高考有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)十大裝置(2)
2024-04-28 20:47:26網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
另外,反應(yīng)蒸出裝置(六)(七)還可用來防止產(chǎn)物發(fā)生二次反應(yīng),所謂二次反應(yīng)不同于副反應(yīng),反應(yīng)物和試劑首先發(fā)生一次反應(yīng)包括主反應(yīng)和副反應(yīng),一次反應(yīng)的主產(chǎn)物在此反應(yīng)條件下可以接著再發(fā)生反應(yīng)稱二次反應(yīng),,例以伯醇為原料氧化制醛,醛再相同條件下也被氧化最終生成羧酸,醛氧化成酸即為二次反應(yīng)。由此可見能發(fā)生二次反應(yīng)的產(chǎn)物必須在生成后立即使其脫離反應(yīng)體系,因此需反應(yīng)蒸出裝置,至于究竟用蒸餾還是分餾,可根據(jù)被蒸出物與反應(yīng)物的沸點(diǎn)差距大小定。
回流、蒸餾、分餾作為反應(yīng)裝置,還常與恒壓漏斗、攪拌器、溫度計(jì)并聯(lián)組成稍微復(fù)雜的反應(yīng)裝置,簡要介紹如下:
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滴加回流裝置指在燒瓶一口裝回流裝置外(含回流、回流吸收、回流干燥等)另一磨口接恒壓漏斗,將反應(yīng)物或反應(yīng)之一逐滴滴加到反應(yīng)體系中,來控制反應(yīng)的進(jìn)行。尤其是以下特征的反應(yīng),必須選用滴加回流裝置:
1、反應(yīng)物活性較大,為了使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行采用滴加以控制活性大的物質(zhì)的濃度,以達(dá)到控制整個反應(yīng)的目的。
2、強(qiáng)放熱反應(yīng)。為了使反應(yīng)熱能有效向環(huán)境擴(kuò)散,防止發(fā)生事故,需控制反應(yīng)物濃度來使反應(yīng)熱量的逐點(diǎn)釋放,達(dá)到控制反應(yīng)的目的。
3、控制副反應(yīng)或二次反應(yīng)發(fā)生,對反應(yīng)物之一能與產(chǎn)物反應(yīng)時,除了嚴(yán)格控制反應(yīng)條件外,還要控制好該反應(yīng)物在反應(yīng)體系的濃度,而采用滴加方法,如格氏試劑制備時,若采用將鎂投入鹵代烴中,則鎂與鹵代烴反應(yīng)聲稱的格氏試劑也與鹵代烴反應(yīng)生成烴。因此需采用將鹵代烴滴入到鎂的醚溶液中,在其基本反應(yīng)完以后,再滴加以控制鹵代烴的濃度,減少副反應(yīng)發(fā)生。
4、控制過量,在實(shí)施可逆反應(yīng)時,有時也采用反應(yīng)物之一過量的方法控制反應(yīng)。一般采用教便宜的物質(zhì)為主,使較貴的物質(zhì)比較完全轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物而降低成本(例乙酸乙酯制備)。過量其含義包括兩個方面,其一是用量上過量,其二在操作技術(shù)上將有限的過量的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成數(shù)量上的絕對過量,如乙酸乙酯制備將1:1的反應(yīng)物滴加到乙醇-硫酸溶液中,達(dá)到乙醇的最大程度過量,獲得最大收益。
5、滴加蒸餾或分餾
若在分離混合物時,其成分之一在沸點(diǎn)時雖穩(wěn)定,但不能長時間加熱,而蒸餾或分餾的量又較大,就可選用小的二口或三口瓶,采用邊滴加邊蒸餾或分餾的辦法,使滴入的少量液體在燒瓶中立即氣化進(jìn)入冷凝管或分餾柱,防止長時間加熱而發(fā)生變化。
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攪拌器是有機(jī)實(shí)驗(yàn)中常用儀器之一,與回流滴加組合成反應(yīng)裝置,在以下三種情況下需安裝:
1、在異相反應(yīng)中為了增加反應(yīng)物之間相互接觸,以加快反應(yīng)的進(jìn)程,尤其兩相互不相溶的液體時靠振蕩很難有效,必須用攪拌器。
2、強(qiáng)放熱反應(yīng)。為了使熱量能盡快向環(huán)境傳遞,防止局部過熱而誘發(fā)副反應(yīng)或事故,必須采用攪拌器。
3、反應(yīng)體系的粘度。反應(yīng)體系的粘度不僅影響反應(yīng)物之間可接觸,也影響熱量擴(kuò)散和小分子物質(zhì)的揮發(fā),故一般需要攪拌?傊?dāng)嚢枥诜磻?yīng)物之間的接觸,防止反應(yīng)體系中局部過熱或局部過濃。及在縮和反應(yīng)時能促使小分子逸出等,達(dá)到控制反應(yīng)的目的。
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溫度計(jì)也是反應(yīng)時常用的儀器。它除了在蒸餾和分餾時指示出收集餾分的范圍外,也用溫度計(jì)測出反應(yīng)時反應(yīng)混合物的溫度,以便控制加熱的程度。
以上重點(diǎn)介紹相關(guān)構(gòu)件組合10種反應(yīng)裝置,每套裝置都與對映反應(yīng)的特征建立聯(lián)系,從中也了解反應(yīng)時通過反應(yīng)裝置、操作和控制反應(yīng)條件來控制,使其能平穩(wěn)進(jìn)行,并獲得理想的效果。熟悉反應(yīng)體系種各物質(zhì)的理化性質(zhì)和反應(yīng)特征,根據(jù)有機(jī)儀器構(gòu)件的功能,組合成符合反應(yīng)特征、便于控制操作和安全的反應(yīng)裝置,是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目標(biāo)之一。