处理好的过氧乙酸制备.docxVIP

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过氧乙酸的制备及其含量测定过氧乙酸是一种弱酸性氧化剂,分子式为C2H403,分子量为76.0518,结构式为CH3COOOH,溶于水和有机溶剂。过氧乙酸是过氧化氢的酰基取代衍生物,具有非常广泛的氧化用途,普遍用作纺织品、纸张、油脂、石蜡和淀粉等的漂白剂。有机合成中的氧化剂,多用于药物合成中的氮氧化?、硫氧化_1j、烯烃环氧化【2】及羰基氧化 3J 3等;还被用作杀虫剂,杀菌消毒剂,聚合促进剂等。由于过氧乙酸具有很强的氧化性,作为一种快速、高效的消毒灭菌剂广泛应用于各类场所的消毒灭菌【4J。据文献』报道过氧乙酸合成需较高浓度的过氧化氢(含量30%),否则其生成量很少。通常过氧乙酸的制备方法有乙酸和过氧化氢反应,[ ,乙醛氧化氢[ ,乙酸酐和过氧化氢反应Is 3等,但都各有优缺点。我们使用冰醋酸与低浓度的过氧化氢(≤27%)进行了过氧乙酸的合成实验,并通过含量测定对其反应物的配比、反应物浓度、催化剂、稳定性等因素进行了实验研究。l 过氧乙酸的生成机理CH3COOH +H ==CH3-C+OH - OH +H202==CH3-C0H(0H2)-OH==CH3COOOH+H从反应机理可以看出,该反应为酸催化的离子反应,据文献[ 】报道其反应的平衡常数较小,一般K值为2~3,所以转化率较低。2 实验室合成2.1 仪器及药品仪器:电动搅拌器,相关玻璃仪器。药品:30%过氧化氢(A.R),27%过氧化氢(工业品),冰醋酸(工业品),高锰酸钾(A.R),碘化钾(A.R),硫代硫酸钠(A.R),钼酸铵(A.R),硫酸锰(A.R),硫酸(A.R),可溶性淀粉。2.2 合成试验用冰醋酸与过氧化氢(浓度≤27%)的体积比分别为2:1,l:1,1:1.5,1:2,均加入反应物总体积3%~5%的浓硫酸作为催化剂,将各反应物按比例混合后,在室温下搅拌30 min,静置4~6 h,逐一测定过氧乙酸的浓度,选择反应物浓度最佳配比。2.3 过氧乙酸含量测定2.3.1 含量测定取I.00 mL过氧乙酸样液,定容于100 mL容量瓶中,备用。向100 mL碘量瓶中加2mol/L H2sQ 5 n1IJ,10% MnS%3滴,取稀释好的过氧乙酸试样5.00 mL,用0.01 mol/L KM 104溶液滴定至溶液出现粉红色(可计算剩余H202含量),随即加入10% KI溶液10 mL与3%钼酸铵3滴,摇匀并用0.05 mol/L Na2S203标准液滴定至淡黄色,加入0.5%淀粉溶液3滴(溶液呈蓝色),继续用Na2S03滴定至蓝色消失,记录Na2SO3标准液的总用量。2.3.2 计算公式过氧乙酸浓度(%)M其中,M,V为Na2S203标准溶液的浓度(·nol/L)与体积(rl1IJ);w为碘量瓶中所含过氧乙酸样液/gfg,(Ml)2.3.3 测定原理测定过氧乙酸的含量,必须排除过氧化氢的干扰。而酸性介质中过氧化氢的还原性很弱,只有遇到强氧化剂才能将其氧化】。(poMn /Mn2 =1.49W(poo2/H202=0.68V2KMn04+5H202+3H2S04=2MnSO4+K2S0 +8H20+so,f预先加入生成的重金属离子,可使H20 分解加快。2H202—2H20+作为过氧乙酸的酰基取代衍生物,乙酰基的引入使过氧乙酸的稳定性增大且在有机酸中它是最高氧化态,故KMn04不与CH3CO00H作用。随后CH3CO00H与KI作用生成I2,用Na2S203滴定I2,指示剂为淀粉溶液,即可测定溶液中过氧乙酸的含量。3 结果与影响因素不同反应物配比和反应时间对过氧乙酸含量的影响按不同反应物的配比进行反应,测定生成的过氧乙酸的含量,结果见表1。由表1可以看出,当反应物的配比为1:1时,生成的过氧乙酸速度较快,且含量明显高于其他比例的含量。反应时间在静置4~6h后,含量基本保持稳定,可以认为反应已达到平衡。3.2硫酸用量对过氧乙酸含量的影响由图1可见,当硫酸用量在3%以下时,过氧乙酸的生成量比较低,随着硫酸用量的增加,生成物的含量明显升高,当硫酸的用量大于5%时,生成物的量已无明显变化,所以实验中选择硫酸的用量为反应物总体积的3%~5%。3.3过氧化氢浓度对过氧乙酸含量的影响文献报道,通常过氧化氢浓度不能低于30%,(见表2)。从表2可以看出,过氧化氢的浓度对反应物的生成有较大的影响,因该反应的速度较快,但平衡常数较小(K=2~3),因而转化率一般较低。但本实验中选用较低浓度的过氧化氢(含量为27%),通过改变反应配比,使生成的过氧乙酸含量明显提高,结果见表2化学071班小组成员:朱偲偲 5503107057吴志胜 5503107041

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