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武汉鑫锦奇环保告诉你工业乙醇

发布日期：2020-09-11 22:04　浏览次数：

武汉鑫锦奇环保科技有限公司 www.whxjqhg.com

在讲解化学选修5有机化学基础实验1-1含有杂质的工业乙醇的蒸馏实验^[1]时，选择了向学生们播放来源于网络的某实验视频的方式进行教学。

学生们看完视频后提出了以下疑问：

第一，如图1所示，该视频的制作者指出，77℃以下的馏分（前馏分）主要成分是甲醇，77~79℃的馏分主要成分是乙醇，79℃以上的馏分（后馏分），主要成分是水。依据常识，不能用工业酒精勾兑饮用酒，因为工业酒精中含有大量甲醇，那么视频中得到大量前馏分是合理的。但依据另一常识，工业酒精的浓度为95%左右，即使将杂质完全与乙醇分离，前、后馏分体积之和也只有总体积的5%左右，不可能如视频那样得到大量的前、后馏分。那么到底哪一种常识是正确的呢？

图1 工业乙醇蒸馏实验的视屏截图

第二，视频制作者认为，通过蒸馏能将甲醇、乙醇和水分离开。但如果工业乙醇的浓度的确为95%左右时，通过蒸馏只能将乙醇和水以共沸物的形式蒸出，难以分离乙醇和水，那么选修5教材设计这一实验的目的又是什么？

选修5配套的教师教学用书^[2]指出，工业乙醇可以从化工原料商店或有关工厂购买，并认为，由于来源不同，品质上会有差异，但没给出具体的差异范围。查阅文献，发现尚没有人对工业乙醇蒸馏实验的馏分体积问题作出专门的论述，因此，有必要对该问题进行深入的研究。

1 大学教材中对该实验相关问题的描述

华南师范大学等五校合编的《有机化学实验》，是大多数中学化学教师在接受本科教育期间使用的教材。该教材在讲解蒸馏实验时，只是介绍了蒸馏的操作方法，并强调了蒸馏装置中温度计的位置问题，并没有出现工业乙醇蒸馏实验这样的实例^[3]。这导致教师们在进行蒸馏实验的研究时，往往只关注温度计的位置问题,而忽视了馏分体积问题。

武汉大学版《有机化学实验》教材^[4]认为，工业乙醇主要杂质为水，除此之外，一般含有少量低沸点杂质和高沸点杂质，还可能溶解有少量固体杂质。通过简单蒸馏可将低沸物、高沸物及固体杂质除去，但水可与乙醇形成共沸物，故不能将乙醇和水完全分开。该教材还指出，蒸馏30mL工业乙醇时，前馏分往往会太少，当温度升至77℃时仍在冷凝管内流动，尚未滴入接受瓶，可将最初接得的四五滴液体当前馏分。而且在实验过程中往往收集不到后馏分，温度计的读数就会突然下降，此时应停止蒸馏。

2 对馏分体积的讨论及验证武汉鑫锦奇环保科技有限公司 www.whxjqhg.com

查阅现行工业酒精（乙醇）的国家标准^[5]并将相关数据简化为表1形式，由表1可知，工业酒精按纯度由高到低可分为优级、一级、二级和粗酒精，所有种类工业酒精中的乙醇含量均不低于95.0%，杂质的主要成分为水，其次为甲醇，另外还含有微量的异丁醇、异戊醇、酯、醛、酸及不挥发物。

表1 工业酒精成分

以纯度最低的粗酒精为例，按选修5教材要求取样100mL，理论上最多可馏出0.8g甲醇，换算成体积约为1mL。但实际操作中可能会出现了以下问题：

第一，在购买市售工业乙醇时，买到的不一定是粗酒精，如果买到其他纯度较高的酒精时，将会出现收集不到前馏分的情况。

第二，即使买到的是粗酒精，也不能保证甲醇的含量就一定会达到国家标准的上限，也可能会收集不到前馏分。

第三，异丁醇、异戊醇等高沸点成分的含量低于甲醇，收集不到后馏分的情况也极易发生。

取100mL无色透明的市售工业乙醇，用选修5教材所示装置，进行了简单蒸馏实验，没有收集到前馏分，尚未收集到后馏分时，温度计读数突然下降，停止加热，发现蒸馏烧瓶中剩余少量浅黄色液体。通过实验，验证了以上讨论结果的正确性。

3 对选修5教材实验的改进建议武汉鑫锦奇环保科技有限公司 www.whxjqhg.com

选修5教材只是强调了工业乙醇中含有水、甲醇等杂质但并未给出杂质的含量，这使得部分教师认为该实验的目的是通过蒸馏，分离乙醇、甲醇和水。为了避免这一误解，教材应指明该实验的目的是通过蒸馏，分离工业乙醇中可能存在的低沸点物质、高沸点物质及固体物质。教材还应如武汉大学版教材那样注明，如果实验过程中收集不到前馏分，可将最初接得的四五滴液体当前馏分；如果收集不到后馏分，应在温度计的读数突然下降时停止蒸馏。

选修5教材将工业乙醇的体积定为100mL的目的，应该是增大工业乙醇体积，以利于收集到前、后馏分。但市售工业乙醇的纯度往往较高，实验者使用100mL工业乙醇进行实验，一般难以收集到前、后馏分，而且该实验耗时较长，在有限的课堂时间内难以完成。因此，建议教材将工业乙醇体积如武汉大学版教材那样改为30mL，缩短实验时间，以利于该实验在教学实践中推广。

4 对本文所涉及实验视频的讨论武汉鑫锦奇环保科技有限公司 www.whxjqhg.com

本文所涉及的网络实验视频中，视频制作者所展示的馏分体积出现了错误。错误的原因可能的是：实验者依据工业酒精中含有大量甲醇这一错误常识，在不清楚该实验目的情况下，为了营造自己预想中的实验效果，在馏分展示环节中作了假。

与传统的课堂演示实验相比，在教学过程中播放实验视频有较多的优势，如：不需要消耗实验药品、缩短了演示时间等。但这一教学模式也存在严重的缺陷：某些视频制作者为了追求某种预想中的演示效果，会在反应试剂、反应条件或展示环节上作假。因此，教师在教学实践中，如果所在学校实验条件较好，还是应使用演示实验的方式进行教学；如果受条件限制，而不得不使用实验视频进行教学时，应优先选择来源于权威机构并通过了专家审核的视频。

5 结语武汉鑫锦奇环保科技有限公司 www.whxjqhg.com

1998年发生的“山西朔州假酒案”对广大的化学教育工作者们产生了重大的影响，大家都从当年的新闻报导中获得了这样一条信息：工业酒精中含有大量甲醇。来源于新闻报导的信息，其准确性与新闻记者本身的化学素养有关。新闻记者的报导可以作为化学工作者的参考，但其结果的准确性也必须经过实验的检验。

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