實驗名稱固體酒精的制備

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1、實驗名稱固體酒精的制備一、實驗?zāi)康囊?．學(xué)習(xí)固體酒精的制備方法；2．了解化學(xué)在日常生活中的應(yīng)用。二、實驗重點與難點1．重點：實驗原理；2．難點：固體酒精配制的方法。三、實驗教學(xué)方法與手段陳述法、演示法。四、實驗用品（主要儀器與試劑）1．儀器：圓底燒瓶、球形冷凝管、燒杯、蒸發(fā)皿；2．試劑：氫氧化鈉、酒精、硬脂酸、石蠟。五、實驗原理1．酒精易燃燒，并且燃燒時無煙無味，安全衛(wèi)生，是一種優(yōu)良的燃料。由于酒精通常是液體，易揮發(fā)，攜帶不便，因此作為燃料使用的并不普遍。針對以上缺點，把酒精制做成固體狀，降低了揮發(fā)性，易于包裝攜帶，使用更加安全。固體

2、酒精特別適用于某些特別用途：火鍋燃料、室外野炊的熱源等，在人們?nèi)粘Ｉ钪械玫綇V泛應(yīng)用。2．利用硬脂酸鈉受熱時熔化，冷卻時又重新固化的性質(zhì)，將液態(tài)酒精與硬脂酸鈉攪拌共熱，充分混合，冷卻后硬脂酸鈉將酒精包含其中，成為固體產(chǎn)品。若在配方中加入蟲膠、石蠟等物料作為粘合劑，可以得到質(zhì)地更加堅硬的固體酒精。由于所用的添加劑均為可燃的有機(jī)化合物，不僅不影響酒精的燃燒性能，而且可以燃燒的更為持久并釋放更多的熱能。硬脂酸與氫氧化鈉混合后發(fā)生如下的反應(yīng)：CH3(CH2)16COOH+NaOH=CH3(CH2)16COONa+H2O六、實驗步驟在100ml圓

3、底燒瓶中加入4g硬脂酸、1g石蠟、25ml酒精和幾粒沸石，裝置回流冷凝管，搖勻，加熱約60℃使固體溶解。將1g氫氧化鈉和7g水加入100ml燒杯中，攪拌溶解后再加入15ml酒精，攪拌均勻。將堿液從冷凝管上口加入到圓底燒瓶中，加熱回流15min，使反應(yīng)完全，停止加熱。稍冷后倒入模具（100ml燒杯）中，冷至室溫后完全固化，從模具中取出放入包裝袋中密封保存。切下一小塊固體酒精，放在蒸發(fā)皿中，直接點火燃燒，觀察燃燒情況。七、實驗結(jié)果與討論（數(shù)據(jù)與處理）通過改變硬脂酸的量、水的體積、氫氧化鈉質(zhì)量、溫度得出最低成本制成固體酒精。1．固化劑的影響以

4、醋酸鈣為固化劑操作溫度較低，在40～50℃即可。但制得的固體酒精放置后易軟化變形，最終變成糊狀物。因此儲存性能較差，不宜久置。使用硬脂酸和氫氧化鈉作固化劑原料來源豐富，成本較低，且產(chǎn)品性能優(yōu)良。因此我們重點研究了使用該種固化劑時各種因素對固體酒精性能和質(zhì)量的影響。2．溫度的影響以硬脂酸鈉為固化劑，在上述條件下將兩份溶液混合?；旌蠒r溫度影響的實驗結(jié)果如下表：溫度/℃??????現(xiàn)象20??????硬脂酸不能完全溶解30??????混合后立即生成固體酒精40??????同30℃時50??????混合后有少量固體酒精生成60??????混合后

5、不立刻生成固體酒精70??????同60℃時通過上述實驗結(jié)果，很容易看出，在溫度很低時由于硬脂酸不能完全溶解，因此無法制得固體酒精.在30℃時，硬脂酸可以溶解，但需要較長的時間.且兩液混合后立刻生成固體酒精，由于固化速度太快，致使生成的產(chǎn)品均勻性差.隨著溫度的升高，固化的產(chǎn)品均勻性越來越好.在60℃時，兩液混合后并不立該產(chǎn)生固化，因此可以使溶液混合的非常均勻，混合后在自然冷卻的過程中，酒精不斷地固化，最后得到均勻一致的固體酒精.雖然在70℃時所制得的產(chǎn)品外觀亦很好，但該溫度接近酒精溶液的沸點，酒精揮發(fā)速度太快，因此不宜選用該溫度.從實驗

6、結(jié)果來看，60℃是較為理想的溫度.這時，硬脂酸的溶解速度較快，而酒精的揮發(fā)不是太快，產(chǎn)品的外觀均勻一致，幾乎是透明的.3．硬脂酸加入量的影響硬脂酸加入量的多少直接影響固體酒精的凝固性能.目前.大部分市售的固體酒精在點燃后即變?yōu)橐后w。因此，必須放在鐵制容器內(nèi)燃燒，且易流淌，不安全。硬脂酸的添加量對酒精凝固性能影響的實驗結(jié)果如下表：硬脂酸的量(g)???燃燒現(xiàn)象?????出現(xiàn)溶化的時間(s)5.0??????溶化、流淌??????5～06.0?????少量溶、流淌??????15～206.5?????不溶化?????????∞7.0????

7、??不溶化??????????∞從表中數(shù)據(jù)可以看出,在硬脂酸含量達(dá)到6.5g以上時,就可以使制成的固體酒精在燃燒時仍然保持固體狀態(tài)。4．他添加劑的影響酒精在燃燒時火焰基本無色，而固體酒精由于加入了NaOH，鈉離子的存在使燃燒時的火焰為黃色。若加入0.5％的硝酸銅，固體酒精的各項指標(biāo)基本不受影響，但燃燒時火焰變?yōu)樗{(lán)色?？梢赃x擇不同的鹽類加入到固體酒精中去得到不同顏色的火焰，增加燃燒時的美感。5．結(jié)論以硬脂酸為凝固劑，在60℃時進(jìn)行反應(yīng)，在60℃時進(jìn)行反應(yīng)，酒精:硬脂酸:氫氧化鈉的最佳比例為92.5:6.5:1時，可以制得性能優(yōu)良的固體酒精

8、。所制得的固體酒精熔點為52℃，儲存時不軟化，不流淌；燃燒時無黑煙，無異味。燃燒持續(xù)時間長且燃燒時仍保持固體狀態(tài)。通過添加少量無機(jī)鹽類可以改變火焰的顏色。6．實驗數(shù)據(jù)正交實驗表試驗號硬脂酸(g)溫度(℃)N