乙醇镁与正丁基锂的制备

乙醇镁的制备乙醇镁的物化性质分子式：C4H10MgO2分子量：114.43熔点：270（分解）℃闪点：33.9℃毒性LD50(mg/kg)：大鼠经口3160。性状：白色粉末。溶解情况：难溶于乙醚和烃类，略溶于乙醇。用途：用作乙烯聚合催化剂载体，用于聚丙烯，高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的聚合；精密陶瓷的原料。制备或来源：以金属镁为原料，以氯化汞或碘化汞为催化剂，与乙醇反应制得。备注：可燃，在空气中徐徐水解。实验计划起止时间工作内容4月28日分布任务，讲解理论4月28日～5月2日设计实验方案制作PPT查阅相关资料5月3日讲解实验仪器的使用及注意事项5月4日PPT汇报并且老师予以评定及指明不足之处5月4日～5月6日PPT修改加以完善5月7日完善的PPt再次汇报5月7日～5月16日完成工作页5月16日烘洗仪器5月17日做实验并记录5月17日～5月29日整合资料，制作PPT，完成实训记录5月30日PPT总结汇报实验仪器准备序号仪器规格数量备注1量筒100ml1个洗净干燥2烧杯250ml1个洗净干燥3四口烧瓶250ml1个洗净干燥4球形冷凝管—1支洗净干燥5温度计100℃1支一6恒温磁力搅拌器—1套搅拌子洗净干燥7三通活塞—1个洗净干燥8氮气球—若干—9抽滤瓶—1个洗净干燥10胶头滴管—1个洗净干燥11锥形瓶150ml2个洗净干燥实验步骤1.首先，镁片依次用10%的氢氧化钠溶液洗涤，除去污垢，用离子水洗涤2-3次。2.最后用无水乙醇洗涤3次，干燥，放到干燥器内备用。3.搭好实验装置（用250ml的四口烧瓶装上真空搅拌器、温度计、垂直玻璃夹套冷凝管，冷凝管与干燥塔相连，干燥管内装有干燥剂CaCl2）4.先向烧瓶中通入干燥的氮气除去反应器内水汽。5.取镁片0.2241g和经过分子筛处理过的无水乙醇40ml,放入到反应烧瓶内，再称取碘4粒也放入到反应烧瓶内。6.开启冷却水和搅拌器，开始加热。7.当反应温度到达65℃时，有气泡产生。继续加热回流，反应液控制在80℃左右。8.维持回流温度直到反应体系中镁反应完全，且没有气泡产生，在反应一小时结束实验。9.反应结束，称重，保存样品至干燥器内。10.清理实验台，清洗仪器，打扫卫生。实验反应装置图实验反应方程式CH3CH2OHMg+(CH3CH2O)2Mg+H2I2实验反应所需试剂原料投入量摩尔数镁片0.2241g0.0093mol无水乙醇40ml0.6865mol碘4粒一实训记录时间步骤备注5月16日10:00洗净实验所用到的仪器，放入烘箱烘干15:30取出仪器放入干燥罐内5月17日8:15搭实验装置8:26充氮气8:31称取物料，镁、乙醇、碘镁0.2241克，乙醇40ml，碘两粒8:45抽真空充氮气，连续抽三次8:55投物料，开冷凝水8:56加热搅拌溶液呈棕黄色9:11配盐酸标准溶液温度达到65℃，溶液颜色变淡至无色。时间步骤备注9:36再次加碘2粒碘14:00停止加热，配指示液50ml蒸馏水，3滴甲基红，1滴盐酸14:12加入乙醇镁2.01克溶液由红变黄14:14震荡静置10分钟14:30做乙醇镁含量测定消耗盐酸1.6ml14:45清洗仪器，整理台面15:00计算乙醇镁质量百分数质量百分含量为2.47%盐酸标准滴定溶液的制备（1）C（HCl）=0.5mol/L盐酸溶液的配置，量取45ml浓盐酸注入955ml水中，摇匀。（2）C（HCl）=0.5mol/L盐酸溶液标定，称取1g（标准至0.0001g）于270—300℃高温炉中，灼烧至恒重的工作基准试剂无水碳酸钠，溶于50ml水中，加10滴溴甲酚绿—甲基红试剂。用配置好的盐酸溶液滴定至溶液由绿色变为暗红色煮沸2min冷却后继续滴定溶液再呈暗红色，记下消耗的体积，平行标定3次，同时做空白试验。盐酸标准滴定溶液的浓度[C（HCl）]，单位为摩尔每升（mol/L）按下式计算：C（HCl）=（M（Na2CO3）*1000）/[（Vn-V空）*M（1/2Na2CO3）]式中M（Na2CO3）——碳酸钠的质量，gVn——盐酸溶液的体积，mlV空——空白试验盐酸溶液的体积，mlM（1/2Na2CO3）——碳酸钠的摩尔质量，g/mol计算盐酸标准溶液的浓度V空=0.1mlV1=35.3mlC1（HCl）=0.5360mol/LV2=34.8mlC2（HCl）=0.5437mol/LV3=34.6mlC3（HCl）=0.5469mol/L平均C（HCl）=（C1+C2+C3）/3=0.5422mol/L将剩余盐酸溶液贴上标签备用（标明浓度）乙醇镁原理：乙醇镁乙醇溶液中的乙醇镁与水分解成乙醇和Mg(OH)2与已知浓度的HCl标准溶液进行定量反应。反应方程式：（CH3CH2O）2Mg→2CH3CH2OH+Mg(OH)2Mg(OH)2+2HCl→MgCl2+2H2O1.试剂和溶液盐酸标准滴定溶液：0.5mol/L甲基红指示液：1g/L2.测定步骤2.1将50ml的水置于锥形瓶中，加入3滴甲基红指示液，用盐酸标准溶液滴定至溶液呈红色。2.2称取约2.01g试样（精确到0.0001）：置于上述瓶中用盐酸标准溶液至溶液呈红色为终点。结果的表示和计算乙醇镁质量百分比含量X%按下式计算:X%=(0.05722*C*V/m)*100%式中：V一滴定式样消耗盐酸标准滴定溶液的体积，ml;C一盐酸标准滴定溶液的实际浓度mol/Lm一试样质量，g;0.05722-1.00ml盐酸标准滴定溶液相当于以克表示的乙醇镁的质量。计算乙醇镁的质量百分含量已知C=0.5422mol/LV=1.6mlm=2.01代入公式得X%=[（0.5422*1.6*0.05722）/2.01]*100%=2.47%实验注意事项1.实验前必须进行全盘周密的计划由于无氧操作比一般常规操作机动性小，因此必须要了解每一步实验的具体操作。所用实验仪器事先必须洗净、烘干，所需试剂、溶剂必须经无水无氧处理。2.由于许多反应的中间体不稳定，也有不少化合物在溶液中比固态石更不稳定，因此无氧操作往往需要连续进行，直到拿到较稳定的产物或把不稳定的产物贮存好为止。3.一定要注意细节的处理，这可能是关系整个实验成败的关键。譬如用乳胶塞塞好后，记得要用铁丝捆绑（可能会崩掉），同时要通很少量的保护气防止空气进入反应体系（乳胶塞会漏气）。塞好空心塞后，必须用橡皮筋绑好。塞上子的硅脂涂的要合适。在烘烤的过程中，注意不要烤磨口处等等。4.在无水无氧的操作中，一定不能贪图快的操作，因为无水无氧操作的烘烤、抽换气的准备过程是一个非常繁琐的过程，刚开始的时候觉得这个过程还是挺有意思的，但每天的每个实验都要进行这个漫长而要繁琐的过程的时候就有点烦躁，但经过对实验失败的分析这可能也是一个原因。所以做无水无氧操作必须要耐心！正丁基锂的制备物理正丁基锂的性质国标编号42021CAS号109-72-8中文名称正丁基锂英文名称butyllithium；n-butyllithium别名丁基锂分子式C4H9Li；CH3(CH2)3Li分子量64.06闪点-12℃熔点-95°C沸点80°C溶解性与水反应密度溶液相对密度(水=1)0.78（环己烷溶液），0.68（己烷溶液）危险标记9(自燃物品)外观与性状纯品为白色粉末，有极强的还原性，遇水、氧化剂均极易发热燃烧。商品为溶于己烷、环己烷、苯等饱和烃的溶液，多为淡棕色液体实验计划起止时间工作内容4月28日分布任务，讲解理论4月28日～5月3日制作正丁基锂的生产与正丁基锂的含量测定的SOP5月4日讲解学生的SOP中不足的地方，布置任务5月4日～5月6日修正SOP，制作正丁基锂的岗位安全操作法5月7日讲解学生的岗位操作法的一些不足之处5月7日～5月23日查找资料完成工作页5月23日烘洗仪器5月24日做实验并记录5月24日～5月29日制作PPT，计算生产一公斤正丁基锂的成本5月30日PPT总结汇报实验仪器准备名称规格数量备注三口烧瓶250ml1洗净干燥恒压滴液漏斗125ml1洗净干燥三通管19#1洗净干燥移液管5ml/1ml1洗净干燥碘量瓶250ml1洗净干燥锥形瓶125ml1洗净干燥量筒10ml/1ml1洗净干燥低温温度计-50～50℃1—电磁搅拌仪—1—容量瓶250ml1—正丁基锂的乙醚溶液制法1.在无水无氧氮气保护下，在装有搅拌器、低温温度计、导气管、干燥管和滴液漏斗的250毫升干燥的三颈烧瓶中。2.加入25毫升无水乙醚和剪碎的1.295克（0.1866摩尔）锂粒。3.在搅拌的下滴加10～20滴由7ml(0.063摩尔)正溴丁烷和13毫升无水乙醚配成的溶液。4.在干冰-丙酮浴中冷却到﹣10℃，见溶液变浑浊且锂丝上呈现金属光泽的亮斑时，表示反应开始。5.将余下的正溴丁烷溶液在30分钟内加完。保持-5～-10℃反应1～2小时。6.然后再慢慢自然升温0-10℃，并继续搅拌1～2小时。7.取样检测含量，再将正丁基锂的乙醚溶液转移到事先充氮的容器中贮存。称重，计算成本。8.清理台面，洗涤仪器，打扫卫生实验反应装置图实验反应方程式Li+CH3CH2CH2BrC4H9Li+LiBr实验反应所需试剂原料投入量摩尔数锂1.295g0.1866mol溴代正丁烷7ml0.063mol无水乙醚25ml+13ml0.364mol实训记录时间步骤备注8:00拿取实验仪器8:30搭好装置8:35抽真空充氮气8:48称锂锂1.295g8:51量取乙醚乙醚25ml8:54再抽气充氮气8:56量取正溴丁烷，乙醚混合正溴丁烷7ml，乙醚13ml8:58倒丙酮液氮9:05温度降到-10℃呈现银白色金属光泽9:06开始滴加混合液时间步骤备注9:08继续添加丙酮液氮9:18溶液滴加完毕11:00温度到-2℃12:40停止搅拌，取乙醚，氯苄于瓶中（带瓶塞），量取10ml蒸馏水于A瓶中乙醚9ml氯苄1ml，B瓶静置10分钟12:45往A瓶中加入数滴酚酞溶液变红12:54往A瓶中滴加盐酸中和并记录体积盐酸消耗28.4ml12:56往B瓶中滴加数滴酚酞13:02往B瓶中滴加盐酸并记录体积盐酸消耗3.8ml13:05称重产品重29.58g13:20整理台面清洗仪器盐酸溶液的标准滴定（1）量取6.3ml盐酸加入250ml的容量瓶，用蒸馏水定容到250ml.震荡，摇匀。（2）盐酸溶液的标定称取约0.39g（标准至0.0001g）于270—300℃高温炉中，灼烧至恒重的工作基准试剂无水碳酸钠，溶于50ml水中，加10滴溴甲酚绿—甲基红试剂。用配置好的盐酸溶液滴定至溶液由绿色变为暗红色煮沸2min冷却后继续滴定溶液再呈暗红色，记下消耗的体积，平行标定3次，同时做空白试验。盐酸标准滴定溶液的浓度[C（HCl）]，单位为摩尔每升（mol/L）按下式计算：C（HCl）=（M（Na2CO3）*1000）/[（Vn-V空）*M（1/2Na2CO3）]式中M（Na2CO3）——碳酸钠的质量，gVn——盐酸溶液的体积，mlV空——空白试验盐酸溶液的体积，mlM（1/2Na2CO3）——碳酸钠的摩尔质量，g/mol计算盐酸标准溶液的浓度V空=0.1mlm1=0.3950gV1=24.0mlC1（HCl）=0..3118mol/Lm2=0.3910gV2=23.9mlC2（HCl）=0.3100mol/Lm3=0.3933gV3=24.3mlC3（HCl）=0.3066mol/L平均C（HCl）=（C1+C2+C3）/3=0.3095mol/L将剩余盐酸溶液贴上标签备用（标明浓度）正丁基锂的含量测定分别取干净无水的A、B两250ml带盖锥形瓶，在A瓶中加入5ml正丁基锂溶液，再加10ml蒸馏水和数滴酚酞试剂，用已标定的浓度为M（约0.3N）盐酸滴定A，记录滴定A试液到等当点时耗用的盐酸试液的体积S1。在B瓶中加入5ml正丁基锂溶液和10氯苄醚溶液（9ml乙醚+1ml氯苄），放置5分钟，再加数滴酚酞试剂。用已标定的浓度为M（约0.3），盐酸滴定B，并记录滴定A试液到，等当点时耗用的盐酸，试液的体积S2。并按下式代入计算含量C=M*（S1-S2）/5式中M–盐酸溶液标定的浓度S1-滴定A瓶消耗盐酸的