实验二 用反应精馏技术制备乙酸乙酯
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第1篇一、实验目的1. 通过乙酸乙酯的制备实验,加深对酯化反应的理解;2. 掌握实验室制备乙酸乙酯的方法及操作技巧;3. 了解提高酯化反应转化率的实验方法;4. 学习蒸馏、分液、干燥等基本操作。
二、实验原理酯化反应是指醇与羧酸在酸催化剂作用下生成酯和水的反应。
本实验以乙醇和冰醋酸为原料,浓硫酸作为催化剂和吸水剂,通过加热使反应进行,生成乙酸乙酯。
反应方程式如下:CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O三、实验药品及物理常数1. 药品:- 冰醋酸(分析纯)- 95%乙醇(分析纯)- 浓硫酸(分析纯)- 碳酸钠(分析纯)- 氯化钠(分析纯)- 无水硫酸镁(分析纯)2. 物理常数:- 乙酸乙酯的沸点:77.1℃- 乙酸乙酯的密度:0.902 g/mL- 乙酸乙酯的折射率:1.369四、主要仪器和材料1. 仪器:- 三口烧瓶(100 mL)- 冷凝管(球形冷凝管)- 温度计(200℃)- 分液漏斗(50 mL)- 锥形瓶(250 mL)- 烧杯(500 mL)- 烧瓶夹- 冷凝管夹- 十字夹- 酒精灯- 砂轮片- 橡皮管- 沸石2. 材料:- 铁架台- 升降台- 木板- 隔热板- 电炉五、实验装置1. 滴加装置:包括三口烧瓶、球形冷凝管、温度计、滴液漏斗。
2. 分液装置:包括锥形瓶、分液漏斗。
3. 蒸馏装置:包括烧杯、冷凝管、球形冷凝管、温度计。
六、操作步骤1. 准备工作:检查仪器是否完好,确保实验环境安全。
2. 滴加:向三口烧瓶中加入19 mL无水乙醇,然后缓慢滴加5 mL浓硫酸,滴加过程中不断搅拌,使混合均匀。
3. 加热:将三口烧瓶置于电炉上加热,控制温度在70℃-80℃之间,保持微沸状态。
4. 滴加:向恒压漏斗中加入8 mL冰醋酸,缓慢滴入烧瓶中,保持微沸状态,继续加热30-40分钟。
5. 蒸馏:将球形冷凝管连接到三口烧瓶上,冷凝管下端插入盛有冷水的烧杯中。
开始蒸馏,控制温度在73℃-78℃之间,直至反应结束。
实验2-5 乙酸乙酯的制备及反应条件探究1.实验目标(1)制取乙酸乙酯,初步体验有机物质的制取过程和特点(2)探究浓硫酸在生成乙酸乙酯反应中的作用(3)体验通过实验的方法获取知识的过程2.预习指导(1)实验原理乙酸和乙醇在催化剂存在的条件下加热可以发生酯化反应生成乙酸乙酯。
反应方程式为:,H+可以用作酯化反应的催化剂。
由于该反应是可逆反应,为了提高乙酸乙酯的产量,必须尽量使化学反应向有利于生成乙酸乙酯的方向进行,所以乙酸乙酯的制备反应常选用浓硫酸做催化剂,浓硫酸除了做酯化反应的催化剂以外还具有吸水性,可以吸收酯化反应中生成的水,使化学平衡向生成物方向进行,更有利于乙酸乙酯的生成。
酯化反应中起催化剂作用的浓硫酸量很少,一般只要使硫酸的质量达到乙醇质量的3%就可以,但在实际实验中浓硫酸的用量往往比较多,就是要利用浓硫酸的吸水性。
(2)实验技能①反应物的混合。
加入试剂顺序为乙醇→浓硫酸→乙酸。
由于反应物中有浓硫酸,所以加入3 mL乙醇后要边振荡试管边慢慢加入2 mL 浓硫酸和2 mL乙酸,防止浓硫酸与乙醇、乙酸混合时放出大量热量,造成液体飞溅。
浓硫酸不宜最后滴加,以免在滴加浓硫酸的过程中乙酸与乙醇过早发生反应。
②蒸馏操作。
本实验中,制取乙酸乙酯的装置是一种边反应,边蒸馏的简易装置,加热应缓慢,反应温度不宜过高,温度过高时会产生乙醚和亚硫酸等杂质,而且会使过多乙醇、乙酸未经反应就脱离反应体系,降低乙酸乙酯的产率。
③分液操作。
反应结束后用直尺测有机层厚度,然后将饱和碳酸钠溶液和蒸出产物导入分液漏斗内分液,取有机层回收。
(3)实验操作要点①乙酸、乙醇、乙酸乙酯的沸点分别为117.9 ℃,78.5 ℃,77.1 ℃,而乙酸与乙醇反应的温度实际上只有70~80 ℃,因此开始加热时不要加热到沸腾,先用酒精灯微热(约70~80 ℃)3~5 min,使乙酸和乙醇充分反应。
然后加热使之微微沸腾,并持续一段时间,将乙酸乙酯蒸出,当加热反应物的试管中液体剩下约1/3时停止加热。
反应精馏法制醋酸乙酯摘自张树水,贝逸翎,王洪鉴主编. 综合化学实验[M]. 北京:化学工业出版社,2006,112-115第七部分化工相关过程实验三十三反应精馏法制醋酸乙酯实验说明:反应精馏是精馏技术中的一个特殊领域。
通过读实验学生可以了解反应精馏的基本原理和操作,对在反应精馏中化学反应与分离同时进行,可以显著提高总体转化率,降低能耗有系统的认识,并可以了解反应精馏与常规精馏的区别。
[实验目的]1. 了解反应精馏是既服从质量作用定律又服从相平衡规律的复杂过程,是反应和分离过程的复合,通过实验数据和结果,了解反应精馏技术比常规反应或精馏技术在成本和操作上的优越性;2. 掌握反应精馏的操作;3. 学会分析塔内物料组成、全塔物料衡算和塔操作的过程分析;4. 了解反应精馏与常规精馏的区别。
[实验原理]反应精馏是化学反应与分离同时进行的精馏,是精馏技术中的一个特殊领域。
此法在酯化、醚化、酯交换、水解等化工生产中得到应用,它克服了可逆平衡反应传统工艺转化率低、反应与精馏两步进行的缺点。
反应精馏既有精馏的物理相变的传递现象,又有物质转化的化学反应现象。
两者同时存在,互相影响,使过程更加复杂。
因此,反应精馏对下列情况特别适用:①可逆平衡反应。
一般情况下,反应受平衡影响,转化率只能维持在平衡转化的水平。
但是,若生成物中有低沸点或高沸点物质存在,则精馏过程可使其连续地从系统中排出,促使平衡右移,结果超过平衡转化率,大大提高了效率。
②异构体混合物分离。
通常因它们的沸点接近,靠精馏方法不易分离提纯,若异构体中某组分能发生化学反应并能生成沸点不同的物质,这时可在过程中得以分离。
对酯化反应来说,适用于第一种情况。
但该反应若无催化剂存在,单独采用反应精馏操作也达不到高效分离的目的,这是因为反应速度非常缓慢,故一般都用催化反应方式。
催化反应所用的催化剂有酸、离子交换树脂,重金属盐类和丝光沸石分子筛等固体催化剂。
反应精馏的催化剂用硫酸是由于其催化作用不受塔内温度限制,在全塔内都可进行催化反应,而应用固体催化剂则由于存在一个最适宜的温度,精馏塔本身难以达到此条件,故很难实现最佳化操作。
乙酸乙酯的制备实验一、引言乙酸乙酯是一种常见的有机化合物,具有水溶性低、挥发性强、具有水果香味等特点,因此被广泛应用于制药、涂料、香料等领域。
本文将介绍乙酸乙酯的制备实验方法及实验步骤。
二、实验原理乙酸乙酯的制备一般采用醋酸与乙醇在催化剂的作用下进行酯化反应。
酯化反应是一种酸催化的醇与酸酐(或酸)反应生成酯的过程。
三、实验步骤1. 实验前准备准备所需的实验器材和试剂,包括醋酸、乙醇、硫酸、蒸馏水、容量瓶、分液漏斗、试管等。
2. 酯化反应a. 在容量瓶中准确称取一定量的醋酸和乙醇,按一定摩尔比例混合,如1:1。
b. 在酯化反应中添加少量的硫酸作为催化剂,并充分搅拌混合。
c. 将反应混合物倒入反应瓶中,加入适量的蒸馏水以调节反应温度。
d. 放置反应瓶在恒温水浴中,控制温度在50-60摄氏度之间,进行反应。
3. 蒸馏分离a. 反应结束后,将反应瓶中的混合物倒入分液漏斗中。
b. 加入适量的蒸馏水,轻轻摇动分液漏斗,使酯与水充分混合。
c. 分液漏斗中的液体静置一段时间后,分为两层,上层为酯层,下层为水层。
d. 打开分液漏斗的放液管,将上层的酯层分离收集。
4. 蒸馏纯化a. 将收集到的酯层放入蒸馏烧瓶中。
b. 进行蒸馏操作,将酯层加热至沸腾,蒸馏收集沸腾温度为77摄氏度的乙酸乙酯。
c. 蒸馏过程中,收集沸腾温度范围内的馏出液,并进行收集。
四、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全,避免接触皮肤和吸入有害气体。
2. 实验操作要仔细,严格控制反应温度和时间。
3. 酯化反应中的硫酸催化剂要少量添加,过量会对产物质量产生影响。
4. 蒸馏过程中,注意控制温度,避免过高或过低导致产物损失或杂质进入。
五、实验结果及讨论通过上述实验步骤,可以制备得到乙酸乙酯。
实验结果中应包括产率的计算和对产物的鉴定及纯度检验。
产率的计算可以通过待定量法进行,将所得产物与理论产量进行比较,计算出产率百分比。
对产物的鉴定可以通过红外光谱等仪器进行检测,确保产物的结构与目标产物一致。