實(shí)驗(yàn)五

1-溴丁烷的制備

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握1-溴丁烷的合成原理；1-溴丁烷的合成裝置；1-溴丁烷的洗滌和純化方法。2、熟悉氣體吸收裝置和回流反應(yīng)裝置。3、鞏固分餾分離產(chǎn)物操作。二、實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)、難點(diǎn)1、重點(diǎn)：蒸餾與分餾的基本原理、裝置和操作。2、難點(diǎn)：繪制工作曲線以確定各餾分的組成的方法。三、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)四、實(shí)驗(yàn)原理制備鹵代烴的方法有多種，但實(shí)驗(yàn)室制備飽和一元鹵代烴最常用的方法為醇與氫鹵酸的反應(yīng)：例如以此法制備1-溴丁烷，醇用正丁醇，氫鹵酸可用市售濃度為7.5%的濃氫溴酸，也可用NaBr與H2SO4的反應(yīng)來完成：或：醇與氫溴酸的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。為了促使平衡向右移動（即生成1-溴丁烷的方向移動），可采取：①增加其中一種反應(yīng)物濃度的方法；②設(shè)法使反應(yīng)產(chǎn)物離開反應(yīng)體系的方法；③增收加反應(yīng)的濃度和減少產(chǎn)物的兩種方法并用。在本實(shí)驗(yàn)中，我們采取溴化鈉與硫酸過量的方法來促使平衡向生成1-溴丁烷的方向移動。因反應(yīng)中用到濃硫酸，故可能的副反應(yīng)有：五、儀器、試劑與裝置儀器

蒸餾裝置玻璃磨口儀器、球形冷凝管、圓底燒瓶50ml、溫度計(jì)150℃、錐形瓶50ml、燒杯400ml、電熱套、分液漏斗、10ml、100ml量筒、電熱套、鐵架臺、鐵夾及十字頭、鐵圈、橡膠水管、天平試劑

正丁醇

6.2mL(5g,0.068mol)、溴化鈉（無水）8.3g(0.08mol)、濃硫酸（d=1.84）10mL(0.18mol)、10%碳酸鈉溶液、無水氯化鈣、10%碳酸鈉溶液（500ml）、

無水氯化鈣、沸石、甘油裝置六、實(shí)驗(yàn)步驟1、無水溴化鈉研缽研細(xì)后，稱取8.3g于50mL圓底燒瓶中，然后加6.2mL正丁醇和2粒沸石。2、稀釋濃硫酸：取10mL水于100mL三角瓶中，冷水浴冷卻，一邊搖蕩，一邊沿瓶壁緩慢加入10mL濃硫酸，將濃硫酸稀釋。3、將稀釋后的硫酸分批從冷凝管上端加入盛放有NaBr、正丁醇的燒瓶中。加硫酸時(shí)，應(yīng)充分振蕩燒瓶，使反應(yīng)物混合均勻。4、按照圖2連接好氣體吸收裝置，用酒精燈、石棉網(wǎng)小火加熱到沸騰，回流30分鐘。5、將上述反應(yīng)體系冷卻5分鐘，御下回流冷凝管，重新補(bǔ)加1~2粒沸石，用75°彎管連接冷凝管（見圖3）進(jìn)行蒸餾，直到無油滴蒸出為止。6、分離、洗滌：⑴將含有水的粗1-溴丁烷移入分液漏斗中，加入15mL水洗滌，靜置分層（上層水相，下層油相?1-溴丁烷）。打開活塞，將下層1-溴丁烷放入一干燥的三角瓶內(nèi)，進(jìn)行下步操作。⑵濃硫酸洗：分去水后的粗1-溴丁烷，振蕩下分2~3批緩慢加入總量為3mL的濃硫酸進(jìn)行洗滌。因此過程體系入熱，故可置于冷水浴中進(jìn)行。將冷卻后的1-溴丁烷、硫酸混合物再小心地移入分液漏斗中，待靜置分層后（1溴丁烷d2041.275,H2SO4d2041.84,所以1-溴丁烷處于上層，濃硫酸為下層），分出下層的廢酸，倒入指定的廢液回收瓶中，交實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一處理。⑶水洗與Na2CO3溶液洗：分去硫酸后的粗1-溴丁烷層，依次分別用10mLH2O、5mL10%Na2CO3、10mL水進(jìn)行洗滌。注意：每次洗滌后，應(yīng)先將該步驟中的廢液分去后，才能進(jìn)行下步洗滌。7、干燥：粗1-溴丁烷放入干燥的三角瓶中，加入1~2g塊狀無水氯化鈣，加蓋瓶塞后放置20~30min,放置過程中可間歇振蕩三角瓶。（若一次實(shí)驗(yàn)課不能完成此實(shí)驗(yàn)，可在此處停下來。）8、常壓蒸餾：干燥后的1-溴丁烷，通過長頸漏斗（可在漏斗口處放少許脫脂棉）倒入50mL圓底燒瓶中，再加1~2粒沸石，按常壓蒸餾裝置裝好儀器，在石棉網(wǎng)上用小火加熱蒸餾，待餾分溫度恒定后，開始收集主餾分，得無色透明液體。餾分純凈情況下沸點(diǎn)范圍為99~102°。

七、基本操作1、由于本實(shí)驗(yàn)中有少量HBr從冷凝管上口逸出，故需要對HBr加以吸收。HBr氣體，可溶于水，且呈酸性，因而可用水或稀堿液作吸收液（本實(shí)驗(yàn)用水）。注意圖2中的玻璃漏斗應(yīng)略微傾斜使漏斗口一半在水中，一半在水面上，這樣，既能防止氣體逸出，亦可防止水被倒吸至反應(yīng)瓶中。2、本實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是加熱時(shí)要控制火焰溫度，使反應(yīng)瓶中的液體保持微沸。否則，火焰過大，會使較多的HBr氣體從冷凝管上口逸出，也會促使?jié)饬蛩釋Br氧化成游離溴，從而降低產(chǎn)率；而火焰過小，則不能給體系提供足夠的活化能以保證反應(yīng)順利完成。3、洗滌操作時(shí)，正溴丁烷有時(shí)在上層，有時(shí)在下層。根據(jù)相對密度數(shù)據(jù)判斷產(chǎn)物在上層還是在下層。（見附錄）4、

蒸餾，第二次所用的儀器是干燥的，使粗1-溴丁烷充分干燥，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

八、注意事項(xiàng)1、將濃硫酸緩慢加入水中，不能將水加入濃硫酸中，否則將會使硫酸濺出，造成人身傷害。稀釋硫酸的過程為放熱過程，因而稀釋后應(yīng)繼續(xù)冷卻硫酸至室溫，然后才能進(jìn)行下步反應(yīng)。2、稀硫酸冷至室溫后加入NaBr、正丁醇體系中，需搖勻，正常現(xiàn)象為：上部為無色透明清液，下部為白色粉末。因反應(yīng)，體系中有少許氣泡產(chǎn)生。若加入的硫酸較熱，且加入后未搖勻，則放置幾分鐘后，體系中不斷有氣泡產(chǎn)生，上部清液由無色透明變?yōu)闇\棕紅色。其原因?yàn)椋?、回流時(shí)要用小火，保持液體微沸。否則易使Br-被氧化為Br2，還易使HBr氣體逸出反應(yīng)體系。4、回流裝置拆除后，一定要先補(bǔ)加沸石后再進(jìn)行常壓蒸餾，否則蒸餾過程會發(fā)生暴沸。5、正溴丁烷是否蒸完，可從以下幾個(gè)方面判斷：①蒸出液是否由渾濁變?yōu)槌吻澹虎诜磻?yīng)瓶上層油層是否消失；③取一試管收集幾滴餾出液，加水搖動。觀察有無油珠出現(xiàn)。如無，表示餾出液中已無有機(jī)物，蒸餾已完成。蒸餾不溶于水的有機(jī)物時(shí)，?？捎么朔椒z驗(yàn)。6、餾出液分為兩層，通常下層為粗1-溴丁烷（油層），上層為水。若因未反應(yīng)的正丁醇較多，或因蒸餾過久而蒸出一些氫溴酸恒沸液，則液層的相對密度會發(fā)生變化，油層可能懸浮或變?yōu)樯蠈?。如遇此現(xiàn)象，可加清水稀釋使油層下沉。如水洗后產(chǎn)物尚呈紅色，是由于濃硫酸的氧化作用生成游離溴之故，可加入幾毫升飽和亞硫酸氫鈉溶液洗滌除去：7、粗1-溴丁烷中所含的少量未反應(yīng)的正丁醇也可以用3mL濃鹽酸來洗去。使用濃鹽酸時(shí)，1-溴丁烷在下層。

九、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、實(shí)驗(yàn)題目2、實(shí)驗(yàn)原理