硝基苯的制备

浓硫酸与浓硝酸的混合
与浓硫酸加水稀释类似，注硫入硝。
硫酸的危害
健康危害： 对皮肤、粘膜等组织有强 烈的刺激和腐蚀作用。蒸气或雾可引起结膜 炎、结膜水肿、角膜混浊，以致失明；引起 呼吸道刺激，重者发生呼吸困难和肺水肿； 高浓度引起喉痉挛或声门水肿而窒息死亡。
口服后引起消化道烧伤以致溃疡形成；严重 者可能有胃穿孔、腹膜炎、肾损害、休克等。 皮肤灼伤轻者出现红斑、重者形成溃疡，愈 后癍痕收缩影响功能。溅入眼内可造成灼伤， 甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。慢性影响： 牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肺硬 化。
（3）用吸管吸取少量上层反应液，滴到饱和食盐 水中，当观察到油珠下沉时，则表示硝化反应已经 完成。 （4）硝基苯有毒，处理时需多加小心，如果溅到 皮肤上，可先用少量酒精洗擦，再用肥皂水洗净。 （5）如果使用工业硫酸，因其中含有少量汞盐等 杂质具有催化作用，使反应物中含有微量的多硝基 酸，如苦味酸和2,4-二硝基苯酚，它们的碱溶液 呈深黄色。因而产物水洗时应洗至接近无色。
当硝基苯倾倒在水面时，应迅速切断被污染 水体的流动，以免污染扩散。中毒人员立即 离开现场，到空气新鲜的地方，脱去被沾染 的外衣，用大量的水冲洗皮肤，漱口，大量 饮水，催吐，即送医院。着火时用大量水和 干粉、泡沫、二氧化碳等灭火器灭火。接触 硝基苯的人员严禁饮酒，以免加重加速毒性 作用。沿地面加强通风，以驱赶硝基苯蒸气。
习题与思考题
1.硫酸和硝酸在硝化时各起什么作用？ 2.混酸若一次加完，将产生什么结果？ 3.若用比重为1.52的硝酸（发烟硝酸）配 制混酸进行苯的硝化，将得到什么产物？ 4.硝化反应温度过高将会怎样 5.如何判断硝化反应已经结束？
浓硫酸稀释
浓硫酸密度比水大得多，直接加入水会使水浮 在硫酸表面，大量放热而使酸液沸腾，造成事故。 因此，浓硫酸稀释时，常将浓硫酸沿器壁慢慢 注入水中（烧瓶用玻璃棒引流），并不断搅拌，使 稀释产生的热量及时散出。（由图为操作方式） 切不能将顺序颠倒，这样会引发事故。切记 “酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅”。注酸入水 不断搅拌 稀释好的硫酸应冷却至室温后存放入试剂瓶中。
防护措施
呼吸系统防护：可能接触其蒸气时，佩戴过滤式防 毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时，建议佩 戴自给式呼吸器。 眼睛防护：戴安全防护眼镜。 身体防护：穿透气型防毒服。 手防护：戴防苯耐油手套。 其它：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。及时换洗 工作服。工作前后不饮酒，用温水洗澡。注意检测 毒物。实行就业前和定期的体检。[4]
硝基苯的制备
硝基苯的性质
硝基苯（nitrobenzene）是芳香族硝基 化合物，又名密斑油，苦杏仁油，为黄绿色 晶体或黄色油状液体，有杏仁气味，易燃， 遇明火高热燃烧爆炸，能溶于乙醇、乙醚和 苯，微溶于水。密度1.19867(20℃)，凝 固点5.70℃，沸点210.85℃。硝基苯是 重要的精细化工原料，可用于生产多种医药 和染料的中间体，如用于制备二硝基苯、苯 胺、间氨基苯磺酸等，还可做有机溶剂、有 机反应的弱氧化剂等
(4)、硝化过程应严格控制加料速度，控制硝化反 应温度。硝化反应器应有良好的搅拌和冷却装置， 不得中途停水断电及搅拌系统发生故障。硝化器应 安装严格的温度自动调节、报警及自动连锁装置， 当超温或搅拌故障时，能自动报警并停止加料。硝 化器应设有泄爆管和紧急排放系统，一旦温度失控， 紧急排放到安全地点。 (5)、处理硝化产物时，应格外小心，避免摩擦、 撞击、高温、日晒，不能接触明火、酸、碱等。管 道堵塞时，应用蒸气加温疏通，不得用金属棒敲打 或明火加热。 (6)、要注意设备和管道的防腐，确保严密不漏。
硝基苯
六．注意事项
（1）混酸配法：在100mL锥形瓶中加入 14.6mL浓硝酸，把锥形瓶放入冷水浴中，在摇 动条件下将 20.0mL的浓硫酸慢慢加入浓硝酸中， 混匀。 （2）苯的硝化是一个放热反应，在开始加入混酸 时，硝化反应速度较快，每次加入的混酸量宜为 0.5～1.0mL，随着混酸的加入，硝基苯逐渐生 成，反应混合物中苯的浓度逐渐降低，硝化反应的 速度也随之减慢，所以在加后一半混酸时，每次混 酸可加入1.5～2.0mL。
硝基苯毒性较强，吸入大量蒸气或皮肤大量 沾染，可引起急性中毒，使血红蛋白氧化或 络合，血液变成深棕褐色，并引起头痛恶心 呕吐等。
污染来源：硝基苯是有机合成的原料，最重 要的用途是生产苯胺染料，还是重要的有机 溶剂。环境中的硝基苯主要来自化工厂、染 料厂的废水废气，尤其是苯胺染料厂排出的 污水中含有大量硝基苯。贮运过程中的意外 事故，也会造成硝基苯的严重污染。
硝化反应过程的主要危险性及安全措施
1．硝化反应的主要危险性 (1)、硝化反应是放热反应，温度越高，硝 化反应的速度越快，放出的热量越多，越极 易造成温度失控而爆炸。 (2)、被硝化的物质大多为易燃物质，有的 兼具毒性，如苯、甲苯、脱脂棉等，使用或 储存不当时，易造成火灾。
(3)、混酸具有强烈的氧化性和腐蚀性，与 有机物特别是不饱和有机物接触即能引起燃 烧。硝化反应的腐蚀性很强，会导致设备的 强烈腐蚀。混酸在制备时，若温度过高或落 入少量水，会促使硝酸的大量分解，引起突 沸冲料或爆炸。 (4)、硝化产品大都具有火灾、爆炸危险性， 尤其是多硝基化合物和硝酸酯，受热、摩擦、 撞击或接触点火源，极易爆炸或着火。
一．实验目的
（1）通过硝基苯的制备加深对芳烃亲电取 代反应的理解； （2）了解硝化反应中混酸的浓度、反应温 度和反应时间与硝化产物的关系； （3）掌握液体干燥，简单蒸馏的实验操作。
二．实验原理
芳香族硝基化合物一般由芳香族化合物直接硝化制 得。最常用的硝化剂是浓硝酸与浓硫酸的混合液， 常称混酸。
以苯为原料，用混酸做硝化剂制备硝基苯的 反应方程式如下：
三.药品
药品：苯17.8mL，浓硝酸14.6mL，浓 硫酸20.0mL，10%碳酸钠溶液，饱和食 盐水，无水氯化钙pH试纸。
苯的性质 无色液体，有特殊气味，熔点5.5℃， 沸点80.1℃ ，易挥发，易燃，比水轻， 不溶于水，是重要的有机溶剂。 有毒: 对人的神经系统、造血系统 有伤害，可导致白血病。
浓硫酸
俗称坏水。坏水指浓度大于 或等于70%的硫酸溶液。 浓硫酸在浓度高时具有强氧 化性，这是它与普通硫酸或 普通浓硫酸最大的区别之一。 同时它还具有脱水性，强氧 化性，难挥发性，酸性，稳 定性，吸水性等
强腐蚀性
浓硫酸具有很强的腐蚀性，若实验时是 不小心溅到皮肤上，应先用布擦干，后用 3%~5%的小苏打溶液冲洗，不能直接用 大量清水冲洗，会扩大腐蚀范围。严重的应 立即送往医院。若实验时滴落在桌面上，则 先用布擦干，再用水进行冲洗。
泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并 进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议 应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒 服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏 源。防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。 当硝基苯洒在地面时，立即用沙土、泥块阻 断漏液的温延，配戴好面具、手套，将漏液 或漏物收集在适当的容器内封存，用沙土或 其它惰性材料吸收残液，转移到安全地带。 立即仔细收集被污染土壤，转移到安全地带。

在硝化反应中，因被硝化物结构的不同，所 需的混酸浓度和反应温度也不相同。硝化反 应是不可逆反应，混酸中浓硫酸的作用不仅 在于脱水，更重要的是有利于NO2+离子 的生成，增加NO2+离子的浓度，加快反 应速度，进而提高硝化能力。 硝化反应是强放热反应，进行硝化反应时， 必须严格控制反应温度和加料速度，同时进 行充分的搅拌。
2．硝化反应过程的安全措施
(1)、制备混酸时，应严格控制温度和酸的配比， 并保证充分的搅拌和冷却条件，严防因温度猛升而 造成的冲料或爆炸。不能把未经稀释的浓硫酸与硝 酸混合。稀释浓硫酸时，不可将水注入酸中。 (2)、必须严格防止混酸与纸、棉、布、稻草等有 机物接触，避免因强烈氧化而发生燃烧爆炸。 (3)、应仔细配制反应混合物并除去其中易氧化的 组分，不得有油类、酐类、甘油、醇类等有机物杂 质，含水也不能过高；否则，此类杂质与酸作用易 引发爆炸事故。
急救措施
皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水 彻底冲洗皮肤。就医。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。 就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。 如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼 吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐，就医。 灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服。 喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。 灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土
危险性和强酸性
危险性：加热时分解，产生有毒烟雾；强氧 化剂，与可燃物和还原性物质发生激烈反应， 爆炸。强酸性，与碱发生激烈反应，腐蚀大 多数金属（铝及其合金除外），生成氮氧化 物，与许多常用有机物发生非常激烈反应， 引起火灾和爆炸危险。
蒸气对眼睛、呼吸道等的粘膜和皮肤有强烈 刺激性。蒸气浓度高时可引起肺水肿。对牙 齿具有腐蚀性。皮肤沾上可引起灼伤，腐蚀 而留下疤痕，浓硝酸腐蚀可达到相当深部。 如进入咽部，对口腔以下的消化道可产生强 烈的腐蚀性烧伤，严重时发生休克致死。人 在低于30mg/m左右时未见明显损害。吸 入可引起肺炎。
四.仪器
仪器：三口瓶,温度计,量筒,分液漏斗,玻璃 漏斗,玻璃管,蒸馏烧瓶,锥形瓶,空气冷凝管, 电热套
三口瓶
空气冷凝管
分液漏斗
恒温水浴锅
五.实验步骤
在250mL三口瓶中加入17.8mL苯。三口 瓶的中孔配上一支300 mm长的玻璃管作 为空气冷凝管，左孔装一支0～100℃温度 计，右孔通过小漏斗将冷却的混酸（配制方 法见注意事项1）分批加入。每加一次后， 必须充分振荡烧瓶，使苯和混酸充分接触。 此时反应液温度升高，待反应液温度不再上 升，且趋于下降时，再继续加混酸（为什 么）。
把澄清的硝基苯倒入50mL蒸馏烧瓶中，装 上250℃水银温度计和空气冷凝管，用电热 套加热蒸馏，收集204～210℃的馏分。 为了避免残留在烧瓶中的二硝基苯在高温下 分解而引起爆炸，注意切勿将产物蒸干。产 品称重，并计算产率。
（2）结果记录 表9-9 硝基苯的制备 实验记录表
产品名称 产品质量 产率 形态和色泽
加酸时，要使反应物的温度控制在40～ 50℃。若超过50℃，可用冷水浴Βιβλιοθήκη Baidu却。加 料完毕后，将烧瓶放在50℃的水浴中，并 加热使烧瓶中的反应液的温度控制在60～ 65℃并保持40min。在此期间应间歇地摇 荡烧瓶。
反应结束后，将烧瓶移出水浴，待反应液冷 却后，将其倒入分液漏斗中。静置，分层， 分出酸层（注意哪一层是酸层，怎样判断和 检验）。将酸液倒入指定的回收瓶中，粗硝 基苯用等体积的冷水洗涤，再用10%的碳 酸钠溶液洗涤多次，直到洗涤液不显酸性。 最后用去离子水洗至中性（如何检验）。将 粗硝基苯从分液漏斗中放入干燥的小锥形瓶 中，加入无水氯化钙干燥，并间歇地摇荡锥 形瓶。
芳香烃对人体健康有伤害
纯HNO3是无色有刺激性气 味的液体，市售浓硝酸质量 分数约为65%，密度约为 1.4g/cm3，沸点为83℃， 易挥发，可以任意比例溶于 水。浓度大于86%硝酸叫 “发烟硝酸”，因这种酸更 易挥发，遇潮湿空气形成白 色烟雾，有腐蚀性。

用途： 硝酸是重要的化工原料，也是 实验室必备的重要试剂。 在工业上可用于制化肥、农药、炸药、 染料、盐类等。