乙酸乙酯制取中的"为什么"
乙酸乙酯制取中的“为什么”
来源:乙醇和乙酸反应,生成乙酸乙酯和水。当你看到这个演示实验时,你想过有关的问题没有?下面是有关这个实验的几个“为什么”,让我们一起来思考回答吧。
一、酯化反应中为什么要使用浓硫酸?
大家知道,乙醇和乙酸生成乙酸乙酯的反应是一个可逆反应,反应生成的乙酸乙醋会发生水解又生成乙醇和乙酸。
CH3COOH+HOC2H5CH3COOC2H5+H2O
当酯化和水解速率相等时,可逆反应处于平衡状态。加入浓硫酸的作用在于除去酯化反应所生成的水,促使平衡向右移动,增加乙酸乙酯的产率。同时,硫酸电离出的氢离子又起加速酯化反应的催化作用。
不过,在这个反应中,浓硫酸用量无须很多。当用3 mL无水乙醇和2 mL冰醋酸反应时,只需要加入2滴~3滴浓硫酸即可,否则浓硫酸用量过多,效果反而不好。
二、为什么不在反应的试管中直接获得乙酸乙酯?
乙酸乙酯的沸点是77℃,在加热乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液时,反应生成的乙酸乙酯会变成蒸汽外逸,如果在反应的试管里收集产物,损失较大。而采用回流装置,把带有单孔塞的长玻璃管插在反应的试管上,可以减少一部分损失。对于处于平衡状态的可逆反应来说,减少生成物的浓度,平衡会向右移动。因此,在反应的试管上接一个带有单孔塞的玻璃弯管,并用另一试管来收集乙酸乙酯。这样,由于乙酸乙酯容易挥发,在反应过程中,不断被蒸馏,通过导管冷却,凝结在另一试青中,有利于酯化反应的进行,更能提高乙酸乙酯的产率,效果更佳。
三、为什么要在收集乙酸乙酯的试管中装入饱和的碳酸钠溶液?
我们知道,乙醇的沸点是78℃,与乙酸乙酯的沸点十分相近;乙酸的沸点为117.8℃,也不太高,因此,当乙酸乙醋被蒸馏出来时,必然会带有一部分乙醇和乙酸的蒸气。在收集产物的试管中装入饱和的碳酸钠溶液,一是可以中和乙酸、溶解乙醇,减少乙酸乙酯的水解,二是可以降低乙酸乙酯的溶解度,由于乙酸乙酯的密度(0.9 g / cm3)小于饱和溶液的密度,几乎完全悬浮于液面,这样就可大大提高乙酸乙醋的产率和纯度。
四、为什么导瞥末端不伸入饱和碳酸钠溶液中,而只接近液面?
这是因为加热反应的混合液时有可能产生爆沸,而逸出的乙醇和乙酸又易溶于水,如果把导管口伸入到饱和碳酸钠溶液中,可能产生倒吸作用,把碳酸钠溶液吸入到反应混合液中,从而使反应失败。
五、在加热反应混合物时,为什么要用酒糟灯小心均匀地加热试管?
由于乙酸和乙醇沸点低,若反应的温度过高,加热过猛,不但乙醇和乙酸会大量损失,而且会产生副作用,另外也容易造成暴沸。故应用酒精灯小心均匀地加热,温度控制在100℃左右。一般烧至沸腾就应停止加热。为了较好地控制反应温度,最好采用水浴加热,控制在沸水温度下反应,这样,既能控制反应温度,又能保证受热均匀
酸(包括无机含氧酸、羧酸)跟醇作用生成酯和水的反应叫酯化反应,酯化反应是可逆反应。在反应中浓硫酸是催化剂,又作为吸水剂,以除去生成物中的水,来提高酯的产率。
要掌握酯化反应中羧酸分子中的羟基跟醇分子的羟基中的氢原子结合成水,其余部分结合成酯的反应机理。要从反应物和生成物性质,反应条件来理解酯化反应的实验装置和操作步骤。弄清饱和Na2CO3溶液的作用:
①冷凝生成的乙酸乙酯蒸气,且使蒸发出来的未反应的乙酸能与Na2CO3反应生成盐溶于水,未反应的乙醇溶于Na2CO3溶液,以利于乙酸乙酯与乙酸、乙醇分离。
②乙酸乙酯在无机盐溶液中溶解度减小,容易分层析出。
在制备乙酸乙酯的实验中,要注意导气管不能伸入Na2CO3溶液中去,防止由于加热不均匀造成Na2CO3溶液倒流进加热反应物的试管中,导致试管破裂。