实验711-溴丁烷的合成及表征

1/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征实验711-溴丁烷的合成及表征71.1实验目的（1）学习以溴化钠-浓硫酸法,通过醇制备卤代烷的原理与方法。（2）练习带有吸收有害气体装置的回流加热操作。2/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征71.2实验原理反应式：由丁醇与溴化钠、浓硫酸共热而制得1-溴丁烷；使用过量的氢溴酸在大量硫酸存在下与正丁醇加热回流,来促进平衡的移动,使醇与氢溴酸的反应趋于完全。NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4n-C4H9OH+HBrn-C4H9Br+H2OH2SO43/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征可能的副反应：本实验包括回流、蒸馏、分液漏斗的使用等基本操作。CH3CH2CH2CH2OHCH2CH2CH=CH2+H2O2CH3CH2CH2CH2OH(CH3CH2CH2CH2)2O+H2O2HBr+H2SO4Br2+SO2+2H2OH2SO4H2SO44/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征回流及气体吸收装置5/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征简易蒸馏装置6/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征76.3操作流程1.合成100mL三口烧瓶混匀冷至室温冷却改成蒸馏装置连接气体吸收装置①7.5mL正丁醇②10gNaBr①10mL水②12mL浓硫酸(0.22moL)加热回流收集馏分（粗产品）5%NaOH为气体吸收剂7/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征锥形瓶有机层粗1-溴丁烷干燥5mL水5mL饱和NaHCO35mL水2.纯化处理等体积馏出液、水蒸馏，收集99～103℃馏分1～2g无水氯化钙振摇静置分层洗涤至中性分液漏斗弃去水层用3mL的浓硫酸洗涤，再分去硫酸8/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征洗涤9/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征产物(99～103℃馏份)蒸馏10/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征71.4注意事项（1）粗产物溴丁烷是否蒸完，可从三方面来判断：①馏液是否由混杂变为澄清；②蒸馏瓶中上层油层消失；③取小试管收集少许馏液，加水摇动，无油珠出现。（2）粗产品中残留的溴，可加入10～15mL饱和NaHSO3溶液洗涤除去。（3）在每次洗涤分离时，注意要保留有机层，勿因疏忽而将产品倒掉。（4）实验关键：用浓硫酸洗涤时，要除尽正丁醇、正丁醚等杂质；初产物要干燥完全。11/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征71.5问题讨论（1）回流加热后反应瓶中的反应物常呈红棕色是什么缘故？如粗产品中出现颜色，应怎样去色？（2）回流以后再进行粗蒸馏的目的是什么？（3）反应后的粗产物中含有哪些杂质？各步洗涤的目的何在？（4）为什么要安装气体吸收装置，主要吸收什么气体？（5）洗涤分液时，如何判断产物在上层还是在下层？12/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征71.6参考答案（1）回流加热后反应瓶中的反应物常呈红棕色是什么缘故？如粗产品中出现颜色，应怎样去色？答：回流加热后反应瓶中的反应物常呈红棕色是产生溴的缘故；硫酸局部过浓，一加热就会产生氧化副反应，使产品颜色加深。可用饱和亚硫酸氢钠溶液析出游离溴。NaBr+H2SO423Br2SO2H2ONaHSO422+++NaBr+23Br2SO2H2ONaHSO42+++NaHSO313/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征（2）回流以后再进行粗蒸馏的目的是什么？答：回流后再进行粗蒸馏，一方面使生成的产品1-溴丁烷分离出来，便于后面的分离提纯操作；另一方面，粗蒸过程可进一步使醇与HBr的反应趋于完全。14/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征（3）反应后的粗产物中含有哪些杂质？各步洗涤的目的何在？答：粗产品中含有未反应的醇和副反应生成的醚，用浓H2SO4洗涤可将它们除去。因为二者能与浓H2SO4形成佯盐：加入饱和NaHSO3溶液洗涤除去粗产品中残留的溴。加入Na2CO3溶液洗涤除去酸。+H2SO4C4H9OH+C4H9OC4H9H2SO4C4H9OH2HSO4C4H9OC4H9HHSO415/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征（4）为什么要安装气体吸收装置，主要吸收什么气体？答：反应中，使用NaBr和H2SO4代替HBr，使HBr边生成边参与反应，这样可提高HBr的利用率，同时H2SO4还起到催化脱水作用。由于HBr有毒害且HBr气体难以冷凝，为防止HBr逸出，污染环境，需安装气体吸收装置。16/16在线答疑：[e-mail]@[e-mail]大学通用化学实验技术1-溴丁烷的合成及表征（5）洗涤分液时，如何判断产物在上层还是在下层？答：比较产物和洗涤液的比重，判断产物在上层还是在下层。附：试剂及产物的物理常数药品名称分子量(molwt)熔点(℃)沸点(℃)比重(d420)水溶解度(g/100mL)正丁醇74.12117.70.80987.91－溴丁烷137.03101.61.276不溶于水溴化钠102.8977.10.9005微溶于水浓硫酸981.84易溶于水