实验十一 正溴丁烷的制备和折光率的测定

实验十一正溴丁烷的制备和折光率的测定
一、实验目的
1、掌握由醇制备卤代烃的原理和操作技能；
2、学习回流操作和反应中产生有害气体的处理方法；
3、掌握产率的计算；
4、了解Abbe折光仪的使用和维护。

二、实验原理
主反应
副反应
……
（①卤代烃用途；②制备方法；③反应机理；④基本操作：回流；有害气体的处理；蒸馏；洗涤、分液；干燥；折光率的测定等。

）
三、实验药品及物理常数
四、主要仪器和材料
铁架台升降台木板隔热板电炉圆底烧瓶(100 mL、19＃) 蒸馏头(19＃) 螺帽接头(19＃) 球形冷凝管(19＃) 直形冷凝管(19＃) 真空接引管(19＃) 锥形瓶(50 mL、19＃) 锥形瓶（250 mL）量筒(10 mL) 短颈三角漏斗温度计（200℃）分液漏斗烧杯（500 mL、250 mL、100 mL）铁圈烧瓶夹冷凝管夹十字夹玻璃管玻璃弯管(90°) 剪刀酒精喷灯酒精灯砂轮片橡皮管沸石擦镜纸等。

五、实验装置
（1）带吸收的回流装置；（2）洗涤、分液装置；（3）蒸馏装置。

六、操作步骤
【操作要点】
⑴ 装置：仪器的选用，搭配顺序，各仪器高度位置的控制，三角漏斗的选用和高度？烧瓶中要加沸石吗？
气体吸收装置注意三角漏斗不要全部浸入水中，以免与大气不通有危险，防止倒吸。

⑵ 配酸：加料量与烧瓶体积的关系，在本实验中浓硫酸的量取、配酸的顺序和作用？
A、硫酸在通风橱内移取，量筒专用，务必要小心。

在本实验中浓硫酸的作用：①催化剂；
②反应物，生成HBr；③洗涤。

B、在烧瓶内，先加水再加浓硫酸，顺序不要弄错，以免暴沸，产生危险。

水浴中冷却，边加浓硫酸边摇荡。

⑶ 加料：在烧瓶冷至室温后再加正丁醇及溴化钠，以免正丁醇炭化，有机相发黑。

溴化钠要研碎，加入后应马上振摇以免结块。

要注意加料的顺序，而且分散要均匀。

如用含结晶水的溴化钠（NaBr·2H2O），可按物质的量换算，并减少水的用量。

⑷ 回流：冷凝管的选用，通冷凝水，注意水流方向。

温度的控制？回流气圈的高度？结束回流时的顺序？拆装置的顺序？
实验应小火加热并振摇，否则有机相发红、发黑。

（Br2放出及炭化）。

液体首先由一层变成三层，上层开始极薄，中层为橙黄色（可能是硫酸氢丁酯），随着反应进行，上层越来越厚，由淡黄变橙黄，中层逐渐消失。

⑸ 蒸馏(1)：烧瓶中还要加沸石吗？收集速度，怎样检查粗产物是否蒸完？
粗产物是否蒸完检验的三种方法：①馏出液是否由浑浊变为澄清；②反应瓶上层油层是否消失；③取一滴馏出液滴入清水中是否溶解或呈一油珠在水面上。

蒸完后烧瓶冷却，析出无色透明结晶NaHSO4。

要趁热处理，否则会结块。

⑹ 洗涤：依次用等体积水、浓H2SO4、水、饱和NaHCO3溶液、水洗涤，每一次洗涤的作用是什么？能否省去？用饱和碳酸氢钠溶液洗涤前要先用水洗涤？浓H2SO4洗涤时要用干燥的分液漏斗！
用水洗涤后馏出液如有红色，是因为含有溴的缘故，可以加入10～15mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤除出。

浓硫酸能溶解存在于粗产物中的少量未反应的正丁醇及副产物正丁醚等杂质。

因为在以后的蒸馏中，由于正丁醇和正溴丁烷可形成共沸物。

（沸点98.6°C，含正丁醇13%）而难以除去。

⑺ 分液：一定要注意上下层的判断！判断的依据是什么？
在使用分液漏斗分液时，要明白取舍的对象。

所有经过分离操作的液层，都要暂时留到整个实验结束，获得合格产品，并经过计量统计出废液总量后才能一并处理。

以便一旦发现取错液层，尚可及时补救，避免从头返工。

⑻ 干燥：产品是否要干燥？干燥剂选择的依据，干燥剂的类型，干燥剂的颗粒大小，干燥剂的用量，液体有机物干燥的时间？干燥的判断标准？干燥后的处理？
用干燥剂原则：①与所干燥试剂不起化学反应；②不溶于该液体中；③不能与被干燥物形成络合物。

量以加入小颗粒后振摇，液体清亮干燥剂边缘轮廓清晰为准。

⑼ 蒸馏(2)：仪器是否要干燥？烧瓶中要加沸石吗？空瓶先称重，注意冷凝水的进出方向，空气浴加热，注意馏分的收集。

产品是否清亮透明，是衡量产品是否合格的外观标准。

在蒸馏已干燥的产物时，所用仪器应充分干燥。

最后一次蒸馏时，蒸馏装置要预先烘干。

纯正溴丁烷为无色透明液体，沸点101.6℃, 折光率(n D20) 1.4401。

⑽ 拆装置：注意顺序。

⑾ 称量：方法？注意读数。

⑿ 测折光率：折光仪的原理和构造，折光率的影响因素？测定的方法和操作步骤？结束要做的工作？数据的记录？
Abbe折光仪的使用与维护：①校正（重蒸馏水、标准折光玻璃块）；②测定；③维护。

七、注意事项
八、实验结果
1、产品性状；
2、馏分；
3、实际产量；
4、理论产量；
5、折光率；
6、产率。

九、实验讨论
1、本实验中硫酸的作用是什么？硫酸作为原料时浓度过大或过小有什么影响？
2、反应后的粗产物中含有哪些杂质？是如何除去的？各步洗涤的目的是什么？
3、为什么用饱和碳酸氢钠溶液洗涤前要先用水洗涤？
4、正溴丁烷必须蒸完，否则会影响产率，这可以从哪几个方面判断?
*5、从反应混合物中分离出粗产品正溴丁烷时，为什么用蒸馏的方法，而不直接用分液漏斗分离？*6、本次实验中，一共排放了多少废水与废渣，你有什么治理方案？
（注：1-4写在实验报告上；*5、*6两题为课外讨论题，下次实验前检查。

）
十、实验体会
谈谈实验的成败、得失。

环己烯的制备（消除反应）、正丁醚的制备（亲核取代反应）和正溴丁烷的制备（亲核取代反应）实验原料都有醇与硫酸，但条件不同，产物不同，在反应中存在典型的消除反应与亲核取代反应的竞争，而本实验是如何提高正溴丁烷的转化率的？
1．降低H2SO4的浓度，所以要配酸。

因为H2SO4的浓度增加会有利于正丁烯（正丁醇分子内的脱水）及正丁醚（正丁醇分子间的脱水）的生成（浓H2SO4同时是吸水剂），此外H2SO4的浓度的增加会促进溴化钠生成溴化氢气体，导致原料损失。

同时还增加H2SO4的氧化还原副反应。

2．增加亲核试剂的浓度有利于亲核取代反应，Br-是亲核试剂，所以原料溴化钠是大大过量。

3．控制合适的温度，不能太高。

因为温度升高有利于消除反应（C-H断）及生成溴化氢气体。