乙醇鎂與正丁基鋰的制備

關(guān)于乙醇鎂與正丁基鋰的制備第1頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月乙醇鎂的物化性質(zhì)

分子式：C4H10MgO2分子量：114.43熔點(diǎn)：270（分解）℃閃點(diǎn)：33.9℃

毒性LD50(mg/kg)：大鼠經(jīng)口3160。

性狀：白色粉末。溶解情況：難溶于乙醚和烴類，略溶于乙醇。第2頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

用途：用作乙烯聚合催化劑載體，用于聚丙烯，高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的聚合；精密陶瓷的原料。制備或來源：以金屬鎂為原料，以氯化汞或碘化汞為催化劑，與乙醇反應(yīng)制得。備注：可燃，在空氣中徐徐水解。第3頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)計(jì)劃起止時(shí)間工作內(nèi)容4月28日分布任務(wù)，講解理論4月28日～5月2日設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案制作PPT查閱相關(guān)資料5月3日講解實(shí)驗(yàn)儀器的使用及注意事項(xiàng)5月4日PPT匯報(bào)并且老師予以評(píng)定及指明不足之處5月4日～5月6日PPT修改加以完善5月7日完善的PPt再次匯報(bào)5月7日～5月16日完成工作頁5月16日烘洗儀器5月17日做實(shí)驗(yàn)并記錄5月17日～5月29日整合資料，制作PPT，完成實(shí)訓(xùn)記錄5月30日PPT總結(jié)匯報(bào)第4頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)儀器準(zhǔn)備序號(hào)儀器規(guī)格數(shù)量備注1量筒100ml1個(gè)洗凈干燥2燒杯250ml1個(gè)洗凈干燥3四口燒瓶250ml1個(gè)洗凈干燥4球形冷凝管—1支洗凈干燥5溫度計(jì)100℃1支一6恒溫磁力攪拌器—1套攪拌子洗凈干燥7三通活塞—1個(gè)洗凈干燥8氮?dú)馇颉舾伞?抽濾瓶—1個(gè)洗凈干燥10膠頭滴管—1個(gè)洗凈干燥11錐形瓶150ml2個(gè)洗凈干燥第5頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)步驟1.首先，鎂片依次用10%的氫氧化鈉溶液洗滌，除去污垢，用離子水洗滌2-3次。2.最后用無水乙醇洗滌3次，干燥，放到干燥器內(nèi)備用。3.搭好實(shí)驗(yàn)裝置（用250ml的四口燒瓶裝上真空攪拌器、溫度計(jì)、垂直玻璃夾套冷凝管，冷凝管與干燥塔相連，干燥管內(nèi)裝有干燥劑CaCl2）4.先向燒瓶中通入干燥的氮?dú)獬シ磻?yīng)器內(nèi)水汽。第6頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月5.取鎂片0.2241g和經(jīng)過分子篩處理過的無水乙醇40ml,放入到反應(yīng)燒瓶?jī)?nèi)，再稱取碘4粒也放入到反應(yīng)燒瓶?jī)?nèi)。6.開啟冷卻水和攪拌器，開始加熱。7.當(dāng)反應(yīng)溫度到達(dá)65℃時(shí)，有氣泡產(chǎn)生。繼續(xù)加熱回流，反應(yīng)液控制在80℃左右。8.維持回流溫度直到反應(yīng)體系中鎂反應(yīng)完全，且沒有氣泡產(chǎn)生，在反應(yīng)一小時(shí)結(jié)束實(shí)驗(yàn)。9.反應(yīng)結(jié)束，稱重，保存樣品至干燥器內(nèi)。10.清理實(shí)驗(yàn)臺(tái)，清洗儀器，打掃衛(wèi)生。第7頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)反應(yīng)裝置圖第8頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)反應(yīng)方程式第9頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)反應(yīng)所需試劑原料投入量摩爾數(shù)鎂片0.2241g0.0093mol無水乙醇40ml0.6865mol碘4粒一第10頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)訓(xùn)記錄時(shí)間步驟備注5月16日10:00洗凈實(shí)驗(yàn)所用到的儀器，放入烘箱烘干15:30取出儀器放入干燥罐內(nèi)5月17日8:15搭實(shí)驗(yàn)裝置8:26充氮?dú)?:31稱取物料，鎂、乙醇、碘鎂0.2241克，乙醇40ml，碘兩粒8:45抽真空充氮?dú)猓B續(xù)抽三次8:55投物料，開冷凝水8:56加熱攪拌溶液呈棕黃色9:11配鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液溫度達(dá)到65℃，溶液顏色變淡至無色。第11頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月時(shí)間步驟備注9:36再次加碘2粒碘14:00停止加熱，配指示液50ml蒸餾水，3滴甲基紅，1滴鹽酸14:12加入乙醇鎂2.01克溶液由紅變黃14:14震蕩靜置10分鐘14:30做乙醇鎂含量測(cè)定消耗鹽酸1.6ml14:45清洗儀器，整理臺(tái)面15:00計(jì)算乙醇鎂質(zhì)量百分?jǐn)?shù)質(zhì)量百分含量為2.47%第12頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備（1）C（HCl）=0.5mol/L鹽酸溶液的配置，量取45ml濃鹽酸注入955ml水中，搖勻。（2）C（HCl）=0.5mol/L鹽酸溶液標(biāo)定，稱取1g（標(biāo)準(zhǔn)至0.0001g）于270—300℃高溫爐中，灼燒至恒重的工作基準(zhǔn)試劑無水碳酸鈉，溶于50ml水中，加10滴溴甲酚綠—甲基紅試劑。用配置好的鹽酸溶液滴定至溶液由綠色變?yōu)榘导t色煮沸2min冷卻后繼續(xù)滴定溶液再呈暗紅色，記下消耗的體積，平行標(biāo)定3次，同時(shí)做空白試驗(yàn)。第13頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度[C（HCl）]，單位為摩爾每升（mol/L）按下式計(jì)算：C（HCl）=（M（Na2CO3）*1000）/[（Vn-V空）*M（1/2Na2CO3）]

式中M（Na2CO3）——碳酸鈉的質(zhì)量，gVn——鹽酸溶液的體積，mlV空——空白試驗(yàn)鹽酸溶液的體積，mlM（1/2Na2CO3）——碳酸鈉的摩爾質(zhì)量，g/mol第14頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度V空=0.1mlV1=35.3mlC1（HCl）=0.5360mol/LV2=34.8mlC2（HCl）=0.5437mol/LV3=34.6mlC3（HCl）=0.5469mol/L平均C（HCl）=（C1+C2+C3）/3=0.5422mol/L將剩余鹽酸溶液貼上標(biāo)簽備用（標(biāo)明濃度）第15頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月乙醇鎂

原理：乙醇鎂乙醇溶液中的乙醇鎂與水分解成乙醇和Mg(OH)2與已知濃度的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行定量反應(yīng)。

反應(yīng)方程式：

（CH3CH2O）2Mg→2CH3CH2OH+Mg(OH)2Mg(OH)2+2HCl→MgCl2+2H2O

第16頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月試劑和溶液

鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：0.5mol/L

甲基紅指示液：1g/L2.測(cè)定步驟2.1將50ml的水置于錐形瓶中，加入3滴甲基紅指示液，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈紅色。2.2稱取約2.01g試樣（精確到0.0001）：置于上述瓶中用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液至溶液呈紅色為終點(diǎn)。

第17頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)果的表示和計(jì)算乙醇鎂質(zhì)量百分比含量X%按下式計(jì)算:X%=(0.05722*C*V/m)*100%

式中：V一滴定式樣消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，ml;C一鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實(shí)際濃度mol/Lm一試樣質(zhì)量，g;0.05722-1.00ml鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于以克表示的乙醇鎂的質(zhì)量。

第18頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算乙醇鎂的質(zhì)量百分含量已知C=0.5422mol/LV=1.6mlm=2.01代入公式得X%=[（0.5422*1.6*0.05722）/2.01]*100%=2.47%第19頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行全盤周密的計(jì)劃由于無氧操作比一般常規(guī)操作機(jī)動(dòng)性小，因此必須要了解每一步實(shí)驗(yàn)的具體操作。所用實(shí)驗(yàn)儀器事先必須洗凈、烘干，所需試劑、溶劑必須經(jīng)無水無氧處理。2.由于許多反應(yīng)的中間體不穩(wěn)定，也有不少化合物在溶液中比固態(tài)石更不穩(wěn)定，因此無氧操作往往需要連續(xù)進(jìn)行，直到拿到較穩(wěn)定的產(chǎn)物或把不穩(wěn)定的產(chǎn)物貯存好為止。第20頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月3.一定要注意細(xì)節(jié)的處理，這可能是關(guān)系整個(gè)實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。譬如用乳膠塞塞好后，記得要用鐵絲捆綁（可能會(huì)崩掉），同時(shí)要通很少量的保護(hù)氣防止空氣進(jìn)入反應(yīng)體系（乳膠塞會(huì)漏氣）。塞好空心塞后，必須用橡皮筋綁好。塞上子的硅脂涂的要合適。在烘烤的過程中，注意不要烤磨口處等等。4.在無水無氧的操作中，一定不能貪圖快的操作，因?yàn)闊o水無氧操作的烘烤、抽換氣的準(zhǔn)備過程是一個(gè)非常繁瑣的過程，剛開始的時(shí)候覺得這個(gè)過程還是挺有意思的，但每天的每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要進(jìn)行這個(gè)漫長(zhǎng)而要繁瑣的過程的時(shí)候就有點(diǎn)煩躁，但經(jīng)過對(duì)實(shí)驗(yàn)失敗的分析這可能也是一個(gè)原因。所以做無水無氧操作必須要耐心！第21頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月正丁基鋰的制備第22頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

物理正丁基鋰的性質(zhì)

國(guó)標(biāo)編號(hào)42021

CAS號(hào)109-72-8中文名稱正丁基鋰英文名稱butyllithium；n-butyllithium別名丁基鋰分子式C4H9Li；CH3(CH2)3Li分子量64.06閃點(diǎn)-12℃熔點(diǎn)-95°C沸點(diǎn)80°C

第23頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月溶解性與水反應(yīng)密度溶液相對(duì)密度(水=1)0.78（環(huán)己烷溶液），0.68（己烷溶液）危險(xiǎn)標(biāo)記9(自燃物品)外觀與性狀純品為白色粉末，有極強(qiáng)的還原性，遇水、氧化劑均極易發(fā)熱燃燒。商品為溶于己烷、環(huán)己烷、苯等飽和烴的溶液，多為淡棕色液體

第24頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)計(jì)劃起止時(shí)間工作內(nèi)容4月28日分布任務(wù)，講解理論4月28日～5月3日制作正丁基鋰的生產(chǎn)與正丁基鋰的含量測(cè)定的SOP5月4日講解學(xué)生的SOP中不足的地方，布置任務(wù)5月4日～5月6日修正SOP，制作正丁基鋰的崗位安全操作法5月7日講解學(xué)生的崗位操作法的一些不足之處5月7日～5月23日查找資料完成工作頁5月23日烘洗儀器5月24日做實(shí)驗(yàn)并記錄5月24日～5月29日制作PPT，計(jì)算生產(chǎn)一公斤正丁基鋰的成本5月30日PPT總結(jié)匯報(bào)第25頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)儀器準(zhǔn)備名稱規(guī)格數(shù)量備注三口燒瓶250ml1洗凈干燥恒壓滴液漏斗125ml1洗凈干燥三通管19#1洗凈干燥移液管5ml/1ml1洗凈干燥碘量瓶250ml1洗凈干燥錐形瓶125ml1洗凈干燥量筒10ml/1ml1洗凈干燥低溫溫度計(jì)-50～50℃1—電磁攪拌儀—1—容量瓶250ml1—第26頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月正丁基鋰的乙醚溶液制法1.在無水無氧氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在裝有攪拌器、低溫溫度計(jì)、導(dǎo)氣管、干燥管和滴液

漏斗的250毫升干燥的三頸燒瓶中。2.加入25毫升無水乙醚和剪碎的1.295克（0.1866摩爾）鋰粒。3.在攪拌的下滴加10～20滴由7ml(0.063摩爾)正溴丁烷和13毫升無水乙醚配成的溶液。4.在干冰-丙酮浴中冷卻到﹣10℃，見溶液變渾濁且鋰絲上呈現(xiàn)金屬光澤的亮斑時(shí)，表示反應(yīng)開始。第27頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月5.將余下的正溴丁烷溶液在30分鐘內(nèi)加完。保持-5～-10℃反應(yīng)1～2小時(shí)。6.然后再慢慢自然升溫0-10℃，并繼續(xù)攪拌1～2小時(shí)。7.取樣檢測(cè)含量，再將正丁基鋰的乙醚溶液轉(zhuǎn)移到事先充氮的容器中貯存。稱重，計(jì)算成本。8.清理臺(tái)面，洗滌儀器，打掃衛(wèi)生第28頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)反應(yīng)裝置圖第29頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)反應(yīng)方程式Li+CH3CH2CH2BrC4H9Li+LiBr第30頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)反應(yīng)所需試劑原料投入量摩爾數(shù)鋰1.295g0.1866mol溴代正丁烷7ml0.063mol無水乙醚25ml+13ml0.364mol第31頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)訓(xùn)記錄時(shí)間步驟備注8:00拿取實(shí)驗(yàn)儀器8:30搭好裝置8:35抽真空充氮?dú)?:48稱鋰鋰1.295g8:51量取乙醚乙醚25ml8:54再抽氣充氮?dú)?:56量取正溴丁烷，乙醚混合正溴丁烷7ml，乙醚13ml8:58倒丙酮液氮9:05溫度降到-10℃呈現(xiàn)銀白色金屬光澤9:06開始滴加混合液第32頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月時(shí)間步驟備注9:08繼續(xù)添加丙酮液氮9:18溶液滴加完畢11:00溫度到-2℃12:40停止攪拌，取乙醚，氯芐于瓶中（帶瓶塞），量取10ml蒸餾水于A瓶中乙醚9ml氯芐1ml，B瓶靜置10分鐘12:45往A瓶中加入數(shù)滴酚酞溶液變紅12:54往A瓶中滴加鹽酸中和并記錄體積鹽酸消耗28.4ml12:56往B瓶中滴加數(shù)滴酚酞13:02往B瓶中滴加鹽酸并記錄體積鹽酸消耗3.8ml13:05稱重產(chǎn)品重29.58g13:20整理臺(tái)面清洗儀器第33頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月鹽酸溶液的標(biāo)準(zhǔn)滴定（1）量取6.3ml鹽酸加入250ml的容量瓶，用蒸餾水定容到250ml.震蕩，搖勻。（2）鹽酸溶液的標(biāo)定稱取約0.39g（標(biāo)準(zhǔn)至0.0001g）于270—300℃高溫爐中，灼燒至恒重的工作基準(zhǔn)試劑無水碳酸鈉，溶于50ml水中，加10滴溴甲酚綠—甲基紅試劑。用配置好的鹽酸溶液滴定至溶液由綠色變?yōu)榘导t色煮沸2min冷卻后繼續(xù)滴定溶液再呈暗紅色，記下消耗的體積，平行標(biāo)定3次，同時(shí)做空白試驗(yàn)。第34頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度[C（HCl）]，單位為摩爾每升（mol/L）按下式計(jì)算：C（HCl）=（M（Na2CO3）*1000）/[（Vn-V空）*M（1/2Na2CO3）]

式中M（Na2CO3）——碳酸鈉的質(zhì)量，gVn——鹽酸溶液的體積，mlV空——空白試驗(yàn)鹽酸溶液的體積，mlM（1/2Na2CO3）——碳酸鈉的摩爾質(zhì)量，g/mol第35頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度V空=0.1mlm1=0.3950gV1=24.0mlC1（HCl）=0..3118mol/Lm2=0.3910gV2=23.9mlC2（HCl）=0.3100mol/Lm3=0.3933gV3=24.3mlC3（HCl）=0.3066mol/L平均C（HCl）=（C1+C2+C3）/3=0.3095mol/L將剩余鹽酸溶液貼上標(biāo)簽備用（標(biāo)明濃度）第36頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月正丁基鋰的含量測(cè)定

分別取干凈無水的A、B兩250ml帶蓋錐形瓶，在A瓶中加入5ml正丁基鋰溶液，再加10ml蒸餾水和數(shù)滴酚酞試劑，用已標(biāo)定的濃度為M（約0.3N）鹽酸滴定A，記錄滴定A試液到等當(dāng)點(diǎn)時(shí)耗用的鹽酸試液的體積S1。在B瓶中加入5ml正丁基鋰溶液和10氯芐醚溶液（9ml乙醚+1ml氯芐），放置5分鐘，再加數(shù)滴酚酞試劑。用已標(biāo)定的濃度為M（約0.3），鹽酸滴定B，并記錄滴定A試液到，等當(dāng)點(diǎn)時(shí)耗用的鹽酸，試液的體積S2。第37頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月并按下式代入計(jì)算含量C=M*（S1-S2）/5

式中M–鹽酸溶液標(biāo)定的濃度S1-滴定A瓶消耗鹽酸的體積S2-滴定B瓶消耗鹽酸的體積C-表示正丁基鋰物質(zhì)的量的濃度第38頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算正丁基鋰物質(zhì)的量的濃度已知M=0.3095g/mlS1=28.4mlS2=3.8ml代入得C=0.3095*(28.4-3.8)/5=1.5227(mol/L)第39頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算生產(chǎn)每公斤正丁基鋰所需成本原料投入量（g）密度(g/cm3)摩