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乙酸乙酯制取中的“为什么”

乙醇和乙酸反应,生成乙酸乙酯和水。当你看到这个演示实验时,你想过有关的问题没有?下面是有关这个实验的几个“为什么”,让我们一起来思考回答吧。

一、酯化反应中为什么要使用浓硫酸?

大家知道,乙醇和乙酸生成乙酸乙酯的反应是一个可逆反应,反应生成的乙酸乙醋会发生水解又生成乙醇和乙酸。

CH3COOH+HOC2H5乙酸乙酯制取中的“为什么”CH3COOC2H5+H2O

当酯化和水解速率相等时,可逆反应处于平衡状态。加入浓硫酸的作用在于除去酯化反应所生成的水,促使平衡向右移动,增加乙酸乙酯的产率。同时,硫酸电离出的氢离子又起加速酯化反应的催化作用。

不过,在这个反应中,浓硫酸用量无须很多。当用3 mL 无水乙醇和2 mL 冰醋酸反应时,只需要加入2滴~3滴浓硫酸即可,否则浓硫酸用量过多,效果反而不好。

二、为什么不在反应的试管中直接获得乙酸乙酯?

乙酸乙酯的沸点是77℃,在加热乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液时,反应生成的乙酸乙酯会变成蒸汽外逸,如果在反应的试管里收集产物,损失较大。而采用回流装置,把带有单孔塞的长玻璃管插在反应的试管上,可以减少一部分损失。对于处于平衡状态的可逆反应来说,减少生成物的浓度,平衡会向右移动。因此,在反应的试管上接一个带有单孔塞的玻璃弯管,并用另一试管来收集乙酸乙酯。这样,由于乙酸乙酯容易挥发,在反应过程中,不断被蒸馏,通过导管冷却,凝结在另一试青中,有利于酯化反应的进行,更能提高乙酸乙酯的产率,效果更佳。

三、为什么要在收集乙酸乙酯的试管中装入饱和的碳酸钠溶液?

我们知道,乙醇的沸点是78℃,与乙酸乙酯的沸点十分相近;乙酸的沸点为117.8℃,也不太高,因此,当乙酸乙醋被蒸馏出来时,必然会带有一部分乙醇和乙酸的蒸气。在收集产物的试管中装入饱和的碳酸钠溶液,一是可以中和乙酸、溶解乙醇,减少乙酸乙酯的水解,二是可以降低乙酸乙酯的溶解度,由于乙酸乙酯的密度(0.9 g / cm3)小于饱和溶液的密度,几乎完全悬浮于液面,这样就可大大提高乙酸乙醋的产率和纯度。

四、为什么导瞥末端不伸入饱和碳酸钠溶液中,而只接近液面?

这是因为加热反应的混合液时有可能产生爆沸,而逸出的乙醇和乙酸又易溶于水,如果把导管口伸入到饱和碳酸钠溶液中,可能产生倒吸作用,把碳酸钠溶液吸入到反应混合液中,从而使反应失败。

五、在加热反应混合物时,为什么要用酒糟灯小心均匀地加热试管?

由于乙酸和乙醇沸点低,若反应的温度过高,加热过猛,不但乙醇和乙酸会大量损失,而且会产生副作用,另外也容易造成暴沸。故应用酒精灯小心均匀地加热,温度控制在100℃左右。一般烧至沸腾就应停止加热。为了较好地控制反应温度,最好采用水浴加热,控制在沸水温度下反应,这样,既能控制反应温度,又能保证受热均匀。

(责任编辑:化学自习室)
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