雷祿 陶巧 黃雪秋 馬璐 譚天宋
摘 要: 乙酸乙酯的制備是學(xué)習(xí)有機化學(xué)合成反應(yīng)簡單的實驗,如何把“綠色化學(xué)”概念滲透預(yù)科生制備乙酸乙酯反應(yīng)整個實驗過程中,通過實踐教學(xué)過程摸索,設(shè)計“綠色化學(xué)”乙酸乙酯合成實驗課,應(yīng)用于少數(shù)民族預(yù)科生化學(xué)實驗課教學(xué)方面。
關(guān)鍵詞: 民族預(yù)科生、實驗設(shè)計、乙酯乙酯的制備
【中圖分類號】 G633.8 【文獻標(biāo)識碼】 A【文章編號】 2236-1879(2017)20-0294-01
乙酸乙酯的制備實驗是學(xué)習(xí)有機化學(xué)反應(yīng)最簡單的實驗[1],學(xué)生通過做乙酸乙酯實驗了解酯化反應(yīng)原理和乙酸乙酯反應(yīng)機理[2-3],如圖1所示,有利于提高化學(xué)實驗操作能力。例如,掌握蒸餾、有機物洗滌、萃取、提純、干燥等過程。由于在實驗過程中,需要滴加濃硫酸做催化劑,實驗尾液含有濃硫酸、有機廢液等污染問題[4-5]。基于高中教材提出“綠色化學(xué)”的概念[6-7],把“綠色化學(xué)”概念滲透到少數(shù)民族預(yù)科學(xué)生普通化學(xué)實驗課中《乙酸乙酯的制備》實驗中,在開展實驗過程中,設(shè)計一些改進實驗步驟措施,盡可能學(xué)生掌握有機化學(xué)合成操作基本技能,把“綠色化學(xué)”概念應(yīng)用在化學(xué)實驗課堂教學(xué)。
1.實驗部分設(shè)計
1.1 實驗藥品。
無水乙醇(分析純),乙酸(99.5 %),濃硫酸(95 % ~ 98 %),無水硫酸鎂,飽和食鹽水,飽和碳酸鈉溶液,飽和氯化鈣溶液。
1.2乙酸乙酯的合成。
在三頸燒瓶中,加入12mL乙醇,緩慢滴加5mL濃H2SO4,混勻后加入幾粒沸石。溫度計的水銀球都需浸入液面下。在滴液漏斗中,加入12mL乙醇和12mL冰乙酸并混勻。用電熱套加熱,開始滴加乙醇和冰乙酸的混合液,并調(diào)節(jié)好滴加速度,使滴入與餾出乙酸乙酯的速度大致相等,同時維持反應(yīng)溫度在115~120℃,滴加約需1h,滴加完畢,恒溫15分鐘。最后可將溫度升至130℃蒸餾,若不再有液體餾出,即可停止加熱。
1.3乙酸乙酯的精制。
在粗酯中慢慢加入約10 mL飽和Na2CO3溶液,邊攪拌直至無二氧化碳逸出,并用pH試紙檢驗酯層呈中性。然后將此混合液移入分液漏斗中,充分振搖,分出水層,用10mL飽和食鹽水洗滌酯層,充分振搖,分出水層。再用20 mL飽和CaCl2溶液分兩次洗滌酯層,分出水層。酯層由漏斗上口倒入干燥的50 mL錐形瓶中,并放入2 g無水硫酸鎂干燥,配上塞子。安裝一套蒸餾裝置。將干燥后的粗酯,通過漏斗濾入蒸餾瓶中,加入幾粒沸石,加熱進行蒸餾,收集73℃-78℃餾分。
2. “綠色化學(xué)”感念滲透教學(xué)
2.1 “量”的概念樹立。
高等院校有機化學(xué)實驗教材比較多,大多數(shù)有機化學(xué)實驗教材適應(yīng)化學(xué)類、化工類等專業(yè)學(xué)生使用。少數(shù)民族預(yù)科生由于基礎(chǔ)薄弱,并不是專業(yè)的學(xué)生,在化學(xué)實驗課堂上面需要樹立“綠色化學(xué)”概念,把化學(xué)知識和行動統(tǒng)一起來,應(yīng)用在乙酸乙酯的制備實驗中。乙酸乙酯的制備實驗中,催化劑選用濃硫酸,用5mL移液管移取5mL濃硫酸,而不是隨意硫酸隨意用量;乙酸和乙醇的量筒量取,而不是用燒杯量取;硫酸鎂2g 用量用分析天平秤取,不是隨意兩勺。
2.2 “環(huán)境保護”意識的提高。
乙酸乙酯的制備實驗中,涉及到有機物及濃硫酸污染物,大部分預(yù)科學(xué)生來自欠發(fā)達地區(qū)高中學(xué)校,在中學(xué)階段進入實驗室機會很少,缺乏環(huán)境保護意識。在以往的實驗過程中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生完成實驗后,隨意有機物或廢液直接導(dǎo)入下水道的行為。在理論教育為先,預(yù)防在前,采取鼓勵和懲罰措施,提高“環(huán)境保護”的意識。
3.結(jié) 語
“綠色化學(xué)”概念滲透少數(shù)民族預(yù)科預(yù)科生培養(yǎng)過程中,也是少數(shù)民族預(yù)科基地不斷地探索適合民族預(yù)科生化學(xué)實驗課教學(xué)改革的內(nèi)容,也是讓民族預(yù)科生成才后建設(shè)民族地區(qū)傳承“綠色化學(xué)”概念,提高“環(huán)境保護”意識。
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