对苯二酚热解制备环氧乙烷是一种重要的化学反应,以下是其实验研究过程:
实验步骤:
在反应釜中加入对苯二酚、过量氯化铵和苯。
将反应釜密闭,升温至200-250℃,反应2-3小时。
冷却反应釜,过滤固体物质。
将过滤液中的环氧乙烷分离出来。
实验注意事项:
实验操作时应注意安全,防止氯化铵的气味刺激呼吸道。
在反应中应注意控制温度和反应时间,以避免产生副反应。
可以通过气相色谱仪检测反应产物的纯度。
反应机理:
对苯二酚热解产生的自由基和反应中的氯离子发生反应,生成1,2-二氯苯并间苯二酚,继续发生自由基取代反应,最终生成环氧乙烷和氯化氢。
该反应的化学方程式如下:
\ce{C6H4(OH)2 + 2NH4Cl + Cl2 -> C6H4Cl2 + 2NH4+ + 2Cl- + H2O}\ceC6H4(OH)2+2NH4Cl+Cl2?>C6H4Cl2+2NH4++2Cl?+H2O
\ce{C6H4Cl2 + NaOH -> C6H4O + NaCl + H2O}\ceC6H4Cl2+NaOH?>C6H4O+NaCl+H2O
\ce{C2H4O + HCl -> C2H5Cl}\ceC2H4O+HCl?>C2H5Cl
其中,C6H4(OH)2表示对苯二酚,NH4Cl表示氯化铵,Cl2表示氯气,C6H4Cl2表示1,2-二氯苯,NaOH表示氢氧化钠,C6H4O表示间苯二酚,NaCl表示氯化钠,C2H4O表示环氧乙烷,HCl表示盐酸,C2H5Cl表示氯乙烷。