李東芳 付 淵 李純毅 王志平

（1.集寧師范學院化學系，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；2.內(nèi)蒙古化工職業(yè)學院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

1 引言

萃取是分離和提純有機化合物常用的操作之一，是學生必須掌握的基本實驗技能之一。師范院校常用教材中的萃取實驗設計為用乙醚萃取醋酸水溶液中的醋酸[1]，但在實驗教學過程中，教學人員發(fā)現(xiàn)作為基本操作技能訓練，該實驗存在一些缺點[2]。2003年，張力[3]等人對萃取實驗進行了研究，分別用正丁醇、乙酸乙酯為溶劑，水為萃取劑來萃取其中的乙酸，最后用NaOH溶液滴定水溶液中的乙酸，以此計算乙酸的萃取率。研究結(jié)果表明，在同樣條件下，在正丁醇、乙酸乙酯中乙酸的萃取率分別為77﹪和89﹪。

從該實驗結(jié)果來看，用水萃取乙酸，選用乙酸乙酯作為溶劑，效果優(yōu)于選用正丁醇。

該實驗設計分層快、易操作，且以水為萃取劑經(jīng)濟、環(huán)保，符合綠色化學實驗的要求，因此該實驗作為訓練學生的基本操作技能是可行的。但是筆者認為，若以乙酸乙酯為溶劑，在實驗設計上有一些缺點，為此，筆者對用水萃取乙酸乙酯溶液中乙酸的實驗進行了詳細的研究。研究結(jié)果表明，該實驗設計會造成乙酸的萃取率偏高，同時在一定溫度下，乙酸在乙酸乙酯與水中的分配系數(shù)逐漸降低，且變化幅度較大。

2 用水萃取乙酸乙酯溶液中乙酸的理論依據(jù)

萃取是利用同一種物質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中具有不同溶解度的性質(zhì)，將其從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中，從而實現(xiàn)分離或提純的一種方法[4]。選擇的萃取劑要求：與原溶劑不相混溶且不起化學反應、對被提取物質(zhì)溶解度大、純度高、沸點低、毒性小、價格低[5]。

?

從表1原料的主要物理常數(shù)來看，乙酸與水混溶，即乙酸在水中的溶解性極好；乙酸乙酯溶于水，但不與水混溶，雖然乙酸乙酯在水中可緩慢地發(fā)生水解，但是把乙酸乙酯和乙酸混合配制成混合溶液后，由于摻入了乙酸，可有效抑制乙酸乙酯的水解，即在乙酸存在下，乙酸乙酯不與水發(fā)生水解反應。從以上分析可知，用水萃取乙酸乙酯溶液中的乙酸在理論上是可行的。

3 對該萃取實驗設計缺陷的詳細研究

3.1 實驗試劑

?

3.2 實驗方法

用移液管準確量取10ml乙酸與乙酸乙酯的混合液，放入分液漏斗中，用一定量的水萃取。加入水后，上下輕輕振搖分液漏斗，每隔幾秒鐘將漏斗倒置（活塞朝上），小心打開活塞，以平衡內(nèi)外壓力，重復2-3次，然后再用力振搖相當?shù)臅r間。將分液漏斗置于鐵圈，當溶液分成兩層后，小心旋開活塞，放出下層水溶液于50ml錐形瓶內(nèi)，加入3-4滴酚酞作指示劑，用標準氫氧化鈉溶液滴定[6]。

3.3 基本溶液的配制與標定

3.3.1 配制0.2mol/L氫氧化鈉溶液

稱取4.0g氫氧化鈉固體于小燒杯中，向小燒杯中加入蒸餾水50ml。使其全部溶解后，轉(zhuǎn)入500ml試劑瓶中。再加蒸餾水至刻線處，蓋上瓶蓋，搖勻。

3.3.2 配制酚酞溶液

取0.5g酚酞，用95﹪乙醇稀釋至 100ml，制成0.5﹪酚酞乙醇溶液。

3.3.3 配制混合溶液

配制乙酸與乙酸乙酯比例不同的兩種混合液，其中混合液A中乙酸與乙酸乙酯的體積比為1:9；混合液B中乙酸與乙酸乙酯的體積比為1:19。

3.3.4 氫氧化鈉溶液的標定

稱取0.4-0.5g已干燥過的鄰苯二甲酸氫鉀3份于錐形瓶中，加入20-30ml蒸餾水溶解。在3份溶液各加入1-2滴酚酞。用已配制好的氫氧化鈉溶液滴定至微紅色，記錄實驗數(shù)據(jù)。

3.4 萃取率和分配系數(shù)的計算公式

萃取率和分配系數(shù)的計算公式分別見公式（1）和公式（2）。

3.5 實驗結(jié)果

在4只250ml分液漏斗中，分別加入2.0ml、5.0ml、7.0ml、10.0ml蒸餾水，再分別加入 10ml混合溶液。振蕩15分鐘，靜置分層，將下層水樣分別放入4只50ml錐形瓶中，然后用氫氧化鈉溶液滴定，計算萃取率和分配系數(shù)。實驗結(jié)果見表3和圖 1。

從表3可以看出，隨萃取劑——水的用量的增加，乙酸的萃取率也在增加，這是正常的實驗結(jié)果。但是當萃取劑的用量增加到20 ml時，在混合液A與B中，乙酸的萃取率分別高達132.7﹪和126.0﹪。這一反?，F(xiàn)象出現(xiàn)的原因，是因為乙酸乙酯可溶于水，且溶解在水中的乙酸乙酯也會和NaOH發(fā)生化學反應，當在萃取后的水溶液中滴入NaOH溶液計算乙酸的萃取率時，除了萃取在水中的乙酸外，溶解在水中的乙酸乙酯也會和NaOH發(fā)生化學反應，也要消耗NaOH，因此會使消耗的NaOH總量偏高，也就造成萃取在水中的乙酸總量偏高，從而導致乙酸的萃取率偏高。如果萃取劑水的用量較多，溶解在水中的乙酸乙酯越多，就出現(xiàn)了萃取率超過百分之百的反常現(xiàn)象。

?

在一定溫度下，若萃取劑與原溶劑不起化學反應，也不互溶，分配系數(shù)應該基本上是一常數(shù)[7]。從圖1可以看出，隨萃取劑——水的用量的增加，乙酸在乙酸乙酯與水中的分配系數(shù)逐漸降低，且變化幅度較大。這一反常現(xiàn)象還是因為溶解在水中的乙酸乙酯和NaOH發(fā)生了化學反應，使消耗的NaOH總量偏高，使得萃取在水中的乙酸量在計算時偏高，從而使乙酸在蒸餾水中的濃度偏高，乙酸在乙酸乙酯中的濃度偏高，最終導致乙酸在乙酸乙酯與水中的分配系數(shù)呈下降趨勢。

4 結(jié)論

綜上所述，“用水萃取乙酸乙酯溶液中的乙酸”實驗設計存在一定的缺陷，該實驗設計會造成乙酸的萃取率偏高，同時在一定溫度下，乙酸在乙酸乙酯與水中的分配系數(shù)逐漸降低，且變化幅度較大。

［1］曾昭瓊 .有機化學實驗［M］.北京：高等教育出版社，2000，54—57.

［2］王琳，向紀明.萃取實驗的一點改進［J］.安康師專學報，2000，12（2）：78—81.

［3］張力，張應年，白林.化學實驗的綠色化研究——萃?。跩］.甘肅高師學報，2003，8（5）：8—9.

［4］熊洪錄，周瑩，于兵川.有機化學實驗［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2011，28.

［5］蔡良珍，虞大紅.大學基礎(chǔ)化學實驗（Ⅱ）［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2012，21.

［6］曾昭瓊.有機化學實驗［M］.北京：高等教育出版社，1987，56.

［7］楊高文.基礎(chǔ)化學實驗（有機化學部分）［M］.南京：南京大學出版社，2010，80.