我的实验室制乙烯的实验探究 (恢复)
我的实验室制乙烯的实验探究(恢复)
实验室制乙烯的实验探究1.1.引言 不少有机化学实验教材和现行的高中化学教材都安排了乙烯的制备实验不少有机化学实验教材和现行的高中化学教材都安排了乙烯的制备实验,,所介绍实验方法基本上也是一样的法基本上也是一样的: : : 用体积比为用体积比为用体积比为 1 1 1∶∶3 3 的的 95 % 95 % 乙醇和浓硫酸为原料乙醇和浓硫酸为原料乙醇和浓硫酸为原料,,加热到加热到 160 160 160 ℃以℃以产生乙烯产生乙烯,,用氢氧化钠溶液洗气用氢氧化钠溶液洗气((高中教材上的实验没有洗气步骤高中教材上的实验没有洗气步骤) ,) ,) ,除去粗乙烯中包含的二除去粗乙烯中包含的二化硫、二氧化碳等酸性气体。
经过多次的实践化硫、二氧化碳等酸性气体。
经过多次的实践,,我们发现该实验有些不够完善之处我们发现该实验有些不够完善之处: : (a )在反过程中)在反过程中,,瓶内反应物会逐渐变黑瓶内反应物会逐渐变黑,,最终形成大量碳渣最终形成大量碳渣; ;(b )由于形成了大量的碳渣)由于形成了大量的碳渣,,耗费了不少乙醇耗费了不少乙醇,,使烯的产率较低使烯的产率较低; ; (c )反应结束清洗反应瓶反应结束清洗反应瓶,,瓶内会散发出很浓的二氧化硫气味及其他难闻的气味瓶内会散发出很浓的二氧化硫气味及其他难闻的气味,,污染空气;(d )有些碳渣附着于瓶壁)有些碳渣附着于瓶壁,,很难清除。
很难清除。
在这个的基础上,我们对该实验进了仔细研究在这个的基础上,我们对该实验进了仔细研究,,改进了实验方法改进了实验方法,,获得了良好效果。
获得了良好效果。
下是我们的探究实验和一些相关的知识储备。
下是我们的探究实验和一些相关的知识储备。
2.2.实验部分 (一)用P 2O 5做催化剂组装如图组装如图11所示装置,在试管中加入所示装置,在试管中加入2 g P 2 g P 2O 5,注入,注入4mL 95 %4mL 95 %4mL 95 %的乙醇,加热,观察的乙醇,加热,观察实验现象。
化学实验报告制取乙烯(3篇)
第1篇实验名称:制取乙烯实验日期:2023年X月X日实验目的:1. 学习实验室制取乙烯的方法。
2. 掌握乙醇脱水反应的原理和操作步骤。
3. 了解反应条件对产物的影响。
4. 培养实验操作技能和安全意识。
实验原理:乙醇在浓硫酸的催化作用下,加热至170℃左右时,会发生消去反应,生成乙烯和水。
反应方程式如下:\[ C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4, 170℃} C_2H_4 + H_2O \]实验仪器与试剂:1. 仪器:酒精灯、试管、试管夹、烧杯、铁架台、导管、集气瓶、橡胶塞、玻璃片、温度计。
2. 试剂:无水乙醇、浓硫酸、碎瓷片。
实验步骤:1. 取一支干燥的试管,加入约5ml无水乙醇。
2. 慢慢加入浓硫酸,边加边振荡,使混合液均匀。
3. 在试管中加入少量碎瓷片,防止暴沸。
4. 用橡胶塞密封试管,插入温度计,温度计的水银球应位于液面以下。
5. 将试管固定在铁架台上,用酒精灯加热,控制温度在170℃左右。
6. 观察反应现象,当观察到有气体产生时,将导管插入集气瓶中,收集乙烯气体。
7. 实验结束后,关闭酒精灯,将试管中的液体倒入烧杯中,用水冲洗试管。
8. 将收集到的乙烯气体用点燃的火柴检验,观察火焰的颜色和声音。
实验现象:1. 加热过程中,试管内出现大量气泡,表明有气体产生。
2. 集气瓶中收集到的气体,用火柴点燃,火焰明亮,伴有“嘭”的一声,表明气体为乙烯。
实验结果:1. 成功制取乙烯气体。
2. 实验过程中,温度控制在170℃左右,反应现象明显。
实验分析:1. 本实验成功制取了乙烯气体,验证了乙醇在浓硫酸催化下加热至170℃左右可以发生消去反应生成乙烯。
2. 实验过程中,温度对反应有重要影响,温度过高或过低都会影响产物的生成。
3. 实验过程中,应注意安全操作,避免发生意外。
实验总结:1. 本实验学习了实验室制取乙烯的方法,掌握了乙醇脱水反应的原理和操作步骤。
2. 通过实验,了解了反应条件对产物的影响,培养了实验操作技能和安全意识。
制取乙烯实验报告
制取乙烯实验报告制取乙烯实验报告一、引言乙烯是一种重要的有机化合物,广泛应用于化工、医药、塑料等领域。
本实验旨在通过酒精的脱水反应制取乙烯,了解乙烯的制备原理和实验过程,同时探讨实验条件对乙烯产率的影响。
二、实验原理乙烯的制备主要通过酒精的脱水反应实现。
当酒精与浓硫酸反应时,酒精分子中的羟基被硫酸亲电性氧原子攻击,形成水分子和烯烃。
其中,乙醇在酸性条件下脱水生成乙烯的反应方程式为:CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O三、实验步骤1. 实验前准备:准备好所需的试剂和仪器设备,包括乙醇、浓硫酸、干燥管、集气瓶等。
2. 实验操作:将一定量的乙醇与浓硫酸按一定比例混合,然后将混合液倒入干燥管中。
在集气瓶中装入适量的水,并用水封法收集产生的乙烯气体。
3. 实验观察:观察产生的气泡、气体颜色和气味等变化,并记录下来。
4. 数据处理:根据实验结果计算乙烯的产率,并进行相关分析。
四、实验结果与分析在实验过程中,我们观察到乙醇与浓硫酸反应后产生了大量气泡,并且气体呈无色、无臭的状态。
根据实验数据计算,乙烯的产率为X%。
通过对产率与实验条件的关系进行分析,我们发现以下几点:1. 浓硫酸的用量:实验中我们尝试了不同浓度的硫酸,发现当浓度过低时,乙醇的脱水反应不完全,乙烯产率较低;而当浓度过高时,硫酸过度吸附乙醇分子,同样会导致乙烯产率下降。
2. 反应温度:实验中我们控制了反应温度,发现较高的温度可以促进乙醇分子的脱水反应,提高乙烯产率。
但当温度过高时,乙烯易于发生副反应,降低产率。
3. 反应时间:实验中我们尝试了不同的反应时间,发现随着反应时间的延长,乙烯产率逐渐增加,但达到一定时间后产率趋于稳定。
这是因为乙醇分子的脱水反应需要一定的时间,但过长的反应时间会导致乙烯的进一步分解。
五、实验结论通过本实验,我们成功制备了乙烯,并获得了一定的产率。
实验结果表明,乙烯的制备受到多个因素的影响,包括浓硫酸的用量、反应温度和反应时间等。
乙烯的制备和性质实验的改进探究
乙烯的制备和性质实验的改进探究内容提要:本文介绍了用P2O5代替浓硫酸做脱水剂制备乙烯的实验操作和现象,并利用气囊收集的乙烯气体进行乙烯燃烧的改进实验,通过不同的实验方案来探究乙烯与Br2反应的反应类型。
关键词:乙烯性质实验制备反应类型改进探究一、教材中实验不足的地方1.用浓硫酸与乙醇加热的方法制取的乙烯含杂质,产率低,产生气体的速率慢,不利于乙烯的性质实验。
2.在点燃乙烯的实验中,由于生成气体的速率慢,采用的是尖嘴导管来点燃气体,导致气流小,无法看到“火焰明亮,并伴有黑烟”的现象。
3.即使是使用除杂后的乙烯气体通入溴的CCl4溶液,可看到溴的CCl4溶液褪色,却无法通过实验说明Br2与乙烯发生的是取代反应还是加成反应。
二、实验改进的方法1.采用新的方法提前制备乙烯,并用气囊收集乙烯气体待用。
用浓硫酸与乙醇加热制取乙烯,所用时间长,产生的气体少。
实验后烧瓶清洗困难(有黑色难溶物),并有刺激性难闻的气体释放出来,不利于环保和健康。
依然采用原来的发生装置,用P2O5代替浓硫酸做脱水剂[1],使乙醇脱水来制取乙烯。
在烧瓶中先加入14 g的P2O5,再加入10 mL的无水乙醇,干燥管中装入氯化钙固体干燥剂(可以吸收乙醇气体,干燥乙烯)。
挤扁气囊,并用铁夹夹住橡皮管a,用酒精灯给烧瓶加热,温度迅速上升至80~90℃,乙醇开始回流,同时有气体生成。
待从烧杯中的导管口处冒出均匀的气泡后,打开橡皮管a处的铁夹,同时用铁夹夹住橡皮管b,开始收集乙烯气体。
开始产生的气体速度较快,气囊鼓起来的速度很明显,一段时间后,产生气体的速度开始变慢,乙醇的回流现象减弱。
继续加热,温度迅速从100 ℃左右上升至170 ℃,接近170 ℃时温度上升的速度明显减慢,并在170~190 ℃区间有一定的停顿时间,此时气体产生的速度比开始时更快(打开橡皮管b处的铁夹,可以看到烧杯中的导管口处急速地冒出气泡)。
此时收集到的气体较80~90 ℃区间收集到的气体更多。
乙烯的实验室制法
和空气M均=29g/mol密度接近.
讨论:乙烯具有哪些化学性质呢?
(1) 乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应 (2) 乙烯的可燃性 (3) 乙烯与溴水的反应
五、操作原理: 1、安装顺序如何? (由下到上,由左到右) 2、如何检查装置的气密性?
把导气管伸入水中,用手捂住烧瓶。
3、混合液体时是将什么倒入什么中? (浓硫酸缓缓倒入乙醇中)
4、能否在量筒中混合液体?为什么? (否,混合时放热)
乙烯的实验室制取
1 、试剂:浓硫酸与无水乙醇(体积比3:1)
2 、原理:CH3-CH2-OH 3、 装置:液+液→气
浓H2SO4 1700C
CH2=CH2↑+H2O
问题一:实验中温度计的作用?温度计插入位置?
CH3-CH2-OH
浓H2SO4 1700C
CH2=CH2↑+H2O
控制反应温度, 防止制取的乙烯不纯,因
为温度过高或过低都会产生气体杂质.因此反应
得迅速加热到1700左右;温度计插入液面以下.
问题二:浓硫酸的作用?反应中体现了浓
硫酸的什么性质? CH3-CH2-OH
浓H2SO4 1700C
CH2=CH2↑+H2O
浓硫酸起催化剂作用
反应中体现了浓硫酸的脱水性.问 Nhomakorabea三:沸石(或碎瓷片)的作用? 防止爆沸
关于乙烯的实验报告
一、实验目的1. 学习实验室制取乙烯的方法。
2. 掌握乙烯的物理和化学性质。
3. 了解乙烯在有机合成中的应用。
二、实验原理乙烯(C2H4)是一种无色、具有刺激性气味的气体,是重要的有机化工原料。
实验室制取乙烯的方法主要有两种:消去反应和酸催化脱水反应。
本实验采用消去反应法,即乙醇在浓硫酸的催化作用下,加热至170℃时发生消去反应生成乙烯。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、集气瓶、导管、水槽、试管、酒精灯、镊子、火柴等。
2. 试剂:乙醇(分析纯)、浓硫酸(分析纯)、碱石灰、溴水、KMnO4溶液、10%NaOH溶液等。
四、实验步骤1. 将乙醇与浓硫酸按照体积比13:1混合,加入圆底烧瓶中。
2. 加入少量碎瓷片或沸石,防止反应液暴沸。
3. 将圆底烧瓶放在石棉网上,用酒精灯加热。
4. 当反应液温度升至140℃时,观察到有气泡产生,此时生成乙醚。
5. 继续加热,当反应液温度升至170℃时,观察到有大量气泡产生,此时开始生成乙烯。
6. 将导管插入集气瓶中,收集乙烯气体。
7. 将收集到的乙烯气体依次通过碱石灰和10%NaOH溶液,除去其中的SO2。
8. 将处理后的乙烯气体通入盛有溴水的试管中,观察溴水褪色情况。
9. 将处理后的乙烯气体通入盛有KMnO4溶液的试管中,观察KMnO4溶液褪色情况。
五、实验现象与结果1. 加热乙醇与浓硫酸混合液时,观察到有气泡产生,随着温度的升高,气泡产生速度加快。
2. 当反应液温度升至170℃时,产生大量气泡,此时开始生成乙烯。
3. 将收集到的乙烯气体通过碱石灰和10%NaOH溶液后,溴水和KMnO4溶液均褪色。
六、实验分析与讨论1. 乙醇在浓硫酸的催化作用下,加热至170℃时发生消去反应,生成乙烯。
2. 乙烯是一种无色、具有刺激性气味的气体,密度与空气接近,难溶于水。
3. 乙烯在有机合成中具有重要作用,可用于制备聚乙烯、聚氯乙烯等高分子材料。
制备乙烯(实验报告)
制备乙烯【实验目的】1.掌握乙烯的实验室制法2.建立实验室制备气体装置选择的思维模型。
3. 掌握尾气处理方法,并解决实际问题。
【实验准备】 1.实验装置:(1)实验药品:乙醇、浓硫酸(体积比为1:3) (2)主要仪器:酒精灯、圆底烧瓶、温度计 (3)实验装置:2.实验原理:主反应:CH 3CH 2OHCH 2=CH 2↑+H 2O 分子内脱水 副反应:2CH 3CH 2OHC 2H 5OC 2H 5↑+H 2O 分子间脱水【实验步骤】 3.实验步骤:(1)检验气密性.在烧瓶里注入乙醇和浓硫酸(体积比1:3)的混合液约20mL(配置此混合液在冷却和搅拌下将15mL 浓硫酸满满倒入5mL 酒精中),并放入几片碎瓷片.(温度计的水银球要伸入液面以下)(2)加热,使温度迅速升到170℃,酒精便脱水变成乙烯. (3)用排水集气法收集乙烯.(4)再将气体分别通入溴水及酸性高锰酸钾溶液,观察现象. (5)先撤导管,后熄灯.浓硫酸 170℃浓硫酸 140℃【注意事项】4.乙烯制备实验的操作注意事项:①浓硫酸用量要多,因为反应中有水生成,会使浓硫酸稀释,而稀硫酸没有脱水性,会导致实验失败;②反应中浓硫酸和酒精的体积比为3:1,顺序是先加酒精再加浓硫酸,浓硫酸做催化剂和脱水剂;③温度计的水银球插在液面下,但并不接触瓶底;④加热升温要迅速,并达到170℃左右;⑤温度不能在170℃以上,因为170℃以上,浓硫酸使乙醇脱水炭化,发生较多副反应;⑥实验结束时,应先撤导管,后撤酒精灯;⑦特别注意温度计的量程应在200℃以上;⑧用品红溶液证明乙烯中混有二氧化硫气体,用NaOH溶液除去二氧化硫气体,然后用品红检验是否除尽。
【思考交流】1.放入几片碎瓷片作用是什么?防止暴沸2.浓硫酸的作用是什么?催化剂和脱水剂3.酒精与浓硫酸体积比为何要为1∶3?因为浓硫酸是催化剂和脱水剂,为了保证有足够的脱水性,要用98%的浓硫酸,酒精要用无水酒精,酒精与浓硫酸体积比以1:3为宜。
乙烯制实验报告
一、实验目的1. 掌握乙醇在浓硫酸催化下脱水生成乙烯的原理;2. 学会使用液液气反应装置进行实验操作;3. 掌握排水集气法收集乙烯气体的方法;4. 了解乙烯的性质及安全注意事项。
二、实验原理乙醇在浓硫酸催化下,加热至170℃时,发生消去反应生成乙烯。
反应方程式如下:CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O三、实验仪器与试剂1. 仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、导管、集气瓶、酒精灯、镊子、碎瓷片、沸石、碱石灰、10%NaOH溶液等。
2. 试剂:浓硫酸、乙醇、水。
四、实验步骤1. 准备液液气反应装置,将乙醇和浓硫酸按照体积比13:1混合,加入少量碎瓷片、沸石或其他惰性固体,防止暴沸。
2. 将混合液倒入蒸馏烧瓶中,插入温度计,水银球应插入液面以下,准确测定反应液温度。
3. 在铁架台上放置石棉网,将蒸馏烧瓶放在石棉网上,用酒精灯加热,使温度迅速升高至170℃。
4. 观察反应液中的气泡,待气泡均匀冒出时,开始收集乙烯气体。
5. 将集气瓶倒置,用导管将乙烯气体导入集气瓶中,待集气瓶内气体充满后,用夹子夹紧导管,停止收集。
6. 将收集到的乙烯气体用碱石灰或10%NaOH溶液洗涤,除去其中的SO2。
7. 将洗涤后的乙烯气体点燃,观察燃烧现象。
五、实验结果与分析1. 实验过程中,反应液温度稳定在170℃左右,气泡均匀冒出,说明反应进行顺利。
2. 收集到的乙烯气体点燃后,火焰呈蓝色,并伴有少量黑烟,说明乙烯气体较为纯净。
3. 通过洗涤,除去了气体中的SO2,保证了实验结果的准确性。
六、实验结论1. 本实验成功制备了乙烯气体,验证了乙醇在浓硫酸催化下脱水生成乙烯的原理。
2. 通过实验操作,掌握了液液气反应装置的使用方法、排水集气法收集乙烯气体的方法。
3. 了解乙烯的性质及安全注意事项,为后续实验提供了基础。
七、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全操作,防止浓硫酸、乙醇等试剂对人体造成伤害。
2. 加热时要使温度迅速升高至170℃,以减少乙醚生成的机会。
乙烯制备的实验报告
乙烯制备的实验报告乙烯制备的实验报告引言:乙烯是一种重要的有机化合物,广泛应用于塑料、橡胶、纺织、医药等领域。
本实验旨在通过催化剂的作用,从乙烷中制备乙烯,并探究不同条件下乙烯产率的变化。
实验原理:乙烯制备的主要反应是乙烷的去氢反应,其化学方程式为:C2H6 → C2H4 + H2。
在本实验中,我们采用高温催化剂的方法进行乙烯的制备。
催化剂可以提高反应速率,降低反应温度,从而提高乙烯的产率。
实验步骤:1. 准备实验装置:将乙烷和催化剂(如氧化铝、硅胶等)放置于反应釜中,连接好冷凝管和收集瓶。
2. 调节反应温度:根据实验要求,将反应釜加热至适当的温度,一般在300-400摄氏度之间。
3. 开始反应:将乙烷通入反应釜,并加热,观察乙烯的生成情况。
4. 收集乙烯:通过冷凝管将乙烯气体冷凝成液体,收集在瓶中。
5. 记录数据:根据实验时间和收集到的乙烯量,计算乙烯的产率。
实验结果:在本实验中,我们分别在350摄氏度和400摄氏度两种温度下进行了乙烯制备实验。
实验时间均为1小时。
在350摄氏度下,乙烯的产量为10毫升。
根据计算,乙烯的产率为10%。
在400摄氏度下,乙烯的产量为15毫升。
根据计算,乙烯的产率为15%。
讨论与结论:通过本实验,我们可以看出反应温度对乙烯的产率有较大的影响。
在较低的温度下,乙烯的产率较低,可能是由于反应速率较慢导致。
而在较高的温度下,乙烯的产率有所提高,可能是由于反应速率增加,乙烯生成的速度超过了其分解的速度。
此外,催化剂的选择也对乙烯的产率有一定的影响。
在本实验中,我们选择了氧化铝和硅胶作为催化剂,这两种催化剂都能够促进乙烯的生成。
不同催化剂的选择可能会导致不同的反应速率和产率。
总结起来,乙烯制备实验中,反应温度和催化剂的选择是影响乙烯产率的关键因素。
在实际生产中,需要综合考虑经济性、安全性和环境友好性等因素,选择适当的反应条件和催化剂,以实现高效乙烯的制备。
致谢:感谢实验室老师的指导和帮助,使本实验能够顺利进行。
乙烯的实验室制法探究_实验室制乙烯
乙烯的实验室制法探究_实验室制乙烯乙烯的实验室制法探究_实验室制乙烯摘要:乙烯的实验室制法是中学化学中的一个重要实验,从探究式学习的角度,用对照实验分析并解决了乙醇和浓硫酸的最佳体积配比为1∶3,反应温度控制在160~180℃为宜等问题。
并以此为例阐述了探究式学习过程中的基本思路与实施方法。
�关键词:条件探究优化乙烯的实验室制法生石灰装置改进实验室一般是在加热条件下,用浓硫酸使乙醇脱水制取乙烯。
其中浓硫酸起脱水剂和催化剂作用。
在约140℃时,乙醇脱水生成乙醚C2H5�O� C2H5 ;在约170℃时,生成乙烯。
这是在有机化学反应中,反应物相同,反应条件不同而生成物不同的典型例子之一。
检查装置气密性后,先在烧瓶中加入10毫升乙醇,然后分批缓缓加入浓硫酸共约30毫升。
在乙醇中加入浓硫酸时,由于发生化学作用而放出大量热,要冷却后再继续加浓硫酸,防止乙醇大量气化。
再向烧瓶里加入几片碎瓷片。
为了控制混合液受热温度在170℃左右,须把温度计的水银球进入混合液中。
加热时,要使混合液的温度迅速越过140℃温度区,这样,可以减少副产物乙醚的生成。
混合液的温度达到170℃时,即有乙烯产生。
乙烯难熔于水,应该用排水法收集。
按教材要求该实验中加热混合液到做完性质演示实验,一般需要十至二十分钟左右时间。
且点火燃烧时,实验现象不理想。
我经多次查资料、实验后,将该实验作如下探究优化,获得很好的效果,先介绍如下:一、从反应原理考虑反应条件优化乙烯气体的制备原理:CH3CH2-OH + H2SO4 (浓)===CH3CH2OSO2OH(硫酸氢乙酯)+H2O (1)CH3CH2OSO2OH===CH2=CH2↑+H2SO4 (170℃) (2)根据反应(1),为了有利于硫酸氢乙酯的生成,将乙醇和浓硫酸的混合液加热到80至90℃左右后,投入生石灰(以小颗粒好)。
加入生石灰、乙醇、浓硫酸的,量分别为:5克、10ml、20ml为宜。
加生石灰有以下四个作用:1、有利于硫酸氢乙酯的生成:反应(1)为可逆反应,加入生石灰吸收生成物中的水有利于向生成硫酸氢乙酯的方向进行。
乙烯制备的实验报告
乙烯制备的实验报告乙烯制备的实验报告引言乙烯是一种重要的有机化学物质,广泛应用于塑料、橡胶、纤维等工业领域。
本实验旨在通过乙醇的脱水反应制备乙烯,并探究不同条件下乙烯产率的变化。
实验方法1. 实验材料和设备本实验所需材料包括乙醇、浓硫酸、冷却水、乙烯收集装置等。
实验设备包括加热器、反应釜、冷凝器等。
2. 实验步骤(1)将乙醇倒入反应釜中,加入适量浓硫酸作为催化剂。
(2)将反应釜连接至冷凝器,冷凝器的出口与乙烯收集装置相连。
(3)将冷却水通入冷凝器,保持反应温度在适宜范围内。
(4)加热反应釜,使乙醇发生脱水反应生成乙烯。
(5)收集并测量乙烯的产量。
实验结果与讨论在本实验中,我们通过改变反应温度和浓硫酸的用量,探究了乙烯产率的变化。
1. 反应温度对乙烯产率的影响我们分别在室温、60℃和90℃下进行了实验,并记录了乙烯的产量。
实验结果显示,随着反应温度的升高,乙烯产量逐渐增加。
这是因为高温可以促进乙醇的脱水反应速率,从而增加乙烯的生成量。
然而,当温度过高时,乙烯也容易发生副反应,导致产率下降。
2. 浓硫酸用量对乙烯产率的影响我们分别在加入不同浓度的硫酸时进行了实验,结果显示,随着硫酸浓度的增加,乙烯产量也逐渐增加。
这是因为硫酸可以作为催化剂,加速乙醇的脱水反应速率。
然而,过高的硫酸浓度会导致反应过程过于剧烈,从而降低乙烯的产率。
3. 实验中的安全措施在进行乙烯制备实验时,我们需要注意以下安全措施:(1)实验过程中需佩戴防护眼镜和实验手套,避免与化学品直接接触。
(2)加热器和冷凝器等设备在操作过程中会产生高温,需注意防烫。
(3)实验室应保持通风良好,避免有害气体积聚。
结论通过本实验,我们成功制备了乙烯,并探究了不同条件下乙烯产率的变化。
实验结果表明,在适宜的反应温度和硫酸浓度下,乙烯的产量较高。
然而,过高的温度和硫酸浓度会导致产率下降。
因此,在实际生产中,需要综合考虑反应条件,以获得较高的乙烯产率。
实验中的一些问题和改进方向在本实验中,我们发现乙烯的产量受到多种因素的影响。
空气提取乙烯实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解乙烯的制备原理和实验步骤。
2. 掌握乙醇在浓硫酸催化下发生消去反应制备乙烯的方法。
3. 学习使用实验室常用仪器进行实验操作。
4. 掌握乙烯的收集和性质检验方法。
二、实验原理乙烯(C2H4)是一种无色、易燃的气体,具有刺激性气味。
实验室中,乙烯可通过乙醇在浓硫酸催化下发生消去反应制备。
反应方程式如下:CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O三、实验器材与试剂1. 实验器材:铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、集气瓶、水槽、试管、试管架、火柴、酒精灯、镊子等。
2. 试剂:乙醇、浓硫酸、碱石灰、溴水、KMnO4溶液、NaOH溶液、蒸馏水。
四、实验步骤1. 准备装置:将蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、集气瓶等依次连接,形成“液-液-气”反应装置。
2. 加入试剂:向蒸馏烧瓶中加入13份体积的乙醇和1份体积的浓硫酸,搅拌均匀。
3. 加热反应:将反应混合物加热至170℃,保持一段时间,观察反应现象。
4. 收集乙烯:用排水集气法收集乙烯气体,注意观察气体收集情况。
5. 性质检验:a. 将收集到的乙烯气体通入盛有溴水的试管中,观察溴水是否褪色。
b. 将收集到的乙烯气体通入盛有KMnO4溶液的试管中,观察溶液是否褪色。
c. 将收集到的乙烯气体通入盛有NaOH溶液的试管中,观察溶液是否发生变化。
五、实验现象1. 加热反应过程中,反应混合物逐渐变黑,表明有部分乙醇被氧化。
2. 收集到的乙烯气体无色、无味,不易溶于水。
3. 将乙烯气体通入溴水中,溴水褪色。
4. 将乙烯气体通入KMnO4溶液中,溶液褪色。
5. 将乙烯气体通入NaOH溶液中,溶液无变化。
六、实验结果与分析1. 实验结果表明,在浓硫酸催化下,乙醇发生消去反应生成乙烯。
2. 乙烯具有不饱和键,能与溴水、KMnO4溶液发生加成反应,使溴水和KMnO4溶液褪色。
3. 实验过程中,浓硫酸具有催化、吸水、氧化作用,易将乙醇氧化,导致反应混合物变黑。
乙烯实验报告范文
实验名称:乙烯的实验室制取与性质探究一、实验目的1. 掌握乙醇在浓硫酸催化下脱水生成乙烯的反应原理。
2. 熟悉实验室制取乙烯的实验操作步骤。
3. 了解乙烯的性质及其检测方法。
二、实验原理乙醇在浓硫酸催化下发生消去反应,生成乙烯和水。
反应方程式如下:CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O实验过程中,浓硫酸起到催化剂和脱水剂的作用。
三、实验仪器与药品1. 仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、集气瓶、导管、碎瓷片、沸石、碱石灰、10%NaOH溶液。
2. 药品:浓硫酸、乙醇、水。
四、实验步骤1. 准备实验装置,将蒸馏烧瓶置于铁架台上,插入温度计,连接冷凝管和集气瓶。
2. 在蒸馏烧瓶中加入13体积的乙醇和1体积的浓硫酸,加入少量碎瓷片和沸石,防止暴沸。
3. 用酒精灯加热蒸馏烧瓶,使反应液温度迅速升高至170℃。
4. 保持反应液温度在170℃左右,观察反应现象,收集乙烯气体。
5. 将收集到的乙烯气体通过碱石灰干燥,再通过10%NaOH溶液洗涤,除去SO2等杂质。
6. 将干燥后的乙烯气体通入盛有溴水的集气瓶中,观察溴水褪色情况。
7. 点燃乙烯气体,观察燃烧现象。
五、实验结果与分析1. 反应现象:加热蒸馏烧瓶后,反应液温度迅速升高至170℃,观察到有气泡产生,反应液颜色变深。
2. 乙烯气体的收集:通过排水集气法收集到无色、无味的气体。
3. 溴水褪色:将乙烯气体通入盛有溴水的集气瓶中,观察到溴水褪色。
4. 乙烯燃烧:点燃乙烯气体,火焰明亮,有淡蓝色火焰,并伴有黑烟。
六、实验结论1. 乙醇在浓硫酸催化下可以发生消去反应,生成乙烯。
2. 乙烯为无色、无味的气体,密度与空气接近,难溶于水。
3. 乙烯可以使溴水褪色,并发生燃烧反应。
七、实验讨论1. 实验过程中,为什么要在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片和沸石?答:碎瓷片和沸石可以防止反应混合物在受热时暴沸。
2. 为什么在制取乙烯的反应中,浓硫酸既是催化剂、吸水剂,又是氧化剂?答:浓硫酸可以催化乙醇脱水生成乙烯,同时吸收水分,提高反应速率。
乙烯实验室制取实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解乙烯的实验室制取原理和方法。
2. 掌握实验操作步骤,包括实验装置的组装、实验现象的观察和实验结果的记录。
3. 掌握乙烯的物理性质和化学性质,并能进行简单的性质检验。
二、实验原理乙烯是一种无色、稍有气味的气体,在常温下难溶于水,易溶于有机溶剂。
乙烯可以通过乙醇与浓硫酸的消去反应制取。
在170℃的条件下,乙醇在浓硫酸的催化作用下,发生消去反应生成乙烯和水。
反应方程式如下:CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O三、实验仪器与药品1. 仪器:酒精灯、圆底烧瓶、温度计、双孔橡胶塞、碎瓷片、铁架台、集气瓶、导管、酒精灯、烧杯、玻璃棒等。
2. 药品:乙醇、浓硫酸、NaOH溶液、溴水、高锰酸钾溶液等。
四、实验步骤1. 实验装置组装:将圆底烧瓶、温度计、双孔橡胶塞、碎瓷片等仪器组装成液液加热气体型装置。
2. 反应液配制:在圆底烧瓶中加入乙醇,然后慢慢加入浓硫酸,注意防止溅出。
将混合液加热至170℃。
3. 实验现象观察:在加热过程中,观察反应液的颜色变化、气体生成情况等。
4. 乙烯收集:将集气瓶倒置,通过导管将生成的乙烯气体收集在集气瓶中。
5. 乙烯性质检验:a. 物理性质检验:观察乙烯的颜色、气味、溶解性、密度等。
b. 化学性质检验:1) 氧化反应:将收集到的乙烯气体点燃,观察火焰颜色和烟雾情况。
2) 加成反应:将乙烯气体通入溴水中,观察溴水褪色情况。
3) 氧化还原反应:将乙烯气体通入酸性高锰酸钾溶液中,观察溶液颜色变化。
五、实验结果与分析1. 实验现象:a. 加热过程中,反应液颜色逐渐变深,出现少量气泡。
b. 随着反应进行,气泡逐渐增多,颜色加深。
c. 气体收集过程中,集气瓶内压力逐渐增大,气体呈无色,稍有气味。
d. 点燃乙烯气体,火焰明亮,伴有黑烟。
e. 将乙烯气体通入溴水中,溴水褪色。
f. 将乙烯气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液颜色变浅。
2. 实验结果分析:a. 乙醇与浓硫酸在170℃条件下发生消去反应,生成乙烯和水。
乙烯制备的实验报告
一、实验目的1. 熟悉乙醇消去反应制备乙烯的原理和实验步骤。
2. 掌握实验操作技能,了解实验过程中可能出现的问题及解决方法。
3. 通过实验,加深对化学反应原理的理解,提高化学实验操作能力。
二、实验原理乙烯是一种重要的有机化工原料,广泛用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶等。
本实验采用乙醇在浓硫酸催化下消去反应制备乙烯。
反应原理如下:CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O在浓硫酸的催化作用下,乙醇分子中的氢原子和羟基发生消去反应,生成乙烯和水。
三、实验仪器与药品1. 仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接收瓶、锥形瓶、洗气瓶、滴液漏斗等。
2. 药品:无水乙醇、浓硫酸、碎瓷片、沸石、碱石灰、10% NaOH溶液、溴水、KMnO4溶液等。
四、实验步骤1. 准备反应装置:将蒸馏烧瓶放在铁架台上,插入温度计,并用冷凝管连接接收瓶。
2. 将无水乙醇和浓硫酸按体积比13:1混合,加入少量碎瓷片和沸石,防止暴沸。
3. 将混合液加热至170℃,保持恒温,观察反应现象。
4. 反应过程中,用锥形瓶收集乙烯气体,并用碱石灰或10% NaOH溶液除去其中的SO2。
5. 将收集到的乙烯气体通入溴水或KMnO4溶液中,观察现象。
五、实验现象与结果1. 加热过程中,反应液产生气泡,乙烯气体生成。
2. 将乙烯气体通入溴水或KMnO4溶液中,溶液褪色,证明乙烯生成。
六、实验数据与计算1. 实验温度:170℃2. 乙醇与浓硫酸的体积比:13:13. 乙烯产量:根据收集到的乙烯气体体积计算七、注意事项1. 操作过程中要小心,防止浓硫酸溅伤皮肤。
2. 加热时要控制好温度,避免过高或过低。
3. 收集乙烯气体时,要确保装置密封,防止气体泄漏。
4. 在处理SO2时,要注意安全,避免吸入有害气体。
八、实验讨论1. 本实验中,浓硫酸作为催化剂和吸水剂,促进了乙醇消去反应的进行。
2. 乙醇与浓硫酸的体积比对乙烯产率有较大影响,体积比越大,乙烯产率越高。
实验室制备乙烯实验的研究和改进(3)
Al2O3作催化 剂制乙烯
优点: 现象明显
反应速度快
让乙醇气体通过 在直型硬质玻璃 管中加热的活性 Al2O3 (2~5 g) 粉末
2008年9月 张建夫 [实验室制取 乙烯条件的改进]
改进
浓磷酸—浓硫酸的 混合酸与乙醇混合 加热制备乙烯 三者之间符合一定 比例, 在170 ~ 200 ℃时效果最好
优点
1.减少副反应, 2.提高乙烯的产率, 3.操作简单安全。
实验改进的方向
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催化剂和 脱水剂的 改进
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2013年12月张洁心 [实验室制 备乙烯气体的改进方法]
实验室制备乙烯实验的研 究和改进
人教版中实验室制备乙烯实验
教材中制备乙烯存在的问题
1 反应时间较长, 产率不高, 温度 不易控制。 2
且产生易挥发的无色液体乙醚等副产物。
3 实验过程产生SO2 , CO2 ,CO等气体, 污染环境 4 硫酸的浓度较大, 又在加热条件下, 从而使乙醇发生 炭化和氧化, 反应混合液变黑, 形成大量碳渣, 浪费了不少乙醇, 产率降低
7
8
9
1
反应药品的改进
催化剂和脱水剂 的改进 反应装置的改进
2
3
实验改进的方向
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反应药品 的改进
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2013年12月张洁心 [实验室制备乙 烯气体的改进方法] 1.用固体丙烯 酸钠、碱石灰 和固体氢氧化 钠做原料加热 来制取乙烯
乙烯的制法实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解乙烯的实验室制法及其原理。
2. 掌握实验操作步骤,学习使用实验仪器。
3. 通过实验,加深对化学反应过程的理解。
二、实验原理乙烯是一种无色、具有刺激性气味的气体,化学式为C2H4。
实验室制取乙烯的方法是将乙醇在浓硫酸催化下进行消去反应,生成乙烯和水。
反应方程式如下:CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O三、实验仪器与试剂1. 仪器:圆底烧瓶、温度计、铁架台、水槽、集气瓶、双孔橡皮塞、酒精灯、导管。
2. 试剂:乙醇、浓硫酸。
四、实验步骤1. 准备实验装置:将圆底烧瓶固定在铁架台上,插入温度计,并用双孔橡皮塞密封。
2. 加入试剂:在圆底烧瓶中加入20毫升乙醇和60毫升浓硫酸的混合液。
3. 预热:用酒精灯加热圆底烧瓶,使温度迅速升高至170℃。
4. 收集乙烯:将集气瓶倒置于水槽中,用导管将生成的乙烯导入集气瓶中。
5. 检验乙烯:将集气瓶中的气体分别通入溴水和酸性高锰酸钾溶液中,观察现象。
6. 清理实验装置:关闭酒精灯,撤除导管,待圆底烧瓶冷却后,清理实验仪器。
五、实验现象1. 加热过程中,圆底烧瓶内液体沸腾,产生大量气泡。
2. 集气瓶中的气体通入溴水中,溴水颜色逐渐褪去。
3. 集气瓶中的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液颜色逐渐褪去。
六、实验结果分析1. 乙醇在浓硫酸催化下,加热至170℃时发生消去反应,生成乙烯和水。
2. 乙烯具有不饱和键,能与溴水发生加成反应,使溴水褪色。
3. 乙烯具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使溶液褪色。
七、实验讨论1. 实验过程中,温度对乙烯的生成有较大影响。
温度过高或过低都会影响乙烯的产量。
2. 实验过程中,浓硫酸的用量对乙烯的产量也有一定影响。
使用过量的浓硫酸可以提高乙醇的利用率,增加乙烯的产量。
3. 实验过程中,应确保实验装置的气密性,防止气体泄漏。
八、实验结论通过本次实验,我们成功制取了乙烯,并验证了其化学性质。
实验过程中,我们掌握了实验室制取乙烯的操作步骤,加深了对化学反应过程的理解。
乙烯的制备实验报告
乙烯的制备实验报告引言:乙烯是一种重要的化工原料,广泛应用于塑料、合成纤维、橡胶等行业。
本实验旨在通过高温脱水反应制备乙烯,了解乙烯的制备原理及实验操作。
实验步骤:1. 实验前准备:准备好硫酸和乙醇的混合溶液,并将其加入反应瓶中。
同时,准备一个水槽,用于放置热水浴。
2. 实验装置:将反应瓶连接至水冷却器,并用橡胶塞密封。
在水冷却器的出水口接上液体接收瓶,并将接收瓶放置于水槽中。
3. 制备乙烯:将水槽中的热水加热至适当的温度,使反应瓶中的混合液沸腾起来。
在沸腾过程中,通过水冷却器进入反应瓶的混合气体会经过冷却后转化为液态。
4. 收集乙烯:将液体接收瓶中的液体乙烯收集起来。
注意务必不要暴露在空气中,以免与氧气发生反应。
原理分析:乙烯的制备属于高温脱水反应。
在本实验中,硫酸起到催化剂的作用,促使乙醇分子发生脱水反应,生成乙烯和水。
反应式如下所示:C2H5OH(乙醇)→C2H4(乙烯)+ H2O(水)。
在反应过程中,瓶内的乙醇和硫酸混合液沸腾产生量大的气体,通过冷却装置将气体冷却成液态乙烯,并收集在接收瓶中。
实验结果:在进行实验的过程中,我们观察到收集瓶中逐渐有液体积聚,此液体即为乙烯。
根据实验数据统计,收集到的乙烯产量约为X ml。
结论及拓展:通过本次实验,我们成功制备了乙烯,并深入了解了乙烯的制备原理及实验操作。
乙烯作为一种重要的化工原料,具有广泛的应用前景,可以进一步研究其应用于塑料、合成纤维、橡胶等领域的可能性。
此外,乙烯的制备也可以通过其他方法实现,如乙醇脱氢、石油裂化等。
对于不同的实际情景和需求,选择合适的乙烯制备方法至关重要。
因此,我们鼓励进一步深入研究乙烯的制备技术,以推动乙烯在工业领域的应用和发展。
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实验室制乙烯的实验探究1.引言不少有机化学实验教材和现行的高中化学教材都安排了乙烯的制备实验,所介绍实验方法基本上也是一样的: 用体积比为 1∶3 的 95 % 乙醇和浓硫酸为原料,加热到 160 ℃以产生乙烯,用氢氧化钠溶液洗气(高中教材上的实验没有洗气步骤) ,除去粗乙烯中包含的二化硫、二氧化碳等酸性气体。
经过多次的实践,我们发现该实验有些不够完善之处:(a)在反过程中,瓶内反应物会逐渐变黑,最终形成大量碳渣;(b)由于形成了大量的碳渣,耗费了不少乙醇,使烯的产率较低;(c)反应结束清洗反应瓶,瓶内会散发出很浓的二氧化硫气味及其他难闻的气味,污染空气;(d)有些碳渣附着于瓶壁,很难清除。
在这个的基础上,我们对该实验进了仔细研究,改进了实验方法,获得了良好效果。
下是我们的探究实验和一些相关的知识储备。
2.实验部分(一)用P2O5做催化剂组装如图1所示装置,在试管中加入2 g P2O5,注入4mL 95 %的乙醇,加热,观察实验现象。
(i)现象描述:(1)P2O5( P4O10的简式) 固体有很强的吸水性和脱水性。
实验现象表明,当乙醇注入到盛有P2O5的试管中时立即能听到剧烈的“吱吱”声响并伴随有大量的白雾产生。
(2)用酒精灯加热试管后,温度迅速上升,开始有少许气泡冒出,当加热到80 ℃右时即有大量气泡生成,温度升至90 ℃以上时反应则已经非常剧烈。
且查阅一些文献,他们认为乙烯在80 ℃~90 ℃即已生成。
(3)在洗气瓶中看到浑浊现象。
(4)可看到酸性高锰酸钾褪色。
(ii)不足:(1)使用酒精灯加热试管内的乙醇与P2O5的混合物,由于升温速度快而极容易发生混合液暴沸,易导致乙醇汽化涌出,造成原料上的浪费;(2)热的乙醇蒸汽还会使稀酸性高锰酸钾溶液褪色干扰乙烯检验;(3)酒精灯直接加热,容易因受热不均匀使得试管内气流不稳定,倒吸现象发生几率高,影响实验安全。
(iii)关于实验加热条件的探究:(1)我们的改进设想:是否可将本实验改为(沸)水浴加热呢?实验验证:操作和现象:在用试管将乙醇和P2O5混合后即使直接在沸水浴中加热,试管中乙醇仍易汽化,但洗瓶内除开始因体系内气体受热膨胀出现气泡外,后来就根本不再有任何气体产生了,酸性高锰酸钾溶液也丝毫没有褪色的迹象。
结论:我认为一些文献因反应混合物在80 ℃~90 ℃有大量气泡生成,就此武断认为有乙烯生成是不正确的。
而若水浴加热,温度太低不足以使乙醇脱水成烯,故本方法不宜采用!(2)查阅文献得到的改进方法:(我们实际未进行实践)使用甘油浴加热:当甘油被加热到124 ℃时,试管中的混合物开始出现少量气泡;至温度升至145 ℃以上(不高于170 ℃,以150℃~160 ℃效果最佳)体系中乙烯气体即能持续产生,并使酸性高锰酸钾溶液迅速褪色。
整个实验过程中,乙烯气流的产生相对比较平缓,重复多次上述实验也均未发生倒吸。
(iv)乙醇注入到盛有P2O5的试管中产生的白雾是什么的探究:实验1:在点滴板中加一小药匙的P2O5固体并在上方放一润湿的pH试纸,滴加几滴无水乙醇。
现象:可以观察到在“吱吱”声响中产生大量白雾, pH试纸上只出现少数几颗红点其余部分不变色。
结论:产生的白雾应为汽化的乙醇而并不会使试纸变色,但因P2O5固体与乙醇接触时过于剧烈会使少量P2O5粉末飘起并粘附在试纸上而呈现出小红点。
(v)P2O5催化乙醇脱水制得的乙烯气体中究竟混有哪些(酸性)杂质的探究:(没有设计探究实验,但是通过查阅文献资料得到以下结论)据文献记载, P2O5和乙醇作用,因反应物相对用量不同,会生成酸性或中性的磷酸酯等,相关产物颜色、水溶性等性质分别为:(1)磷酸单乙酯为淡棕色或无色油状液体,易溶于水,水溶液略带弱酸性;(2)磷酸二乙酯为无色油状液体,沸点203 ℃,溶于水[7],水溶液呈强酸性反应;(3)磷酸三乙酯为无色微臭液体,易溶于水,沸点216 ℃。
(vi)加热乙醇和磷酸会不会产生乙烯的探究:实验2:按图1装置在试管内放入体积比约为4∶1的乙醇与磷酸(乙醇适当过量),用酒精灯加热。
现象:(1)刚开始洗瓶和小试管中有少量气泡冒出,后不再冒泡,洗瓶中无油状液体出现;(2)原先无色透明的混合物逐渐分层,下层无色,上层呈淡棕色油滴状并不断增多,最终试管内的液体全部变为棕色;(3)高锰酸钾溶液不褪色,洗瓶中无油滴并加紫色石蕊不变红。
结论:加热乙醇和磷酸不会产生乙烯(vii)关于乙醇浓度的选择的探究:高中化学实验室常备的乙醇试剂主要有95 %的乙醇、无水乙醇两种,按我们一般认识理解可能应该乙醇浓度相对大点更有利于P2O5的催化脱水。
所以我们觉得有必要探究一下。
实验3:按图2装置探究P2O5在一定前提下乙醇浓度对乙烯产量的影响。
控制试剂用量为P2O52 g、0.01 mol·L-1稀高锰酸钾溶液4 mL 、不同浓度无水乙醇和乙醇溶液分别4 mL ,各实验均采用酒精灯加热,实验开始后用秒表对稀高锰酸钾溶液褪色整个过程计时。
最终实验结果如表1所示:结论:●乙醇浓度越低酸性高锰酸钾溶液褪色时间越长,当浓度低至80 %以下时不能产生乙烯。
●根据实验乙醇与磷酸反应不产生乙烯的实验事实可推知,乙醇稀溶液不能产生乙烯是因为2 g P2O5 与乙醇溶液混合时过多的溶剂水已将 P2O5 完全转化成了酸,没有多余的P2O5 去促使乙醇脱水成烯。
●使用95%的乙醇溶液或无水乙醇对酸性高锰酸钾溶液褪色时间没有明显差别。
我的想法:至于无水乙醇为原料对高锰酸钾溶液的褪色时间不缩短,可能是因为该反应须在有H+存在下乙醇才能进一步质子化后按E1机理产生乙烯,而若乙醇中存在少量水可与P2O5迅速化合成酸,此过程放热,有利于H+的生成。
●在实验探究过程中我们还发现了另外一个事实,将等量P2O5 分别与95 % 乙醇或无水乙醇反应作对比酸性高锰酸钾溶液褪色速度无明显差异,但无水乙醇反应产生的气体总量会更多一些。
实际教学中,由于我们仅仅需要制得少量的乙烯用于使几毫升酸性高锰酸钾溶液褪色等,对乙烯生成量多少的要求很低,因此,无论是选用95 %乙醇或是无水乙醇,都可完全合乎实验教学演示的要求;当然,我们也应该心知肚明,实验时只要注意控制好乙醇浓度在90 %以上就能获得很好的效果。
综合以上分析,文献查阅和实验探究结果:我们认为本实验最佳的反应条件为:在试管中加入2 g P2O5并注入4 mL无水乙醇或95 %的乙醇,用150 ℃甘油浴加热,观察实验现象。
(二)用活性氧化铝做催化剂通过查阅文献资料,我们得知,在用乙醇制备乙烯的实验中,还有一种比较好的催化剂,它是活性氧化铝。
于是,我们决定对于活性氧化铝作为催化剂制备乙烯的实验效果进行探究。
以下是我们的实验过程和记录:实验药品:活性氧化铝 3g无水乙醇 7ml实验装置:实验结论:由这个实验,我们看到用活性氧化铝作为制备乙烯的催化剂也是一个不错的选择,它具有以下几个优点:实验装置简易;乙烯制备速度快;且不会使乙醇碳化,对于乙醇的利用较为充分(几乎可将试管中加入的乙醇消耗尽);相对于使用浓硫酸来说,实验操作比较安全。
所以通过探究,我们认为,用活性氧化铝作为中学实验室制备乙烯的催化剂,是一个不错的选择。
3.文献查阅和知识积累(一)用浓H2SO4作催化剂不少有机化学实验教材和现行的高中化学教材都安排了乙烯的制备实验,所介绍的实验方法基本上也是一样的:用体积比为1∶3 的95 %乙醇和浓硫酸为原料,加热到160 ℃以上产生乙烯,用氢氧化钠溶液洗气(高中教材上的实验没有洗气步骤) ,除去粗乙烯中包含的二氧化硫、二氧化碳等酸性气体。
经过多年的教学实践,我们发现该实验有些不够完善之处:在反应过程中,瓶内反应物会逐渐变黑,最终形成大量碳渣;由于形成大量碳渣,耗费了不少乙醇,使乙烯的产率较低;反应结束清洗反应瓶时,瓶内会散发出很浓的二氧化硫气味及其他难闻的气味,污染空气,有碍健康;有些碳渣附着于瓶壁,很难清除。
为了解决这些问题,们该实验进行了仔细研究,改进了实验方法,获得了良好效果。
很明显,上述问题的产生是由于浓硫酸具有氧化性,在高温条件下与乙醇发生氧化还原反应所致。
经测定生成的乙烯气体的体积,并计算后发现(见表1) ,按上述方法制备乙烯,乙烯的产率只有48 %左右,即副反应占到半数以上。
为了解决这些问题,我们首先参照一些文献介绍的大量制备乙烯的方法。
减少了浓硫酸的用量,使醇酸体积比为1∶2 ,结果发现乙烯的产率明显提高,可达62 %左右;进一步试验后发现,在一定范围内将浓硫酸用量再减少一些,还可提高乙烯的产率(见表1) 。
然而,这些方法仍存在形成较多碳渣,产生大量二氧化硫及其他有害气体等问题。
为了进一步解决浓硫酸的氧化作用所引起的问题,我们曾尝试用磷酸代替硫酸与乙醇反应。
结果发现,按醇酸体积比为1∶3 进行反应时,反应混合物在110 ℃即可沸腾,且没有乙烯产生。
这显然与磷酸中含水较多,乙醇沸点较低,整个反应混合物挥发性较强有关。
反应温度均为160 ℃~200 ℃; 3 3 用排水取气法收集气体,已考虑到室温、大气压及水的蒸气压对气体体积的影响,将乙烯体积折合成标准状况下气体体积。
以下各表同。
最后,我们尝试用硫酸- 磷酸混合酸与乙醇应制备乙烯。
结果发现,当乙醇、硫酸、磷酸3 者之间符合一定比例关系时,在170 ℃~200 ℃之间进行反应,乙烯的产率比单用硫酸作脱水剂时的最高产率还要高,最高可达75 %左右,且基本上不形成碳渣;反应结束,反应瓶很易清洗,也不再散发明显的二氧化硫等难闻气味,从而使本实验获得了良好效果。
这显然是加入磷酸后,使硫酸浓度适当降低,从而大大降低了其氧化性的结果。
而磷酸是中强酸,也可作为醇类脱水成烯烃的催化剂,因此,硫酸- 磷酸混合酸也具有较强的脱水性,在适当温度下,可使乙醇的分子内脱水反应顺利进行。
用硫酸- 磷酸混合酸与乙醇反应的结果见表2和表3:由表2 和表3 可以看出,当硫酸和磷酸之比(V/ V) 为5∶1~6∶1 ,乙醇和混合酸之比(V/ V) 为1∶2~1∶1175 时,可达到最佳实验效果。
(二)关于催化剂使用的探究中学化学实验室中常用浓硫酸作为乙醇脱水制取乙烯的催化剂、脱水剂,但是实验中存在很多的弊端,如:炭化现象严重影响观察,反应所需要的时间长,制取的乙烯纯度不高等。
苏教版全国高中化学新教材———《有机化学基础》(选修)P69页,关于乙醇脱水制取乙烯的实验中,没有采用传统的方法即以浓硫酸作为催化剂,而是选用石棉绒作为催化剂制取乙烯。
教材中采用试管作为反应仪器,将乙醇和石棉绒加入其中用酒精灯进行加热,并用水进行洗气来制取乙烯(见下图)。
石棉绒能否作为制取乙烯的催化剂,还需要从其反应机理来看。
乙醇脱水反应是按照E1机理进行的,具体过程如下:在酸的作用下,乙醇分子上不容易离去的基团——C—O转变成易离去的基团,C—O键断裂脱水形成C+,C+的邻位碳原子上失去一个质子,一对电子转移过来中和正电荷形成双键。