酯化反應是酸和醇生成酯和水的反應,它是有機化學中的一類主要的反應類型,也是近年高考的熱點。因此,本文擬就有關酯化反應的問題作如下探討:
一、在酯化反應中常常加入濃硫酸,其作用是什麼?
醇和酸的酯化反應是分子間的反應,反應速度很慢。如乙醇和乙酸的酯化反應,常溫下要達到平衡狀態,需要16年(“百年陳酒,千裡飄香”,可能淵源於此)。但是,加入少量濃硫酸後,反應速度將大大加快,幾小時即可達到平衡狀態。因此,酯化反應中加入濃硫酸,主要作為催化劑起催化作用。可作如下理解:加入的濃硫酸使體系中H+離子濃度大大增加,抑制瞭羧酸的電離,有利於酯化時羧酸(無機含氧酸)羥基的整體脫離。因此濃硫酸的重要作用是催化劑作用,同時也作為脫水劑。另外酯化反應中有水生成,濃硫酸的吸水性亦有利於平衡向生成酯的方向移動。
二、酯化反應中,為什麼要用飽和碳酸鈉溶液收集乙酸乙酯?
因酯化反應是可逆的,且乙酸、乙醇、乙酸乙酯的沸點均不太高(乙酸117.9℃,乙醇78.5℃、乙酸乙酯77.06℃),在實驗加熱的過程中,導管導出的氣體中除有乙酸乙酯外,還混有未反應而揮發出來的乙醇和乙酸蒸氣。乙酸乙酯雖然難溶於水,但與乙酸、乙醇等卻可以任意比例混溶。讓混和氣體通過飽和Na2CO3溶液,既可以中和揮發出來的乙酸,溶解乙醇,同時減小乙酸乙酯在水中的溶解度,從而在飽和碳酸鈉溶液的液面上得到較純的乙酸乙醋,可謂一箭三雕。
三、收集乙酸乙酯時,導管能否插入Na2CO3溶液中?
在收集乙酸乙酯時,導管始終都不能插入飽和Na2CO3溶液中,否則可能會因受熱不均勻而引起溶液的倒吸。
四、能否用NaOH溶液代替Na2CO3溶液?
不能用NaOH溶液代替Na2CO3溶液。因NaOH堿性太強,會促使乙酸乙酯水解成乙酸和乙醇,影響產量和質量。
五、酯化反應中的酸一定是羧酸嗎?
不一定。無機含氧酸與醇作用也可生成無機酸酯。如:
R-OH+HONO2=R-ONO2+H2O
值得註意的是:由含氧無機酸所得到的酯類,它們的烴基都是通過氧原子與含氧酸中的成酸元素相連接的。
六、酯化反應一定是酸脫羥基醇脫氫嗎?
不一定。雖然酯化反應的一般規律是有機酸脫羥基,且羧基與醇羥基之比為1:1,但是,如果是叔醇或苯甲醇,則在反應中常為醇脫羥基酸脫氫。
七、酯化反應為什麼不能進行到底?
酯化反應不能進行到底,是由於酯化反應進行到一定程度後,生成的酯會水解為酸和醇。因此,酯化反應為可逆反應。
八、酯化反應是中和反應嗎?
由於酯化反應常表示為:酸+醇(酯化)=(水解)酯+水,
與中和反應:酸+堿(中和)=(水解)鹽+水
二者相似,有的學生認為:酯化反應也可看成是中和反應。其實,這種認識是錯誤的,酯化反應不是中和反應。其理由是:醇與堿、酯與鹽並不能一一對應;且中和反應主要屬無機反應,而酯化反應主要為有機物之間的反應。
九、酸和醇作用一定生成酯嗎?
醇和酸反應大都生成酯,但也有少數例外。如乙醇與氫溴酸混和受熱時發生取代反應生成溴乙烷:
C2H5OH+HBr→(△)C2H5Br+H2O。
再如:乙醇與濃硫酸混和共熱,170℃時發生取代反應生成乙烯、140℃時發生分子間脫水生成乙醚:
C2H5OH→(濃硫酸170℃)C2H4↑+H2O
C2H5OH+HO-C2H5→(濃硫酸140℃)C2H5-O-C2H5+H2O
十、隻有醇和酸反應才能生成酯嗎?
酯一般都是由醇與羧酸或無機含氧酸通過酯化反應生成的,但也有少數例外。如
⑴ 纖維素與混酸發生酯化反應可生成硝酸纖維(纖維素三硝酸酯):
[C6H7O2(OH)3]n+3nHO-NO2→(濃硫酸△)[C6H7O2(ONO2)3]n+3nH2O。
⑵ 濃硫酸與乙烯在常溫下能發生加成反應生成硫酸氫乙酯:
C2H4+HO-SO2-OH→CH3CH2OSO2OH
因此乙烯不宜用濃硫酸幹燥。
十一、酯化反應的方程式應如何表示?是用“=(可逆)”還是“→”?
酯化反應是一個可逆反應,應當采用“=(可逆)”表示,但酯化反應也是一個有機反應,當然也可用“→”表示,不過酯化反應通常是采用“=(可逆)”表示的,因為它能反映酯化反應的特點,以區別於其它有機化學反應。
十二、有關酯化反應的規律
1.二元羧酸與二元醇可酯化成環狀酯。如90年高考題中的乙二醇與乙二酸的反應:
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二元羧酸與二元醇間還可縮聚成聚酯。如88年高考題中的對苯二甲酸與乙二醇的縮聚:
2. α-羥基羧酸可發生分子間脫水成環酯。如89年高考題中的α-羥基丙酸分子間的酯化:
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若羥基羧酸分子中的-OH與-COOH相差兩個以上碳原子時則發生分子內脫水成內酯。如:
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3.羥基羧酸既可以和醇發生酯化反應,也可與羧酸發生酯化反應。如:
(說明:其它較簡單的酯化反應類型均未列入)。
記者:Lydia來源:BuzzFeed咳咳,各位L社的小夥伴們,今天要開車瞭,大傢請坐穩……幾天前,一位外國女網友在推特上分享瞭媽媽...