Аппаратура и методика проведения опыта

 

Реакционным сосудом для проведения гидратации ацетилена служит «утка» -1, закрепленная в установке для встряхивания (рисунок 10.2). Перед про­ведением опыта холодильники - 2 для поглощения ацетальдегида заполня­ются дистиллированной водой на 2-3 шарика и к кожуху холодильников под­ключается вода для внешнего охлаждения. Для проведения опыта в «утку» вносится 15 мл контактной кислоты, и затем навеска окиси ртути (0,184 г), за­тем «утка» встряхивается в течение 5 минут для распределения катализатора в системе. Изолированная от внешней среды и герметичная система из газо­метра 3 промывается 1-1,5 л ацетилена на холоде! Только после этого к «ут­ке» подключают нагрев. Температура в «утке» на протяжении всего опыта поддерживается постоянной равной 96 ° С; Для этого через внешний кожух «утки» продувается пар из паровика 4.

Перед началом опыта проводится нулевой отсчет объема газа в газо­метре и измерительной бюретке 5. Затем с помощью крана газометра и крана сифона бюретки устанавливается заданная скорость подачи ацетилена по градуированному реометру и включается мотор болтушки. При интенсивном встряхивании «утки» ацетилен с заданной скоростью пропускается через систему до тех пор, пока общий объем пропущенного ацетилена по газомет­ру составит 4 л (каждом опыте). Непрореагировавший ацетилен вместе с продуктами реакции поступает из «утки» в шариковые приемники, напол­ненные дистиллированной водой. Ацетальдегид поглощается водой, а ацети­лен проходит дальше в измерительные бюретки, позволяющие определить объем ацетилена, не вступившего в реакцию.

 

Рисунок 10.2 - Схема гидратации ацетилена по Кучерову

 

1 – «утка»; 2 – холодильник; 3 – газометр; 4 – паровик; 5 – бюретка

 

Для непрерывного проведения опыта система снабжена двумя измери­тельными бюретками. Как только одна бюретка заполнится газом, записыва­ется объем газа в бюретке и ток ацетилена переключается на вторую бюрет­ку. Первая бюретка соединяется с атмосферой и с помощью уравнительной «груши» ацетилен выбрасывается в атмосферу, бюретка заполняется насы­щенным раствором поваренной соли и снова готова к измерению. Аналогич­ная операция повторяется со второй бюреткой. В ходе опыта смена бюреток осуществляется несколько раз, и каждый раз фиксируется объем ацетилена, собранный в бюретках.

Анализ водного раствора ацетальдегида производится по методике, предложенной Гуляевой. Определение основывается на способности аце­тальдегида реагировать с солянокислым гидроксиламином и выделившаяся кислота оттитровывается 0,1 н раствором щелочи в присутствии смешанного индикатора метилоранж-индигокармин (1 часть 0,1 н раствора метилоранжа и одна часть 0,25 %-ого раствора индигокармина). Водный раствор гидроксиламина подвергается гидролизу и поэтому имеет собственную кислот­ность, которую необходимо определить. Для этого в коническую колбу нали­вается 10 мл дистиллированной воды и 5 мл 1н раствора гидроксиламина. После пятиминутного отстаивания смесь оттитровывается 0,1 н раствором щелочи в присутствии смешанного индикатора. Количество мл щелочи, ушедшей на титрование, определяется кислотностью гидроксиламина.

Анализ ацетальдегида ведется так: из мерной колбы на 1000 мл пипет­кой 10 мл раствора переносятся в коническую колбу на 100 мл. Туда же вво­дится 5 мл 1н раствора гидроксиламина. Раствор стоит 5-8 минут, после чего к нему добавляется 3-5 капель смешанного индикатора и содержимое оттит­ровывается щелочью до зеленой окраски. (В кислой среде индикатор имеет фиолетовую окраску, а щелочной - зеленую).

Расчет проводится по формуле:

 

Г=(А-В)·0,0044·100

 

где Г - содержание ацетальдегида в граммах в 1л раствора;

А - количество мл 0,1 н раствора щелочи, пошедшей на титрование рас­твора;

В - кислотность гидроксиламина в мл ОД н раствора щелочи;

0,0044 - титр ацетальдегида в г, эквивалентный 1 мл 0,1 н раствора щело­чи.

По данным титрования производится расчет выхода ацетальдегида в % на пропущенный и вступивший в реакцию ацетилен, в конце опыта записы­ваются: объем пропущенного ацетилена (н.у.), выход ацетальдегида (%) на пропущенный и вступивший в реакцию ацетилен.

Контрольные вопросы

 

1. Реакция гидратации по Кучерову.

2. Способы получения и применение ацетальдегида.

3. Методика проведения работы.

4. Определение содержания ацетальдегида в растворе.

Литература

 

1. С.И.Вольфкович и др. Общая химическая технология, т. П, М., Госхимиз-дат, 1959 г., стр. 444.

2. Б.Н. Долгов. Катализ в органической химии. Л., Госхимиздат, 1959 г., стр.516.