Главная | Обратная связь
МегаЛекции

Экспериментальная установка.

Реакция окисления ведется в термостойкой круглодонной колбе вместимостью 250 мл, которая соединена с обратным водяным холодильником через двурогий форштос. К последнему присоединяется и капельная воронка на 50 мл. Поскольку реакционная среда чрезвычайно агрессивна, то все соединения выполняются только на шлифах.

 

Проведение эксперимента

Работа относится к числу работ повышенной опасности. Циклогексанол проникает через кожу, раздражает глаза, является кровяным ядом. Особой осторожности требует обращение с азотной кислотой. Она причиняет тяжелые ожоги, окрашивая кожу в желтый цвет, может быть причиной экземы. Длительное вдыхание ее паров вызывает разрушение зубов, конъюнктивиты, поражает роговицу глаз. Если кислота попала на руки, одежду, то ее необходимо быстро и тщательно смыть большим количеством холодной воды, затем - слабым раствором соды.

Всю эту работу необходимо проводить в вытяжном шкафу при включенной тяге, аккуратно и без спешки !

Очень важно перемешивание (кипение) в реакторе. При повышенных температурах кислота способна быстро разлагаться с увеличением объема, а в смеси с органическими веществами взрывается. Стекло вытяжного шкафа должно быть приспущено, а перед установкой нужен защитный экран из прозрачного пластика.

В реактор помещают несколько "кипелок", рассчитанное количество азотной кислоты заданной концентрации, катализатор. В капельную воронку (при закрытом кране) наливают 10 г циклогексанола ( = 962 кг/м3 при 200С). Пустив воду в холодильник, нагревают реактор электроплиткой (не должна касаться колбы !) до слабого кипения кислоты. Осторожно подают 6-8 капель циклогексанола и закрывают кран. Через минуту - две (после успокоения массы) со скоростью 8-10 капель в минуту добавляют остальной спирт при слабом кипении массы. Закрыв кран воронки, кипятят содержимое раствора до прекращения выделения окислов азота. Для кристаллизации переливают горячую смесь в стакан, который охлаждают холодной водой. Фильтрат отсасывают на воронке под вакуумом. Кристаллы на фильтре промывают 5 мл ледяной воды. Определив массу сырых кристаллов (кислоты-сырца), при необходимости проводят их перекристаллизацию из равного по массе количества дистиллированной воды. Сушат кристаллы на воздухе или при температуре < 1000С.

Возможные условия окисления приведены в табл.4.

 

Таблица 4

Параметр Ед. изм. Пределы значений
Массовая доля исходной азотной кислоты % 30...65
Мольное отношение - 3...6
Массовая доля катализатора в циклогексаноле % 0,07...0,5
Время окисления Ч 0,75...1,5

 

Концентрацию исходной кислоты определяют ареометрическим или пикнометрическим методом.

Количество кислоты требуемой концентрации рассчитывается по заданному мольному отношению кислота : циклогексанол.

Условия работы

Таблица 5

Показатель Ед. изм. Значение
Масса Заданное мольное отношение Плотность исходной кислоты Массовая доля загруженной кислоты Масса загруженной кислоты Масса катализатора Время окисления г -   кг/м3 %   г г ч  

 

Для кислоты-сырца и перекристаллизованного продукта характерны их кислотное число и температура плавления. Для всех анализов требуются сухие вещества.

Кислотное число (К.Ч.) определяют, расворяя в 50 мл дистиллированной воды навеску адипиновой кислоты (около 0,07 г) взятую с точностью 0,0002 г; титруют водной щелочью в присутствии фенолфталеина. К.Ч. равно числу миллиграммов КОН, расходуемому на нейтрализацию кислот, содержащихся в 1 г вещества.

 

К.Ч.= (1)

где V1, V0 - объем растворов 0,1 н щелочи, пошедшей на титрование пробы и в слепом опыте,мл;

5,6 - число миллиграммов КОН в 1 мл 0,1 н раствора;

m - масса навески, г.

 

Щавелевую кислоту определяют перманганатометрически в кислой среде. Навеску 2 г адипиновой кислоты помещают в колбу вместимостью 50 мл, добавляют 10 мл воды и 2 мл 30 %-ной серной кислоты. Нагревают смесь до кипения и титруют 0,05 н раствором перманганата калия до слаборозового окрашивания. Массовую долю щавелевой кислоты рассчитывают по формуле:

 

(2)

где V - затраченный объем раствора перманганата, мл;

0,00225 - масса щавелевой кислоты, соответствующая 1 мл 0,05 н раствора KMnО4;

m - масса навески, г.

Полученные результаты заносят в табл.6.

Таблица 6

Показатель Ед. изм. Кислота
    сырец перекристаллизов.
Общая масса адипиновой кислоты Стехиометрическая масса кислоты Выход от стехиометрии Кислотное число Температура плавления Массовая доля щавелевой кислоты   г     г % мг КОН/г 0С    

Тема 4. НИТРОВАНИЕ

 

Лабораторная работа

"НИТРОВАНИЕ АРЕНОВ НИТРУЮЩЕЙ СМЕСЬЮ"

Ароматические нитросоединения представляют большой интерес в промышленной технологии промежуточных продуктов, т.к. они используются в производстве красителей, ядохимикатов, взрывчатых веществ, лекарственных веществ и др.

Реакция нитрования необратима и суммарно записывается

Реакционная вода разбовляет азотную кислоту, замедляя процесс и повышая ее окислительную активность.

Поэтому нитрование чаще всего в промышленноси проводится смесью серной и азотной кислот. Последняя является катализатором, водоотнимающим средством и уменьшает окислительное действие.

Главным действующим агентом является ион нитрония.

Реакционная способность бензола относительно невелика, а у его алкилзамещенных она существенно выше - толуол нитруется примерно в 25 раз быстрее. С другой стороны, хлорбензол нитруется в тех же условиях примерно в 8 раз медленнее, чем бензол. Соответственно активности исходного сырья подбирают условия нитрования.

Заместители в бензольном ядре определяют преимущественное место вхождения итрогруппы.

Реакция очень экзотермична (примерно 150 КДж/моль на одну нитрогруппу). Тепловой эффект процесса дополнительно возрастает из-за разбавления смеси реакционной водой. Поэтому контроль температуры чрезвычайно важен.





©2015- 2017 megalektsii.ru Права всех материалов защищены законодательством РФ.