摘要:介紹了乙烯利的性質(zhì)、合成以及實驗室采用乙烯利制取乙烯的原理、裝置與方法,并估算了用乙烯利制備乙烯的成本。關(guān)鍵字:乙烯利;實驗室制備;乙烯
文章編號:1005–6629(2012)7–0046–02 中圖分類號:G633.8 文獻標(biāo)識碼:B
1 乙烯利簡介
1.1 乙烯利的物理性質(zhì)
乙烯利,分子式:C2H6ClO3P,結(jié)構(gòu)簡式為ClCH2CH2P-OH化學(xué)名為2-氯乙基膦酸,其另一俗名為一試靈、乙烯利。純品為白色針狀結(jié)晶體,工業(yè)品為淺黃色粘稠液體,易溶于水[1]。
1.2 乙烯利的作用
乙烯具有促進植物生長、調(diào)節(jié)和催熟功能,而乙烯利就是生產(chǎn)生活中用來產(chǎn)生乙烯的原料。是低毒植物生長調(diào)節(jié)劑,廣泛用于水果、蔬菜的催熟,無明顯蓄積毒性,是目前普遍使用的催熟劑。
1.3 乙烯利的價格
乙烯利的價格與純度直接掛鉤,相差懸殊。試劑級的純度高,價格昂貴。目前實驗用品商店出售的主要是乙烯利晶體,價格也較貴,每瓶(500 g)近六百元;而在生產(chǎn)資料商店、農(nóng)藥商店出售的則多為40 %的乙烯利溶液,較便宜,每瓶(500 g)十幾元錢。如阿里巴巴網(wǎng)上有小瓶裝120 mL,售價4元[2]。
1.4 乙烯利的合成
目前國內(nèi)工業(yè)合成乙烯利的主要方法是采用環(huán)氧乙烷為原料,經(jīng)酯化、重排和酸解三步合成進行制備。
PCl3+ P(OCH2CH2Cl)3
該方法工藝較為穩(wěn)定,但有副產(chǎn)物、產(chǎn)率不高,經(jīng)改進后,加壓酸解,收率大,乙烯利含量可達90 %以上。另外,還有以磷酸或以膦酸烷基酯為原料的合成方法、以氯乙烯與亞磷酸二烷基酯為原料,在自由基引發(fā)劑的作用下生成氯乙烯膦酸二烷基酯,后經(jīng)酸解制取乙烯利的方法;以及醋酸乙烯酯與亞磷酸二乙酯反應(yīng)制取等?;蛞蛟噭﹥r格昂貴、或因工藝安全性或者設(shè)備要求高,導(dǎo)致成本居高不下而采用較少[3]。
2 用乙烯利制備乙烯的原理與操作
2.1 用乙烯利制備乙烯的原理
根據(jù)資料介紹,乙烯利在pH<3的酸性溶液中穩(wěn)定,在pH>3以上的溶液中分解放出乙烯[4]。作為果實催熟劑,使用時只要稀釋到相應(yīng)倍數(shù),噴灑即可。
乙烯利在酸性介質(zhì)中穩(wěn)定,隨著酸性的減弱,逐漸分解釋放出乙烯?;诖诵再|(zhì),筆者想到,通過調(diào)節(jié)、增大溶液的pH,例如在堿性環(huán)境下,釋放乙烯的速率會不斷加大,可以在常溫下很快釋放出乙烯。
乙烯利在堿性環(huán)境中發(fā)生的反應(yīng)為:
ClCH2CH2P-OH+4NaOH→NaCl+CH2=CH2↑+
Na3PO4+3H2O
筆者將這一原理利用到化學(xué)教學(xué)中,在實驗中利用乙烯利快速制備較純凈的乙烯,并進行性質(zhì)實驗,取得了非常理想的效果。
2.2 用乙烯利制備乙烯的操作
乙烯利制取乙烯的裝置如圖1所示。實驗時,先在圓底燒瓶或者錐形瓶中加入少量的氫氧化鈉固體,塞上帶分液漏斗的雙孔塞(見圖1),通過分液漏斗向試管中滴加40 %左右的乙烯利溶液,即有乙烯產(chǎn)生。并可以通過調(diào)節(jié)滴加乙烯利的快慢,控制產(chǎn)生乙烯的速度。
另外,也可以采用簡易裝置:向大試管中加入1~2藥匙的固體氫氧化鈉,再放入大約20 mL市售的40 %的乙烯利,迅速塞上單孔橡皮塞,即會有大量的乙烯產(chǎn)
如果有乙烯利晶體,則可以先加水配制成40 %左右的溶液,取適量加入分液漏斗中,再滴加到氫氧化鈉固體中,同樣會收到良好的效果。
以上制備,獲得的乙烯純度高,可以直接進行性質(zhì)實驗,不需要加熱,也不需要除雜處理。
2.3 用乙烯利制備乙烯的成本估算
由于只進行定性實驗,中學(xué)化學(xué)實驗中,制備乙烯沒有必要采用高純度的乙烯利晶體,直接采用市場上作為農(nóng)藥類出售的含乙烯利40 %的溶液就行了。用來做乙烯的系列實驗,包括通入高錳酸鉀酸性溶液、溴的四氯化碳溶液、點燃等,根據(jù)需要,每次只要幾十毫升左右就可以完成實驗,成本只有幾元錢,并可以用來做學(xué)生分組探究實驗。相比傳統(tǒng)用乙醇來制取乙烯,該裝置大大簡化。
2.4 實驗注意事項
實驗操作中需要注意的是該反應(yīng)放熱較多,反應(yīng)容器會很燙,注意防止?fàn)C傷。
另外,乙烯利低毒,但其溶液酸性較強,對人的皮膚、眼睛有刺激作用,應(yīng)盡量避免與皮膚接觸。
參考文獻:
[1]百度百科:乙烯利http://baike.baidu.com/view/139988.htm.
[2]銷售信息:http://detail.china.alibaba.com/buyer/offerdetail/ 941174408.html.
[3]劉斌,宋振,羅偉慧等.乙烯利合成技術(shù)進展[J].上海化工,2010,(12):13~15.
[4]化學(xué)信息搜索:http://www.chemicalbook.com/ProductIndex.aspx.