由于乙醇和水能形成共沸物,故工业乙醇的含量为95.6%,其中尚含4.49%的水。为了制得纯度较高的乙醇,实验室中用工业乙醇与氧化钙长时间回流加热,使乙醇中水与CaO作用,生成不挥发的Ca(OH)2来除去水分。这样制得的乙醇含量可达99.5%,通常称为无水乙醇,如需高度干燥的乙醇,可用金属镁或金属钠将制得的无水乙醇或者用分析纯的无水乙醇(含量不少于99.5%)进一步处理制得绝对乙醇。
Mg 2C2H5OH Mg(OC2H5)2 H2
Mg(OC2H5)2 2H2O Mg(OH)2 2C2H5OH
或
2Na 2C2H5OH 2C2H5ONa H2
C2H5ONa H2O NaOH C2H5OH
在用金属钠处理时,由于生成的NaOH和乙醇之间存在平衡,使醇中水不能完全除去,因而必须加入邻苯二甲酸二乙酯或丁二酸二乙酯,通过皂化反应除去反应中生成的NaOH。
COOC2H5
COOC2H5
COONa
COONa
2NaOH 2C2H5OH
(1)无水乙醇(含量99.5%)的制备
在250mL圆底烧瓶中加入100mL95.6%乙醇和25%生石灰,用塞子塞住瓶口,放置至下次实验。
下次实验时,拔去塞子,装上回流冷凝管,其上端接一CaCl2干燥管。在水浴上加热回流2h,稍冷后,拆去回流冷凝管改成蒸馏装置。用水浴加热,蒸去前馏分,再用已称量的干燥瓶作接受器,蒸馏至几乎无液滴流出为止。立即用空心塞塞住无水乙醇的瓶口,称重,计算回收率。
(2)绝对乙醇(含量99.95%)的制备
①用金属镁制备
装上回流装置,冷凝管上端接一CaCl2干燥管。在100mL圆底烧瓶中放入0.3g干燥的镁条(或镁屑),10mL99.5%乙醇和几小粒碘,用热水浴温热(注意此时不要振摇),不久在碘周围的镁发生反应,观察到碘棕色减退,镁周围变浑浊,并伴随着氢气的放出。随着反应的扩大,碘的颜色逐渐消失,有时反应可以相当激烈。待反应稍缓和后,继续加热使镁基本上反应完毕。然后加入40mL99.5%乙醇和几粒沸石,加热回流0.5 h。改成蒸馏装置,以下操作同(1)。
②用金属钠制备
装置同上。在100mL圆底烧瓶中放入1g金属钠和50mL99.5%乙醇,加入几粒沸石。加热回流0.5h,然后加入2g邻苯二甲酸二乙酯,再回流10min。以下操作同(1)。
纯粹乙醇:b.p.=78.85℃;m.p.=-115℃;
=1.3616;
=0.7893。
附注:
[1]本实验中所用仪器必须绝对干燥。由于无水乙醇具有很强的吸水性,故操作过程中和存放时必须防止水分侵入。
[2]如用空心塞就必须用手巾纸将瓶口生石灰擦去,否则不易打开。
[3]若不放置,则可适当延长回流时间。