乙酸乙酯与碳酸钠溶液的盐析现象实验
观察有机物在无机盐溶液中的溶解度变化及分层现象
实验目的
通过盐析作用观察乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度变化及分层现象,理解无机盐对有机物溶解度的调控机制。
实验原理
1. 盐析机制
饱和碳酸钠(Na₂CO₃)作为强电解质,电离产生的Na⁺和CO₃²⁻离子通过水合作用降低溶液中自由水分子浓度,破坏乙酸乙酯(弱极性酯类)的溶剂化层,从而减小其溶解度。
2. 分层作用
乙酸乙酯密度(0.9 g/cm³)低于碳酸钠溶液(1.5 g/cm³),分层后乙酸乙酯浮于上层。
实验材料与仪器
试剂
乙酸乙酯(分析纯)
饱和碳酸钠溶液
蒸馏水
pH试纸
仪器
分液漏斗
试管
量筒
玻璃棒
铁架台
实验步骤与现象观察
1. 制备纯净乙酸乙酯
若需自行制备,按酯化反应流程合成乙酸乙酯粗品(乙醇、冰醋酸、浓硫酸加热回流后蒸馏)。
粗品需依次用饱和碳酸钠溶液、饱和食盐水洗涤,去除残留的乙酸和乙醇。
2. 盐析实验操作
取10 mL乙酸乙酯于分液漏斗中,加入等体积蒸馏水,振荡后静置。
现象:无明显分层(乙酸乙酯微溶于水,形成浑浊混合液)。
向分液漏斗中缓慢加入20 mL饱和碳酸钠溶液,轻微振荡后静置5分钟。
现象:迅速分层,上层为透明油状乙酸乙酯,下层为乳白色碳酸钠溶液,可能伴随气泡(CO₂生成,若含少量乙酸)。
3. 对比实验(可选)
对照组:用稀碳酸钠溶液(如5%)重复上述步骤。
现象:分层较慢或分层不明显,说明盐浓度不足导致盐析效果差。
关键操作注意事项
饱和碳酸钠的作用
中和残留酸性物质(如乙酸),避免酯水解。
提供高浓度盐环境,强化盐析效果。
振荡与静置
振荡需轻微,避免形成乳浊液影响观察。
静置时间需充足(5分钟以上),确保完全分层。
实验拓展与思考
定量分析
测定分层后乙酸乙酯的体积,计算溶解度变化。
变量探究
对比不同盐类(如NaCl、Na₂SO₄)的盐析效果,验证离子价态对盐析效率的影响。
机理验证
通过测定溶液电导率,验证离子浓度与盐析效果的正相关性。
安全与环保
乙酸乙酯易燃,远离明火
废液需分类回收,避免污染
实验总结
通过该实验可直观展示盐析现象,深化对极性溶剂、溶解度调控及分离提纯技术的理解。