高考有機化學實驗十大裝置(2)
2024-04-28 20:47:26網絡轉載
另外,反應蒸出裝置(六)(七)還可用來防止產物發(fā)生二次反應,所謂二次反應不同于副反應,反應物和試劑首先發(fā)生一次反應包括主反應和副反應,一次反應的主產物在此反應條件下可以接著再發(fā)生反應稱二次反應,,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。由此可見能發(fā)生二次反應的產物必須在生成后立即使其脫離反應體系,因此需反應蒸出裝置,至于究竟用蒸餾還是分餾,可根據被蒸出物與反應物的沸點差距大小定。
回流、蒸餾、分餾作為反應裝置,還常與恒壓漏斗、攪拌器、溫度計并聯組成稍微復雜的反應裝置,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,將反應物或反應之一逐滴滴加到反應體系中,來控制反應的進行。尤其是以下特征的反應,必須選用滴加回流裝置:
1、反應物活性較大,為了使反應平穩(wěn)進行采用滴加以控制活性大的物質的濃度,以達到控制整個反應的目的。
2、強放熱反應。為了使反應熱能有效向環(huán)境擴散,防止發(fā)生事故,需控制反應物濃度來使反應熱量的逐點釋放,達到控制反應的目的。
3、控制副反應或二次反應發(fā)生,對反應物之一能與產物反應時,除了嚴格控制反應條件外,還要控制好該反應物在反應體系的濃度,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,則鎂與鹵代烴反應聲稱的格氏試劑也與鹵代烴反應生成烴。因此需采用將鹵代烴滴入到鎂的醚溶液中,在其基本反應完以后,再滴加以控制鹵代烴的濃度,減少副反應發(fā)生。
4、控制過量,在實施可逆反應時,有時也采用反應物之一過量的方法控制反應。一般采用教便宜的物質為主,使較貴的物質比較完全轉變成產物而降低成本(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,其二在操作技術上將有限的過量的物質轉變成數量上的絕對過量,如乙酸乙酯制備將1:1的反應物滴加到乙醇-硫酸溶液中,達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入冷凝管或分餾柱,防止長時間加熱而發(fā)生變化。
(九)攪拌器
攪拌器是有機實驗中常用儀器之一,與回流滴加組合成反應裝置,在以下三種情況下需安裝:
1、在異相反應中為了增加反應物之間相互接觸,以加快反應的進程,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、強放熱反應。為了使熱量能盡快向環(huán)境傳遞,防止局部過熱而誘發(fā)副反應或事故,必須采用攪拌器。
3、反應體系的粘度。反應體系的粘度不僅影響反應物之間可接觸,也影響熱量擴散和小分子物質的揮發(fā),故一般需要攪拌。總之攪拌利于反應物之間的接觸,防止反應體系中局部過熱或局部過濃。及在縮和反應時能促使小分子逸出等,達到控制反應的目的。
(十)溫度計
溫度計也是反應時常用的儀器。它除了在蒸餾和分餾時指示出收集餾分的范圍外,也用溫度計測出反應時反應混合物的溫度,以便控制加熱的程度。
以上重點介紹相關構件組合10種反應裝置,每套裝置都與對映反應的特征建立聯系,從中也了解反應時通過反應裝置、操作和控制反應條件來控制,使其能平穩(wěn)進行,并獲得理想的效果。熟悉反應體系種各物質的理化性質和反應特征,根據有機儀器構件的功能,組合成符合反應特征、便于控制操作和安全的反應裝置,是有機化學實驗教學的重要目標之一。