韋塬瀚

摘 要：通過課堂上對乙酸和乙醇酯化反應(yīng)實驗的學(xué)習(xí)與探討，發(fā)現(xiàn)這個實驗在裝置和催化劑方面都存在一些不足，在結(jié)合相關(guān)教材理論知識的基礎(chǔ)上，本文對此實驗進行了相應(yīng)改進，并通過實踐證明，改進后的實驗效率更高。

關(guān)鍵詞：酯化反應(yīng);實驗裝置;催化劑;改進

酯化反應(yīng)實驗在高中化學(xué)演示實驗中具有重要作用，是通過化學(xué)反應(yīng)獲取乙酸乙酯的一個重要途徑，在日常生活中也有應(yīng)用。如釀酒和烹飪美食過程中使用醋和料酒都能體現(xiàn)出酯化反應(yīng)，通過對這個實驗的學(xué)習(xí)，不僅能對化學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生更加濃厚的興趣，還能提起對化學(xué)的好奇心。乙酸和乙醇通過酯化反應(yīng)得出的乙酸乙酯，不僅廣泛應(yīng)用于生活中，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也較為廣泛。并且這個實驗的操作過程較為簡單，在熟練掌握后還能為之后化學(xué)學(xué)習(xí)中的有機合成打下基礎(chǔ)。在對課堂上乙酸乙酯酯化反應(yīng)實驗的學(xué)習(xí)過程中，結(jié)合所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的教材存在一些不足。在化學(xué)教師的指導(dǎo)下，對此化學(xué)實驗做出相應(yīng)改進。

1.實驗中的不足之處

1.1催化劑

在此實驗中使用的催化劑為濃硫酸，因為濃硫酸本身就屬于極其危險的化學(xué)物質(zhì)，再加上他的強氧化性，在進行實驗應(yīng)用時非常不安全，如有操作不當就會發(fā)生為危險。此外，因為對實驗試劑用量上的難以把握，在操作過程中還容易造成乙醇脫水并產(chǎn)生一些副產(chǎn)物。目前為止乙酸與乙醇的酯化反應(yīng)還只是用于演示，并未在考試中對其進行要求。一般情況下，實驗開始后，當進行加熱時使用就會出現(xiàn)碳化反應(yīng)影響對實驗的觀察效果。而且碳化后的乙醇和乙酸得出的產(chǎn)物還會與濃硫酸相混合，不僅影響濃硫酸的回收，還會對其后續(xù)的處理產(chǎn)生影響。在這個實驗中選取濃硫酸作為催化劑就會造化學(xué)原料的浪費，如處理不當還會污染環(huán)境。

1.2溫度

通過對化學(xué)理論知識的學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)，在這個酯化反應(yīng)實驗過程中，對溫度很難進行控制。因為反應(yīng)中的乙醇本身的沸點就較低，而隨著反應(yīng)的進行，實驗過程中的溫度會持續(xù)升高，使乙醇變?yōu)橐颐岩约耙蚁＿@些實驗產(chǎn)生的副產(chǎn)物如處理不當都會對環(huán)境造成污染。

1.3裝置

實驗中所使用的長導(dǎo)管，一般用于對反應(yīng)物質(zhì)進行冷凝，同時也防止實驗中發(fā)生倒吸。但是也正是因為其防止倒吸的設(shè)置造成實驗過程中參與反應(yīng)物質(zhì)的揮發(fā)，從而致使反應(yīng)后不能有效收集到乙酸乙酯。

1.4實驗難以觀察

教材中所使用的收集容器中使用的試劑為飽和碳酸鈉溶液，但是這種試劑與乙酸乙酯都是無色的，實驗過程中很難發(fā)現(xiàn)對產(chǎn)物的收集，而且又因為實驗中乙酸蒸發(fā)產(chǎn)生的味道極為刺激，也很容易掩蓋乙酸乙酯本身的香味。

2.改進思路與方案

2.1改進思路

通過對所學(xué)知識進行總結(jié)，并結(jié)合化學(xué)老師的指導(dǎo)意見后，對此實驗從裝置及實驗使用試劑上進行改進。首先將原有的裝置改為分液漏斗、具支試管以及球形干燥管。這樣就可以避免出現(xiàn)長導(dǎo)管不能直接插入指示劑液面以下的現(xiàn)象，從而可以使反應(yīng)過程中的產(chǎn)物可以被充分冷凝，還能使產(chǎn)物被全部吸收到收集容器中，避免了倒吸現(xiàn)象的出現(xiàn)。其次是使用磺酸樹脂作為催化劑，因為相關(guān)實驗證明，當使用磺酸樹脂作為催化劑時可以大大縮短反應(yīng)時間。而且較之于濃硫酸，磺酸樹脂在安全性上也更高，而且還不會造成污染。即使在實驗溫度不能被有效控制時也不會出現(xiàn)副反應(yīng)，而且使用磺酸樹脂還可以節(jié)省用量，再加上磺酸樹脂較為穩(wěn)定，使實驗中很難出現(xiàn)碳化反應(yīng)，不會影響對實驗現(xiàn)象的觀察。最后就是磺酸樹脂在實驗結(jié)束后很容易被分離出來，可以進行回收利用不會形成對化學(xué)原料的浪費。最后就是在收集溶液飽和碳酸鈉中加入酚酞作為指示劑。因為酚酞會與飽和碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)，使反應(yīng)后的混合溶液呈現(xiàn)出紅色，這樣就會使得反應(yīng)結(jié)束后很容易就能觀察到上層的無色油狀的乙酸乙酯。而且改進后的實驗裝置在對反應(yīng)物質(zhì)進行添加時使用的也是滴加的方式，即向乙醇中滴加乙酸，這樣不僅能使乙酸得到充分利用，還能對實驗進行很好的控制。而且這種滴加的方式還能有效減少反應(yīng)物及產(chǎn)物的蒸出，使反應(yīng)得出的乙酸乙酯的味道也不能被掩蓋。

2.2改進方案

實驗?zāi)康模和ㄟ^實驗加深對乙酸乙酯形成過程的學(xué)習(xí)，以及對其化學(xué)性質(zhì)的記憶，并通過實驗操作加強自身邏輯分析能力的提高。

實驗儀器與試劑：滴液漏斗、具支試管、量筒、球形干燥管、酒精燈、鐵架臺。乙醇、乙酸、磺酸樹脂、沸石。

實驗原理：CH3COOH+CH3CH2OH→CH3COOCH2CH3+H2O

具體操作：

在收集容器中分別加入4毫升飽和碳酸鈉溶液與1滴酚酞溶液，，并將收集容器固定與鐵架臺上。在反應(yīng)容器中依次加入反應(yīng)物，并將滴液漏斗塞進試管中，關(guān)閉漏斗的活塞，然后將其固定于鐵架臺上。在將具支試管與干燥管連接之后，確認干燥管的末端已插入收集容器液面以下后，開始給反應(yīng)試管加熱。

實驗現(xiàn)象：在加熱過程中，反應(yīng)試管中的液體很快就會發(fā)生反應(yīng)，在收集容器的液體上方會出現(xiàn)無色的油狀物質(zhì)。當反應(yīng)結(jié)束后，大概可收集約3毫升的乙酸乙酯，并可聞到果香味。

結(jié)束語：通過對反應(yīng)實驗加以改進，不僅可以將原有教材中的不足都加以彌補，還能使實現(xiàn)的效果更加明顯。經(jīng)由改進后的實驗，不僅在反應(yīng)時間上大大縮短，實驗現(xiàn)象也更加利于觀察。尤其是將原有的原料加入方式改為滴加乙酸的方式，更是提高了乙酸的轉(zhuǎn)化效率。改進后的實驗一是可以有效減少乙酸的浪費，其次也避免了產(chǎn)物乙酸乙酯的流出，而且還能使乙酸乙酯的香味能滲透出來，提升了實驗的觀察效果。此外，通過對實驗進行實踐改進，也加深了對乙酸乙酯生成反應(yīng)的學(xué)習(xí)，并提高了對化學(xué)反應(yīng)過程的認識及推理邏輯能力的提升。

參考文獻

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