Vă recomand să efectuați această reacție în vrac. Consultați această sinteză pentru sulfat de sodiu și etil :
Cerințe
Etanol (EtOH / C2H6O/ CH3CH2OH, 99%, 180 mL)
Acid sulfuric (H2SO4 / H2O4S, 95%+, 80 mL)
Carbonat de sodiu (Na2CO3 / CNa2O3)
Apă (H2O, 300 mL)
Procedură
La un RBF cu gât (500 mL) se adaugă etanol și acid sulfuric picătură cu picătură 30 min cu o pâlnie de adiție. Se refluxează 3 h la 110 °C. Se pune gheață într-un pahar de laborator (1 L+) și se transferă soluția acolo. Se adaugă apă (300 mL). Se prepară o soluție conc. de apă și carbonat de sodiu și se toarnă încet în paharul de laborator, în porții, până când pH = neutru. Această reeație este foarte violentă! Se filtrează, se spală turta de filtrare cu apă. Se usucă la aer cu un ventilator timp de ~48 h.
Teorie
Atunci când este încălzit, acidul sulfuric protonează oxigenul din etanol, formând un ion etil oxoniu care parcipitează într-o reacție SN2 cunoscută și sub denumirea de esterificare Fisher. Oxoniul eliberează o cantitate mică de apă și produsul hexacarbonat, formând sulfat de etil, o cantitate neglijabilă de eter dietilic care fierbe și o cantitate mică de sulfat de dietil cancerigen. Sulfatul de etil este apoi transformat într-o sare de sodiu prin adăugarea de carbonat de sodiu. Carbonatul de sodiu neutralizează, de asemenea, acidul sulfuric rezidual într-o reacție acido-bazică. Gheața ajută la răcirea lucrurilor, reducând violența reacției.
Controlul temperaturii este esențial! Aceasta nu trebuie să depășească niciodată 115 °C, altfel echilibrul se schimbă și se produce eter dietilic în loc de sulfat de etil.
Toți reactivii trebuie să fie anhidri! Prezența apei în această reacție reduce randamentul. Nu se utilizează etanol denaturat, denatoniul se descompune la încălzire, contaminând produsul. Dacă se face corect, soluția post-reflux trebuie să fie transparentă, eventual cu o nuanță galben deschis. Dacă este galbenă sau portocalie, utilizați reactivi impuri.
Tubul de uscare de pe partea superioară a condensatorului ajută la menținerea umidității.
Nu evaporați în etapa finală! Când este încălzit astfel, sulfatul de sodiu-etil se descompune. Uscați soluția numai cu aer. Folosirea unui ventilator ajută la accelerarea procesului.
Există o variantă a acestei reacții care utilizează carbonat de calciu înainte de adăugarea carbonatului de sodiu. Vă sfătuiesc complet să nu o faceți. Acesta este adăugat pentru a transforma sulfatul de etil în sulfatul de calciu și etil, care este insoluabil. Nu numai că este complet inutil, dar, de asemenea, crește timpul și volumul de muncă și contaminează semnificativ produsul final. Atunci când se utilizează doar carbonat de sodiu, sulfatul de etil este păstrat într-o soluție apoasă pe care o separați ulterior prin filtrare și uscare.
Există, de asemenea, o altă variantă care utilizează bisulfat de sodiu în loc de acid sulfuric. Aceasta funcționează, dar, din experiența mea, randamentele sunt scăzute. De asemenea, produsul este contaminat și se prezintă sub formă de cristale lăptoase care tind să se formeze pe pereții vasului de cristalizare.