加乙酸乙酯將其破壞;與水作用生成LiOH、AI(OH)3與H2八、思考題什么時(shí)候用氣體吸收裝置?怎樣選擇吸收劑?答:有污染環(huán)境的氣體放出時(shí)或產(chǎn)物為氣體時(shí),常用氣體吸收裝置。吸收劑應(yīng)該是價(jià)格便宜、本身不污染環(huán)境,對(duì)被吸收的氣體有大的溶解度。如果氣體為產(chǎn)物,吸收劑還應(yīng)容易與產(chǎn)物分離。吸收劑的選擇原則:1) 對(duì)吸收質(zhì)的溶解度大,以提高吸收速率并減少吸收劑的需用量。2) 對(duì)吸收質(zhì)的選擇性好,對(duì)吸收質(zhì)組分以外的其他組分的溶解度要很低或基本不吸收。3)揮發(fā)性低,以減少吸收和再生過(guò)程中吸

30、收劑的揮發(fā)損失。4)對(duì)設(shè)備腐蝕性小或無(wú)腐蝕性,盡可能無(wú)毒、不易燃。5)操作溫度下吸收劑應(yīng)具有較低的黏度,蒸汽壓要低,且不易產(chǎn)生泡沫,以實(shí)現(xiàn)吸收塔內(nèi)良好的氣流接觸狀況。6)要考慮到價(jià)廉,易得,化學(xué)穩(wěn)定性好,便于再生,不易燃燒等經(jīng)濟(jì)和安全因素。7)吸收劑易于再去,一般應(yīng)選擇相平衡常數(shù)隨溫度變化較大的。常用氣體吸收劑序號(hào)(No.)氣體名稱(Gasname)吸收劑名稱(Absorbentname)吸收劑濃度(Concentrationofabsorbent)1CQS6H2SFH3氫氧化鉀(KOH)顆粒狀固體或30%35%水溶液乙酸鎘80g乙酸鎘溶于100Cd(CHaCOO22H2Oml水中,加入幾滴冰

31、乙酸2Cl2和酸性氣體KOH80g乙酸鎘溶于100ml水中,加入幾滴冰乙酸3Cl2碘化鉀(KI)1moI/LKI溶液亞硫酸鈉(NazSO)1moI/LNa2SO溶液4HCIKOH1moI/LNa2SO溶液硝酸銀(AgNQ)1moI/LAgNO3溶液5fSQ,S03玻璃棉-6HCNKOH250gKOH溶于800m水中7HS硫酸銅(CuSQ)1%CuSQ溶液乙酸鎘(Cd(CHsCOO2)1%Cd(CH3COO2溶液8NH酸性溶液0.1moI/LHCI溶液9AsHaCd(CH3COO22H2O80g乙酸鎘溶于100mI水中,加入幾滴冰乙酸10NO高錳酸鉀(KMnQ)0.1moI/LKMnO4溶液11

32、不飽和烴發(fā)煙硫酸(H2SO)含20%25%SO的fSO溴溶液5%10%KBr溶液用Br2飽和12Q黃磷(P)固體13Nb鋇、鈣、錯(cuò)、鎂等金屬使用80100目的細(xì)粉2、為什么用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌前先要用水洗一次?答:正溴丁烷是用正丁醇、溴化鈉和濃硫酸反應(yīng)制備的,反應(yīng)得到的混合液體中含有正溴丁烷、未反應(yīng)完全的正丁醇、少量被濃硫酸氧化而成的溴和硫酸.先用水洗一次的目的是出去過(guò)量的硫酸和丁醇.然后用飽和碳酸氫鈉洗掉溴和微量殘存的硫酸.硫酸和碳酸氫鈉反應(yīng)釋放放熱的,所以不能直接用碳酸氫鈉洗,這樣和硫酸反應(yīng)過(guò)于劇烈,產(chǎn)生氣泡會(huì)將液體沖出,而且放出的熱量容易讓正溴丁烷在堿性條件下分解。3、(1)用分液漏斗

33、洗滌產(chǎn)物時(shí),正溴丁烷時(shí)而在上層,時(shí)而在下層,若不知道產(chǎn)物的密度,可用什么簡(jiǎn)便的方法加以判斷?答:1)根據(jù)各物質(zhì)的比重進(jìn)行判斷,比重大的在下層,比重小的在上層。2)可將一滴水滴入分液漏斗,若上層為水層,則水滴在上層消失;若有機(jī)層在上層,則水滴穿過(guò)上層,在下層消失。(2)蒸餾出的餾出液中正溴丁烷通常應(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,或因蒸鎦過(guò)久而蒸出一些氫溴酸恒沸液,則液層的相對(duì)密度發(fā)生變化,正溴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(正溴丁烷)下沉。4、硫酸濃度的決定?答:制備1溴丁烷通常采用NaBrH2SO4過(guò)去曾用68.2%

34、的H2SO4(20mL濃硫酸+15mL水),加熱回流時(shí)有大量的HBr氣體從冷凝管頂端逸出生成酸霧。如果降低硫酸的濃度,可使逸出的HBr氣體大大減少。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),如果采用62.2%的H2SO4(10mL濃硫酸+10mL水),加熱回流時(shí),基本上沒(méi)有HBr氣體從冷凝管頂端逸出。因此,本實(shí)驗(yàn)采用后種方法。但是,如果操作馬虎,或加料不準(zhǔn)確,或加熱太劇烈,仍會(huì)產(chǎn)生酸霧。為了避免產(chǎn)生酸霧,減輕實(shí)驗(yàn)室的空氣污染,對(duì)初學(xué)者還是要求安裝氣體吸收裝置。5、回流時(shí)間的決定?答、為了探討最佳的反應(yīng)時(shí)間,做了以下實(shí)驗(yàn):用5g正丁醇,8.3g溴化鈉10mL濃硫酸加10mL水,加熱回流一定時(shí)間后,用分液漏斗分出油層,用10%碳

35、酸鈉溶液洗滌,再用水洗滌,無(wú)水氯化鈣干燥,所得粗品做氣相色譜分析,結(jié)果見(jiàn)表回流反應(yīng)時(shí)間對(duì)正溴丁烷產(chǎn)量的影響回流時(shí)間/min粗產(chǎn)物中正丁醇含量/%1-溴丁烷的產(chǎn)量/g104.995.0302.196.5501.446.5由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,回流30min后,反應(yīng)已基本完成,再增加反應(yīng)時(shí)間,1溴丁烷的含量并沒(méi)增加,因此,最佳反應(yīng)時(shí)間為30min。6、副產(chǎn)物正丁醚?答:用氣相色譜分析發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)物中含有正丁醚,而且不論回流時(shí)間長(zhǎng)短,正丁醚的含量都是0.2%0.5%。將62.2%的硫酸用量增加一倍,粗產(chǎn)物中正丁醚的含量仍然相同。7、濃硫酸洗滌的效果?答:實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)7mL粗產(chǎn)物用1mL濃硫酸洗滌后,所含的正丁

36、醇幾乎全部除去。如用1mL濃鹽酸洗滌,則尚有少量正丁醇?xì)埩?,需?5mL濃鹽酸才能將正丁醇除盡。本實(shí)驗(yàn)采用3mL濃硫酸洗滌,完全可以除去粗產(chǎn)物中的正丁醇和正丁醚。8、粗產(chǎn)品正溴丁烷經(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)明含有游離的溴??捎蒙倭縼喠蛩釟溻c水溶液洗滌以除去游離溴,反應(yīng)方程式為:Br2+NaHSO3+02HBr+NaHSO49、在正溴丁烷制備實(shí)驗(yàn)中,硫酸濃度太高或太低會(huì)帶來(lái)什么結(jié)果?答:(1)硫酸濃度太高:1)會(huì)使NaBr氧化成Br?,而B(niǎo)r?不是親核試劑。2NaBr+3H?S04(濃)Br?+SO?+2H2O+2NaHSO42)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。(2) 硫酸濃度太低:生成的HBr量不足,使反應(yīng)難以進(jìn)行。10、在正溴丁烷的制備實(shí)驗(yàn)中,各步洗滌的目的是什么?答:1)用硫酸洗滌:除去未反應(yīng)的正丁

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