实验4 正溴丁烷的制备和折光率的测定

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1、实验4n-溴丁烷的制备和折光率的测定（第8周，2010.10.25，第4次实验）[实验目的]掌握醇制正溴丁烷原理和方法；掌握回流及气体吸收装置和分液漏斗使用；折光率测定和阿贝折射仪使用[实验原理]1．醇与大量的氢溴酸（48%HBr，沸点126℃）一起加热，使溴代烷慢慢地蒸出。此法适用于制备沸点较低的溴代烷（如1-溴丙烷、2-溴丙烷、溴代环己烷），操作简单易行，只是需要用大大过量的氢溴酸。2．醇与氢溴酸-硫酸混合物一起加热。硫酸的存在使醇与氢溴酸的反应大大加快，溴代烷的产率也得到提高。此法氢溴酸只要稍微过量

2、即可。3．醇与三溴化磷（或红磷加溴）反应制备产率很高的溴代烷。此法可用于制备高级碳链的溴代烷；还可避免产生分子重排而异构化的溴代烷。本实验是采用第二种方法制备1-溴丁烷。1-溴丁烷沸点101.6℃，密度d2041.275，为无色透明液体。实验室用正丁醇与溴化氢发生取代反应制得，氢溴酸可用溴化钠和浓硫酸反应制取。反应过程可逆，可增加溴化钠和浓硫酸的用量以促使反应向生成产物的方向进行。化学反应方程式如下：主反应：NaBr+H2SO4→HBr+NaHSO4n-C4H9OH+HBr→n-C4H9Br+H2O副反应

3、：CH3CH2CH2CH2OH+HBr→CH3CH2CH=CH2+H2O,2n-C4H9OH→（n-C4H9）2O+H2O,2NaBr+H2SO4→Br2+SO2↑+2H2O[化学试剂]：正丁醇 9.2mL(7.4g,0.068mol)   溴化钠(无水) 13g(0.08mol)  浓硫酸(d=1.84)14mL(0.18mol)      饱和碳酸氢钠溶液    无水氯化钙表1主要物料及产物的物理常数名称相对分子量性状折光率密度d204沸点/℃溶解度/g·（100mL溶剂）-1水醇醚正丁醇74.12

4、无色透明液体1.39930.8098117.717.920∞∞正溴丁烷137.03无色透明液体1.43991.2990101.6不溶∞∞[实验装置图]：[操作步骤]1.投料在100mL圆底烧瓶中加入10mL水，再慢慢加入14mL浓硫酸，混合均匀并冷至室温后，再依次加入9.2mL正丁醇和13g溴化钠，充分振荡后加入几粒沸石。按上图1连好回流和气体吸收装置，用5%的氢氧化钠作吸收剂。2.加热回流至沸，调整加热速度，保持沸腾而平稳回流，并时加摇动烧瓶促反应完成。回流35min（预试）。3.分离粗产物反应液冷却后

5、，改回流为蒸馏装置，蒸出粗产物。（注意判断粗产物是否蒸完）。1）洗涤粗产物将馏出液移至分液漏斗中，加等体积水洗涤（15mL水，产物在下层），静置分层后，将产物转入另一干燥分液漏斗，等体积浓硫酸洗涤（10mL，分去下层，去正丁醇，生成一种盐）。有机相依次用等体积的水（15mL，除硫酸）、饱和碳酸氢钠溶液（15mL，中和未除尽的硫酸）和水（15mL，除碱）洗涤后，转入干燥锥形瓶中，加1-2g（黄豆大小）无水氯化钙干燥，间歇摇动锥形瓶（可以手捂加热，干燥0.5h），到液体清亮为止。2）收产物将干燥好的产物移至5

6、0mL蒸馏瓶中，蒸馏，收99-103℃馏分。（预试得7.8g产物，无色液体） 四、实验关键及注意事项1.气体吸收装置安装和使用；2.浓硫酸分批加入，混匀。3.反应中不时摇动烧瓶或磁力搅拌促使反应完全。4.正溴丁烷是否蒸完，可以从下列几方面判断：①蒸出液是否由混变清；②蒸馏瓶中的上层油状物是否消失；③取一试管收几滴馏出液；加水摇动观察无油珠出现。如无，表示馏出液中已无有机物、蒸馏完成。5.洗后产物呈红色，可用少量饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤以除去因浓硫酸氧化生成的游离溴。五、实验中常见错误1.配硫酸溶液混合均匀后

7、，冷至室温，加入正丁醇，最后于室温中加溴化钠，摇匀,切不可先加溴化钠。2.反应时小火加热，切不可大火加热。注意回流速度及冷凝管中气体的位置。3.在回流过程中，尤其是停止回流时，注意勿使漏斗全部埋入吸收液（水）中。4.浓硫酸洗涤前，粗产物必须将水层分尽；洗涤时要充分振摇，否则不宜除去杂质，而正丁醇可与正溴丁烷形成共沸物（沸点98.6℃，含正丁醇13%），蒸馏时很难除去。5.预习时应查找物理常数数据。若不知密度，可根据水溶性判断。若判断错误，切不可将废液倒掉，而应将每步洗涤废液留着，直到实验结束。6.分液漏斗

8、操作中，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，不可全从下口放出。7.干燥完毕，澄清透明的液体用倾泄法倒入蒸馏烧瓶，切不可将干燥剂一起倒入进行蒸馏。六、思考题1.反应后的粗产物中含有哪些杂质？各步冼涤的目的何在？2.用分液漏斗时，正溴丁烷时而在上时而在下，如不知道产物的密度时，可用什么简便的方法加以判别？3.为什么用饱和碳酸氢钠溶液洗涤前先要用水洗一次？七、实验指导本实验包括加热回流、气体吸收、蒸馏、洗涤、干燥等步骤，操作齐全