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时间:2019-06-07
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1、环己烯的制备 一、实验目的1、学习、掌握由环己醇制备环己烯的原理及方法。2、了解分馏的原理及实验操作。3、练习并掌握蒸馏、分液、干燥等实验操作方法。 二、实验原理主反应为可逆反应,本实验采用的措施是:边反应边蒸出反应生成的环己烯和水形成的二元共沸物(沸点70.8℃,含水10%)。但是原料环己醇也能和水形成二元共沸物(沸点97.8℃,含水80%)。为了使产物以共沸物的形式蒸出反应体系,而又不夹带原料环己醇,本实验采用分馏装置,并控制柱顶温度不超过90℃。反应采用85%的磷酸为催化剂,而不用浓硫酸作催化剂,是因为磷酸氧化能力较硫酸弱得多,减少了氧化副反应。分馏的
2、原理就是让上升的蒸汽和下降的冷凝液在分馏柱中进行多次热交换,相当于在分馏柱中进行多次蒸馏,从而使低沸点的物质不断上升、被蒸出;高沸点的物质不断地被冷凝、下降、流回加热容器中;结果将沸点不同的物质分离。详细的原理参见P88-89。三、实验药品及物理常数药品名称分子量(molwt)用 量(ml、g、mol)熔点(℃)沸点(℃)比重(d420)水溶解度(g/100ml)环己醇100.1610ml(0.096mol)25.21610.9624稍溶于水环己烯82.1483.190.8098不溶于水85%磷酸985ml(0.08mol)42.351.834易溶于水其它
3、药品饱和食盐水、无水氯化钙四、实验装置图五、实验流程图六、实验步骤在50毫升干燥的圆底(或茄形)烧瓶中,放入10ml环己醇(9.6g,0.096mol)、5ml85%磷酸,充分振摇、混合均匀。投入几粒沸石,按图1安装反应装置,用锥形瓶作接受器。将烧瓶在石棉网上用小火慢慢加热,控制加热速度使分馏柱上端的温度不要超过90℃,馏出液为带水的混合物。当烧瓶中只剩下很少量的残液并出现阵阵白雾时,即可停止蒸馏。全部蒸馏时间约需40min。将蒸馏液分去水层,加入等体积的饱和食盐水,充分振摇后静止分层,分去水层(洗涤微量的酸,产品在哪一层?)。将下层水溶液自漏斗下端活塞放出
4、、上层的粗产物自漏斗的上口倒入干燥的小锥形瓶中,加入1-2克无水氯化钙干燥。将干燥后的产物滤入干燥的梨形蒸馏瓶中,加入几粒沸石,用水浴加热蒸馏。收集80-85℃的馏分于一已称重的干燥小锥形瓶中。产量4-5g。 本实验约需4h。 七、注意事项1、环己醇在常温下是粘碉状液体,因而若用量筒量取时应注意转移中的损失。所以,取样时,最好先取环己醇,后取磷酸。2、环己醇与磷酸应充分混合,否则在加热过程中可能会局部碳化,使溶液变黑。3、安装仪器的顺序是从下到上,从左到右。十字头应口向上。4、由于反应中环己烯与水形成共沸物(沸点70.8℃,含水l0%);环己醇也能与水形成共
5、沸物(沸点97.8℃,含水80%)。因比在加热时温度不可过高,蒸馏速度不宜太快,以减少末作用的环己醇蒸出。文献要求柱顶控制在73℃左右,但反应速度太慢。本实验为了加快蒸出的速度,可控制在90℃以下。5、反应终点的判断可参考以下几个参数:(1)反应进行40min左右。(2)分馏出的环己烯和水的共沸物达到理论计算量。(3)反应烧瓶中出现白雾。(4)柱顶温度下降后又升到85℃以上。6、洗涤分水时,水层应尽可能分离完全,否则将增加无水氯化钙的用量,使产物更多地被干燥剂吸附而招致损失。这里用无水氯化钙干燥较适合,因它还可除去少量环己醇。无水氯化钙的用量视粗产品中的含水
6、量而定,一般干燥时间应在半个小时以上,最好干燥过夜。但由于时间关系,实际实验过程中,可能干燥时间不够,这样在最后蒸馏时,可能会有较多的前馏分(环己烯和水的共沸物)蒸出。7、在蒸馏已干燥的产物时,蒸馏所用仪器都应充分干燥。接收产品的三角瓶应事先称重。8、一般蒸馏都要加沸石。9、进实验室前,一定要事先查好原料、产品及副产品的物理常数,做到心中有数。八、教学法1、有条件的实验室,在用分馏装置进行实验时,可让学生分成几个小组,分别控制柱顶温度为71℃、85℃、93℃进行操作,然后用色谱法分析粗产物的组成,各组间交流实验结果,总结出严格控制反应条件的重要性。2、正确理
7、解共沸物概念及其在有机化学实验中的应用。3、教学过程中,结合反应装置的选择,反应条件的控制,产物分离方法的选择等,强调在实验前查反应物、中间产物、产物、副产物的物理化学常数的重要性。养成实验前查物性常数的习惯,培养查阅手册的能力。九、思考题1、在纯化环己烯时,用等体积的饱和食盐水洗涤,而不用水洗涤,目的何在?答:在纯化有机物时,常用饱和食盐水洗涤,而不用水直接洗涤是利用其盐析效应,可降低有机物在水中的溶解度,并能加快水、油的分层。2、本实验提高产率的措施是什么?答:本实验主反应为可逆反应,提高反应采取的措施是:边反应边蒸出反应生成的环己烯和水形成的二元共沸物
8、,并控制柱顶温度不超过90℃。3、实验中,为什么要控
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