化学自习室移动版

问题1、在酯化反应的实验过程中，药品的添加顺序

在旧人教版教材中，在酯化反应的实验过程中，药品的添加顺序有两种：一是乙醇、浓硫酸、乙酸；一是乙醇、乙酸、浓硫酸。这两种不同的添加顺序的叙述分别出现在旧教材的演示实验和分组实验里。在新的人教版教材中，《必修二》和《实验化学》(选修6)的酯化反应的实验过程中，药品的添加顺序均为乙醇、浓硫酸、乙酸。且在《实验化学教师教学用书》中说明：浓硫酸不宜最后滴加，以免在滴加浓硫酸的过程中乙酸与乙醇过早发生反应。

通常浓硫酸与其它液体涉及到添加顺序的时候，一般都是浓硫酸往其它液体中加。另这里先加乙醇，是因为乙醇的密度小，再加浓硫酸和乙酸时有利于溶液的充分混合。

为什么不可以①乙酸②浓硫酸③乙醇？

实验表明H₂SO₄在水溶液中是强酸，若在冰醋酸中则为弱酸：H₂SO₄＋HAc＝H₂Ac^＋＋ HSO₄^－pK_a=8.2，酯化反应实验若在大试管中先加冰醋酸，再加浓硫酸，由于该反应中起催化作用的实际上是H^＋，先加乙酸，浓硫酸则难以电离出H^＋，不能很好地发挥催化作用。该实验中硫酸溶液的最佳浓度是10mol·L^－1，另盐酸也可作酯化反应的催化剂，因为酯化反应的催化剂是H^＋，盐酸也能电离出H^＋。

问题2、制取乙酸乙酯时为何通入到饱和碳酸钠溶液中？碳酸钠溶液呈碱性，乙酸乙酯会不会水解？可否用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和碳酸钠溶液？

此实验中饱和碳酸钠溶液的作用我们通常表述为：吸收乙醇、中和乙酸、降低酯的溶解度，便于酯的分层和闻到酯的香味。即碱性除酸、饱和液易分层。饱和碳酸钠溶液的pH约为10.6左右，不加热不会水解。该实验不能用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和碳酸钠溶液，因为碳酸氢钠的溶解度小，相应饱和碳酸氢钠溶液中盐的浓度也小，这样使得乙酸乙酯在其中的溶解度较大，不利于酯的分层和观察。

问题3、碳酸钠为什么能降低乙酸乙酯的溶解度？

碳酸钠能降低乙酸乙酯的溶解度可以用相似相容原理来解释：有机物的极性通常较小，Na₂CO₃溶解于水后，溶液的极性增强，故有机物在其中的溶解度降低。不仅Na₂CO₃可以，其它的盐溶液也能降低乙酸乙酯的溶解度，只是这里饱和碳酸钠溶液还有中和乙酸的作用。

问题4、有机化学反应中，浓硫酸的作用——脱水剂和吸水剂如何区别？

浓硫酸在有机反应中做吸水剂还是脱水剂，关键看有没有现成的水分子，吸收现成的水分子，是吸水性。没有现成的水分子，把氢、氧以2：1的形式从一种有机物中夺取(而不是从两种物质，或两个分子中分别夺取氢氧)生成水，是脱水性。因此制取乙酸乙酯的反应中，浓硫酸吸收反应生成的水，做吸水剂。同理，苯的硝化反应中，浓硫酸的作用是吸水剂。而在乙醇制乙烯反应中，浓硫酸把乙醇中的氢、氧以2：1的形式夺取，生成了水，因此，该反应中浓硫酸做脱水剂。

问题5、乙酸乙酯制备实验中，为了便于观察乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液的分层界面，常在饱和碳酸钠溶液中滴加酚酞。当在红色的碳酸钠溶液表面出现了一层油状液体时，若将试管轻轻震荡，红色会意外消失，但试管中液体的分层现象仍然存在。碳酸钠溶液的红色为什么会消失？

假设：挥发出的乙酸和碳酸钠反应了。但用吸有无色酚酞的长尖嘴胶头滴管穿过乙酸乙酯层向无色的碳酸钠溶液中滴加酚酞时，溶液又变红了。说明碳酸钠还存在。因此，这种假设是错误的。

假设：乙酸乙酯萃取了酚酞。吸取一定体积的乙酸乙酯并把它溶解在一定量的乙醇中，再滴入几滴氢氧化钠溶液，结果溶液变红。因此，这种假设是正确的。

问题6、正确认识酯化反应的机理

在中学有机化学的酯化反应教学中，酯化反应的机理表述为“酸提供羟基，醇提供氢原子(形成水)，其余部分结合成酯。”这种表述对乙酸和乙醇的酯化反应是正确的。但并不符合所有酸、醇的酯化反应。

各种实验表明：在大多数情况下，羧酸与一级、二级醇发生酯化反应，符合上诉机理。然而当羧酸与3°醇发生酯化反应时，由于三级醇的体积较大，不易形成四面体中间体，而三级醇正离子又较易形成，可以认为这类酯化反应是经碳正离子机理完成的，从其结果来看，则相当于“酸提供羟基氢，醇提供羟基”。因此在教学中，涉及到此反应的机理时，宜表述为“通常，在酯化反应中，酸提供羟基，醇提供氢原子(形成水)，其余部分结合成酯。”更为科学。

在酯化反应中，存在着一系列可逆的平衡反应步骤。步骤②是酯化反应的控制步骤，而步骤④是酯水解的控制步骤。这一反应是SN₂反应，经过加成－消除过程。

酯的氧来自羟基，水的氧来自羧基。

采用同位素标记醇的办法证实了酯化反应中所生成的水是来自于羧酸的羟基和醇的氢。