淺析乙酸和乙醇的酯化反應實驗改進

韋塬瀚

摘 要：通過課堂上對乙酸和乙醇酯化反應實驗的學習與探討，發現這個實驗在裝置和催化劑方面都存在一些不足，在結合相關教材理論知識的基礎上，本文對此實驗進行了相應改進，并通過實踐證明，改進后的實驗效率更高。

關鍵詞：酯化反應;實驗裝置;催化劑;改進

酯化反應實驗在高中化學演示實驗中具有重要作用，是通過化學反應獲取乙酸乙酯的一個重要途徑，在日常生活中也有應用。如釀酒和烹飪美食過程中使用醋和料酒都能體現出酯化反應，通過對這個實驗的學習，不僅能對化學學習產生更加濃厚的興趣，還能提起對化學的好奇心。乙酸和乙醇通過酯化反應得出的乙酸乙酯，不僅廣泛應用于生活中，在工業生產中的應用也較為廣泛。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學習中的有機合成打下基礎。在對課堂上乙酸乙酯酯化反應實驗的學習過程中，結合所學知識發現現有的教材存在一些不足。在化學教師的指導下，對此化學實驗做出相應改進。

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物質，再加上他的強氧化性，在進行實驗應用時非常不安全，如有操作不當就會發生為危險。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生一些副產物。目前為止乙酸與乙醇的酯化反應還只是用于演示，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碳化反應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，還會對其后續的處理產生影響。在這個實驗中選取濃硫酸作為催化劑就會造化學原料的浪費，如處理不當還會污染環境。

1.2溫度

通過對化學理論知識的學習發現，在這個酯化反應實驗過程中，對溫度很難進行控制。因為反應中的乙醇本身的沸點就較低，而隨著反應的進行，實驗過程中的溫度會持續升高，使乙醇變為乙醚以及乙烯。這些實驗產生的副產物如處理不當都會對環境造成污染。

1.3裝置

實驗中所使用的長導管，一般用于對反應物質進行冷凝，同時也防止實驗中發生倒吸。但是也正是因為其防止倒吸的設置造成實驗過程中參與反應物質的揮發，從而致使反應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，實驗過程中很難發現對產物的收集，而且又因為實驗中乙酸蒸發產生的味道極為刺激，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

通過對所學知識進行總結，并結合化學老師的指導意見后，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長導管不能直接插入指示劑液面以下的現象，從而可以使反應過程中的產物可以被充分冷凝，還能使產物被全部吸收到收集容器中，避免了倒吸現象的出現。其次是使用磺酸樹脂作為催化劑，因為相關實驗證明，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副反應，而且使用磺酸樹脂還可以節省用量，再加上磺酸樹脂較為穩定，使實驗中很難出現碳化反應，不會影響對實驗現象的觀察。最后就是磺酸樹脂在實驗結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生反應，使反應后的混合溶液呈現出紅色，這樣就會使得反應結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物質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物及產物的蒸出，使反應得出的乙酸乙酯的味道也不能被掩蓋。

2.2改進方案

實驗目的：通過實驗加深對乙酸乙酯形成過程的學習，以及對其化學性質的記憶，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。在反應容器中依次加入反應物，并將滴液漏斗塞進試管中，關閉漏斗的活塞，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，開始給反應試管加熱。

實驗現象：在加熱過程中，反應試管中的液體很快就會發生反應，在收集容器的液體上方會出現無色的油狀物質。當反應結束后，大概可收集約3毫升的乙酸乙酯，并可聞到果香味。

結束語：通過對反應實驗加以改進，不僅可以將原有教材中的不足都加以彌補，還能使實現的效果更加明顯。經由改進后的實驗，不僅在反應時間上大大縮短，實驗現象也更加利于觀察。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的學習，并提高了對化學反應過程的認識及推理邏輯能力的提升。

參考文獻

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