在做酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時,由于受到實(shí)驗(yàn)者主、客觀因素的影響,總會產(chǎn)生一些不定的異,F(xiàn)象。但如果引導(dǎo)學(xué)生分析這些異,F(xiàn)象產(chǎn)生的原因和產(chǎn)物,學(xué)生不但能獲得新的知識、實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn),而且能培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰,培養(yǎng)認(rèn)真、細(xì)致、求實(shí)的科學(xué)精神。歸納起來,酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)有下列幾種情況:
1. 在乙醇和冰醋酸混和液中加入濃硫酸時,所得混和液變黃或變黑。
產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是乙醇和冰醋酸被濃硫酸氧化、碳化了。大多數(shù)有機(jī)物不穩(wěn)定,易燃燒、易氧化、易分解,這里乙醇被濃硫酸氧化了:C2H5OH + 2H2SO4 =2C + 2SO2 + 5H2O ,醋酸在濃硫酸的作用下成為游離的碳單質(zhì):CH3COOH = 2C + 2H2O 。且濃硫酸溶于少量的水中放出大量的熱,溫度升高,使得乙醇和醋酸更易氧化和碳化。因此,往乙醇和冰醋酸混和液中加入濃硫酸時,一要慢、二要冷卻。這樣學(xué)生在以后的實(shí)驗(yàn)操作中會更認(rèn)真和細(xì)致了。
2. 在小試管中滴入紫色石蕊試液時,分為不同顏色層,振蕩后有時有沉淀產(chǎn)生向接收產(chǎn)物的小試管的混合液中滴入紫色石蕊試液,開始呈兩顏色層:上層呈紅色,下層呈藍(lán)色。稍振蕩后,呈三顏色層:上層紫色,中間層紅色,下層藍(lán)色。充分振蕩后,混合液為兩顏色層:上層紫色,下層呈藍(lán)色。因?yàn)樵谡袷幥,上層是乙酸乙酯、乙醇、乙酸和少量二氧化硫的混合液,使紫色石蕊試液顯紅色,下層是飽和碳酸鈉溶液,使紫色石蕊試液顯藍(lán)色;稍微振蕩時,乙醇、乙酸和少量二氧化硫溶解在碳酸鈉溶液的上層,乙酸乙酯不溶于水在最上層,因此得到紫、紅、藍(lán)色的三種顏色層;充分振蕩后,乙醇、乙酸和少量二氧化硫與碳酸鈉溶液充分混合反應(yīng),但還不足以使之反應(yīng)完,因此下層溶液仍呈藍(lán)色。但當(dāng)加熱的溫度太高、時間太長,蒸出的乙酸就多,加上有少量二氧化硫溶于水中,這樣在碳酸鈉溶液的上層就會有氣泡產(chǎn)生,若酸的量不多時,只產(chǎn)生碳酸氫鈉,就不會產(chǎn)生氣泡。通過這樣的引導(dǎo)分析,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中就會更仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,從而培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的觀察能力。
3. 小試管混合液中有白色沉淀。
由于實(shí)驗(yàn)中有少量的乙酸不可避免地被蒸出,還有少量SO2氣體,它們與大量碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生碳酸氫鈉,碳酸氫鈉在水中的溶解度為9.6克(20℃),碳酸鈉在水中的溶解度為21.8克(20℃),因此觀察到的白色沉淀是碳酸氫鈉。若碳酸鈉溶液不夠飽和,或所取的量不多,或蒸出的乙酸太多,這時HCO3-就會轉(zhuǎn)化為CO2和H2O,則不會產(chǎn)生白色沉淀。因此在做酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時,能否觀察到白色沉淀,與實(shí)驗(yàn)者的操作和實(shí)驗(yàn)試劑都有關(guān)系。引導(dǎo)學(xué)生這樣分析,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力。
中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的異常現(xiàn)象還有許多,化學(xué)實(shí)驗(yàn)不怕產(chǎn)生異常現(xiàn)象,而重在實(shí)驗(yàn)者去分析產(chǎn)生了什么物質(zhì)和產(chǎn)生異常現(xiàn)象的原因,以利于完善實(shí)驗(yàn)操作,提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?茖W(xué)上一些重大的發(fā)現(xiàn)就是來源于這些異常現(xiàn)象中,溴的發(fā)現(xiàn)就是一例。1826年法國青年波拉德想從海藻中提取碘,他把海藻燒成灰,用熱水提取,再往里通氯氣,得到紫黑色的固體——晶體碘。然而奇怪的是,在提取后母液的底部,總沉著一層深褐色的有刺鼻氣味的液體。查閱了許多資料后對此都得不到解釋。于是波拉德對這種液體進(jìn)行了深入的研究,最后終于證明這液體是人類尚未發(fā)現(xiàn)的新元素的單質(zhì)——溴。因此,教師要告訴學(xué)生大膽實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中仔細(xì)觀察,看到異,F(xiàn)象認(rèn)真分析,有必要時重新做實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力。
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