實(shí)驗(yàn)七1-溴丁烷的制備

1、實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 1-溴丁烷的制備溴丁烷的制備1、掌握、掌握1-溴丁烷的合成原理溴丁烷的合成原理; 1-溴丁烷的合溴丁烷的合 成裝置成裝置; 1-溴丁烷的洗滌和純化方法。溴丁烷的洗滌和純化方法。 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉氣體吸收裝置和回流反應(yīng)裝置。、熟悉氣體吸收裝置和回流反應(yīng)裝置。 3、鞏固分餾分離產(chǎn)物操作。、鞏固分餾分離產(chǎn)物操作。 返回返回1 1、重點(diǎn)：蒸餾與分餾的基本原理、裝置和、重點(diǎn)：蒸餾與分餾的基本原理、裝置和 操作。操作。 2 2、難點(diǎn)：繪制工作曲線以確定各餾分的組、難點(diǎn)：繪制工作曲線以確定各餾分的組 成的方法成的方法 。 二、實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)、難點(diǎn)二、實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)、難點(diǎn)返回返回三、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)

2、三、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4 4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)返回返回四、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)原理 制備鹵代烴的方法有多種，但實(shí)驗(yàn)室制備飽和制備鹵代烴的方法有多種，但實(shí)驗(yàn)室制備飽和一元鹵代烴最常用的方法為醇與氫鹵酸的反應(yīng)：一元鹵代烴最常用的方法為醇與氫鹵酸的反應(yīng)： n-C4H9OH + HBrn-C4H9Br + H2OROH + HXRX + H2O 例如以此法制備例如以此法制備1-溴丁烷，醇用正丁醇，氫溴丁烷，醇用正丁醇，氫鹵酸可用市售濃度為鹵酸可用市售濃度為7.5%的濃氫溴酸，也可用的濃氫溴酸，也可用NaBr與與H2SO4的反應(yīng)來(lái)完成：的反應(yīng)來(lái)完成：或：或：n-C4H9OH + HBrn-C4H9Br + H2ONaBr +

3、H2SO4HBr + NaHSO4 醇與氫溴酸的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。為了促使平醇與氫溴酸的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。為了促使平衡向右移動(dòng)（即生成衡向右移動(dòng)（即生成1-溴丁烷的方向移動(dòng)），可采溴丁烷的方向移動(dòng)），可采?。喝。涸黾悠渲幸环N反應(yīng)物濃度的方法；增加其中一種反應(yīng)物濃度的方法；設(shè)法使反應(yīng)產(chǎn)物離開(kāi)反應(yīng)體系的方法；設(shè)法使反應(yīng)產(chǎn)物離開(kāi)反應(yīng)體系的方法；增收加反應(yīng)的濃度和減少產(chǎn)物的兩種方法并用。增收加反應(yīng)的濃度和減少產(chǎn)物的兩種方法并用。 在本實(shí)驗(yàn)中，我們采取溴化鈉與硫酸過(guò)量的方在本實(shí)驗(yàn)中，我們采取溴化鈉與硫酸過(guò)量的方 法來(lái)促使平衡向生成法來(lái)促使平衡向生成1-溴丁烷的方向移動(dòng)。溴丁烷的方向移動(dòng)。因反應(yīng)中用到

4、濃硫酸，故可能的副反應(yīng)有：因反應(yīng)中用到濃硫酸，故可能的副反應(yīng)有：CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH=CH2 + H2O濃H2SO42CH3CH2CH2CH2OH濃H2SO4(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O2HBr + H2SO4Br2 + SO2 + 2H2OH2SO3H2O儀器儀器: : 蒸餾裝置玻璃磨口儀器、球形冷凝管、圓底燒蒸餾裝置玻璃磨口儀器、球形冷凝管、圓底燒 瓶瓶50ml50ml、溫度計(jì)、溫度計(jì)150150、錐形瓶、錐形瓶50ml50ml、燒杯、燒杯 400ml 400ml、電熱套、分液漏斗、電熱套、分液漏斗、10ml10ml、100ml100ml量筒、量筒、

5、 電熱套、鐵架臺(tái)、鐵夾及十字頭、鐵圈、橡膠電熱套、鐵架臺(tái)、鐵夾及十字頭、鐵圈、橡膠 水管、天平水管、天平五、儀器、試劑與裝置五、儀器、試劑與裝置 試劑試劑: : 正丁醇正丁醇 6.2mL (5g, 0.068mol)6.2mL (5g, 0.068mol)、溴化鈉、溴化鈉 （無(wú)水）（無(wú)水） 8.3g(0.08mol)8.3g(0.08mol)、 濃硫酸（濃硫酸（d=1.84d=1.84） 10mL(0.18mol) 10mL(0.18mol)、 10%10%碳酸鈉溶液、無(wú)水氯化碳酸鈉溶液、無(wú)水氯化 鈣、鈣、10%10%碳酸鈉溶液（碳酸鈉溶液（500ml500ml）、無(wú)水氯化鈣、）、無(wú)水氯化鈣、

6、 沸石、甘油沸石、甘油返回返回裝置裝置 : :返回返回返回返回六、實(shí)驗(yàn)步驟六、實(shí)驗(yàn)步驟1 1、無(wú)水溴化鈉研缽研細(xì)后，稱(chēng)取、無(wú)水溴化鈉研缽研細(xì)后，稱(chēng)取8.3g8.3g于于50mL50mL 圓底燒瓶中，然后加圓底燒瓶中，然后加6.2mL6.2mL正丁醇和正丁醇和2 2粒沸石。粒沸石。2 2、稀釋濃硫酸：取、稀釋濃硫酸：取10mL10mL水于水于100mL100mL三角瓶中，冷三角瓶中，冷 水浴冷卻，一邊搖蕩，一邊沿瓶壁緩慢加入水浴冷卻，一邊搖蕩，一邊沿瓶壁緩慢加入 10mL 10mL濃硫酸，將濃硫酸稀釋。濃硫酸，將濃硫酸稀釋。3 3、將稀釋后的硫酸分批從冷凝管上端加入盛放有、將稀釋后的硫酸分批從冷

7、凝管上端加入盛放有 NaBrNaBr、正丁醇的燒瓶中。加硫酸時(shí)，應(yīng)充分振、正丁醇的燒瓶中。加硫酸時(shí)，應(yīng)充分振 蕩燒瓶，使反應(yīng)物混合均勻。蕩燒瓶，使反應(yīng)物混合均勻。4 4、按照?qǐng)D、按照?qǐng)D2 2連接好氣體吸收裝置，用酒精燈、石連接好氣體吸收裝置，用酒精燈、石 棉網(wǎng)小火加熱到沸騰，回流棉網(wǎng)小火加熱到沸騰，回流3030分鐘。分鐘。5、將上述反應(yīng)體系冷卻、將上述反應(yīng)體系冷卻5分鐘，御下回流冷凝分鐘，御下回流冷凝 管，重新補(bǔ)加管，重新補(bǔ)加1 2粒沸石，用粒沸石，用75 彎管連接冷凝彎管連接冷凝 管（見(jiàn)圖管（見(jiàn)圖3）進(jìn)行蒸餾，直到無(wú)油滴蒸出為止。）進(jìn)行蒸餾，直到無(wú)油滴蒸出為止。6、分離、洗滌：、分離、洗滌：

8、 將含有水的粗將含有水的粗1-溴丁烷移入分液漏斗中，加溴丁烷移入分液漏斗中，加 入入15mL水洗滌，靜置分層（上層水相，水洗滌，靜置分層（上層水相， 下層油相下層油相1-溴丁烷）。打開(kāi)活塞，將下層溴丁烷）。打開(kāi)活塞，將下層 1-溴丁烷放入一干燥的三角瓶?jī)?nèi)，進(jìn)行下步溴丁烷放入一干燥的三角瓶?jī)?nèi)，進(jìn)行下步 操作。操作。 濃硫酸洗：濃硫酸洗： 分去水后的粗分去水后的粗1-溴丁烷，振蕩下分溴丁烷，振蕩下分2 3批緩慢加入總量批緩慢加入總量為為 3mL的濃硫酸進(jìn)行洗滌。因此過(guò)程體系入熱，故可置于冷的濃硫酸進(jìn)行洗滌。因此過(guò)程體系入熱，故可置于冷水浴中進(jìn)行。水浴中進(jìn)行。 將冷卻后的將冷卻后的1-溴丁烷、硫酸混

9、合物再小心地移入分液漏斗溴丁烷、硫酸混合物再小心地移入分液漏斗中，待靜置分層后（中，待靜置分層后（1溴丁烷溴丁烷d2041.275, H2SO4d2041.84,所以所以1-溴丁烷處于上層，濃硫酸為下層），分出下層的廢酸，倒入溴丁烷處于上層，濃硫酸為下層），分出下層的廢酸，倒入指定的廢液回收瓶中，交實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一處理。指定的廢液回收瓶中，交實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一處理。水洗與水洗與Na2CO3溶液洗：溶液洗： 分去硫酸后的粗分去硫酸后的粗1-溴丁烷層，依次分別用溴丁烷層，依次分別用10mLH2O、 5mL10%Na2CO3、10mL水進(jìn)行洗滌。水進(jìn)行洗滌。注意：每次洗滌后，應(yīng)先將該步驟中的廢液分去后，才能進(jìn)注意

10、：每次洗滌后，應(yīng)先將該步驟中的廢液分去后，才能進(jìn) 行下步洗滌。行下步洗滌。返回返回7、干燥：粗、干燥：粗1-溴丁烷放入干燥的三角瓶中，加入溴丁烷放入干燥的三角瓶中，加入 1 2 g 塊 狀 無(wú) 水 氯 化 鈣 ， 加 蓋 瓶 塞 后 放 置塊 狀 無(wú) 水 氯 化 鈣 ， 加 蓋 瓶 塞 后 放 置20 30min, 放置過(guò)程中可間歇振蕩三角瓶。（若一次實(shí)驗(yàn)課放置過(guò)程中可間歇振蕩三角瓶。（若一次實(shí)驗(yàn)課 不能完成此實(shí)驗(yàn)，可在此處停下來(lái)。）不能完成此實(shí)驗(yàn)，可在此處停下來(lái)。）8、常壓蒸餾：、常壓蒸餾： 干燥后的干燥后的1-溴丁烷，通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗（可在漏斗口溴丁烷，通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗（可在漏斗口 處放少許脫脂棉

11、）倒入處放少許脫脂棉）倒入50mL圓底燒瓶中，再加圓底燒瓶中，再加 1 2粒沸石，按常壓蒸餾裝置裝好儀器，在石棉粒沸石，按常壓蒸餾裝置裝好儀器，在石棉 網(wǎng)上用小火加熱蒸餾，待餾分溫度恒定后，開(kāi)始網(wǎng)上用小火加熱蒸餾，待餾分溫度恒定后，開(kāi)始 收集主餾分，得無(wú)色透明液體。餾分純凈情況下收集主餾分，得無(wú)色透明液體。餾分純凈情況下 沸點(diǎn)范圍為沸點(diǎn)范圍為99 102 。七、基本操作七、基本操作返回返回 1、由于本實(shí)驗(yàn)中有少量、由于本實(shí)驗(yàn)中有少量HBr從冷凝管上口逸出，故需要對(duì)從冷凝管上口逸出，故需要對(duì)HBr加以吸收。加以吸收。HBr氣體，可溶于水，且呈酸性，因而可用水氣體，可溶于水，且呈酸性，因而可用水或

12、稀堿液作吸收液（本實(shí)驗(yàn)用水）。注意圖或稀堿液作吸收液（本實(shí)驗(yàn)用水）。注意圖2中的玻璃漏斗應(yīng)中的玻璃漏斗應(yīng)略微傾斜使漏口一半在水中，一半在水面上，這樣，既能防止略微傾斜使漏口一半在水中，一半在水面上，這樣，既能防止氣體逸出，亦可防止水被倒吸至反應(yīng)瓶中。氣體逸出，亦可防止水被倒吸至反應(yīng)瓶中。2、本實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是加熱時(shí)要控制火焰溫度，使反應(yīng)瓶中的液、本實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是加熱時(shí)要控制火焰溫度，使反應(yīng)瓶中的液體保持微沸。否則，火焰過(guò)大，會(huì)使較多的體保持微沸。否則，火焰過(guò)大，會(huì)使較多的HBr氣體從冷凝管氣體從冷凝管上口逸出，也會(huì)促使?jié)饬蛩釋⑸峡谝莩?，也?huì)促使?jié)饬蛩釋Br氧化成游離溴，從而降低產(chǎn)氧化成游離溴，從而降低

13、產(chǎn)率；而火焰過(guò)小，則不能給體系提供足夠的活化能以保證反應(yīng)率；而火焰過(guò)小，則不能給體系提供足夠的活化能以保證反應(yīng)順利完成。順利完成。返回返回3 3、洗滌操作時(shí)，正溴丁烷有時(shí)在上層，有時(shí)、洗滌操作時(shí)，正溴丁烷有時(shí)在上層，有時(shí)在下層。根據(jù)相對(duì)密度數(shù)據(jù)判斷產(chǎn)物在上層還在下層。根據(jù)相對(duì)密度數(shù)據(jù)判斷產(chǎn)物在上層還是在下層。是在下層。4 4、蒸餾，第二次所用的儀器是干燥的，使粗、蒸餾，第二次所用的儀器是干燥的，使粗1-1-溴丁烷充分干燥，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。溴丁烷充分干燥，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。1 1、將濃硫酸緩慢加入水中，不能將水加入濃硫酸中，否則、將濃硫酸緩慢加入水中，不能將水加入濃硫酸中，否則將會(huì)使硫酸濺出，

14、造成人身傷害。稀釋硫酸的過(guò)程為放熱過(guò)將會(huì)使硫酸濺出，造成人身傷害。稀釋硫酸的過(guò)程為放熱過(guò)程，因而稀釋后應(yīng)繼續(xù)冷卻硫酸至室溫，然后才能進(jìn)行下步程，因而稀釋后應(yīng)繼續(xù)冷卻硫酸至室溫，然后才能進(jìn)行下步反應(yīng)。反應(yīng)。2 2、稀硫酸冷至室溫后加入、稀硫酸冷至室溫后加入NaBrNaBr、正丁醇體系中，需搖勻，、正丁醇體系中，需搖勻，正?，F(xiàn)象為：上部為無(wú)色透明清液，下部為白色粉末。因反正?，F(xiàn)象為：上部為無(wú)色透明清液，下部為白色粉末。因反應(yīng)，體系中有少許氣泡產(chǎn)生。若加入的硫酸較熱，且加入后應(yīng)，體系中有少許氣泡產(chǎn)生。若加入的硫酸較熱，且加入后未搖勻，則放置幾分鐘后，體系中不斷有氣泡產(chǎn)生，上部清未搖勻，則放置幾分鐘后

15、，體系中不斷有氣泡產(chǎn)生，上部清液由無(wú)色透明變?yōu)闇\棕紅色。其原因?yàn)椋阂河蔁o(wú)色透明變?yōu)闇\棕紅色。其原因?yàn)椋喊?、注意事?xiàng)八、注意事項(xiàng)HBr + H2SO4 Br2 + SO2 + H2O紅棕色3 3、回流時(shí)要用小火，保持液體微沸。否則易使、回流時(shí)要用小火，保持液體微沸。否則易使BrBr- -被被氧化為氧化為BrBr2 2，還易使，還易使HBrHBr氣體逸出反應(yīng)體系。氣體逸出反應(yīng)體系。4 4、回流裝置拆除后，一定要先補(bǔ)加沸石后再進(jìn)行常、回流裝置拆除后，一定要先補(bǔ)加沸石后再進(jìn)行常壓蒸餾，否則蒸餾過(guò)程會(huì)發(fā)生暴沸。壓蒸餾，否則蒸餾過(guò)程會(huì)發(fā)生暴沸。5 5、正溴丁烷是否蒸完，可從以下幾個(gè)方面判斷：、正溴丁烷是否

16、蒸完，可從以下幾個(gè)方面判斷：蒸出液是否由渾濁變?yōu)槌吻?；蒸出液是否由渾濁變?yōu)槌吻?；反?yīng)瓶上層油層是否消失；反應(yīng)瓶上層油層是否消失；取一試管收集幾滴餾出液，加水搖動(dòng)。觀察有無(wú)油取一試管收集幾滴餾出液，加水搖動(dòng)。觀察有無(wú)油珠出現(xiàn)。如無(wú)，表示餾出液中已無(wú)有機(jī)物，蒸餾已完珠出現(xiàn)。如無(wú)，表示餾出液中已無(wú)有機(jī)物，蒸餾已完成。蒸餾不溶于水的有機(jī)物時(shí)，常可用此方法檢驗(yàn)。成。蒸餾不溶于水的有機(jī)物時(shí)，?？捎么朔椒z驗(yàn)。6 6、餾出液分為兩層，通常下層為粗、餾出液分為兩層，通常下層為粗1-1-溴丁烷（油層），上層溴丁烷（油層），上層為水。若因未反應(yīng)的正丁醇較多，或因蒸餾過(guò)久而蒸出一些氫為水。若因未反應(yīng)的正丁醇較多，或

17、因蒸餾過(guò)久而蒸出一些氫溴酸恒沸液，則液層的相對(duì)密度會(huì)發(fā)生變化，油層可能懸浮或溴酸恒沸液，則液層的相對(duì)密度會(huì)發(fā)生變化，油層可能懸浮或變?yōu)樯蠈?。如遇此現(xiàn)象，可加清水稀釋使油層下沉。變?yōu)樯蠈印Ｈ缬龃爽F(xiàn)象，可加清水稀釋使油層下沉。 如水洗后產(chǎn)物尚呈紅色，是由于濃硫酸的氧化作用生成游如水洗后產(chǎn)物尚呈紅色，是由于濃硫酸的氧化作用生成游離溴之故，可加入幾毫升飽和亞硫酸氫鈉溶液洗滌除去：離溴之故，可加入幾毫升飽和亞硫酸氫鈉溶液洗滌除去：7 7、粗、粗1-1-溴丁烷中所含的少量未反應(yīng)的正丁醇也可以用溴丁烷中所含的少量未反應(yīng)的正丁醇也可以用3mL3mL濃鹽濃鹽酸來(lái)洗去。使用濃鹽酸時(shí)，酸來(lái)洗去。使用濃鹽酸時(shí)，1-1-溴丁烷在下層。溴丁烷在下層。返回返回Br2 + NaHSO3 + H2O 2HBr + Na