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搖身多變---三級氯化丁烷的水解作用
by yangsp, 2011-06-29 00:05:41, 人氣(4195)

中學化學示範實驗

Chemical Demonstrations for High School


國立彰化師範大學理學院化學系 提供

【策劃者:楊水平】  【製作者:莊淑敏  E424020


搖身多變---三級氯化丁烷的水解作用

簡介

在錐形瓶中滴入反應試劑及廣用指示劑,搖晃後,經過幾秒後溶液的顏色會從藍綠色依序轉變成綠色,黃色,橙色,最後變成紅色。

示範步驟

1. 取 25 mL 的蒸餾水裝於 250 mL 錐形瓶,如圖一所示。
2. 在瓶內加入 25 mL 的異丙醇,0.1 mL 的三級氯化丁烷,0.4 mL 的廣用指示劑,最後加入 2 滴的1 M 的氫氧化鈉溶液 。
3. 蓋上瓶蓋,並搖動瓶子,如圖二所示。
4. 觀察顏色變化,如圖三、圖四、圖五及圖六所示。
圖一  蒸餾水 圖二  反應物加廣用指示劑 圖三  鹼性漸被中和成中性
圖四  鹼性幾乎中和成中性 圖五  溶液呈弱酸性 圖六  酸鹼度比圖五更酸

溶液和器材

1.
250 mL 錐形瓶一個。
2.
1 M 的氫氧化鈉溶液:取約 3 顆半粒狀氫氧化鈉固體溶於 10 mL 的蒸餾水中。
3.
廣用指示劑(universal indicator)。
4.
三級氯化丁烷(t-butyl chloride)少量。
5.
異丙醇(isopropyl alcohol)25 mL。
6.
蒸餾水 25 mL。
7.
6 號橡皮塞

原理和概念

1. 廣用指示劑的呈色:   
pH 
顏色 
紅 
紅 
橙 
黃 
黃綠 
綠 
綠 
10 
墨綠 
11 
藍黑 
2. 三級氯化丁烷  +  OH- 反應產生三級丁醇及及Cl -和 H2O。
3. 三級氯化丁烷  +  H2O反應產生三級丁醇及HCl。
4. 反應進行之中,可以經由廣用指示劑的呈色而得知 OH-逐漸遞減。

教學提示

1. 此反應需時約 2 分鐘。
2. 可再加入1M的氫氧化鈉溶液,重覆進行本實驗。
3. 配製1M的氫氧化鈉溶液要小心,若不小心觸摸到氫氧化鈉,則要馬上沖大量的水。

問題和參考答案

1. 為何要加 25 mL 的異丙醇?
答: 使三級氯化丁烷與氫氧化鈉和指示劑可以互溶,形成均勻的溶液。
2.  反應最初及最末的 pH 值為何?
答: 由廣用指示劑的呈色而得知,最初的pH值 = 11,最末的pH值 = 5。
3. pH值變化的趨勢為何?
答: 愈來愈小。
4. 三級氯化丁烷為酸或鹼或中性?
答: 純的三級氯化丁烷為中性,但若含水份,則會混有生成物的溶液呈酸性。

參考資料

1. Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for  Teachers, 2nd ed., 1988, Volume 1, p 55, Washington, D.C., American Chemical Society.

適用程度

ˇ國民小學 ˇ國民中學 ˇ高級中學 大學普通化學

安全

 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。
 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。

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