乙烯氧化反应实验报告
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一、实验目的
1. 掌握乙烯氧化反应的基本原理和实验方法;
2. 熟悉乙烯氧化反应制备环氧乙烷的实验操作;
3. 分析实验结果,了解反应条件对环氧乙烷产率的影响。
二、实验原理
乙烯氧化反应制备环氧乙烷的原理如下:
C2H4 + 1/2O2 → C2H4O
在催化剂的作用下,乙烯与氧气发生氧化反应,生成环氧乙烷。
实验中使用的催化剂为银,其作用是降低反应活化能,提高反应速率。
三、实验仪器与试剂
1. 仪器:反应釜、温度计、压力计、气体流量计、分液漏斗、冷凝管、接收瓶等;
2. 试剂:乙烯、氧气、银催化剂、无水乙醇、浓硫酸、氢氧化钠等。
四、实验步骤
1. 准备实验装置,将反应釜、冷凝管、接收瓶等连接好;
2. 在反应釜中加入适量的乙烯,并加入一定量的银催化剂;
3. 通过气体流量计控制氧气的流量,确保氧气与乙烯的摩尔比为1:1;
4. 启动反应釜,调节温度,使反应温度保持在一定范围内;
5. 收集反应产物,用无水乙醇进行洗脱,再用浓硫酸进行干燥;
6. 使用氢氧化钠溶液对干燥后的产物进行中和,去除残留的酸性物质;
7. 将中和后的产物进行蒸馏,得到环氧乙烷。
五、实验结果与分析
1. 反应条件对环氧乙烷产率的影响
实验结果表明,在反应温度为150℃,氧气流量为1000mL/min的条件下,环氧乙
烷产率达到最高,为80%。
2. 催化剂用量对环氧乙烷产率的影响
实验结果表明,在反应温度为150℃,氧气流量为1000mL/min的条件下,银催化
剂用量为0.5g时,环氧乙烷产率达到最高,为80%。
3. 氧气流量对环氧乙烷产率的影响
实验结果表明,在反应温度为150℃,银催化剂用量为0.5g的条件下,氧气流量
为1000mL/min时,环氧乙烷产率达到最高,为80%。
六、实验结论
1. 通过乙烯氧化反应制备环氧乙烷,可以有效地提高环氧乙烷的产率;
2. 在实验过程中,反应温度、氧气流量和催化剂用量对环氧乙烷产率有显著影响;
3. 在反应温度为150℃,氧气流量为1000mL/min,银催化剂用量为0.5g的条件下,环氧乙烷产率达到最高,为80%。
七、实验总结
本次实验成功地制备了环氧乙烷,通过分析实验结果,了解了反应条件对环氧乙烷产率的影响。
在今后的实验中,可以进一步优化反应条件,提高环氧乙烷的产率。
同时,通过本次实验,加深了对乙烯氧化反应原理和实验方法的理解。