酯化反应平衡常数的测定、乙酸正丁酯的制备、结构表征及含量测定 一、实验目的 用化学分析法测定酯化反应的平衡常数 3.加深理解化学平衡和化学平衡常数的物理意义 二、实验原理 0 CH,-C-OH+CH.,CH,CH.,CH,OH 0 CH.-C-0-CH.CH.CH.CH,+H.O 三、实验仪器与试剂 1.仪器：气相色谱仪、红外光谱仪 2.试剂：正丁醇32ml(25.9g,0.35mol) 水酷酸20ml(21g 035m0 浓睛酸，05m01上氧氧化钠溶液，酚酞溶液 四、实验步 1.酯化反应平衡常数的测定 平衡常数可用下式表示， K=[c][c水]/Tc酸][c脖] 如果用等物质的量的酸和醇，并假设反应体系的总体积不变，那就可以用物质的量直接 代替上式中的浓度项。而仅仅通过开始、时和平衡时反应液中酸量的滴定就可以测定平衡常 数K。可从滴定中消耗碱的容量来计算酸量。滴定所用的碱的浓度不必精确标定，因为在计 算公式中碱的浓度项。 已被约去 设n=开始时酸的物质的量一开始时醇的物质的量=碱的6×c x一平衡时酸的物质的量=平衡时醇的物质的量=碱的VcXc碱 x=平衡时酯的物质的量一平衡时水的物质的量 (-Vc)XC碱 则 K=(n-x)(n-x)/(x)(x)=(n-x)/x2=(Vo-Vc)2/Vc2 在装有回流冷凝管的100mL圆底烧瓶中，放入25.9g异丁醇和21g冰醋酸，充分摇动烧 瓶使均匀混合。用移液管取出1.00mL反应液，放入盛有20mL蒸馏水和几滴酚酞溶液的 125mL锥形瓶里。然后用05olL氢氧化钠溶液进行滴定（终点呈粉红色）。记录下消耗碱 的体积V。往烧瓶里加入4滴浓硫酸（大约0.1g)和沸石，加热回流30min。冷却溶液。用 管取出1.00mL样品 必须从下 层吸取样品 不要 巴移液管插到 先吹出少许气泡 然 后吸取样品。用同样的氢氧化钠溶液对此样品进行滴定。记录下消耗碱的体积， 加入 的沸石，把反应混合物重新加热回流20min。再次冷却，并吸取1.00mL样品和进行滴定。 如果这次碱耗用量比上次少0.3mL以上，那就要再次重复上述操作，即加入沸石，回流 20min,冷却，取样100mL和滴定，直到连续两次滴定所耗用的碱量之差不超过03mL为 止。记录下各次碱的用量。通过这些数据， 计算酯化反应的平衡常数K。剩余的混合液可制 备乙酸异丁酯 2.乙酸正丁酯的制备 将上述反应装置安装分水器及回流冷凝管，并在分水器中预先加水至略低于支管口。在
酯化反应平衡常数的测定、乙酸正丁酯的制备、结构表征及含量测定 一、实验目的 1. 进一步掌握羧酸酯的制备方法 2. 用化学分析法测定酯化反应的平衡常数 3. 加深理解化学平衡和化学平衡常数的物理意义 二、实验原理 三、实验仪器与试剂 1． 仪器：气相色谱仪、红外光谱仪 2． 试剂：正丁醇 32ml(25.9g，o.35mol) 冰醋酸 20ml(21g，o.35mol) 浓硫酸，0.5mol.L-1 氢氧化钠溶液，酚酞溶液 四、实验步骤 1．酯化反应平衡常数的测定 平衡常数可用下式表示， K＝[c 酯][c 水]/[c 酸][c 醇] 如果用等物质的量的酸和醇，并假设反应体系的总体积不变，那就可以用物质的量直接 代替上式中的浓度项。而仅仅通过开始、时和平衡时反应液中酸量的滴定就可以测定平衡常 数 K。可从滴定中消耗碱的容量来计算酸量。滴定所用的碱的浓度不必精确标定，因为在计 算公式中碱的浓度项 c 碱已被约去。 设 n＝开始时酸的物质的量－开始时醇的物质的量＝碱的 Vo×c 碱 x＝平衡时酸的物质的量=平衡时醇的物质的量 ＝碱的 Vc × c 碱 n-x＝平衡时酯的物质的量－平衡时水的物质的量 ＝ （ Vo－Vc）×c 碱 则 K＝(n-x)(n-x)/(x)(x)＝(n-x)2 /x2 =（ Vo－Vc）2 / Vc2 在装有回流冷凝管的 l00mL 圆底烧瓶中，放入 25.9g 异丁醇和 21g 冰醋酸，充分摇动烧 瓶使均匀混合。用移液管取出 1.00mL 反应液，放入盛有 20mL 蒸馏水和几滴酚酞溶液的 125mL 锥形瓶里。然后用 0.5mol.L-1 氢氧化钠溶液进行滴定(终点呈粉红色)。记录下消耗碱 的体积 V0往烧瓶里加入 4 滴浓硫酸(大约 0.1g)和沸石，加热回流 30min。冷却溶液。用移液 管取出 1.00mL 样品。必须从下层吸取样品，但不要把移液管插到底，先吹出少许气泡，然 后吸取样品。用同样的氢氧化钠溶液对此样品进行滴定。记录下消耗碱的体积。 加入新 的沸石，把反应混合物重新加热回流 20min。再次冷却，并吸取 1.00mL 样品和进行滴定。 如果这次碱耗用量比上次少 0.3mL 以上，那就要再次重复上述操作，即加入沸石，回流 20min，冷却，取样 1.00mL 和滴定，直到连续两次滴定所耗用的碱量之差不超过 0.3mL 为 止。记录下各次碱的用量。通过这些数据，计算酯化反应的平衡常数 K。剩余的混合液可制 备乙酸异丁酯。 2．乙酸正丁酯的制备 将上述反应装置安装分水器及回流冷凝管，并在分水器中预先加水至略低于支管口。在
石棉网上加热回流，反应一段时间后把水逐渐分去，保持分水器中水层液面在原来的高度。 约40min后不再有水生成，表示反应完毕。停止加热，记录分出的水量。冷却后卸下回流 冷凝管 把 水器中分出白酯层和圆底烧瓶中的反应液一起倒入 液漏 用10m 洗涤，分去水层。酯层用10ml,10%碳酸钠溶液洗涤，试验是否仍有酸性，分去水层。将 酯层再用10mL水洗涤一次，分去水层。将酯层倒入小锥形瓶中，加少量无水疏酸镁干燥。 将干燥后的乙酸正丁酯倒入干燥的30mL燕馏烧瓶中，加入沸石，安装好蒸馏装置，加热蒸 馏。收集124一126℃的馏分」 乙酸正丁酯m )的沸点为126.3℃，d8为0.8824，n2”为1.3947。 3.结构表征及含量测定 结构表征：将合成的乙酸正丁酯的红外光谱图与标准样的红外光谱图对比，如两者一致，则 可确定产物为乙酸正丁酯 制样方法：液膜法 含量测定：将合成的乙酸正丁酯气相色谱图与标准样的色谱图的保留时间对比，确定乙酸异 丁酯的保留时间，通过 一化法确定产物中乙酸正丁酯的含量 色谱条件如下 固定液：邻苯二甲酸二王酯 柱温：100℃ 载气：氢气，流速45ml/min 气化温度：150℃ 检测器：热导池检测器 五、思考题 1、本实验是通过什么原理提高乙酸正丁酯的产率的？ 2、计算反应完全时应分出多少水？ 六、参考文献 1、周科衍，高占先主编 有机化学实验.第三版.北京：高等教有出版社，1997 2、兰州大学，复旦大学化学系有机化学教研室编.有机化学实验 北京：高等教有出版社，1985
石棉网上加热回流，反应一段时间后把水逐渐分去，保持分水器中水层液面在原来的高度。 约 40min 后不再有水生成，表示反应完毕。停止加热，记录分出的水量。冷却后卸下回流 冷凝管，把分水器中分出白'酯层和圆底烧瓶中的反应液一起倒入分液漏斗中。用 10mL 水 洗涤，分去水层。酯层用 10ml，10％碳酸钠溶液洗涤，试验是否仍有酸性，分去水层。将 酯层再用 10mL 水洗涤—次，分去水层。将酯层倒入小锥形瓶中，加少量无水硫酸镁干燥。 将干燥后的乙酸正丁酯倒入干燥的 30mL 蒸馏烧瓶中，加入沸石，安装好蒸馏装置，加热蒸 馏。收集 124—126℃的馏分。 乙酸正丁酯(n—butylacetate)的沸点为 126.3℃，d4 18 为 0.8824，nD 20 为 1.3947。 3．结构表征及含量测定 结构表征：将合成的乙酸正丁酯的红外光谱图与标准样的红外光谱图对比，如两者一致，则 可确定产物为乙酸正丁酯 制样方法:液膜法 含量测定：将合成的乙酸正丁酯气相色谱图与标准样的色谱图的保留时间对比，确定乙酸异 丁酯的保留时间，通过归一化法确定产物中乙酸正丁酯的含量。 色谱条件如下： 固定液：邻苯二甲酸二壬酯 柱温：100℃ 载气：氢气，流速 45ml/min 气化温度：150℃ 检测器：热导池检测器 五、思考题 1、本实验是通过什么原理提高乙酸正丁酯的产率的？ 2、计算反应完全时应分出多少水？ 六、参考文献 1、 周科衍，高占先主编. 有机化学实验. 第三版. 北京：高等教育出版社，1997 2、 兰州大学，复旦大学化学系有机化学教研室编. 有机化学实验. 北京：高等教育出版社，1985
