楊婷婷 張瀾萃 玉占君

現(xiàn)行的人教版化學(xué)教材中乙酸乙酯的制備實(shí)驗(yàn)使用的催化劑為濃硫酸，存在著一定的弊端。例如濃硫酸具有極強(qiáng)的腐蝕性，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)存在著一定的危險(xiǎn)性，易使有機(jī)物發(fā)生碳化而影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察，并且對(duì)環(huán)境造成很大的污染。因此，尋找一種安全、綠色化的催化劑是極其必要的。雜多酸可替代濃硫酸，是一種合適的催化劑。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)硫酸為催化劑制備乙酸乙酯存在的問題進(jìn)行了探究，評(píng)價(jià)了雜多酸催化劑用于中學(xué)教材中乙酸乙酯的制備的優(yōu)越性。

一、實(shí)驗(yàn)原理

CH3COOH+CH3CH2OH酸110-120℃

CH3COOC2H5+H2O

二、實(shí)驗(yàn)方法

為了探討反應(yīng)時(shí)間、催化劑種類及用量對(duì)乙酸乙酯產(chǎn)率的影響，統(tǒng)一采用以下方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)：在50 mL的三頸燒瓶中加入12 mL無(wú)水乙醇和7 mL冰醋酸（醇酸摩爾比為1.68∶1），再加入一定量的催化劑，混合均勻后加入沸石，用電熱套加熱回流一定時(shí)間后，取樣、水洗，用氣相色譜法測(cè)定上層有機(jī)相中乙酸乙酯的含量。

三、結(jié)果與討論

1.濃硫酸為催化劑合成乙酸乙酯問題探究

按照人教版教材實(shí)驗(yàn)方法中的乙醇（3mL）冰醋酸（2mL）改變催化劑濃硫酸用量進(jìn)行酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。催化劑用量及乙酸乙酯產(chǎn)量和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象列于表1中。

從表1可以看出，按教材實(shí)驗(yàn)方案中的濃硫酸（2 mL，41.185%摩爾數(shù)）用量進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，測(cè)得乙酸乙酯的產(chǎn)率為78.5%，但由于投加的催化劑用量過多，在加熱條件下，有機(jī)物迅速被炭化，不但影響反應(yīng)現(xiàn)象的觀察，同時(shí)存在安全隱患；如果將濃硫酸的用量減少為1 mL（20.53%摩爾數(shù)）時(shí)，測(cè)得乙酸乙酯的含量為84.6%，而且炭化現(xiàn)象明顯減輕。

2.雜多酸為催化劑合成乙酸乙酯

雜多酸作催化劑具有用量少、反應(yīng)時(shí)間短且污染和腐蝕輕微及對(duì)學(xué)生無(wú)危險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是學(xué)生實(shí)驗(yàn)更為理想的催化劑。此外雜多酸是一種高效催化劑，還具有綠色環(huán)?？芍貜?fù)使用的特點(diǎn)。

（1）回流時(shí)間對(duì)乙酸乙酯產(chǎn)率的影響

固定醇酸摩爾比為1.68∶1，雜多酸用量為2%，考察時(shí)間對(duì)該酯化反應(yīng)的影響，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

（2）催化劑用量對(duì)乙酸乙酯產(chǎn)率的影響

固定醇酸摩爾比為1.68∶1，回流時(shí)間為1.5 h，改變雜多酸的用量，考察催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。