对甲苯磺酸钠的制备

实验三十二　对甲苯磺酸钠的制备

一、实验目的

掌握芳烃磺化及形成钠盐的方法。

二、基本原理

烷基苯在较高的温度、磺化剂作用下进行磺化反应，主要产生对位化合物。磺化产物与氯化钠形成磺酸钠盐。下面是反应式。

主反应：

副反应：

三、仪器和试剂

1．仪器

磁力加热搅拌器　　分水器

回流冷凝管　　　　50mL锥形瓶

减压抽滤装置

2．试剂

甲苯　　　　　　　浓硫酸

碳酸氢钠　　　　　氯化钠

活性炭

四、实验步骤

按如图5-13所示安装回流装置。在装有电磁搅拌的回流装置中，加入20mL（0.188mol）甲苯和4.5mL（0.084mol）浓硫酸^[1]于50 mL磨口锥形瓶中。搅拌并加热至沸，使保持在微沸状态下进行反应^[2]，反应约1小时后，甲苯几乎消失；当冷凝器中的回流滴也很少时，可以停止加热。将反应物倒入盛有30mL饱和氯化钠^[3]水溶液的烧杯中，锥形瓶用1～2mL饱和氯化钠洗涤、合并，冷却（也可使用冰-水溶液冷却），沉淀析出，减压过滤，得到固体粗产品。将固体粗产品加入到盛有30mL 25%氯化钠溶液的烧杯中，加热使固体盐完全溶解。滤液稍加冷却后，加入活性炭脱色，趁热减压过滤。自然冷却至室温，待析出晶体后进行减压过滤，用饱和氯化钠溶液洗涤两次，滤去水分，抽干，称取质量，计算产率。

图5-13　搅拌回流装置

对甲基苯磺酸钠为白色斜方片状结晶，熔点大于300℃。

思考题

1．为什么在反应过程中需用搅拌？

2．本实验加入氯化钠过多或过少，对实验有什么影响？

注　解

[1]该反应为一个可逆反应，为了使反应平衡向生成物方向移动，本实验采取的方法为：

（1）使用过量的甲苯。

（2）搅拌使反应完全。

（3）用分水器将生成的水脱离反应体系。

[2]磺化反应，随温度不同，生成的主要产物也不同。低温有利于邻位异构体生成；较高温度，有利于对位异构体的生成；更高温度，则有利于二磺酸异构体生成。

[3]对甲基苯磺酸钠盐，难溶于氯化钠溶液，可沉淀析出。