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时间：2023-11-14 03:55:08 下载该word文档
第六章综合实验
实验一甲基橙的合成、pH变色域确定及离解常数的测定
（一）甲基橙的合成 [1~7]
一、实验目的
1.掌握偶氮化反应的实验条件和操作方法。2.掌握重结晶的方法。
二、方法原理
低温时：先将对氨基苯磺酸钠在酸性条件下制成重氮盐，然后在醋酸介质中与N，N-二甲基苯偶合，最后在碱性条件下制成钠盐。重结晶后，得纯净的甲基橙。
H2 N SO3H+NaOHH2NHO3 S + H2 N NaNO2HClC6H5N(CH32 HAc + SO3 Na SO3NaNN Cl HO3 S N N N(CH32 H Ac NaOH
常温时：传统的逆加法重氮化，必须在低温、强酸性环境中进行；改良法突破了低温反应条件的限制，充分利用对氨基苯磺酸本身的酸性来完成重氮化，反应如下：
H2 N SO3H+NaNO 2 H2 N SO3Na+HNO 2 N=N-OH+H2 O NaO3 S N N N(CH32+NaAc+H2 O H2NNaO3 S SO3Na+HNO 2 N=N-OH + NaO3SN(CH32
NaO3 S N N N(CH32+NaAc+H2 O
三、主要试剂、仪器
1.对氨基苯磺酸钠、亚硝酸钠、N,N–二甲基苯胺、氢氧化钠、浓盐酸、冰醋酸、乙醇，均为分析纯2.淀粉–碘化钾试纸
3.三口烧瓶、分液漏斗、回流冷凝管
4.磁力搅拌器、循环水泵、TU－1901双光束分光光度计。
四、实验部分
1．常规低温制备甲基橙的方法
(1重氮盐的制备在100mL烧杯中放置10mL5%氢氧化钠溶液（0.013g对氨基苯磺酸晶体（0.01mol）温热使之溶解。另溶0.8g亚硝酸钠（约0.011mol）于6mL水中，加入上述烧杯内，用冰盐浴冷至0～5℃。在不断搅拌下，将 3 mL水配成的溶液缓缓滴加到上述混合溶液中，并控制温度在5℃以下。滴加完后用淀粉–碘化钾试纸检验。然后在冰盐浴中放置15分钟以保证反应完全。(2偶合
在试管内混合1.2慢慢加入 25 g N
,
N
–
mol）及2.1mL浓盐酸与 10 二甲基苯胺（0.01mol）和 1 mL mL冰醋酸，在不断搅拌下，将此溶液慢慢加到上述冷却的重氮盐溶液中。加完后，继续搅拌10分钟，然后5%氢氧化钠溶液，直至反应物变为橙色，这时反应液呈碱性，粗制的甲基橙呈细粒状沉淀析出。将反应物在沸水浴上加热5分钟，冷至室温后，再在冰水浴中冷却，使甲基橙晶体析出完全。抽滤，收集结晶，依次用少量水、乙醇洗涤，晾干。
若要得到较纯的产品，可用溶有少量氢氧化钠（约0.1～0.2。产量2.5g（产率76%）。
溶解少许甲基橙于水中，加几滴稀盐酸溶液，接着用稀的氢氧化钠溶液中和。观察颜色变化。
2．常温下一步制备甲基橙的方法在100mL三口烧瓶中加入2.1g对氨基苯磺酸、0.8g亚硝酸钠和30mL水，三口烧瓶中口装电动搅拌器，两侧口装滴液漏斗和回流冷凝管，开动搅拌至固体完全溶解。用量筒量取1.3mLN，N-二甲基苯胺，并用两倍体积乙醇洗涤量筒后一并加入滴液漏斗。边搅拌边慢慢滴加N，N-二甲基苯胺。滴加完毕继续搅拌20min，再滴入3mL1.0molL-1NaOH溶液，搅拌5min。将该混合物加热溶解，静置冷却，待生成片状晶体后抽滤得粗产物。粗产物用水重结晶后抽滤，并用 10 mL乙醇洗涤产物，以促其快干，得橙红色片状晶体。干燥，称重得产品5.3g，收率85%。
在常温条件下，二甲基苯胺以游离形式存在，由于-N(CH32+的强供电子共轭效应，使二甲基苯胺中苯环上的电子云密度增加，有利于重氮离子对其进行亲电取代反应。因此，重氮离子一但生成，就立即与二甲基苯胺发生偶联而生成产物。
3．常温下二步制备甲基橙的方法(1对氨基苯磺酸的重氮化反应在 100 mL烧杯中加入 25 mL