十二烷基苯磺酸钠的制备实验报告
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十二烷基苯磺酸钠的制备实验报告
实验名称:十二烷基苯磺酸钠的制备
实验时间:2013年10月18日
小组合作:
是
小组成员:金丽娜车小爽张旭东
1、实验目的
(1)掌握烷基苯磺酸钠(LAS)的制备方法。
(2)了解用不同磺化剂进行磺化反应的机理和反应特点。
(3)了解十二烷基苯磺酸钠性质、用途和使用方法。
2、实验设备及材料
实验设备:搅拌器、温度计(0℃~100℃)、滴液漏斗(60ml)、回流冷凝器、250mL四口瓶、分液漏斗(60ml)
材料:十二烷基苯、98%硫酸、10%氢氧化钠溶液、氯化钠
3、理论依据
十二烷基苯磺酸钠为白色浆状物或粉末。具有去污、湿润、发泡、乳化、分散等性能。生物降解度>90%。在较宽的pH范围内比较稳定。其钠或铵盐呈中性,能溶于水,对水硬度不敏感,对酸、碱水解的稳定性好。它的钙盐或镁盐在水中的溶解度要低一些,但可溶于烃类溶剂中,在这方面也有一定的应用价值。
磺化反应是向有机分子中的碳原子上引入磺酸基(-SO3H)的反应。生
成的产物是磺酸(R-SO3H)、磺酸盐(R-SO3M;M表示NH4或金属离子)或
磺酰氯(R-SO2Cl)。磺化是亲电取代反应。SO3分子中硫原子的电负性比
氧原子的电负性小,所以硫原子带有部分正电荷而成为亲电试剂。
常用的磺化剂是浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸。
(1)磺化的主要方法
过量硫酸磺化法(磺化剂是浓硫酸和发烟硫酸);共沸脱水磺化法;三
氧化硫磺化法;氯磺酸磺化法;
芳伯胺的烘焙磺化法。
(2)磺化反应的主要目的
a.使产品具有水溶性、酸性、表面活性或对纤维素具有亲和力;
b.将
磺基转化为-OH、-NH2、-CN或-CL等取代基;c.先在芳环上引入磺基,完成特定反应后,再将磺基水解掉。
(3)磺化反应的主要影响因素:
硫酸的浓度和用量对磺化反应的速度有很大影响。随着磺化反应的进行,生成的水逐渐增加,硫酸的浓度逐渐下降,使磺化开始阶段和磺化末期,磺化反应速度就可能下降几十倍,甚至几百倍而几乎停止反应。这时
的硫酸被称为“废酸”,用“π值”表示。为了消除磺化反应生成的水
的稀释作用的影响,必须使用过量很多的硫酸(х值)。π值是将废酸中
所含硫酸的质量换算成SO3的质量后的质量百分数磺化反应温度和时间的
影响磺化温度会影响磺基进入芳环的位置和磺酸异构体的生成比例。特别
是在多磺化时,为了每一个磺基都尽可能地进入所希望的位置,对于每一
个磺化阶段都需要选择合适的磺化温度。低温、短时间的反应有利于α取代,高温、长时间的反应有利于β取代。
(4)磺化产物的分离:
稀释析出法(有些磺化产物在稀硫酸中的溶解度很低,可用稀释法使其析出,这种方法优点是操作简便,费用低,副产物废硫酸母液便于回收和利用。)稀释盐析法(许多芳磺酸盐在水中的溶解度大,但是在相同正离子的存在下,则溶解度明显下降,因此可以向磺化稀释液中加入氯化钠、硫酸钠、或钾盐等,使芳磺酸盐析出来);中和盐析法(可用碳酸钠、氢氧化钠、氨水等中和盐析);脱硫酸钙法;溶剂萃取法。