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脂的水解
课题:
《酯的水解》
姓名:
王思氩
学号:
10111550105
日期:
2013年12月6日
化教论
实
验
报
告
《酯的水解》
一.实验原理:
二.实验分析
三.操作步骤
(一)以甲基橙作为指示剂
实验步骤
实验现象
1.加入反应物水
在A,B,C,三个试管中个加入2毫升蒸馏水
无明显现象
2.加入催化剂
A、B、C中分别加入2毫升蒸馏水、2毫升16%硫酸,2毫升20%氢氧化钠
无明显现象
3.加入指示剂
在A、B、C中各加入10滴甲基橙
A:
溶液由无色变为橙色,透明状
B:
溶液由无色变为鲜红色,并且出现浑浊状
C:
溶液由无色变为黄色,较澄清
4.加入反应物乙酸乙酯
在A、B、C中各加入2毫升乙酸乙酯,加好后,振荡充分,静置
溶液分层,上层为无色透明液体
5.加热,开始反应
用尺子量取A、B、C中上层清液的高度,并且记录下来。
然后放在水浴中加热。
每5-10秒
数据记录表如下:
时间/min
A/cm
B/cm
C/cm
0
1.75
1.75
1.75
2
1.7
1.72
1.65
4
1.65
1.70
1.6
6
1.5
1.6
1.55
8
0.2
1.1
1.4
10
0
0.8
1.2
12
0
0.15
0.9
14
0
0
0.5
16
0
0
0.2
18
0
0
0
(二)以石蕊作为指示剂
实验步骤
实验现象
1.加入反应物水
在A,B,C,三个试管中个加入2毫升蒸馏水
无明显现象
2.加入催化剂
A、B、C中分别加入2毫升蒸馏水、2毫升硫酸,2毫升氢氧化钠
无明显现象
3.加入指示剂
在A、B、C中各加入10滴石蕊试剂
A:
溶液由无色变为紫色
B:
溶液由无色变为红色
C:
溶液由无色变为蓝色
4.加入反应物乙酸乙酯
在A、B、C中各加入2毫升乙酸乙酯,加好后,振荡充分,静置
溶液分层,上层为无色透明液体
5.加热,开始反应
用尺子量取ABC中上层清液的高度,并且记录下来。
然后放在水浴中加热。
每5-10秒
数据记录表如下:
时间/min
A/cm
B/cm
C/cm
0
1.5
1.5
1.5
2
0.9
1.0
0.9
4
0.9
1.0
0.9
6
0.8
0.9
0.7
8
0.7
0.8
0.6
10
0.2
0.6
0.4
12
0
0.3
0.2
14
0
0
0
(三)以亚甲基蓝作为指示剂
实验步骤
实验现象
1.加入反应物水
在A,B,C,三个试管中个加入2毫升蒸馏水
无明显现象
2.加入催化剂
A、B、C中分别加入2毫升蒸馏水、2毫升硫酸,2毫升氢氧化钠
无明显现象
3.加入指示剂
在A、B、C中各加入10滴亚甲基蓝试液
A:
溶液由无色变为蓝紫色,
B:
溶液由无色变为蓝色
C:
溶液由无色变为紫色
4.加入反应物乙酸乙酯
在A、B、C中各加入2毫升乙酸乙酯,加好后,振荡充分,静置
溶液分层,上层为无色透明液体
5.加热,开始反应
用尺子量取ABC中上层清液的高度,并且记录下来。
然后放在水浴中加热。
每5-10秒
数据记录表如下:
时间/min
A/cm
B/cm
C/cm
0
1.5
1.65
1.5
2
1.45
1.6
1.3
4
1.35
1.6
1.35
6
1.35
1.6
1.35
8
1.35
1.6
1.3
10
0.7
1.6
1.2
12
0.1
1.35
0.9
14
0
1.15
0.7
16
0
0.65
0.4
18
0
0.4
0
20
0
0
0
四.数据图解
五、数据处理:
1.实验结果:
指示剂
结论
甲基橙
水解速率:
蒸馏水>酸催化>碱催化
石蕊
水解速率:
蒸馏水>碱催化>酸催化
亚甲基蓝
水解速率:
蒸馏水>碱催化>酸催化
2.结果分析:
本实验结果与常理不相符合。
根据查阅资料得知:
碱催化速率>酸催化速率>蒸馏水(无催化)
分析原因:
(1)每组实验数据中,都有一段趋于平缓:
这是因为开始时,加热温度较低,并且因为溶液明显分层,所以没有充分接触,振荡不够。
造成实验未能顺利进行
(2)每组实验数据中,都有一段十分急速的下降:
这是因为对水升温后,温度过高,接近微沸,溶液充分接触,反应顺利进行
(3)具体分析:
A:
甲基橙:
0-6min
缺点:
此段加热温度较低,反应较为缓慢。
优点:
此时乙酸乙酯的挥发较小,对实验结果的干扰少
结果:
碱催化>蒸馏水>酸催化
6-20min
缺点:
此时溶液接近微沸,乙酸乙酯的挥发程度大,对实验结果的干扰大
优点:
此段加热温度高,反应迅速。
结果:
酸催化>蒸馏水>碱催化
结论
由此可见,加热温度过高时,乙酸乙酯的挥发性很多,对实验结果的准确性有十分大的影响。
B:
石蕊
0-4min
缺点:
此段加热温度较低,反应较为缓慢。
优点:
此时乙酸乙酯的挥发较小,对实验结果的干扰少
分析:
由于溶液分层,但是没有经过充分震荡,所以接触少,反应不充分,结果不明显
结果:
碱催化=蒸馏水>酸催化
4-8min
分析:
此段时间刚刚开始重新加热,温度合适,乙酸乙酯的挥发少。
并且经过振荡,接触充分。
所以此段的结果较为准确。
结果:
碱催化>酸催化>蒸馏水
8-14min
缺点:
此时溶液接近微沸,乙酸乙酯的挥发程度大,对实验结果的干扰大。
优点:
此段加热温度高,反应迅速。
结果:
蒸馏水>碱催化>酸催化
C:
亚甲基蓝
0-8min
分析:
用煮沸好的水进行加热,此时的温度是足够的,但是由于没有充分振荡。
所以脂的水解速率较为缓慢
结果:
碱催化>蒸馏水>酸催化
8-20min
分析:
此时溶液沸腾,乙酸乙酯的挥发程度大,对实验结果的干扰大,但是由于沸腾时溶液对流,所以充分接触,水解速率很快。
结果:
蒸馏水>碱催化>酸催化
3.空白实验探究:
(1)操作:
在不加任何催化剂的情况下,向2毫升水中滴入亚甲基蓝。
再向试管中加入2毫升乙酸乙酯,放在同等温度的水中加热。
观察实验现象。
(2)现象:
乙酸乙酯层在两分钟内完全消失。
(3)结论:
在正常情况下,不滴加酸碱催化剂,酯的水解程度不高。
但是实现现象却是乙酸乙酯迅速消失。
所以,可以推测,大量的乙酸乙酯已经挥发,即:
加热温度过高。
六、思考提问:
思考提问
1.由实验中可以看出,加热的温度控制对于反应的结果很重要,对于温度的较佳范围是多少?
答:
通过查阅资料得知:
加热温度应该控制在65-75摄氏度。
酯水解速度快,能在短时间内出现明显现象,但若水浴温度超过乙酸乙酯的沸点(77.15摄氏度),乙酸乙酯的挥发快,无法得到准确的实验结果。
2.对于本实验的不足之处,如何进行改进?
答:
(1)分析:
本实验缺陷一在于没有正确地在加热过程中进行振荡,开始时分界很明显,接触不充分,所以在适宜温度下加热仍然没有明显的现象。
但是之后猜测是由于温度不够,所以采取了错误的升温操作。
改进:
适当增加振荡次数,能增加脂喝酸、碱溶液的接触机会,加快水解速度。
但太频繁地取出试管振荡,会使反应温度降低,延长反应时间。
(2)分析:
缺陷二而在与如何减少乙酸乙酯的挥发。
本实验的方法是在试管口用部分棉花塞住。
但是能够从结果中看出,这种方法的效果并不好。
改进:
换用大试管,用带导管的橡胶塞,将试管口堵住。
3.本实验还可以采用闻气味的方法和直接看界面分层的方法判断水解程度,为什么要采用加指示剂的方法呢?
答:
(1)分析:
乙酸乙酯与水层有明显分层,在近距离是可以清晰看到两分层高度的,但是不适宜用作演示实验。
(2)采用闻气味的方法来区别水解程度不可取。
因为每个人的感官灵敏度有差异,并且不具有说服力,在做演示实验时也不适宜让所有同学获得明显的体验。
(3)用指示剂的方法,可以使同学直观地看到脂层高度的变化。
并且有利于在间隔时间内判断测量脂层的高度。
所以采用指示剂的方法。
4.从实验中,我们可以看出,由于指示剂本身就具有酸碱性,所以加入后对酯的水解反应有影响,如何进行改进?
答,
(1)分析:
由于酸碱指示剂的是对水层进行染色,所以可以考虑,为了使测量酯层高度的实验更加便利,观察现象更加直观,并且不会因为酸碱指示剂对反应造成影响。
所以可以改进操作,对酯层进行染色。
(2)操作:
先取乙酸乙酯液体倒入试剂瓶中,加入红色或者黄色铅笔杆上的漆膜(油溶性燃料),塞上橡胶塞,振荡,便给酯层染上了鲜艳的红色或黄色。
通过查阅资料得知,用铅笔漆膜给酯染色,水层和油层之间界面较用酸碱指示剂更加清楚,更加易于进行测量。
本实验中的铅笔漆膜也可以换做碘,能达到同样的效果。
5.在用甲基橙作指示剂的实验中,为什么在酸和碱催化的试管中会看到浑浊的不透明现象?
答:
(1)酸和碱遇到甲基橙后发生显色反应,然后和乙酸乙酯混合,经过振荡,少量的乙酸乙酯和水形成了乳浊液,由于乳化现象的发生,使水层变得浑浊。
(2)但是,这对实验没有明显影响。
乙酸乙酯在酸碱溶液中形成的乳浊液不稳定,静置后就能变澄清。
6.由于乙酸乙酯在水中会有部分溶解,这个影响因素对实验效果影响大吗?
答:
(1)在本实验中乙酸乙酯和水溶液均取2毫升,资料表明,在15摄氏度时,乙酸乙酯的溶解度为85克/100克,乙酸乙酯的密度是0.901g/mL,在取等体积的乙酸乙酯和水溶液,乙酸乙酯仍然还有很大一部分进行分层,对并且在三个试管中都进行了变量控制,所以在理论上说影响不大。
(2)如果在乙酸乙酯的量取用较少时,可以将蒸馏水换为饱和食盐水,这样可以减少乙酸乙酯在水中的溶解度。
7.本实验中温度的控制很重要,是否能采取别的方式进行改进?
答:
(1)通过调查:
在第二天实验的过程中,普遍实验组的实验现象都与理论的碱催化效果做好不相符,
这与加热温度有很大关系。
因为实验室器材有限,没有配备温度计,所以无法准确控制温度在乙酸乙酯的沸点77.1摄氏度之下。
所以做出来的结果都不是太好。
(2)通过查阅资料,通过持续不断地进行振荡,在有适宜浓度的酸碱催化时,可以不需要加热就进行酯的水解反应。
(3)分析效果:
采用连续振荡的方法代替加热,不仅能增加乙酸乙酯与水的接触时间,而且避免了乙酸乙酯受热挥发的可能。
8.在亚甲基蓝做指示剂的实验中,为什么加入氢氧化钠做催化剂的试管中的乙酸乙酯层会有颜色?
答:
根据实验现象:
C试管中乙酸乙酯层显浅红色,。
因为亚甲基蓝与氢氧化钠反应生成季硫碱溶于乙酸乙酯所致,但是对本实验不干扰,所以不影响实验的进行。
七.教学拓展:
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- 水解
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