四 实验步骤 1. 投料
在100 mL干燥的三颈烧瓶 中加入13 mL 95 %乙醇,将烧瓶浸入冰水中冷却,缓慢加入12 mL浓硫酸混匀(为什么先加乙醇,再加浓硫酸),滴液漏斗内盛有25 mL 95 %乙醇,漏斗脚末端与温度计的水银球必须浸入液面以下距瓶底约0.5~1cm(为什么),加入2 粒沸石,接受器浸入冰水中冷却,尾接管的支管接橡皮管通入水槽,如上图。(如何保证装置的气密性?) 2.加热反应
用电热套加热,使反应温度比较迅速升到1400C。开始由滴液漏斗慢慢滴加乙醇。控制滴加速度与馏出液速度大致相等(1d/s)(思考滴加过快会如何?),维持反应温度在135~145℃,约30分钟滴加完毕,再继续加热10min,直到温度上升到160℃,去掉热源停止反应。 3. 精制
依次用8mL 5 % NaOH 溶液洗涤,8 mL饱和NaCl溶液洗涤(为什么用饱和NaCl溶液洗涤而不用水洗?), 每次8mL饱和CaCl2溶液洗涤两次。然后用无水氯化钙干燥,在水浴中蒸馏,收集沸点在33~38 ℃的馏分。
称量,计算产率。 注意:
1)用NaOH 溶液洗涤后,尽量将NaOH 溶液分干净(为什么)。 2)干燥时,锥形瓶塞上空心塞。 五 实验关键 1)气密性
2) 温度的控制。
第21页
甲基橙的制备
一、 实验目的:
1. 学习和掌握一步法合成甲基橙的原理和方法。 2. 巩固重结晶的原理和操作。 二、实验原理:
甲基橙可通过对氨基苯磺酸的重氮化反应以及重氮盐与N,N-二甲苯胺的醋酸盐,在弱酸性介质中进行偶联来合成。
其化学反应过程如下:
三 试剂与规格
亚硝酸钠 C.P.,浓盐酸 C.P.,冰醋酸 C.P.,对氨基苯磺酸 C.P.,N,N-二甲苯胺 C.P.,95% 乙醇 C.P.,5%氢氧化钠。 四、实验步骤: (一)粗品制备:
1. 在100ml小烧杯中加入2.5g对氨基苯磺酸晶体和1.5mlN,N-二甲苯胺 ,再加入50ml水,测出PH值(PH=6).
2. 搅拌下滴加20%的亚硝酸钠5ml(约需15分钟),滴完后继续搅拌20分钟,此过程中要测出开始、中间和结束时的PH值,观察颜色变化。
3. 取2%的氢氧化钠5ml加入反应液中,使体系显弱碱性,搅拌均匀,测出PH值。 4. 加热至沸,溶解固体。 5. 冷却,抽滤得粗品。 (二)粗品精制:
每克粗产品大约用25ml2%的氢氧化钠做重结晶。待结晶完全析出后抽滤,沉淀用很少量的乙醇洗涤,得到橙色的片状甲基橙结晶。
第22页
取少量甲基橙溶解于水,加几滴稀盐酸溶液,观察所呈现的颜色。接着用稀氢氧化钠溶液中和,颜色有什么变化? 六 思考题
1. 产物用乙醇洗涤的目的是什么?
2. 如何判断重氮化反应的终点?如何除去过量的亚硝酸?
第23页
己 二 酸 的 制 备
一、 实验目的:
1. 学习利用环己醇氧化制备己二酸的原理和方法。 2. 掌握过滤、重结晶等基本操作。 二、 实验原理:
OH[O]O[O]COOHCOOH
OH50%HNO3NH4VO3 , 55--60℃COOHCOOH
三、 实验步骤: (一)粗产品的制备
1. 安装带有吸收装置的回流装置(用80—100 ml的NaOH碱液吸收) 注解:
1)仪器:三颈瓶,温度计(带套管),直形冷凝管(回流),恒压滴液漏斗,吸收装置(大烧杯和普通漏斗)。
2)铁夹固定吸收装置的橡胶管但不要堵住。(为什么)。 3)漏斗不要浸入碱液太深(为什么)。
4)接口涂抹凡士林以保证气密性,若有漏气,马上停止实验。
5)冷凝管使用时注意进水、出水口和橡胶管的连接要牢固,防止橡胶管脱落后水流进电热套,造成电热套的损坏。 2. 投料:
50% 硝酸12 ml偏钒酸铵少许恒压滴液漏斗中的4 ml 环己醇3-5 滴问题:
(1). 为什么偏钒酸铵不能加多? (2). 可以用浓硝酸吗,为什么?
3. 先滴加3~5滴环己醇,加热至反应开始(50℃),瓶内有红棕色气体放出。马上停止加热
第24页
100 ml 的三口烧瓶中
(为什么),保持温度在50—60℃之间,不断振荡下慢慢滴加剩余的环己醇(注意温度的变化,温度升高,用冰水冷却,温度降低用热水加热)(为什么缓慢滴加),滴加时间控制在20分钟以上。
4. 滴加完后继续振荡,并加热到80~90℃,保持30分钟,至无红棕色气体放出。 5. 将反应液趁热倒入50ml的烧杯中,冷却析出己二酸,冷却约20—30分钟。 6. 抽滤,用15ml冷水洗涤,得粗产品。(观察洗涤的作用) (二) 粗产品的精制:
用水做重结晶。己二酸在冷水中的溶解度为;1.44g/100ml;在沸水中为160g/100ml。得到白色棱状晶体。熔点:153℃。 四、实验关键:控制反应温度。 五、注意事项: 1. 装置的气密性。 2. 导气管保持畅通。
第25页