实验：醇氧化为羧酸

醇氧化为羧酸是碳化合物一章里的一个中五实验。它显示乙醇如何转变为乙酸，把醇与羧酸两个同系列连在一起，并生成随后用来制酯的那种酸。

本指南列出目的、仪器、编号步骤、应预期的观察，以及实验试卷所看重的科学过程技能。

目的

用酸化的氧化剂把乙醇氧化为乙酸，并从氧化剂的颜色变化以及产物的性质来鉴定产物。

仪器与材料

• 便于缓慢加热的沸腾管或圆底烧瓶
• 回流装置或简单冷凝器（或把沸腾管置于温水浴中）
• 本生灯、三脚架、石棉网与水浴（或一杯热水）
• 滴管、量筒与试管
• 乙醇
• 酸化重铬酸钾(VI)溶液（橙色）或酸化高锰酸钾(VII)溶液（紫色）
• 稀硫酸（用于酸化氧化剂）
• 蓝色石蕊试纸与万用指示剂，用于检验产物

步骤

1. 量取少量乙醇入沸腾管。
2. 加入稀硫酸，然后少量分次加入氧化剂（重铬酸钾(VI)或高锰酸钾(VII)）；混合物必须被酸化。
3. 装上冷凝器或把管置于热水浴中，缓慢加热混合物；不要用强的直接火焰加热。
4. 观察并记录混合物受热时氧化剂的颜色变化。
5. 继续加热直到颜色变化完成，然后让混合物冷却。
6. 检验产物：闻它的气味（轻轻朝自己扇），并把一滴触到湿润的蓝色石蕊试纸与万用指示剂上。
7. 记录全部观察，包括混合物的最终颜色以及对指示剂的作用。

预期观察

用酸化重铬酸钾(VI)时，混合物的橙色随乙醇被氧化而变为绿色。改用酸化高锰酸钾(VII)时，它的紫色褪去、被漂白。

加热时产生一股刺鼻、酸味似醋的气味，那是生成的羧酸的气味。冷却后的产物把湿润的蓝色石蕊试纸变红，并与万用指示剂给出酸性的颜色，显示产物是酸性的。

推断与结论

醇被酸化的氧化剂氧化：乙醇先转变为醛、再转变为乙酸，即一种羧酸。橙色的重铬酸盐(VI)被还原为绿色的铬(III)离子，或紫色的高锰酸盐(VII)被还原并褪色；这些颜色变化正是氧化已发生的标志。

似醋的气味以及对石蕊与万用指示剂的酸性反应，确认已生成羧酸。结论是：伯醇可以通过与酸化氧化剂一起加热而被氧化为羧酸。

科学过程技能（试卷三风格）

作出推断。 从橙色重铬酸盐变绿这一观察，推断乙醇已被氧化，因为重铬酸盐(VI)自身已被还原。

辨认变量。 若探究比较加酸与不加酸时的颜色变化，则操纵变量是是否加酸，反应变量是氧化剂是否变色，固定变量是乙醇的体积、氧化剂的分量与加热方式。

操作性定义。 用操作方式定义氧化的终点：当继续加热时氧化剂的颜色不再变化，就判定反应完成。

沟通。 记录氧化剂前后的颜色，以及气味与指示剂检验的结果，使产物为羧酸这一身份得到充分论证。

安全须知

• 戴安全护目镜，因为稀硫酸与氧化剂有腐蚀性、会刺激皮肤与眼睛。
• 用水浴而非强火焰缓慢加热混合物，因为乙醇易燃、在明火上可能着火。
• 把气味朝自己扇，而不是直接吸入，以免吸进刺鼻的酸蒸气。
• 特别小心处理重铬酸钾(VI)并按指示处置，因为它有毒有害。
• 加热时把管口朝向无人处，以免有人在液体迸溅时被击中。

常见错误

• 忘记酸化。 不加酸时氧化不能正常进行、颜色变化不完全；在加氧化剂之前先加稀硫酸。
• 用强火焰加热。 强的直接火焰会点燃易燃的乙醇；在水浴中或回流下缓慢加热。
• 把产物煮跑。 不带冷凝器加热过猛会在乙醇与产物反应前把易挥发者赶走；用回流或缓慢加热。
• 误读颜色变化。 准确说出它，重铬酸盐(VI)橙变绿、高锰酸盐(VII)紫变无色，而不是只说「它变色了」。
• 不安全地闻气味。 绝不要把管凑到鼻前；把蒸气朝自己扇，以免吸入刺鼻的酸。

我们的老师如何使用这个实验

在一对一的 SPM化学课堂里，以英文授课、每小时 RM50 起，我们确保学生能说出每种氧化剂的颜色变化、解释为什么混合物必须酸化，并从气味与指示剂检验论证已生成羧酸。醇的氧化是 SPM化学 中的一个核心反应，因为它把醇与羧酸两个系列连起来、并供给酯化所用的乙酸，而关于颜色变化与产物检验的同样推理，也在试卷三实验考试（试卷三为实验考试，评估科学过程技能）中获得看重。