中学化学实验报告 酯的水解

酯的水解化学系二班10101550233杨冰洁实验目的：1研究乙酸乙酯水解的条件；2学会区分酯和水的区分技术。实验原理：1.水解是一个可逆反应，在纯水中即使加热，反应也很慢，而酸性和碱性对它有催化作用，酸加速其达到水解平衡，而碱除了起催化作用外，还能和水解产物中得酸起反应而使该反应的平衡向水解方向移动。所以等量的酯在其它条件一致的情况下，用酸或者碱作催化剂，其水解的效果是不同的。反应方程式：CH3COOC2H5+H2O=CH3COOH+C2H5OH(酸的条件下)CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH(碱的条件下)在酸性条件下是可逆反应碱性条件下不可逆，因为生成了CH3COONa。2.乙酸乙酯为无色透明液体，在实验时较难将其与下层的水加以辨别，为此可加些油溶性染料或者水溶性的染料，是两层造成明显的色差而便于区别。本实验中选用的是甲基橙,石蕊，亚甲基蓝溶液。实验结果和分析：1．选取并洗净九支中号试管，将其平均分成三组，每组的试管分别标为1，2，3号。取1只500mL烧杯，倒入约200-300mL自来水进行加热。2．在第一组中，1、2、3号试管里依次加入6mL蒸馏水、6mL稀硫酸(1:5)、6mL8％的氢氧化钠溶液，再各加入一毫升稀释好的亚甲基蓝溶液和1滴管的乙酸乙酯(约1mL)后，分别塞上带有长约20cm玻璃导管的单孔橡皮塞，振荡，静置。3．第1、2、3号试管内，酯层在上层为无色，水溶液层为蓝色。将上述3支试管同时插入事先准备好的开水中水浴。每隔20s钟，将3支试管同时取出、振荡10s钟后，观察现象，并立即放回热水浴中。4．按照上述操作，在第二组和第三组中分别进行实验，只是将亚甲基蓝指示剂分别改为稀释好的石蕊试液和甲基橙指示剂，观察现象。记录结果如下：指示剂酸蒸馏水碱甲基蓝加热前上层无色无色无色下层红色蓝色蓝色加热后溶液不分层，均为蓝色溶液均为蓝紫色石蕊加热前上层蓝色蓝色蓝色下层红色紫色蓝色加热后均为粉红色不分层甲基橙加热前上层无色无色无色下层红色橙色黄色加热后无分层红色橙色黄色5.实验过程中，我们只是观察来看哪支试管中反应最快，这是我们这次实验不足的地方，我们观察到在滴入甲基橙和石蕊试液的两组试管，加入碱的试管反应较快，而在滴入甲基橙的这组实验中，加入蒸馏水的试管反应最快。问题和注意事项：1.本实验中亚甲基蓝是氧化还原指示剂，在这个实验中是什么作用？答：使用亚甲基蓝的目的，是为了区分酯层和水溶液层，以增加实验现象的可见度，便于对比观察。亚甲基蓝是一种氧化还原指示剂，其水溶液呈蓝色，不溶于乙酸乙酯。在强碱性溶液中，亚甲基蓝能与强碱反应生成一种物质(季硫碱)，在水溶液中仍呈蓝色。但此物质在水溶液中能被乙酸乙酯萃取，使酯层呈红色。2.根据相似相溶原理可知道，石蕊能溶解在乙酸乙酯当中去。可是实验中却没有看见乙酸乙酯层中有紫色产生，为什么？答：石蕊是有机弱酸。而乙酸乙酯是有机物。根据相识相溶原理可知道，石蕊能溶解在乙酸乙酯当中去。在实验结束后，石蕊溶液应分为三层，从上到下依次为红色，紫色，蓝色。乙酸乙酯密度小于水，在未振荡的情况下加入紫色石蕊试液，试管内由上至下依次为：乙酸乙酯，石蕊溶液，我们所加的溶液,，有部分石蕊溶于乙酸乙酯层，所以上层为红色（紫色石蕊遇乙酸乙酯中溶解的乙酸）中层呈紫色（紫色石蕊），下层呈紫色，红色或者蓝色（因为分别加入到蒸馏水，酸和碱）。但是实验中我们只看到溶液中有石蕊显示的颜色，在乙酸乙酯中却没有观察到任何颜色变化，我想是因为我们将石蕊给稀释掉后，在乙酸乙酯溶液中溶解较少。3.根据理论我们知道：在碱中的反应会比其它两种快，但是我们在加入甲基橙的时候发现是在蒸馏水中的反应较快，为什么？答：乙酸乙酯的沸点（77.1℃）在70～80℃的水浴温度范围内，在这样的温度条件下加热，乙酸乙酯会因挥发而消失。因此实验要严格。我们在实验过程中，虽然给它装上了一个带导管的橡胶塞这个4.酸、碱的浓度要适合，药品的用量要适当。一般来说，酸、碱浓度大，酯水解速度快；浓度低水解速度慢。但要使水解结果酯层量有明显的梯度变化时，就得有适合的酸、碱浓度和适当的药品用量。否则，将会出现异常现象。5.振荡试管的次数要适当。酯层在水溶液层上方，振荡试管有利于酯与酸、碱溶液的接触机会，加快水解速度。但太频繁地振荡试管，会使反应温度降低，延长反应时间，尤其在冬季。6.这个实验有什么不足的地方可以改进？答：首先我觉得可以将蒸馏水换成等体积的饱和食盐水，以饱和食盐水代替蒸馏水，可以减小乙酸乙酯在水中的溶解度。还可以增加乙酸乙酯的用量，并且可以观察乙酸乙酯体积的减小来判断其水解程度从而增强实验结果的说服力。最后可以在加热的时候用温度计来观察温度，使温度控制在70－75℃，减少乙酸乙酯的挥发。所加的酸（H+）与碱（OH-）的浓度相同，催化作用的比较情况更具科学性钠镁铝与水、酸、碱的反应实验过程和现象：一、钠镁铝与水的反应1.取黄豆大小的钠于滤纸上，将钠表面的煤油擦干。再取一个培养皿，洗净后将其中加入蒸馏水，并且滴入几滴酚酞试液，然后将钠放入溶液中，会观察到钠浮在水面上，溶成闪亮小球，迅速四处游动，发出嘶嘶响声，反应后溶液呈现红色。2.取四支小试管，向两支试管中加入等量适量的镁条和铝铂，然后向其中加入冷水，发现其与冷水均不发生反应，向另外两支试管中加入等量适量的镁条和铝铂，向其中加入热水，发现镁条和铝铂均与热水发生反应，但是镁条比较剧烈，铝铂只有微量的气泡。3.再取四支小试管，将上面的镁条和铝条换成镁粉和铝粉，发现镁粉和铝粉与冷水均不反应，而与热水，均有微量气泡产生。镁铝与酸的反应1.取两支试管，在两支试管中分别投入用砂纸打磨过的镁条和铝箔，分别加入2ml2mol/L的盐酸，观察反应现象。2.将镁条和铝箔改为镁粉和铝粉进行实验，观察现象。加入盐酸常温反应加入盐酸加热反应镁粉剧烈反应，甚至在加入盐酸的一刻，有液体喷出来。未做镁条剧烈反应，但是不如镁粉反应强烈未做铝粉无现象有气泡冒出铝铂无现象剧烈反应3.将铝箔和1mol/L的稀硫酸进行反应和盐酸与铝箔反应进行对比，发现铝箔与盐酸反应略快。三、镁铝与氢氧化钠（碱）的反应1.镁条、铝箔与10%氢氧化钠的反应：取两支试管分别加入2ml10%氢氧化钠，在两支试管中分别加入镁条和一片铝箔，刚开始，两者都没有明显反应，过了大约一分钟，铝箔开始有气泡产生，并且溶液变浑浊，镁条没有明显现象。2．将镁条铝条换成镁粉和铝粉，镁粉有微少量气泡产生，铝粉有气泡产生，并且很剧烈。问题：我们知道镁和铝均与盐酸反应，为什么我们小组做实验，铝和盐酸在加热的情况下才可以反应？答：在实际情况中，铝和盐酸反应是非常剧烈的，而我们小组却在加热情况下才开始有气泡产生，我想是因为铝箔表面的氧化物比较多，而我们在实验前未对其进行处理，最后导致在盐酸刚开始要和铝箔表面的氧化膜反应，再和铝反应，这就导致了在刚开始没有气泡，加热后加快反应速率，是氧化物被酸化掉，铝才和盐酸进行反应。实验中我们可以选择用硫酸来进行酸和活泼金属的反应么？答：其实我觉得本实验用硫酸比较好，因为我们做了铝与硫酸的反应，和铝与盐酸的反应进行对比，发现铝与盐酸反应较快，这是因为：

1.生成了配离子[AlCl4]-(最主要的原因）2Al+8HCl（浓）=2HAlCl4+3H2

随着反应进行，6HAlCl4+2Al=8AlCl3+3H2；

2.浓盐酸酸性强于氢氟酸（次要原因）；

3.氯离子半径较小，可以取代氧化铝中的氧，生成三氯化铝，促进反应（另外原因）

4.生成铝盐易溶于水。为什么铝与氢氧化钠反应溶液会变浑浊？答：根据查阅资料，没有什么原理来解释这个道理，我想这个可能是因为氢气不断产生，并且产生的速率比较快，最后导致溶液中不断翻腾，产生了有白色浑浊这个现象。为什么在做实验中，我们不会去做钠和盐酸还有和氢氧化钠的反应？答：因为钠的金属性太强了，它都可以夺取水中的氢离子，如果和酸反应，会更加剧烈，可能会出现爆炸这类的现象，会产生一些安全隐患。而与氢氧化钠反应，因为钠不像铝那样是两性金属化合物，所以这个过程中钠与水反应生成氢氧化钠。镁与水实验改进：按传统方法做镁跟水反应的实验，尽管有明显的反应速度，就其产生氢气的量来说还是比较少的。课堂演示的能见度较低，持续时间不长，而生成的氢氧化镁则根本看不到。在溶解的氢氧化镁还未达到饱满和之前，反应已几乎停止，只能通过氢气的生存或酚酞指示剂变色去证明或认定氢氧化镁的存在。这就大大降低了实验的说服力。根据在水溶液中氯化物有阻止氢氧化镁在镁上形成薄膜,亦有助于使已经形成的氢氧化镁薄膜从镁表面自行脱落。所以把镁与水的反应改成在食盐水溶液中进行,将是非常成功的。取一段擦去表层氧化膜的镁条，卷成螺旋状，插人盛满食盐水溶液的试管或烧瓶杯中，再将这试管或烧瓶倒扣在盛有食盐水的烧杯中，可以迅速观察到镁持续不断地跟水反应的情况。几分钟后，生成白色氢氧化镁沉淀，不断聚积，在烧杯底部，而大量的氢气则聚集在试管或烧瓶的底部。按这种装置进行课堂演示,其直观醒目。实验注意：镁条用量多一点,镁跟水的接触面积大，反应聚集的氢气可以在几分钟之内检验，聚集的氢氧化镁也可以在几分钟之内观察到；食盐水的浓度要恰当。一般来说，镁在较稀食盐水中反应产生氢气的速度远比在饱和食盐水中要快,镁在饱和食盐水中聚积氢氧化镁沉淀的速度又远比在稀食盐水中要快。较为适宜的浓度是将饱和食盐水稀释一倍。铝与水实验改进：为了清楚地观察铝在空气里被氧化的现象，可将铝片浸入汞盐溶液(氯化汞或硝酸汞溶液