环己烯的制备

专业班级08应化一班姓名周小强学号200892024003指导教师杨琼时间09.09.13气压715.5mmHg实验一环己烯的制备一、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OH85%H3PO4+H2OOH85%H3PO42O+H2O主反应副反应主反应为可逆反应，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73℃。三、实验药品及物理常数药品名称分子量(molwt)性状密度(d420)熔点(℃)沸点(℃)水溶解度(g/100mL)环己醇100.16无色液体0.962425.2161稍溶于水浓硫酸98.07无色粘稠液体1.8410.49338易溶于水放热环己烯82.14无色液体0.8098-103.783不溶于水四、主要仪器名称、规格圆底烧瓶50ml25ml直形冷凝管分液漏斗125ml蒸馏头接液管磨口锥形瓶50ml温度计电热套五、主要试剂、用量环己醇10.4ml（约10g）浓硫酸1mlNaCl固体1～2g无水CaCl1～2g5%Na2CO34ml六、实验装置图图1反应装置图2蒸馏装置图3分液漏斗七、实验步骤、现象记录步骤现象注释1在50ml圆底烧瓶中加入10.4ml环己醇在冰水浴中边摇边滴加浓硫酸1ml，加两粒沸石瓶内有少许白烟，放热混合液中有淡绿色在冰水浴中混合是为了环己烯局部过热而碳化2按反应装置图接好仪器，加热，使反应温度迅速升至170℃，控制反应温度，保持馏分匀速滴出，控制柱顶温度在90℃以下。主反应结束后停止加热温度计示数上升，溶液变为淡黄色有白雾出现，温度计示数下降，残留液位黑色温度迅速上至170℃，是为了减少副产物醚的生成白雾是SO2与水形成的酸雾3给粗产物中加入1～2gNaCl至溶液饱和有明显的分层盐析效应4将生成物转入分液漏斗中分去下层的盐层，加入4ml5%Na2CO3,摇振，分去下层的盐层，上层液转入干燥的锥形瓶中，加无水CaCl2干燥30min。液体由浑浊变澄清加Na2CO3是除去酸加CaCl2是吸收水分5将干燥的产物转入25ml圆底烧瓶中接蒸馏装置，加热蒸馏收集75.3～80℃的馏分77℃有液体镏出收集到77～79℃的无色透明液体2，75g实验室实际气压为715.5mmHg6拆洗仪器八、产率计算：m理论=nM=8.2g产率w=m实际÷m理论×100%=33.5%九、思考题1、醇类的酸催化脱水的反应机理是什么/答案：羟基与H+形成脱水生成碳正离子C+，脱氢生成双键。2.在后期反应中出现的阵阵白雾是什么？答案：白雾是后期H2SO4的分解产物SO2与水形成的酸雾C+2H2SO4CO2+2SO2++2H2O3.粗产物环己烯中加入食盐使水层饱和的目的何在？答案：是利用盐析效应促使有机层与无机层的分层。4.写出无水氯化钙吸水后的化学反应方程式，为什么蒸馏前一定要将它过滤/答案：Ca2Cl+6H2O==CaCl2·6H2O反应可逆加热可以使水回到有机相蒸馏要得到较纯的产物，不能引入杂质，所以要过滤。附加问题：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，并控制柱顶温度不超过85℃。3、实验中，为什么要控制柱顶温度不超过85℃？答：由于环己烯和水形成的二元共沸物（含水10%）沸点是70.8℃，而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85℃。4、本实验用磷酸作催化剂比用硫酸作催化剂好在哪里？答：采用硫酸作催化剂虽然反应速度较快，但由于硫酸的氧化性比磷酸强，反应时部分原料会被氧化、甚至碳化，使溶液颜色加深，产率有所降低。此外，反应时会有少量SO2气化放出。在纯化时，需要碱洗，增加了纯化步骤。5、蒸馏时，加入沸石的目的是什么？答：沸石就是未上釉的瓷片敲碎而成的小粒。它上面有很多毛细孔，当液体加热时，能产生细小的气泡，成为沸腾中心。这样可以防止液体加热时产生过热现象，防止暴沸，使沸腾保持平稳。一般加热回流、蒸馏、分馏、水蒸汽发生器产生水蒸汽都需要加沸石。但减压蒸馏、水蒸气蒸馏、电动搅拌反应不需要加沸石。在一次持续蒸馏时，沸石一直有效；一旦中途停止沸腾或蒸馏，原有沸石即失效，再次加热蒸馏时，应补加新沸石。如果事先忘了加沸石，决不能在液体加热到沸腾时补加。因为这样会引起剧烈暴沸，使液体冲出瓶外，还容易发生着火事故。故应该在冷却一段时间后再补加。6、使用分液漏斗有哪些注意事项？答：使用分液漏斗洗涤和萃取时，有以下注意事项：（1）分液漏斗在长期放置时，为防止盖子的旋塞粘接在一起，一般都衬有一层纸。使用前，要先去掉衬纸，检查盖子和旋塞是否漏水。如果漏水，应涂凡士林后，再检验，直到不漏才能用。涂凡士林时，应在旋塞上涂薄薄一层，插上旋转几周；但孔的周围不能涂，以免堵塞孔洞。（2）萃取时要充分振摇，注意正确的操作姿势和方法。（3）振摇时，往往会有气体产生，要及时放气。（4）分液时，下层液体应从旋塞放出，上层液体应从上口倒出。（5）分液时，先把顶上的盖子打开，或旋转盖子，使盖子上的凹缝或小孔对准漏斗上口颈部的小孔，以便与大气相通。（6）在萃取和分液时，上下两层液体都应该保留到实验完毕，以防止操作失误时，能够补救。（7）分液漏斗用毕，要洗净，将盖子和旋塞分别用纸条衬好。7、用无水氯化钙干燥有哪些注意事项？答：（1）一般要在干燥的小锥形瓶中进行干燥。（2）一般用块状的无水氯化钙进行干燥，便于后面的分离。（3）用无水氯化钙干燥的时间一般要在半个小时以上，并不时摇动。但实际实验中，由于时间关系，只能干燥5~10分钟。因此，水是没有除净的，在最后蒸馏时，会有较多的前馏分（环己烯和水的共沸物）蒸出。8、查药品物理常数的途径有哪些？答：在进行或设计一个有机合成实验之前，必须首先弄清楚反应物料和生成物的物理常数，这样在反应、分离纯化时，才能设计出合理的工艺路线，操作时才能做到心中有数。通常查找物理常数有四个途径：（1）在教材书中，每一章的物理性质都列出了一些常见化合物的物理常数。另外，在多数实验教材书的附表中，也列有一些常见溶剂和物料物理常数。（2）在图书馆中，查阅相关的手册。主要查阅有机化合物手册、有机合成手册、化学手册、物理化学手册等。（3）在网上查找，有些网站和化学品电子手册专门提供物理常数。（4）在实验室的试剂瓶上，一般都列有主要物理性质的常数。