丙酸钙的制备[1]

化学与化学工程学院

设计实验报告

姓名文万强李银旭学号20113942 20113918 专业化学工程与工艺班级11级工艺2班

同组设计人员

实验课程名称有机化学实验

设计实验名称鸡蛋壳制备丙酸钙

实验日期2012-05-15 批阅日期

成绩教师签名

化学与化学工程学院

鸡蛋壳制备丙酸钙

摘要

本实验是一种探究利用鸡蛋壳制备丙酸钙简单的方法，随着人民生活水平的提高和食品工业的发展, 鸡蛋的消耗量大幅度增加，但是大量蛋壳却被废弃,因此如何利用这些废弃资源将其变废为宝就成为当今“绿色化学”的走向，而丙酸钙是近几年发展起来的一种新型食品加剂,其毒性远低于我国广泛应用的苯甲酸钠,被认为是食品的正常成分,也是人体内代谢的中间产物加之又较山梨酸钾便宜得多,故可在食品中较多地添加,可延长食品保鲜期,防止食物中毒。丙酸钙不仅对人体无毒、无副作用, 而且还有抑制产生黄曲霉素的作用, 其防腐作用良好, 可广泛用于面包、糕点等食品的防腐，在人的饮食结构中添加少量的丙酸钙可以减少肝癌的发病率。起抑制作用的是丙酸，且丙酸为人体代谢产物之一，不会对人体造成危害。因此，此研究也成了当今热点的研究方向，我们探究这方面也主要是围绕在前人的基础上就如何利用不同的方式，以便能使产率达到最优。

设计（或研究）的依据与意义

近几年来, 随着人民生活水平的提高和食品工业的发展, 鸡蛋的消耗量大幅度增加。由于人们仅利用了可食的蛋清和蛋黄部分, 而大量蛋壳却被废弃, 特别是蛋粉厂和蛋类制品加工厂, 每天都要产生成吨的蛋壳, 对环境造成很大污染。据联合国粮农组织统计，2003年我国鸡蛋总产量为2233．2万t，占世界鸡蛋总产量的40％，我国每年大约产生300万t的蛋壳垃圾。而现在随着人们的生活水平的进一步提高，鸡蛋消费也会进一步增加，必然会产生更多的鸡蛋壳垃圾，而大量的蛋壳垃圾在自然状态下很难被分解。造成了垃圾处理困难以及废弃资源的浪费。然而蛋壳中含93%的CaCO3, 1.0%的MgCO3, 2.8%的Mg3 (PO4)2 和3.2%的有机物, 如以蛋壳为主要原料, 加入丙酸生产丙酸钙, 既可节省资源, 降低成本, 又可解决蛋壳对环境所造成的污染。

丙酸钙是近几年发展起来的一种新型食品加剂,其毒性远低于我国广泛应用的苯甲酸钠,被认为是食品的正常成分,也是人体内代谢的中间产物加之又较山

梨酸钾便宜得多,故可在食品中较多地添加,可延长食品保鲜期,防止食物中毒。丙酸钙属酸性物质,对霉菌、好气性芽孢杆菌和革兰氏阴性菌均有很好的杀灭作用, 对酵母菌无害。丙酸钙不仅对人体无毒、无副作用, 而且还有抑制产生黄曲霉素的作用, 其防腐作用良好, 可广泛用于面包、糕点等食品的防腐，在人的饮食结构中添加少量的丙酸钙可以减少肝癌的发病率。起抑制作用的是丙酸，且丙酸为人体代谢产物之一，不会对人体造成危害。并且蛋壳成本低廉，可降低生产成本，提高厂家的市场竞争力，减少环境污染。丙酸钙是一种新型、安全、高效的防霉剂，国内外市场前景广阔，利用鸡蛋壳中碳酸钙制备丙酸钙可产生良好的社会效益和经济效益。通过该技术的实施，每1亿枚蛋壳可生产丙酸钙1050吨，每吨丙酸钙的市场售价大概为1000元，由此产生的经济收益超过100万。

一、实验目的

1、学会高温煅烧的实验方法；

2、学会变废为宝理论；

3、掌握重结晶技术。

二、实验原理

蛋壳中CaCO3的含量高于90%，因蛋壳是生物组织，无毒，所以用蛋壳制备的丙酸钙是无毒的。可作为钙强化剂，用于食品添加。

鸡蛋壳经高温煅烧后，得到灰分氧化钙，加水生成氢氧化钙，在用丙酸中和，反应后丙酸钙

CaCO3 = CaO + CO2↑

CaO + H2O = Ca(OH)2

Ca(OH)2 + 2CH3CH2COOH = Ca(CH3CH2COO)2 + 2H2O

表一物性参数表

物质分子式分子量性状溶解性

丙酸CH3CH2COOH 78有刺激性气味溶于水丙酸钙Ca(CH3CH2COO)2186无臭或轻微特臭溶于水不溶于苯

三、仪器和药品

仪器：

马福炉、干燥箱、蒸发皿、烧杯(100ml两个、250ml一个)、漏斗、玻璃棒、量筒（50ml）、滤纸、电子天平、瓷研钵、HHS恒温水浴锅、SHB-3A真空泵、表面皿、坩埚、布氏漏斗；

药品：

13.36mol /L丙酸溶液、鸡蛋壳。

四、实验步骤

1、将收集好的鸡蛋壳放到250ml的烧杯中，加入蒸馏水进行洗涤，去膜；

2、将洗好的鸡蛋壳转到白瓷盘中，放到110℃的干燥箱中进行干燥；

3、取出干燥的鸡蛋壳在瓷研钵中进行研磨，并将其转到坩埚中，将坩埚放到1100℃的马弗炉中进行灼伤（大约一个小时）；

4、待鸡蛋壳被灼烧成白色时，取出坩埚，待冷却后，将其转入到瓷研钵中进行研磨，将其研细

5、在电子天平天平上称取3.00g药品，转入到100ml的烧杯中，加入40ml 蒸馏水，在不断地搅拌下生成石灰乳，再加入12ml13.36mol /L丙酸溶液，并不断搅拌，待液体澄清后进行过滤；

6、将滤液转入到蒸发皿中，在90℃的恒温水浴锅中进行蒸发，待到液体产生晶膜时，停止加热，冷却结晶；

7、将结晶后的液体在进行减压过滤，并将其固体药品转入到已经称好质量的表面皿中；

8、把表面皿放到80℃的干燥箱中进行干燥（半个小时），待干燥好后，取出冷却，带冷到室温时，进行称量，计算产率。

五、数据记录及处理

表二数据表

药品蛋壳粉丙酸丙酸钙

量 3.00g 12.0ml 8.10g 产率计算：

CaO~Ca (0H)2 ~Ca(CH3CH2COO)2

5 6 186

3 m理

理论产量X= 3×186/56=9.95(g)

产率= m实/m理×100%

=8.10/9.95×100%

=81.4%

六、实验结论及误差分析

实验结论：

本次试验所得产品8.10g，其产率为81.4%

误差分析：

在实验中可能反应的时间不够，没有将所有的钙转化为丙酸钙；

反应中可能所加的丙酸量少，以至过滤时溶液不变澄清；

在蒸发浓缩中没有很好的把握蒸发量，以至在冷却结晶时没有很好的结晶出晶体；

转移产品时没有将其转移干净；

母液没有重复蒸发浓缩结晶，只进行了一次。

这些因素都使的这次的产率降低。

七、实验心得

通过本次试验使我们感受到了我们身边的废弃物也是一笔巨大的财富，我们要好好的利用身边的所有东西，为我们的生活创造出巨大的财富。这既是一种保护环境的做法，更是我们节约能源的作风，我们应该学会变废为宝，使我们的