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實驗室制乙烯問題
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| 請問實驗室制乙烯有沒有好做的方法，給學(xué)生上課用 |
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2樓2011-05-24 18:47:35
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【答案】應(yīng)助回帖
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對實驗室制乙烯的研究 1 實驗中存在的問題 實驗室制乙烯常采用乙醇和濃硫酸于170℃時的脫水反應(yīng)。該實驗存在的主要問題是炭化比較嚴重，給實驗造成一些不利影響，主要有以下幾點：(1)由于大量乙醇被炭化使乙烯的產(chǎn)氣量減少。(2)伴隨乙醇炭化產(chǎn)生的大量S02不僅污染教學(xué)環(huán)境，對乙烯的性質(zhì)實驗也有明顯干擾。(3)伴隨乙醇炭化還能發(fā)生一些更復(fù)雜的副反應(yīng)，有資料稱該實驗還可能生成H2、CH4、CO等氣體，致使點燃乙烯氣體時火焰顏色明顯發(fā)生變化，呈現(xiàn)出H2、CO等氣體燃燒時特有的藍色，這也影響對乙烯性質(zhì)的認識。總之，炭化是影響該實驗質(zhì)量和效果的主要問題。 2 消除炭化的思路 從上面分析不難看出，在實驗室制乙烯的實驗中主要存在兩個并行反應(yīng)，一個是乙醇脫水生成乙烯，一個是乙醇炭化，這兩個反應(yīng)都需，要硫酸的存在。乙醇脫水生成乙烯是非氧化一還原反應(yīng)，硫酸只起催化劑的作用。乙醇炭化是氧化一還原反應(yīng)，硫酸主要是氧化劑。前者對硫酸濃度要求不是很嚴格，后者對硫酸濃度的要求卻是很嚴格的，因為只有達到一定濃度時硫酸才具有氧化性。如果適當(dāng)控制硫酸的濃度，就有可能做到在保證正常生成乙烯的前提下抑制乙醇炭化反應(yīng)的發(fā)生。 3 消除炭化的方法 從上面分析可以看出，控制硫酸濃度是消除炭化的關(guān)鍵�？刂屏蛩釢舛瓤梢詮南旅鎯蓚�方面采取措施。 3．1調(diào)整乙醇和硫酸的量比 在實驗室制乙烯的反應(yīng)中乙醇和硫酸的量比為體積比1：3，用這樣的混和液進行反應(yīng)炭化很嚴重，經(jīng)常是反應(yīng)溫度未達176℃時就已經(jīng)開始炭化了，最后混和液中出現(xiàn)許多炭的顆粒。若將乙醇和硫酸的量比改為體積比1：2，硫酸被乙醇稀釋使?jié)舛冉档透嘁恍�，炭化現(xiàn)象就有可能消除或減輕。實際情況也確實如此，當(dāng)用這樣的混和液進行反應(yīng)時開始并不炭化，只是反應(yīng)在進行了一個短時間后才出現(xiàn)炭化現(xiàn)象，比原實驗減輕了許多。 3．2用化學(xué)反應(yīng)控制硫酸的濃度 用改變乙醇和硫酸量比的方法并不能徹底消除炭化現(xiàn)象，這是因為在反應(yīng)過程中乙醇不斷被消耗，反應(yīng)生成的水也在加熱條件下不斷被蒸發(fā)，琉酸的濃度不斷增大，當(dāng)硫酸的濃度增大到一定程度的時候，硫酸又具備了使乙醇發(fā)生炭化的條件，炭化現(xiàn)象就又發(fā)生了。由此可見硫酸濃度的增大是一個進行性過程，單純依靠在反應(yīng)開始時改變乙醇和硫酸量比的方法是不能從始至終消除炭化的，必須增加一個消耗硫酸的反應(yīng)，使硫酸和乙醇同步減少，這樣才有可能徹底消除炭化。這樣的反應(yīng)必須具備兩個條件：①反應(yīng)速度不能過快，若反應(yīng)速度過快會造成硫酸的過度消耗，影響生成乙烯的反應(yīng)正常進行。②反應(yīng)生成物對乙烯的性質(zhì)無影響。經(jīng)多實驗發(fā)現(xiàn)，用大理石和硫酸反應(yīng)可以達到此目的。常溫時大理石和硫酸反應(yīng)十分緩慢，加熱時反應(yīng)速度加快，但加快的幅度不是很大，基本上可以做到硫酸和乙醇同步減少，使硫酸的濃度保持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。實際情況也確實如此，當(dāng)用大理石代替碎瓷片進行反應(yīng)時，(大理石的用量不能太少)，從始至終都不發(fā)生炭化，生成乙烯的氣流也很乎穩(wěn)。由于原實驗中伴隨炭化還發(fā)生了其它一些副反應(yīng)，隨著炭化現(xiàn)象的消除．這些副反應(yīng)帶來的不利影響也得到了有效控制，實驗質(zhì)量有明顯提高。 |
4樓2011-05-25 07:19:12
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