爱华网1—溴丁烷的制备
一、实验目的
1.学习以溴化钠、浓硫酸和正丁醇反应制备正溴丁烷的原理与方法。
2.练习回流及有害气体吸收装置的安装与操作。
3.掌握分液漏斗的使用方法
4.进一步练习液体产品的纯化方法——洗涤、干燥、蒸馏等操作。
二、实验原理
卤代烷制备中的一个重要方法是由醇和氢卤酸发生亲核取代来制备。反应一般在酸性介质中进行。实验室制备正溴丁烷是用正丁醇与氢溴酸反应制备，由于氢溴酸是一种极易挥发的无机酸，因此在制备时采用溴化钠与硫酸作用产生氢溴酸直接参与反应。
该反应方程式为：
分馏的原理就是在分馏柱中进行多次气化和冷凝，相当于进行多次的蒸馏，而把各组分分开。有污染环境的气体放出时或产物为气体时，常用气体吸收装置。吸收剂应该是价格便宜、本身不污染环境，对被吸收的气体有大的溶解度。
三、实验仪器及药品
仪器：100 mL 的圆底烧瓶、球形冷凝管、直形冷凝管、分液漏斗、长颈玻璃漏斗、烧杯、蒸馏瓶、温度计等
所需药品：正丁醇7.5ml ，溴化钠10g ，浓硫酸12ml + 5ml（洗涤），5%氢氧化钠溶液10ml ，饱和碳酸氢钠溶液 10ml ， 无水氯化钙
四、实验步骤
配酸（10ml水12ml浓硫酸）→加样品（7.5ml正丁醇、 10.0g研细的溴化钠，2粒沸石）→-摇动（回流反应30min）-→蒸出粗产品
→分去水层→浓硫酸洗涤→水洗（加亚硫酸氢钠溶液除溴）→碱洗→水洗→氯化钙干燥→蒸馏
→收集99－103℃的馏分产品称重
实验装置有
（1）带吸收的回流装置；（2）洗涤、分液装置；（3）蒸馏装置
五、注意事项
1)反应时，保持回流平稳进行，防止导气管发生倒吸（注意三角漏斗）
2)粗产物溴丁烷是否蒸完，可从三方面来判断：
i.① 馏液是否由混杂变为澄清；
ii.② 蒸馏瓶中上层油层消失；
iii.③ 取小试管收集少许馏液，加水摇动，无油珠出现。
3)蒸馏粗品正溴丁烷后，残余物应趁热倒出后洗涤，以防止结块后难以洗涤。
4)粗产品中残留的溴，可加入10～15mL饱和NaHSO3溶液洗涤除去。
5)分液漏斗洗涤产物时，经摇动后要放气。在每次洗涤分离时，注意要保留有机层，勿因疏忽而将产品倒掉。浓H2SO4洗涤时要用干燥的分液漏斗！。
6)空瓶先称重，注意冷凝水的进出方向，空气浴加热，注意馏分的收集。蒸馏前一定要把已吸水的CaCl2过滤掉。
7)投料顺序应严格按教材上进行，浓硫酸要分批加入，混合均匀。
8） 注意：比较产物和洗涤液的比重，判断产物在上层还是在下层，因此有机层用水洗涤时有机层在下层，有机层用浓硫酸洗涤时有机层在上层。本实验用到的干燥的仪器，分液漏斗，小三角烧瓶和馏分收集瓶。
六、实验结果
1、产品性状；2、馏分；
3、实际产量；4、理论产量；
5产率。
七、问题
1.什么时候用气体吸收装置？怎样选择吸收剂？
2.用分液漏斗洗涤产物时，正溴丁烷时而在上层时而在下层，为什么？若遇此现象如何处理？你用什么简便的方法加以判断
3.干燥：产品是否要干燥？干燥剂选择的依据，干燥剂的类型，干燥剂的颗粒大小，干燥剂的用量，液体有机物干燥的时间？干燥的判断标准？干燥后的处理？
4.配酸时加水的目的是什么？
5.加料时，先使溴化钠与浓硫酸混合，然后加正丁醇及水，可以吗？为什么？
6.反应后的产物可能含那些杂质？各步洗涤的目的何在？用浓硫酸洗涤时为何要用干燥的分液漏斗？
7.写出无水氯化钙吸水后所起化学变化的反应式，为什么蒸馏前一定要将它过滤掉？
8.为什么用分液漏斗洗涤产物时，经摇动后要放气，应从哪里放气？应朝什么方向放气？
9.配酸和加样过程中为什么要不断的摇晃？
答：
1、有污染环境的气体放出时或产物为气体时，常用气体吸收装置。吸收剂应该是价格便宜、本身不污染环境，对被吸收的气体有大的溶解度。如果气体为产物，吸收剂还应容易与产物分离。
2、若未反应的正丁醇较多，或因蒸镏过久而蒸出一些氢溴酸恒沸液，则液层的相对密度发生变化，正溴丁烷就可能悬浮或变为上层。遇此现象可加清水稀释，使油层(正溴丁烷)下沉。判断方法：
根据各物质的比重进行判断，比重大的在下层，比重小的在上层。
可将一滴水滴入分液漏斗，若上层为水层，则水滴在上层消失；若有机层在上层，则水滴穿过上层，在下层消失。
3、用干燥剂原则：
与所干燥试剂不起化学反应；
不溶于该液体中；
不能与被干燥物形成络合物。
量以加入小颗粒后振摇，液体清亮干燥剂边缘轮廓清晰为准。
4、加水的目的是：减少HBr的挥发；防止产生泡沫；降低浓硫酸的浓度，以减少副产物的生成。
5、不行。先使溴化钠与浓硫酸混合，因为溴化钠与浓硫酸反应产生氢溴酸，氢溴酸进一步被浓硫酸氧化产生溴，其反应式：
NaBr+H2SO4→HBr+NaHSO4
2HBr+H2SO4→Br2+SO2+2H2O
6、产物中主要含有正丁醇、正丁醚和HBr等杂质。
用水洗涤除去HBr和部分正丁醇。用浓硫酸洗涤除去正丁醇、正丁醚。
先用水洗去大部分的硫酸，再用饱和碳酸钠溶液除去残留硫酸。
再用水洗除无机盐，在这一步加入亚硫酸氢钠还可除去生成的溴。
无水氯化钙干燥除去水。
原因是防止水遇浓硫酸强烈放热，致使有机物和硫酸难以分层！
7、CaCl2 + 6H2O→ CaCl2•6H2O
由于无水CaCl2与水是可逆可结合成水合物。已吸水的CaCl2受热时又会脱水，并且其蒸汽压随温度的升高而增加，所以蒸馏前一定要把已吸水的CaCl2过滤掉。
8、分液漏斗洗涤产物或萃取时，经摇动后会产生一定的蒸汽压或反应的气体。如乙醚萃取溶液中物质，在振摇后乙醚可产生300～500mmHg的蒸气压，加上原来空气和水的蒸气压，漏斗中的压力就大大超过大气压。如果不经常放气，塞子就可能被顶开而出现漏液。漏斗倾斜向上，朝向无人处，无明火处，打开活塞，及时放气。
在此过程中要不断的摇晃，水中加浓硫酸时振摇，是防止局部过热；加正丁醇时混匀，是防止局部炭化；加NaBr时振摇，是防止NaBr结块，影响HBr的生成
