乙酸乙酯实验中的几个问题
1、浓硫酸作为催化剂,是唯一的吗?
实验室制取乙酸乙酯,一般都是有乙酸和乙醇在浓硫酸催化下制得的。除了浓硫酸以外,催化剂还可以采用干燥的氯化氢、有机强酸或离子交换树酯等。在制备甲酸酯时,却不要使用催化剂,其原因是甲酸虽是弱酸,不能全部电离,但酸性较强.。常温下,其电离常数为1.77×10-4,比苯甲酸的酸性还要强(常温下苯甲酸的电离常数是6.46×10-5)。
2、在制备乙酸乙酯实验中,往往用过量的乙醇,为什么?
乙酸与乙醇制备乙酸乙酯,是一个可逆反应,乙酸乙酯易发生水解成乙酸和乙醇,在反应达到平衡时,反应物的转化率一般只有2/3,为了提高产物乙酸乙酯的产率,根据化学平衡移动理论,通常都用增加反应物的用量或不断移去产物的方法。可见,用过量的乙酸或过量的乙醇,都是可行的。站在操作方便的基础上,就得看乙酸和乙醇的来源难易程度了,用过量的乙醇,正是因为乙醇较乙酸便宜。在制备乙酸正丁酯时,因乙酸比正丁醇易得,则用过量的乙酸。
3、如何控制反应温度?
乙酸乙酯的制备,温度要求在110℃—120℃范围。最好采用油浴加热,油浴的温度大约在135℃左右。也可以用小火直接加热,但反应液的温度必须不能超过120℃,否则将会增加副产物乙醚的生成。即便采用油浴的加热办法,实验过程中也要控制蒸出液的速率,因为若速率过快,乙酸和乙醇可能未完全反应就随产物一同蒸出,进而影响乙酸乙酯的得率。反应完毕,可将温度升到130℃继续加热几分钟,直到不再有馏分溜出为止。
4、如何提搞产物乙酸乙酯的产率?
将收集的馏分加入饱和碳酸钠溶液,其主要作用是除去乙酸乙酯中的未参加反应的乙酸,加入的碳酸钠溶液以不再有气泡产生为止,然后进行分液。分出的酯层先用一定量的饱和食盐水洗涤一次,再用饱和的氯化钙溶液进行洗涤两次,所得酯层用无水 MgSO4干燥。
要说明的是,要充分除去乙酸,加入的饱和碳酸钠溶液应是过量的,必须洗净,否则下一步用氯化钙溶液除醇时,将会产生絮状的CaCO3沉淀,造成分离上的困难。为减少酯在水中的溶解,一般用饱和食盐水洗涤一次。
饱和CaCl2溶液除去未反应的乙醇,其原理是CaCl2和乙醇形成CaCl2▪ 6CH3CH2OH沉淀,此法也可制得固态酒精。
无水 MgSO4可以与酯中少量的水,形成MgSO4▪ 7H2O,这样得到的乙酸乙酯的纯度就更高了。
5、实验中,一般不采用过量乙酸的原因是什么?
主要有两方面:一是乙醇比乙酸便宜,经济合算;二是如果使用过量的乙酸,在产物中乙酸也毕竟多,这就给乙酸乙酯的提纯带来了困难。