乙醇分子结构的确定

目的：通过一定量乙醇和钠反应所产生的氢气体积的测定，确定乙醇的分子结构。
     用品：圆底烧瓶、双孔橡皮塞、分液漏斗、铁架台（带铁夹）、弹簧夹、导管、橡皮管、广口瓶、量筒、酒精灯。钠、无水酒精。
     原理：乙醇分子可能有下列两种结构：
     为了确定到底是哪一种结构式，可利用乙醇能和钠起反应放出氢气的性质。若实验时用了0.1摩尔乙醇，就能制得大约1.12升（换算成标准状况下的体积）的氢气。这就是说，从1摩尔乙醇里，钠可以置换出11.2升氢气（0.5摩尔氢气），也就是置换出1摩尔氢原子。可见钠从一个乙醇分子里，只能置换出1个氢原子。显然，乙醇分子里一定有一个氢原子跟其它5个氢原子不同，这个事实不能从（1）式得到解释，而（2）式却表示有1个氢原子跟氧原子结合，跟其它5个氢原子不同。所以，乙醇的结构式应该是（2）式。准备和操作：实验装置。在一只干燥的250毫升圆底烧瓶里，放入切成薄片状的钠约3克，配上一双孔橡皮塞。在一个孔里插入一个分液漏斗，在另一个孔里插入一根长约20厘米的导管，兼作冷凝管，冷却蒸发的酒精使它流回烧瓶里。用1000毫升的广口瓶盛水约800毫升作为集气瓶，并以一导管和上导出管用橡皮管相连。再用导管与作为排水、测量体积用的大量筒相连。分液漏斗里盛无水乙醇3毫升。
     实验时，从分液漏斗把无水酒精一滴滴地全部加入烧瓶里。加入酒精的速度要慢，让酒精跟钠能很好地接触。这时反应生成的氢气就把广口瓶的水压入量筒中，压出的水的体积，就等于放出氢气的体积。当烧瓶里的反应终止后，用酒精灯在烧瓶外微微加热，观察量筒中水位是否上升。如果水位不再上升，表示反应已经完毕，让装置冷却。调整大量筒的位置，使广口瓶和量筒中水处于同一平面，夹紧导管上的夹子，记下量筒水面的刻度。从量筒中水的体积，加上广口瓶导出管水柱的体积，再减去加入烧瓶里酒精的体积，就得到酒精跟钠反应生成氢气的体积。根据计算，1摩尔乙醇反应所得氢气体积是11.2升，则一个乙醇分子中含有一个可被置换的氢原子，并可推知此氢原子与氧原子相结合，故其结构式为C2H5OH。
     注意事项：
     1.整个装置要不漏气。无水酒精必须是化学纯的，所用的钠应稍过量些，金属钠的外皮必须切尽，把钠切成薄片，浸在二甲苯里，微热使熔，用玻棒将熔钠搅成碎粒。愈细，接触酒精的面积愈大，反应就进行得愈充分。反应结束后，拆卸装置时，应加入过量乙醇使剩余的钠反应掉，切不可用水冲洗。
     2.广口瓶和量筒的容积要与乙醇的用量相适应。根据本实验的乙醇用量，它们的容积必须大于600毫升，在装置上，排水管必须插入能排出 600毫升体积的水面下，否则氢气会从液面逸出。
     3.无水酒精要一滴一滴地加入，并轻轻地振荡烧瓶，使乙醇和钠充分接触。其它实验方法：
     准备：
     1.将已刮除氧化膜外皮的金属钠约0.5克，放入小试管里，加入甲苯或精制煤油约15毫升，剪成很短的玻璃纤维（最好用高铝纤维）1角匙。
     2.将试管加热，到钠熔化后继续加热10～15秒钟，然后离开火焰，加塞。
     3.用干抹布包住塞子及试管口，大拇指紧压塞子，将试管上下猛烈振荡约半分钟，使钠分散成钠粉，然后将煤油及钠粉移入大试管，加塞备用。
     操作：1.用滴管从小量筒中吸取0.6毫升无水乙醇，以快速度注入大试管，随即将塞子紧塞，并立即用排水集气法收集H2于量筒中。2.乙醇跟钠粉立即进行反应。当反应速度减慢时，用微火进行加热，到H2不再放出时，撤火，并立即把塞子打开。