文档介绍：实验编号实验指导书实验项目:甲基橙的制备及变色范围的测定所属课程:有机化学实验课程代码:面向专业:化学化工学院(系):化学化工学院实验室:基础化学实验中心代号:111012006年7月19日实验目的掌握重氮化反应原理、反应条件及在有机合成中的应用;应用重氮化反应,以对氨基苯磺酸和N,N-二甲基苯胺为原料合成甲基橙。实验内容重氮盐溶液制备,即将对氨基苯磺酸中加入亚硝酸钠水溶液,控制反应温度为0~50C,搅拌下加入酸,至亚硝酸钠稍稍过量。搅拌下,加入N,N-二甲基苯胺和少量醋酸,加入NaOH溶液,制得甲基橙的粗产物。用1%的NaOH溶液重结晶,得橙色的片状甲基橙晶体。,加入几滴稀盐酸,再用NaOH溶液中和,观察溶液颜色变化并用酸度计测定其颜色变化时对应水溶液的PH值。实验示意图重氮化盐制备实验用主要仪器设备、消耗品仪器设备名称规格消耗品名称规格烧杯 250ml氢氧化钠5% 滴液漏斗 100ml对-氨基苯磺酸CP 锥形瓶 250ml亚硝酸钠CP 布氏漏斗常量浓盐酸CP 抽滤瓶 250mlN,N-二甲基苯胺CP圆底烧瓶100ml冰醋酸CP 制冰机乙醇CP 温度计-50~1000C乙醚CP % 铁架台淀粉-碘化钾试纸电热套100ml实验原理及原始计算数据、所应用的公式重氮化反应:芳香族伯胺在酸性介质中和亚硝酸钠作用生成重氮盐的反应,通式为这是芳香伯胺特有的性质,生成的化合物ArN2X-称为重氮盐(Diazoniumsalt)。与脂肪族重氮盐不同,芳基重氮盐中,重氮基上的π电子可以同苯环上的π电子重叠,共轭作用使稳定性增加。重氮盐通常的制备方法是将芳胺溶解或悬浮于过量的稀酸中(),把溶液冷却至0一5℃,然后加入与芳胺物质的量相等的亚硝酸钠水溶液。一般情况下,反应迅速进行,重氮盐的产率差不多是定量的。由于大多数重氮盐很不稳定,室温即会分解放出氮气,故必须严格控制反应温度。当氨基的邻或对位有强的吸电子基如硝基或磺酸基时,其重氮盐比较稳定,温度可以稍高一点。制成的重氮盐溶液不宜长时间存放,应尽快进行下一步反应。,1mo1酸与亚硝酸钠反应产生亚硝酸,1mo1酸生成重氮盐,余下的过量的酸是为了维持溶液一定的酸度,防止重氮盐与未起反应的胺发生偶联。邻氨基苯甲酸重氮盐是个例外,由于重氮化后生成的内盐比较稳定,故不需要过量的酸。重氮化反应还必须注意控制亚硝酸钠的用量,若亚硝酸钠过量,则生成多余的亚硝酸会使重氮盐氧化而降低产率。因而在滴加亚硝酸钠溶液时,必须及时用碘化钾一淀粉试纸试验至变蓝为止。重氮盐的反应可分为两类,一类是用适当的试剂处理,重氮基被-H、-OH、-F、-Cl、-Br、-CN、-NO2及-SH等基团取代,制备相应的芳香族化合物;另一类是保留氮的反应,即重氮盐与相应的芳香胺或酚类起偶联反应,生成偶氮染料,在染料工业中占有重要的地位。本反应的反应式如下::()对氨基苯磺酸,10ml5%()氢氧化钠,()亚硝酸钠,盐酸,淀粉-碘化钾试纸,,所用的氢氧化钠的量比计算所得的量多3%-5%。甲基橙的理论产量=甲基橙的摩尔量*分子量=*327==实际产量/理论产量==76%:采用PH计测定甲基橙的变色范围:在甲基橙的水溶液中,加入几滴盐酸至溶液为红色,测得PH值<;再加入几滴氢氧化钠至溶液为黄色,测得PH值>。:酸度计的使用活性炭脱色重结晶(用1%的氢氧化钠):亚硝酸能起氧化和亚硝基化作用,用量过多引起一系列副反应。这时应加入少量尿素以除去过量亚硝酸。反应式如下:对氨基苯磺酸的重氮盐,这是因为重氮盐在水中可以电离,形成中性内盐(),在低温时难溶于水而形成细小晶体析出。实验结果计算及曲线甲基橙的理论产量=甲基橙的摩尔量*分子量=*327==实际产量/理论产量==76%在甲基橙的水溶液中,加入几滴盐酸至溶液为红色,测得PH值<;再加入几滴氢氧化钠至溶液为黄色,测得PH值>。,因为游离亚硝酸的存在表明芳胺硫酸盐已充分重氮化。重氮化反应通常使用比计算量多3—5%的亚硝酸钠,过量的亚硝酸易导致重氮基被-NO2取代和间硝基苯酚被氧化等副反应的发生。