1、精選優質文檔-傾情為你奉上正溴丁烷的制備【實驗目的】 1.了解以正丁醇、溴化鈉和濃硫酸為原料制備正溴丁烷的基本原理和方法。 2.掌握帶有害氣體吸收裝置的加熱回流操作。3.進一步熟悉鞏固洗滌、干燥和蒸餾操作?！緦嶒炘怼俊緦嶒灥臏蕚洹?儀 器：圓底燒瓶（50 ml、100 ml 各1個）；冷凝管（直形、球形各1支）；溫度計套管（1個）；短徑漏斗（1個）；燒杯（800 ml 1個）；蒸餾頭（1個）；接引管（1個）；水銀溫度計（150 1支）；錐形瓶（2個）；分液漏斗（1個）。 藥 品： 正丁醇 5 g 6.2 ml (0.068 mol)； 溴化鈉(無水) 8.3 g (0.08 mol)； 濃硫

2、酸(d1.84) 10 ml (0.18 mol)； 10 % 碳酸鈉溶液、 無水氯化鈣。 【物理常數】化合物名 稱分子量性 狀比 重(d )熔 點()沸 點()折 光 率()溶 解 度水乙 醇乙 醚正丁醇74.12液 體0.81089.8118.01.3991915正 溴丁 烷137.03液 體1.275-112.4101.61.43960.0616溴化鈉102.9無色立方晶體3.2037551390可 溶略 溶不 溶濃硫酸98.08無色油狀液體1.2410,35340(分解)1-丁烯56.10氣 體0.5946-185.46.31.3777不 溶易 溶易溶正丁醚130,22液 體0.773

3、97.9142.41.39920.05【儀器安裝要點】 1.按教材p28圖1.15(3)安裝儀器。2.有害氣體吸收裝置的漏斗要靠近水面,但不能浸入水中,以免水倒吸。純化過程:【操作要點】1.加料： (1)溴化鈉不要粘附在液面以上的燒瓶壁上。 (2)從冷凝管上口加入已充分稀釋、冷卻的硫酸時，每加一次都要充分振蕩，混合均勻。否則，因放出大量的熱而使反應物氧化，顏色變深。 2.加熱回流： 開始加熱不要過猛，否則回流時反應液的顏色很快變成橙色或橙紅色。應小火加熱至沸，并始終保持微沸狀態。反應時間約30 min 左右，反應時間太短，反應液中殘留的正丁醇較多（即反應不完全）；但反應時間過長，也不會因時間增

4、長而增加產率。 本實驗在操作正常的情況下，反應液中油層呈淡黃色，冷凝管頂端亦無溴化氫逸出。 3.粗蒸餾終點的判斷：(1)看蒸餾燒瓶中正溴丁烷層(即油層)是否完全消失,若完全消失,說明蒸餾已達終點。 (2)看冷凝管的管壁是否透明,若透明則表明蒸餾已達終點。 (3)用盛有清水的試管檢查餾出液,看是否有油珠下沉,若沒有,表明蒸餾已達終點。 4.用濃硫酸洗滌粗產物時，一定先將油層與水層徹底分開，否則濃硫酸會被稀釋而降低洗滌效果?！颈緦嶒灥某蓴￡P鍵】 反應終點和粗蒸餾終點的判斷?！颈緦嶒灥膯栴}】1、什么時候用氣體吸收裝置？如何選擇吸收劑？ 答：反應中生成的有毒和刺激性氣體(如鹵化氫、二氧化硫)或反應時通

5、入反應體系而沒有完全轉化的有毒氣體(如氯氣)，進入空氣中會污染環境，此時要用氣體吸收裝置吸收有害氣體。選擇吸收劑要根據被吸收氣體的物理、化學性質來決定。可以用物理吸收劑，如用水吸收鹵化氫；也可以用化學吸收劑，如用氫氧化鈉溶液吸收氯和其它酸性氣體。 2、在正溴丁烷的合成實驗中，蒸餾出的餾出液中正溴丁烷通常應在下層，但有時可能出現在上層，為什么？若遇此現象如何處理？答：若未反應的正丁醇較多，或因蒸鎦過久而蒸出一些氫溴酸恒沸液，則液層的相對密度發生變化，正溴丁烷就可能懸浮或變為上層。遇此現象可加清水稀釋，使油層(正溴丁烷)下沉。 3、粗產品正溴丁烷經水洗后油層呈紅棕色是什么原因？應如何處理？答：油層

6、若呈紅棕色，說明含有游離的溴?？捎蒙倭縼喠蛩釟溻c水溶液洗滌以除去游離溴。反應方程式為： Br 2 + NaHSO3 + H2O 2HBr + NaHSO4思考題1、 本實驗中硫酸的作用是什么？硫酸的用量和濃度過大或過小有什么不好？答：作用是：反應物、催化劑。過大時，反應生成大量的HBr跑出，且易將溴離子氧化為溴單質；過小時，反應不完全。2、反應后的產物中可能含有哪些雜質？各步洗滌目的何在？用濃硫酸洗滌時為何需用干燥的分液漏斗？答：可能含有雜質為：nC4H9OH， (nC2H5)2O，HBr，n-C4H9Br ，H2O各步洗滌目的：水洗除HBr、大部分nC4H9OH濃硫酸洗去(nC4H9)2O，

7、余下的nC4H9OH再用水洗除大部分H2SO4用NaHCO3洗除余下的H2SO4最后用水洗除NaHSO4與過量的NaHCO3等殘留物。用濃硫酸洗時要用干燥分液漏斗的目的是防止降低硫酸的濃度，影響洗滌效果。如果1-溴丁烷中含有正丁醇，蒸餾時會形成前餾分(1-溴丁烷-正丁醇的恒沸點98.6,含正丁醇13%）,而導致精制產率降低。3、用分液漏斗洗滌產物時，產物時而在上層，時而在下層，你用什么簡便方法加以判斷？答：從分液漏斗中倒出一點上層液或放出一點下層液于一盛水試管中，看是否有油珠出現來判斷。4、 為什么用飽和的碳酸氫鈉溶液洗滌前先要用水洗一次？答：先用水洗，可以除去一部分硫酸，防止用碳酸氫鈉洗時，

8、碳酸氫鈉與硫酸反應生成大量二氧化碳氣體，使分液漏斗中壓力過大，導致活塞蹦出，再用飽和碳酸氫鈉溶液洗可進一步除去硫酸。洗滌振搖過程要注意放氣！5、 用分液漏斗洗滌產物時，為什么搖動后要及時放氣？應如何操作？答：在此過程中，搖動后會產生氣體，使得漏斗內的壓力大大超過外界大氣壓。如果不經常放氣，塞子就可能被頂開而出現漏液。操作如下:將漏斗傾斜向上，朝向無人處，無明火處，打開活塞，及時放氣。補充：1加料時，如不按實驗操作中的加料順序，先使溴化鈉與濃硫酸混合，然 后再加正丁醇和水，將會出現何現象?答：會有 Br2 產生 2從反應混合物中分離出粗產品 1-溴丁烷時，為何用蒸餾分離，而不直接 用分液漏斗分離

9、? 答：反應完畢，除得到主產物 1-溴丁烷外，還可能含有未反應的正丁醇和副反應 物正丁醚。另外還有無機產物硫酸氫鈉，用通常的分液方法不易除去，故在反應 完畢再進行粗蒸餾，一方面使生成的 1-溴丁烷分離出來，另一方面粗蒸餾過程可 進一步使醇與氫溴酸的反應趨于完全。 3本實驗有哪些副反應發生？采取什么措施加以抑制？ 副反應： H2SO4 (濃)+CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH=CH2+H2O H2SO4濃)+2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH+ H2O 控制反應溫度不要過高 4、后處理時，各步洗滌的目的何在?為什么要用濃硫酸洗一次?為什么在

10、用 飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌前，首先要用水洗一次?答：用等體積的濃硫酸洗滌除去粗產物中未反應的原料丁醇或溶解的副產物 烯等。有機相依次用等體積的水 （除硫酸）、飽和碳酸氫鈉溶液 （中和未除盡的 硫酸）和水 （除殘留的堿） 5回流在有機制備中有何優點? 為什么在回流裝置中要用球形冷凝管?答：有機反應很多情況下是在溶劑、原料的沸騰溫度或較高溫度下進行的，為了防止溶劑、原料或產物逸出反應體系引起損失、帶來污染及不安全因素，常需要 采用回流裝置。 因為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。6、在正溴丁烷制備實驗中，硫酸濃度太高或太低會帶來什么結果？答：硫酸濃度太高：(1)會使NaBr氧

11、化成Br2，而Br2不是親核試劑。 2 NaBr+3 H2SO4(濃) Br2+SO2+2H2O+2NaHSO4(2)加熱回流時可能有大量HBr氣體從冷凝管頂端逸出形成酸霧。硫酸濃度太低：生成的HBr量不足，使反應難以進行。 7、在正溴丁烷的制備實驗中，各步洗滌的目的是什么？答：用硫酸洗滌：除去未反應的正丁醇及副產物1丁烯和正丁醚。第一次水洗：除去部分硫酸及水溶性雜質。堿洗(Na2CO3)：中和殘余的硫酸。第二次水洗：除去殘留的堿、硫酸鹽及水溶性雜質。8、 在1-溴丁烷的合成實驗中，蒸餾出的餾出液中1-溴丁烷通常應在下層，但有時可能出現在上層，為什么？若遇此現象如何處理？答：若未反應的正丁醇較

12、多，或因蒸鎦過久而蒸出一些氫溴酸恒沸液，則液層的相對密度發生變化，1-溴丁烷就可能懸浮或變為上層。遇此現象可加清水稀釋，使油層(1-溴丁烷)下沉。9、粗產品1-溴丁烷經水洗后油層呈紅棕色是什么原因？應如何處理？答：油層若呈紅棕色，說明含有游離的溴?？捎蒙倭縼喠蛩釟溻c水溶液洗滌以除去游離溴。反應方程式為：Br2 + NaHSO3 + H2O 2HBr + NaHSO410、以溴化鈉、濃硫酸和正丁烷制備正溴丁烷時，濃硫酸要用適量的水稀釋目的是？答：（1）降低濃硫酸的氧化性，防止副反應的產生；（2）使生成的溴化氫氣體充分溶解于水中，變成氫溴酸與正丁醇充分反應。11、寫出正丁醇與氫溴酸反應制備1-溴丁

13、烷的反應機理。并說明實驗中采用了哪些措施使可逆反應的平衡向生成1-溴丁烷的方向移動？答：此反應主要是按SN2機理進行的。機理如下：實驗中采取了下列措施促使可逆反應的平衡向生成1-溴丁烷的方向移動。(1)加了過量的濃硫酸。濃硫酸在此反應中除與NaBr作用生成氫溴酸外，過量的濃硫酸作為吸水劑可移去副產物水；同時又作為氫離子的來源以增加質子化醇的濃度，使不易離去的羥基轉變為良好的離去基團H2O。(2)加入適當過量的NaBr。過量的NaBr在過量的硫酸作用下就可以產生過量的氫溴酸。(3)在反應進行到適當的時候，邊反應邊蒸餾，移去產物1-溴丁烷。12、在制備1-溴丁烷時，反應瓶中為什么要加少量的水？水加

14、多好不好？為什么？答：加少量水的作用：(1)防止反應時產生大量的泡沫；(2)減少反應中HBr的揮發；(3)減少副產物醚、烯的生成；(4)減少HBr 被濃硫酸氧化成Br2。 加水的量不宜過多。因為正丁醇與氫溴酸反應制1-溴丁烷是可逆反應，副產物是水，增加水的量，不利于可逆反應的平衡向生成1-溴丁烷的方向進行。13、加料時，為什么加了水和濃硫酸后應冷卻至室溫，再加正丁醇和溴化鈉？能否先使溴化鈉與濃硫酸混合，然后加正丁醇和水？為什么？答：因為濃硫酸加水稀釋時會產生大量的熱，若不經冷卻就加正丁醇和溴化鈉，則在加料時，正反應和逆反應就立即發生，不利于操作，甚至造成危險。若先使溴化鈉與濃硫酸混合，則立即產

15、生大量的溴化氫，同時有大量泡沫產生而沖出來，不利于操作，也不利于反應。14、用正丁醇和氫溴酸制備1-溴丁烷，可能發生哪些副反應？蒸餾出的粗產物中可能含有哪些雜質？答：可能發生的副反應有：粗產物中可能含有的雜質有：正丁醇、正丁醚、水和少量的2-溴丁烷。?15、用濃硫酸洗滌產品是除去哪些雜質？除雜質的依據是什么？答：主要是除去正丁醇、正丁醚及水。因為醇、醚及水能與濃硫酸形成鹽而溶在硫酸溶液中。另外濃硫酸有吸濕性。16、不用濃硫酸洗滌粗產物，對反應產品的質量有何影響？為什么？答：若不用濃硫酸洗滌粗產物，則在下一步蒸餾中，正丁醇與1-溴丁烷由于可形成共沸物(b.p. 98.6 0C, 含正丁醇13%)

16、，難以除去，使產品中仍然含有正丁醇雜質。17、蒸餾粗產物時，應如何判斷溴丁烷是否蒸完？答：可以從下列幾方面進行判斷：(1)蒸出液是否由渾濁變為澄清；(2)反應瓶上層油層是否消失；(3)取一支試管收集幾滴餾液，加小許水振動，觀察有無油珠出現，若無則表明有機物已被蒸完。18、加熱后，反應瓶中的內容物常常出現紅棕色，這是什么緣故？蒸完粗產品后，殘留物為什么要趁熱倒出反應瓶？答：加熱后，反應瓶中的內容物常常出現紅棕色，這是由于反應過程中，溴化氫被濃硫酸氧化成溴溶在了內容物中的緣故。蒸餾粗產物后，殘留物趁熱倒出反應瓶，否則，反應瓶中的殘留物亞硫酸氫鈉冷卻后結塊，很難倒出來。19、粗產品用濃硫酸洗滌后，為什么不直接用飽和碳酸氫鈉洗滌而要用水洗，然后加飽和碳酸氫鈉洗滌？答：這是因為剛用濃硫酸洗過的產品還含有不少濃硫酸(包括漏斗壁)，若直接用飽和碳酸氫鈉中和，則由于酸的量太多，酸堿中和產生大量的熱，同時有大量的二氧化碳產生，極易在洗滌時濺出甚至沖出液體，不易操作，也造成產品的損失。為了使該中和反應不致于這么劇烈，故在加飽和碳酸氫鈉之前，用水洗滌產品及其漏斗壁上的大部分濃硫酸。20、在本實驗操作中，如何減少副反應的發生？答：(1) 加料時，在水中