实验五--溴乙烷的制备及折光率的测定

实验五溴乙烷的制备及折光率的测定（5学时）
准备工作：
1．洗净一个锥形瓶、一整套蒸馏装置及一个分液漏斗放入烘箱中；
2．注意：分液漏斗擦净凡士林，旋塞和塞子用棉线系好（必须配套使用）；各磨口要分开存放和烘干。

一、实验目的
1．学习以结构上相对应的醇为原料合成一卤代烷的实验原理和方法。

2．学习低沸点蒸馏的基本操作和分液漏斗的使用方法。

3．学习折光率的测定及阿贝折光计的使用和维护。

4．了解卤代烃的性质。

二、实验原理
1．溴乙烷的制备
脂肪簇卤代烷可通过醇与氢卤酸共热来制备。

因此在实验室中我们可用溴化钠、浓硫酸和乙醇共热制备溴乙烷：
主反应： NaBr(固体) + H2SO4(浓HBr + NaHSO4
CH
3CH23CH2Br + H2O
H+CH3CH2Br + H2O 历程：CH3CH2CH3 OH2
浓硫酸的作用：
（1）吸收反应中生成的H2O使HBr酸保持较高浓度，做吸水剂；
（2）提供质子，使醇质子化，作催化剂；
（3）使生成的水质子化，减少逆反应的发生。

但是浓硫酸的存在也会引起下列副反应：
H
SO (浓)CH 3CH 2OH CH 2=CH 2+ H 2O
CH 3CH 2OH
（CH 3CH 2）2O + H 2O
CH 3CH 2OH
C + CO + CO 2 + H 2O
2HBr + H 2SO 4(浓)
Br 2 + SO 2 + H 2O
CH 3CH 2
OH
CH 3CHO
CH 3COOH
同时由于反应是可逆的，为了提高产率，我们采取了以下办法： （1）增加反应物NaBr 的用量； （2）蒸馏出产物溴乙烷和水。

2．折光率的测定
当光线从空气中进入密度较大的透明液体中时，其光速会变小，入射光的方向也会在入射点向垂线偏折。

这种现象我们们把它叫做折射现象。

我们用光线在空气中的传播速率与它在液体中的传播速率之比来定义该液体的折光率，常用n 表示。

图5 光的折射
n=
V 液
V 空=
SinQ 入SinQ
折
液体界面
由于入射光的波长、测定温度等因素对物质的折光率有显著影响，因而其测定值通常要标注操作条件。

例如，在20℃条件下，以钠光D线波长(589.3 nm)的光线作入射光所测得的四氯化碳的折光率为1.4600，记为20
n 1.4600。

由于所测数据
D
可读至小数点后第四位，精确度高，重复性好，因而以折光率作为液态有机物的纯度标准甚至比沸点还要可靠。

另外，温度对折光率的影响呈反比关系，通常温度每升高1℃，折光率将下降3.5×10-4～5.5×10-4。

为了方便起见，在实际工作中常以4×10-4近似地作为温度变化常数。

三、试剂及器材
1．器材：25 mL圆底烧瓶1个；10 mL圆底烧瓶2个；30 mL锥形瓶2个；空心塞1个；200 mL烧杯2个；真空接液管1个；75°弯头；蒸馏头；直形冷凝管；温度计100 ℃ 2个；温度计套管；分液漏斗2个；量筒10 mL ；加热套250 mL，滴管；阿贝(Abbe)折光计；擦镜纸；镊子。

2．试剂：95 %乙醇，浓硫酸，溴化钠固体。

无水乙醇5ml，止暴剂，丙酮，铜丝，硝酸银酒精溶液，碘化钠丙酮溶液。

四、主要试剂及产品的物理常数
名称M b.p./℃D420 S水
95%EtOH 46 78.4 0.7893 ∞
NaBr 103 1390 3.203 ∞
EtBr 109 38.4 1.4239
难溶
Et2O 74.12 34.5 0.71378
微溶
C2H4 28.05 -103.71 0.384
不溶浓H2SO4 98 338 1.384 ∞
五、实验内容与基本操作
1．分液漏斗和滴液漏斗的使用
（1）分液漏斗和滴液漏斗的应用范围：分离两种不反应而分层的液体；从溶液中萃取某种成分；用水或碱或酸洗涤某种产品，以除出其杂质；用于滴加某种试剂，可控制速度。

（2）使用步骤：①先检查玻璃塞和旋塞是否用棉线系住；②检查玻璃塞和旋塞是否漏水，如玻璃塞漏水，则不能使用，如旋塞漏水可涂凡士林；③涂凡士林时应先擦干旋塞，再用手沾取少量凡士林在旋塞孔附近5mm以外的范围薄薄地、均匀地涂上一层，然后插入，向一个方向旋转至透明，再检查是否漏水；④如不漏水，倒入要洗涤或要萃取的混合液，加入洗涤液，振摇；⑤放气；⑥固定于铁架台上静置分层；⑦将上口玻璃塞上的凹槽对准小圆孔，放出下层，再振摇，静置，放尽下层；⑧上层从上口倒出；⑨用毕，洗净，擦净旋塞凡士林，玻璃塞和旋塞处都应夹上纸条，以免放置过久，无法开启。

（3）使用注意事项：①旋塞和玻璃塞都应用线系好，因为塞子和分液漏斗要严格配套，否则可能漏水，因此哪怕是同一型号，也不能将它们混用；②将分液漏斗放入烘箱中烘干时：必须擦净旋塞上的凡士林，否则凡士林碳化，很难洗去；旋塞和玻璃塞都应取下，以免烘干后无法开启；③不能用手拿住分液漏斗下端；④不能用手拿住分液漏斗进行分层、分液；⑤不论是萃取还是洗涤，上下两层液体都应保留到实验完毕，否则一旦中间操作失误，就无法补救；⑥上层只能从上口倒出，以免被沾污；⑦用毕，洗净，擦净旋塞凡士林，玻璃塞和旋塞处都应夹上纸条，以免放置过久，无法开启。

2．折光率的测定
（1）Abbe折光计的校正：恒温——洗涤——校正
恒温后，开户下面棱镜，使镜面水平，滴入1—2滴丙酮，合上棱镜片刻，使难挥发的污物逸走，再打开棱镜，用丝巾或擦镜纸轻轻擦干净镜面，然后校正。

①用重蒸馏水校正：n D20=1.33299。

②用标准折光玻璃块校正：n D20=1.66。

将棱镜全打开使成水平，用少许1-溴代萘置光滑棱镜上，玻璃块就粘附于镜面上，使玻璃块直接对准反射镜，转动左边刻度盘，使读数镜内标尺读数为1.66,调节反射镜，使入射光进入棱镜，使视场最清晰。

转动消色调节器，消除色散,再用一特制的小旋子旋动右面镜筒下方的方形螺旋，使明暗界线和“+”字交叉重合。

（2）测定：
用滴管滴2-3滴丙酮洗涤，干后在磨砂棱镜上滴入样品2-3滴，使液体充满视场且无气泡，关紧棱镜。

转动反射镜使视场最亮，转动刻度盘，找到明暗分界线和彩色光带，再转动消色调节器至看到明晰界线，转动刻度盘，使分界对准“+”字交叉中心，并读折光率，稍转一下，重读2-3次。

注意：①如果液体折光率不在1.3-1.7，Abbe折光计不能测定。

②找不到明暗交界线，或目镜中看到的图形是畸形的，不是一半明一半暗，则是由于棱镜间未充满液体。

③如出现光环，则有可能是有光线未经过棱镜直接照射在聚光透镜上，这时应调节反射镜。

（3）Abbe折光计的维护：
①使用前后，棱镜均需用丙酮或乙醚洗净，并干燥。

②滴管、镊子等硬物不能触及镜面，擦洗也只能用丝镜或擦镜纸，不能用力擦。

③酸、碱等腐蚀性物质不能使用折光计测定，可用浸入式折光计测定。

④用完后将仪器擦净，合上棱镜，放入盒中，盒中应有干燥剂。

⑤折光计不得放在阳光直射或靠近热源的地方，防止样品蒸发迅速。

3．溴乙烷的制备
在25mL 园底烧瓶中加入3.3 mL ( 2.60 g ，56.7 mmol ) 95% 乙醇，及3 mL 水，在不断振摇和冷水冷却下，漫漫加入6.3 mL (11.62 g , 113.3 mmol ) 浓硫酸，冷至室温后，在冷却下加入5.00 g ( 50 mmol ) 研成细粉状的溴化钠，稍加振摇混合后，加入几粒沸石，安装成常压蒸馏装置。

接受器内外均应放入冰水混合物，以防止产品的挥发损失。

接液管的支管用橡皮管到入下水道或室外。

将反应混合物在石棉网上小火加热蒸馏，使反应平稳发生，直至无油状物馏出为止。

将馏出液倒入分液漏斗中，分出的有机层置于25 mL干燥的锥形瓶中，在冰水浴中，边振摇边滴加浓硫酸，直至锥形瓶底分出硫酸层为止。

用干燥的分液漏斗分去硫酸液，将溴乙烷粗产品倒入干燥的蒸馏瓶中，水浴加热蒸馏，接受器外冰水浴冷却，收集37-40 ℃的馏分。

称量、计算产率（产品重3.2 g ，产率60.5 %）。

溴乙烷为无色液体，沸点38.4℃，d204 1.46，折光率1.4239。

测试与检验：
（1）铜的卤化物生成－鄂尔斯坦实验
取一段细铜丝，将其一端绕成2～3圈螺旋，在火焰上加热至火焰无色。

冷却后浸入溴乙烷中，然后将其放入火焰中。

观察火焰的颜色变化。

（2）硝酸银酒精溶液试验
取0.5mL硝酸银酒精溶液，放入洗净干燥的试管中，加入2滴新制的溴乙烷样品，振荡后，再静置约3min，观察有无沉淀。

如不析出沉淀，在水浴中温热2～3min，再观察现象。

（3）碘化钠的丙酮溶液试验
取0.5mL 碘化钠丙酮溶液放入干燥试管中，加入2滴溴乙烷，振荡后，静置约2min,观察有无沉淀，在水浴上加热，观察现象（如有淡红色出现，表现有碘析出）。

（4）测定溴乙烷的折光率，检验其纯度。

六、注意事项
七、成功关键
八、粗产品的纯化原理
CH 3CH 2OH CH 3CHO CH 3COOH H 2SO 3
HBr H 2O
H 2CO 3Br 2
CH 3CH 2
Br
上层:(弃去)无机层
32Br H 2O
CH 3CH 2OH
CH 3CHO CH 3COOH (CH 3CH 2)2
O
上层:下层:CH 3CH 2Br
弃去(硫酸层)
H 2SO
4
收集35-40度馏分
CH 3CH 2Br
(CH 3CH 2)2O
九、思考题
1．制备溴乙烷时为什么加入一定量的水？ 2．粗溴乙烷中加入硫酸的目的是什么？ 3．本实验极易产率不高，分析其原因。

4．测定有机化合物折射率的意义是什么?
5．假定测得松节油的折射率为 1.4710 ，在25℃时其折射率的近似值应是
多少?
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