正溴丁烷的制备

相关化学方程式：

有如下副反应：

【主要试剂及产物的物理常数】

溴化钠：无色立方晶系晶体或白色颗粒状粉末。无臭，味咸而微苦。相对密度3.203(25℃）。无水溴化钠熔点747℃，沸点1390°C。在空气中有吸湿性。易溶于水（100℃时溶解度为121g/100ml水），水溶液呈中性。微溶于醇。

正丁醇：英文：n-butanol，n-butyl alcohol，butanol。化学名称：1-丁醇分子式：CH3CH2CH2CH2OH 分子量：74.12。4无色液体，有酒味，相对密度(d2020)0.8109，沸点117.7℃，熔点-90.2℃，折射率(n20D )1.3993，自燃点365℃，

20℃时在水中的溶解度7.7%(重量)，水在正丁醇中的的溶解度20.1%(重量)。与乙醇/乙醚及其他多种有机溶剂混溶，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.45-11.25(体积)。

【主要试剂及用量】

水：10mL

浓硫酸：15mL

正丁醇：10mL

溴化钠：13.0g

萃取过程中：依次加入水8mL→浓硫酸5mL→水8mL→饱和碳酸氢钠溶液8mL→水8ml 无水CaCl2 ：适量

【仪器装置图】

【实验步骤】

产量：8.9g

产品折射率：1.4398白

比较），测定液体的折射

炽灯

率。

【数据记录】

产量：8.9g；产率：65.0%；产品折射率：1.4398（标准值为23D 1.4399n），纯度较高。

【实验反思】

1、萃取过程中当涉及多次萃取时，每次萃取后都应洗涤分液漏斗。

2、涉及危险气体操作时一定要做好尾气处理工作，防止过量的有毒气体泄露，导致身体不适症状的出现。

【课后思考】

1. 加料时，是否可以先使溴化钠与浓硫酸混合，然后加正丁醇及水？为什么？答：不能。因为如果这样加，那么还没加正丁醇，已经有大量的溴化氢气体生成。另外，没有正丁醇和水的稀释，浓硫酸的氧化性很强，会将溴化钠氧化成溴。

2.反应后的粗产物可能含有哪些杂质？如何除去？

答：反应后的粗产物可能含有的杂质有：少量未反应的正丁醇及副产物正丁醚、1—丁烯、2—丁烯。可以用浓硫酸来洗涤除去。

3.用分液漏斗洗涤产物时，正溴丁烷时而在上层时而在下层，如不知道产物的密度的情况下可用什么方法来判别？

答：将一滴水滴入分液漏斗，若上层为水层，则水滴在上层消失；若有机层在上层，则水滴穿过上层，在下层消失。

4.分液漏斗洗涤产物时为什么要摇动后及时放气？应如何操作？

答：分液漏斗洗涤产物时，经摇动后会产生一定的蒸汽压或反应的气体。漏斗应倾斜向上，朝向无人处。

5.用无水氯化钙干燥脱水，重蒸馏时为什么要先除去氯化钙？

答：无水氯化钙的吸水原因是生成了结晶水，加热条件下，结晶水会失去，回到正丁醇中，就失去了干燥的意义。

【流程图】

理论与实验现象不同的原因及解决措施

1、馏出液分两层，通常下层为粗正溴丁烷，上层为水，若反应的正丁醇较多，或因蒸馏过久蒸出一些溴化氢恒沸物，则液层的相对密度发生变化，油层可能悬浮或变为上层，遇此现象，可加清水稀释使油层下沉（2）.

3、加料用浓硫酸洗涤粗产品时，一定要事先将油层与水层彻底分开，否则浓硫酸被稀释而降低洗涤的效果。如果粗蒸时蒸出的HBr洗涤前未分离除尽，加入

浓硫酸后就被氧化生成Br2，而使油层和酸层都变为橙黄色或橙红色。在随后水洗时，可加入少量NaHSO3，充分振摇而除去。

4、加料时，不要让溴化钠粘附在液面以上的烧瓶壁上，加完物料后要充分摇匀，防止硫酸局部过浓，一加热就会产生氧化副反应，使产品颜色加深。

【扩展】

5、若不用浓硫酸洗涤粗产物，则在下一步蒸馏中，正丁醇与1-溴丁烷由于可形成共沸物(b.p. 98.6 0C, 含正丁醇13%)，难以除去，使产品中仍然含有正丁醇杂质。

6、本实验最后蒸馏收集99－103℃的馏分，但是，由于干燥时间较短，水一般除不尽，因此，水和产品形成的共沸物会在99℃以前就被蒸出来，这称为前馏分，不能做为产品收集，要另用瓶接收，等到99℃后，再用事先称重的干燥的锥形瓶接收产品。

7、粗产品用浓硫酸洗涤后，不直接用饱和碳酸氢钠洗涤而要用水洗，然后加饱和碳酸氢钠洗涤的原因：因为刚用浓硫酸洗过的产品还含有不少浓硫酸(包括漏斗壁)，若直接用饱和碳酸氢钠中和，则由于酸的量太多，酸碱中和产生大量的热，同时有大量的二氧化碳产生，极易在洗涤时溅出甚至冲出液体，不易操作，也造成产品的损失。为了使该中和反应不致于这么剧烈，故在加饱和碳酸氢钠之前，用水洗涤产品及其漏斗壁上的大部分浓硫酸。

溴丁烷制备实验为什么用回流反应装置？

此反应较慢，需要在较高的温度下、长时间反应，而玻璃反应装置可达到的最高反应温度是回流温度，所以采用回流反应装置。

溴丁烷制备实验为什么用球型而不用直型冷凝管做回流冷凝管？

因为球型冷凝管冷凝面积大，各处截面积不同，冷凝物易回流下来。

溴丁烷制备实验采用1：1的硫酸有什么好处？

减少硫酸的氧化性，减少有机物碳化；水的存在增加HBr溶解量，不易逃出反应体系，减少HBr损失和环境污染。

什么时候用气体吸收装置？怎样选择吸收剂？

4.有污染环境的气体放出时或产物为气体时，常用气体吸收装置。吸收剂应该是价格便宜、本身不污染环境，对被吸收的气体有大的溶解度。如果气体为产物，吸收剂还应容易与产物分离。

溴丁烷制备实验中，加入浓硫酸到粗产物中的目的是什么？

5.除去粗产物中未反应的原料丁醇或溶解的副产物丁烯等。

溴丁烷制备实验中，粗产物用75度弯管连接冷凝管和蒸馏瓶进行蒸馏，能否改成一般蒸馏装置进行粗蒸馏？这时如何控制蒸馏终点？

6.可用一般蒸馏装置进行粗蒸馏，馏出物的温度达到100℃时，即为蒸馏的终点，因为1-溴丁烷/水共沸点低于100℃，而粗产物中有大量水，只要共沸物都蒸出后即可停止蒸馏。

7.在1—溴丁烷制备实验中，硫酸浓度太高或太低会带来什么结果？

硫酸浓度太高：(1)会使NaBr氧化成Br2，而Br2不是亲核试剂。 2 NaBr + 3 H2SO4(浓) →Br2 + SO2 + 2 H2O +2 NaHSO4 (2)加热回流时可能有大量HBr气体从冷凝管顶端逸出形成酸雾。硫酸浓度太低：生成的HBr量不足，使反应难以进行