Ievads
Šajā tēmā vēlos attēlot divus etiķskābes anhidrīda veidus. Turklāt ir acetilhlorīda sintēze, ko izmanto kā prekursoru vienā no iepriekš minētajām sintēzēm. Pirmais etiķskābes anhidrīda sintēzes veids notiek no nātrija acetāta un acetilhlorīda. Šim paņēmienam ir daži trūkumi: acetilhlorīds ir jāražo pašam (ja to nevar nopirkt); acetilhlorīds ir diezgan nepatīkama viela ar spēcīgu smaržu un toksisku iedarbību. No otras puses, šis veids ir viegli īstenojams, ja ir iespēja iegādāties acetilhlorīdu. Otrais veids dod lielisku iznākumu, bet ir jāizmanto disēra dihlorīds, kas ir diezgan eksotisks reaģents. Bet šajā tēmā var atrast īpašu rokasgrāmatu, kā ražot sēra hlorīdu in situ, kam nepieciešama aparāta iekārta gāzveida hlora ražošanai. Tāpat tēmas beigās var atrast nātrija acetāta sintēzes video pamācību (viegli iegūstams no etiķskābes un cepamās sodas).
Izskats: bezkrāsains šķidrums ar spēcīgu smaržu.
Vārīšanās temperatūra: 139,8 °C/760 mm Hg;Izskats: bezkrāsains šķidrums ar spēcīgu smaržu.
Kušanas temperatūra: -73,1 °C;
Molekulmasa: 102,089 g/mol;
Blīvums: 1,082 g/ml (20 °C);
Lūzuma koeficients: 1,082 g/ml (20 °C); Lūzuma indekss: -73,1 °C; Molekulmasa: 102,089 g/mol; 1,3901 pie 20 °C/D.
Acetilhlorīda sintēze
Aprīkojums un stikla trauki.
- Kolba ar apaļu dibenu ar trīs kakliņiem, 500 ml;
- kolba ar apaļu dibenu, 500 ml;
- CaCl2 caurulīte;
- pilienveida piltuve, 50-100 ml;
- Ūdens vanna;
- Erlenmeijera kolba, 100 ml x2 (ar vāciņu);
- Destilācijas aparāts;
- Retorta statīvs un skava aparāta nostiprināšanai;
- Laboratorijas termometrs (no 0 °C līdz 100 °C) ar kolbas adapteri;
- Laboratorijas svari (piemēroti 0,1 - 200 g);
- Mērcilindrs, 50-100 ml.
Reaģenti.
- Fosfora hlorīds 5 (PCl5) 57 g;
- Ledus etiķskābe 80 g;
- Dimetilformamīds 7 ml (žāvēts virs MgSO4).
Trīskolu kolbā ar apaļu dibenu un 500 ml tilpumu, kas ievietota ūdens vannā ar aukstu ūdeni, ievieto visu fosfora hlorīdu (PCl5), tad uzstāda atgaitas dzesētāju ar CaCl2 caurulīti, termometru un piltuvi. Pilināmajā piltuvē ielejam 40 g ledus etiķskābes. Sākam lēnām pievienot skābi. Reakcija noris strauji, izdaloties hlorūdeņradim (HCl). Otru daļu etiķskābes (40 g) sajauc ar dimetilformamīdu (DMF) 100 ml Erlenmeijera kolbā. Reakcijas maisījumam lēnām pievienoja DMF šķīdumu skābē, pilienveidīgi lejot caur pilināmo piltuvi. Pēc visas etiķskābes (pirmās un otrās daļas) pievienošanas reakcijas masu 20 minūtes vāra 80 °C temperatūrā. Pēc tam reakcijas trauku atdzesē līdz istabas temperatūrai.
Reakcijas masu destilē frakcionētās destilācijas aparātā ūdens vannā. Savāc frakciju, kas vārās 50-55 °C temperatūrā. Kad viršanas temperatūra paaugstinās virs 55 °C, destilācija jāpabeidz. Acetilhlorīds uzbrūk korķiem un gumijas aizbāžņiem. Iznākums ir 20 %.
Etiķskābes anhidrīds no nātrija acetāta un acetilhlorīda
Iekārtas un stikla trauki.
- Kolba ar apaļu dibenu ar trīs kakliņiem, 250 ml;
- Kolba ar kolbu vai eļļas vannu;
- CaCl2 caurulīte;
- pilienveida piltuve, 50-100 ml;
- Erlenmeijera kolba, 100 ml x2 (ar vāciņu);
- Destilācijas aparāts;
- Retorta statīvs un skava aparāta nostiprināšanai;
- Laboratorijas termometrs (no 0 °C līdz 100 °C) ar kolbas adapteri;
- Laboratorijas svari (piemēroti 0,1 - 200 g);
- Mērcilindrs, 50-100 ml;
- vārāmie akmeņi.
Reaģenti.
- Nātrija acetāts (NaOAc) 60 g;
- Acetilhlorīds 40 g (36 ml).
Jāievēro piesardzības pasākumi mitruma izslēgšanai. 250 ml kolbā ar apaļu dibenu ievieto 60 g smalki pulverizēta bezūdens nātrija acetāta (*). Izvieto kondensatoru, sauso pieņemšanas kolbu un žāvēšanas cauruli; uztvērējs nav jāatdzesē. Pārbaudiet, vai visi savienojumi ir cieši piestiprināti. Reakcijas kolbu atdzesē vannā ar aukstu ūdeni un pa pilienu caur piltuvi pievieno 40 g (36 ml) acetilhlorīda.
Pēc pievienošanas beigām noņem ūdens vannu un kolbu sakrata, lai panāktu labu reaģentu sajaukšanos. Pārbaudiet savienojumu hermētiskumu. Nosusināt kolbas ārpusi ar dvieli un uzkarsēt kolbu ar mantiju vai eļļas vannu. Turpināt karsēšanu, līdz vairs nav destilāta, bet nepārkarsēt cieto atlikumu.
Destilātam pievieno 4 - 6 g smalki saberzta bezūdens nātrija acetāta, lai reaģētu ar nelielu daudzumu acetilhlorīda, kas var būt klāt. Pievieno vārošu šķembu un atkārtoti destilē neapstrādātu etiķskābes anhidrīdu. Produktu, destilējot 138-141 °C temperatūrā, savāc sausā kolbā. Iznākums ir 30-40 g (57-77 %).
(*) Piezīme: Bezūdens nātrija acetāts tirdzniecībā parasti satur nedaudz mitruma. Lai atdalītu mitrumu, 70-80 g sakausē katliņā (vai nu parastā krāsnī, vai mikroviļņu krāsnī) un maisa, līdz ūdens vairs neizdalās. Nepārkarsēt! Atdzesē un ātri sasmalcina pulverī. Pirms lietošanas uzglabāt cieši noslēgtā traukā.
Destilātam pievieno 4 - 6 g smalki saberzta bezūdens nātrija acetāta, lai reaģētu ar nelielu daudzumu acetilhlorīda, kas var būt klāt. Pievieno vārošu šķembu un atkārtoti destilē neapstrādātu etiķskābes anhidrīdu. Produktu, destilējot 138-141 °C temperatūrā, savāc sausā kolbā. Iznākums ir 30-40 g (57-77 %).
(*) Piezīme: Bezūdens nātrija acetāts tirdzniecībā parasti satur nedaudz mitruma. Lai atdalītu mitrumu, 70-80 g sakausē katliņā (vai nu parastā krāsnī, vai mikroviļņu krāsnī) un maisa, līdz ūdens vairs neizdalās. Nepārkarsēt! Atdzesē un ātri sasmalcina pulverī. Pirms lietošanas uzglabāt cieši noslēgtā traukā.
Etiķskābes anhidrīds no nātrija acetāta un disēra dihlorīda (S2Cl2)
Aprīkojums un stikla trauki.
- Kolba ar apaļu dibenu ar trīs kakliņiem, 1000 ml;
- 100 ml x2, 1 l x2;
- Stikla stienis;
- Ūdens vanna;
- Uzkarsēšanas plate;
- Destilācijas aparāts;
- Retorta statīvs un skava aparāta nostiprināšanai;
- laboratorijas termometrs (no 0 °C līdz 200 °C) ar kolbas adapteri;
- laboratorijas svari (piemēroti 0,1 - 500 g).
Reaģenti.
- Nātrija acetāts (NaOAc) 400 g;
- Disēra dihlorīds (S2Cl2) 260 g (vai S2 un Cl2 gāze);
- KMnO4 vai K2Cr2O7 (daži grami).
Sagatavojiet 100 g svaigi kausēta NaOAc un 65 g disēra dihlorīda (S2Cl2). Nelielu daudzumu nātrija acetāta (NaOAc) ievieto ledus peldē atdzesētā cepamā traukā. Tam pievieno nedaudz sēra dihlorīda, maisījumu enerģiski maisa ar stikla stieni, neļaujot temperatūrai paaugstināties. Tad atkal pievieno nedaudz NaOAc, un šo procesu atkārto vairākas reizes, līdz viss ir sajaukts. Pusšķidru masu pārlej 1 litra kolbā ar apaļu dibenu un trīs kakliņiem. Iepriekšējo darbību atkārto četras reizes, lai kopā ņemtu darbā 400 g NaOAc un 260 g S2Cl2.
Pēc tam kolbu ar apaļo dibenu aprīko ar atgaitas dzesētāju un viegli uzkarsē uz ūdens vannas līdz ~ 80-85 °C. Tiklīdz reakcija sākas, sildīšanu pārtrauc, un, ja reakcija kļūst pārāk strauja, to atdzesē ar aukstu ūdeni.
Pēc 20-30 min SO2 izdalīšanās pārtrauc un maisījumu vēl 10 minūtes karsē uz verdoša ūdens vannas. Pēc tam reakcijas produktu destilē vakuumā, tad atkārtoti frakcionē atmosfēras spiedienā, savācot frakciju, kas vārās 138-141 °C temperatūrā.
. Turpmākai attīrīšanai to destilē ar 2-3 % KMnO4 vai K2Cr2O7, lai izjauktu sēra piemaisījumus (to klātbūtnes noteikšana: 1 ml destilāta pēc neitralizācijas ar tīru NH3 nedrīkst veidot tumšas nogulsnes, apstrādājot ar Pb(AcO)2). Iznākums ir ~ 90 %, pamatojoties uz S2Cl2.
. Turpmākai attīrīšanai to destilē ar 2-3 % KMnO4 vai K2Cr2O7, lai izjauktu sēra piemaisījumus (to klātbūtnes noteikšana: 1 ml destilāta pēc neitralizācijas ar tīru NH3 nedrīkst veidot tumšas nogulsnes, apstrādājot ar Pb(AcO)2). Iznākums ir ~ 90 %, pamatojoties uz S2Cl2.
Cits sēra hlorīda iegūšanas veids in situ
Ātri un rūpīgi sajauc 205-215 g pulverizēta smalka nātrija acetāta (NaOAc) un 10 g sausa sēra pulvera (S2), maisījumu ātri pārnes uz 1 litra kolbu ar trīs kakliņiem un samitrina ar 25 ml etiķskābes. Kolbā caur gumijas korķi ievada 1) platu caurulīti hlora ieplūdei, 2) augšējo maisītāju, kas ir noslēgts ar gumijas caurulītes gabalu, kas ieeļļots ar vazelīnu, un 3) ārējo caurulīti hlora (Cl2) pārpalikuma izdalīšanai. Kolbu iegremdē ledus vannā. Sākotnēji hloru ievada piesardzīgi, bieži maisot vai kratot, laika gaitā reakcija kļūst karstāka un arvien šķidrāka, tāpēc maisītāju pēc kāda laika var pagriezt ar motoru. Hlora plūsma jāregulē tā, lai gandrīz viss hlors tiktu absorbēts. Kad reakcijas maisījums pārstāj karsēties un Cl2 vairs netiek uzsūkts, reakcijas saturu destilē vakuumā eļļas vannas temperatūrā ~ 150-180 °C, pēc tam atkārtoti destilē parastā spiedienā, savācot frakciju, kas vārās 138-141 °C temperatūrā. Iznākums ~ 90 %.
Nātrija acetāta (NaOAc) sintēze
Last edited:
