Методи одержання

1. Добування алканів з нафти і газу.

Природний газ складається головним чином з метану і невеликих домішок етану, пропану, бутану. Газ під тиском при знижених температурах розділяють на відповідні фракції.

Хімічний склад нафти досить складний, але в багатьох випадках її основу становлять алкани, за винятком тих сортів нафти, в яких домінують інші типи вуглеводнів, наприклад ароматичні або циклоалканові. Так, Бориславське нафтородовище має типово алканову (парафінову) нафту.

2. Оксосинтез алканів (метод Ф.Фішера-Г.Тропша, 1922р.).

За методом Фішера -- Тропша алкани одержують з синтез-газу. Синтез-газ являє собою суміш СО і Н2 з різним співвідношенням. Його отримують з метану однією з реакцій, які відбуваються при 800-900С в присутності оксиду нікелю NiО, нанесеного на Al2O3:

(5.4.1)

Одержують алкани за реакцією:

Утворену суміш вуглеводнів, яка складається в основному з алканів лінійної будови (n = 12 ч 18), називають «синтином»

3. Суха перегонка.

У відносно невеликих кількостях алкани одержують за допомогою сухої перегонки чи нагрівання вугілля, сланців, деревини, торфу без доступу повітря. Приблизни й склад отриманої суміші при цьому становить 60% водню, 25% метану і 3-5% етилену.

4. Відновлення кисневмісних сполук (спиртів, кетонів, карбонових кислот). Відновниками вступають вищезгадані сполуки. Найчастіше застосовують йодоводень, який здатен відновлювати навіть кетони:

5. Гідрування ненасичених вуглеводнів.

Реакція гідрування ненасичених сполук широко застосовується при переході від одного класу до іншого:

Реакції гідрування показують генетичний зв'язок між насиченими і ненасиченими сполуками і можливість їх взаємного переходу одні в одних.

Фізичні властивості

Перші чотири представники алканів від метану до бутану С1-С4- гази, С5-С15- рідини, а починаючи з С16 - тверді речовини. Збільшення їх молекулярних мас приводить до підвищення температур кипіння і топлення, причому алкани з розгалуженим ланцюгом киплять при нижчій температурі, ніж алкани нормальної будови. Це пояснюється меншою вандерваальсівською взаємодією між молекулами розгалужених вуглеводнів у рідкому стані. Температура топлення парних гомологів вища порівняно з відповідною температурою для непарних.

Хімічні властивості

1. Хлорування, хлор реагує з алканами лише при нагріванні до температури 250-400? С, під дією УФ-опромінювання або в присутності каталізаторів, що сприяють вільнорадикальному або іонному механізму. Хлорування відбувається за радикально-ланцюговим механізмом і складається з трьох основних стадій:

1). зародження ланцюга

2). зростання ланцюга

3). Обрив ланцюга

Йодування алканів проходить з надзвичайно малою швидкістю, потребує додаткової енергії, а утворений НІ активно відновлює йод алкіли знову в алкани. Тільки застосовуючи спеціальні йодуючи агенти, наприклад трет-бутоксийодид, можливе йодування алканів з невеликим виходом:

Застосовують також реакцію обміну хлору з хлоралкану на йод під дією йодиду натрію в ацетоновому розчині:

3. Сульфохлорування, реакція полягає у дії на алкан молекул хлору та діоксиду в газоподібному стані:

4. Сульфоокиснення застосовується для одержання алкансульфонових кислот. Механізм цієї реакції також вільнорадикальний, і дія УФ-опромінювання або застосування радикальних ініціаторів сприяють процесу:

5. Реакції розчеплення для алканів відбуваються по зв'язку С-Н, так і по С-С-зв'язку.

Дегідрування алканів застосовується для одержання ненасичених вуглеводнів:

4. Реактиви і обладнання

4.1. Глюкоза, купруму (ІІ) оксид (порошок); баритова вода; купруму (ІІ) сульфат (безводний); велика пробірка; газовідвідна трубка; штатив

4.2. Сечовина; натрій металічний; феруму (ІІІ) сульфат (1% розчин); хлоридна кислота 2 н. розчин; етиловий спирт

4.3. Тіосечовина; натрій металічний; етиловий спирт; плюмбуму ацетат 0,1 н. р-н; фільтрувальний папір; скляна паличка

4.4. Хлороформ; мідна дротина

4.5. Натрію ацетат; р-н калію перманганату; баритова вода

4.6. Рідкі алкани; р-н брому; лакмусовий папір; NН3

4.7. Алкан; р-н Na2CO3 ; р-н КMnSO4

4.8. Рідкі алкани; концентрована H2SO4

4.9. Рідкі алкани; концентрована НNО3

5. Зміст роботи

5.1. Виявлення Карбону і Гідрогену

В суху пробірку насипають чорний порошок купруму (ІІ) оксиду (шар висотою 5 мм). Додають 1-2 г сахарози і ретельно перемішують. У верхню частину пробірки на невеликий шматочок вати насипають безводного купруму (ІІ) сульфату. Пробірку закріплюють у штативі в горизонтальному положенні і закривають корком з газовивідною трубкою, кінець якої опускають в пробірку з баритовою водою. Суміш поступово нагрівають, починаючи з кінця, закритого корком з газовивідною трубкою, починають виходити бульбашки газу, баритова вода мутніє, тому що виділяється білий осад барію карбонату.

5.2. Виявлення Нітрогену

В суху пробірку з сечовиною (0,1 г) додають шматочок металічного натрію завбільшки з горошину і ще приблизно 0,1 г сечовини. Спробу проводять у витяжній шафі. Суміш обережно нагрівають на невеликому полум'ї до розплавлення натрію, після чого нагрівання продовжують до руйнування речовини. Спостерігається спалах. Пробірку тримати отвором в бік від працюючих. Суміш охолодити, додати 0,3 мл етилового спирту (якщо залишився шматочок металічного натрію), 0,5 мл дистильованої води, і 0,1 мл залізного купоросу, 0,1 мл феруму (ІІІ) хлориду, 0,1 мл хлоридної кислоти. Якщо до складу аналізованої речовини входив Нітроген, то розчин забарвиться в синій колір, але з часом з нього пропадає осад берлінської лазурі. При дуже малих кількостях Нітрогену розчин забарвлюється в зелений колір, і тільки через деякий час забарвлення змінюється до синього.

5.3. Виявлення Сульфуру

В суху пробірку з наважкою тіосечовини 0,1 г додають шматочок металічного натрію, завбільшки з горошину. Суміш обережно нагрівають на невеликому полум'ї до розплавлення натрію. Спостерігається спалах. Пробірку охолодити, додати 0,3 мл етилового спирту (якщо в суміші не прореагував весь натрій), 0,5 мл дистильованої води. На фільтрувальний папір наносять 0,2 мл цього розчину. Туди ж наносять 0,1 мл плюмбуму ацетату.

5.4. Виявлення Хлору

Мідну дротину з загнутим у вигляді петлі кінцем прожарюють у полум'ї. Після охолодження кінець почорнілого дроту занурюють у пробірку з хлороформом і вводять у полум'я.

5.5. Одержання метану і виявлення властивостей

а). В пробірку 1, закриту пробкою з газовивідною трубкою, поміщають суміш з безводного натрію ацетату і натронного вапна (1:2). Потім закріплюють пробірку в штатив і нагрівають. Підпалюють газ у кінці газовідвідної трубки.

б). В пробірку 2 поміщають 0,5 мл розчину калію перманганату і в пробірку 3 наливають 0,3-0,5 мл бромної води. Не припиняючи нагрівання опускаємо газовідвідну трубку в пробірки 2 і 3.

5.6. Бромування насичених вуглеводнів

В суху пробірку поміщають 0,4 мл суміш рідких алканів і додають 0,2-0,3 мл розчину брому. Суміш в пробірці перемішують. Нагрівають до зміни забарвлення. Додають амоніак. Вносять лакмусовий папір змочений водою.

5.7. Окиснення насичених вуглеводнів

В пробірку вміщаємо 0,1 мл алкану і 0,1 мл розчину Na2CO3 і 0,2-0,3 мл розчину калію перманганату. Цю суміш збовтуємо.

5.8. Дія концентрованої H2SO4 на насичені вуглеводні

В пробірку поміщаємо 0,2 мл рідких алканів і 0,2 мл H2SO4 конц., перемішуємо 1-2 хв.

5.9. Дія концентрованої HNO3 на насичені вуглеводні

В пробірку поміщаємо 0,2 мл алкану і додають 0,2 мл HNO3. Суміш збовтуємо.

Тести

1. Вкажіть загальну формулу алканів: ( б )

а) Сn Н2 n -2

б) Сn Н2 n +2

в) Сn Н2 n

г) Сn Н2 n -6

2. Визначте тип зв'язку у молекулі метану: ( б )

а) потрійний;

б) ординарний;

в) потрійний;

г) ординарний та подвійний.

3. Визначте кількість сигма-звязків у молекулі метану: ( г )

а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.

4. Яка фігура відповідає просторовій будові молекули метану: ( в )

а) піраміда;

б) трикутник;

в) тетраедр;

г) квадрат.

5. Які електрони беруть участь в утворенні хімічних зв'язків у молекулі метану: ( в )

а) s - електрони;

б) p - електрони;

в)s-, p- електрони;

г) s -, p -, d - електрони;

д) d - електрони.

6. Масові частки Карбону і Гідрогену у молекулі метану: ( в )

а) 70% та 30%; б) 60% та 40%; в) 75% та 25%; г) 65% та 35%.

7. Відносна молекулярна маса метану: ( в )

а) 18; б) 22; в) 16; г) 44.

8. У скільки разів метан важчий за водень: ( г )

а) 2; б) 1; в) 4; г)8.

9. Метан має назви: ( б )

а) синтез-газ;

б) болотний газ;

в) чадний газ;

г) природний газ.

10. Фізичні властивості метану: ( а )

а) газ без запаху;

б) газ;

в) рідина;

г) рідина без запаху.

11. Кут між зв'язками у молекулі метану: ( в )

а) 1200; б) 1800; в) 1090 28!; г) 90о.

Питання для самоконтролю

1. Принципи кількісного і якісного елементного аналізу орг. сполук.

2. Способи одержання і хімічні властивості алканів на прикладі пропану.

Контрольні запитання

1. Написати рівняння реакції відкриття Нітрогену, Карбону, Гідрогену і Сульфуру.

2. Знайти молекулярну формулу речовини, яка містить 92,3% Карбону і 7,7% Гідрогену. Густина пари за воднем 13.

3. Які застережні заходи при роботі з металічним натрієм?

4. Описати хімічні властивості алканів на прикладі ізобутану.

5. Добути різними способами пропан.

Література

1. Ю.О.Ластухін, С.А.Воронов «Органічна хімія».

2. А.В.Аверин, А.Я.Снегирева «Лабораторный практикум по органической химии».

6.Алкени, алкіни

- Теоретичні основи будови, ізомерії і номенклатури досліджуваних органічних сполук;

- Техніку безпеки при проведенні хімічних експериментів;

- Методику проведення хімічних експериментів;

- Основні фізико-хімічні властивості речовин, способи їх одержання, застосування

вміти

- працювати з хімічним посудом, органічними речовинами;

- складати установки одержання речовин;

- встановлювати будову органічних сполук, виходячи з результатів аналізу;

- скласти електронні та структурні формули речовин, скласти рівняння реакцій, що характеризують властивості вивчених речовин, обчислювати масу, об'єм або кількість речовини за відомими даними, вихід продукту реакції, характеризувати окремі представники досліджуваних сполук, писати ізомери, рівняння реакцій одержання, хімічних властивостей органічних сполук;

- виконувати обчислення за рівняннями хімічних реакцій;

- застосувати основні поняття, закони та моделі органічних речовин та їх реакційної здатності в хімічній технології;

- виконувати вимоги безпечної роботи з хімічними об'єктами.

2.2. Самостійна робота на занятті:

- виконання тестових або індивідуальних завдань (перевірка домашньої самопідготовки);

- виконання лабораторної роботи;

- обговорення та математична обробка експериментальних результатів;

- обговорення висновків та оформлення протоколу (залік лабораторної роботи).

3. Теоретична частина

Алкенами називають вуглеводні, в молекулах яких міститься один подвійний зв'язок С=С. Їх також називають етиленовими вуглеводнями, або олефінами. Алкени утворюють гомологічний ряд формули СnH2n. Родоначальник ряду - етен (етилен) СН2=СН2.

Методи одержання

1.Дегідрування алканів відбувається при температурі до 600? С, інакше можливий розрив С - С- зв'язків:

Легше дегідрування проходить для ізобутану:

3. Дегідратація спиртів проходить у присутності каталізаторів на зразок водовідбирних речовин Н2SO4, H3PO4, P2O5, KHSO4 в рідкій фазі, наприклад:

Особливо легко дегідратуються третинні спирти:

3. Відщеплення галогеноводнів або галогенів від галоген алканів. При дії на галоген алкани спиртовим розчином лугу утворюються алкени внаслідок дегідрогалогенування:

Можливе і термічне відщеплення галогеноводню:

4. Гідрування алканів та алкадієнів. Використовуючи селективні каталізатор, можна одержувати алкени з ненасиченіших сполук:

Ацетиленові вуглеводні гідруються повільніше, ніж алкенові, але внаслідок кращої адсорбції алкінів на поверхні каталізатора вони в першу чергу вступають у реакцію.

Фізичні властивості

Перші три представники алкенів - гази, сполуки С5 - С17- рідини, починаючи з С18- тверді речовини. Густина алкенів вища, ніж алканів з тією самою кількістю вуглецевих атомів. Зі збільшенням молекулярної маси підвищуються температури топлення і кипіння. Алкени з нормальною будовою киплять при вищій температурі, ніж їх розгалужені ізомери.

Алкени слабо розчиняються в воді, але більшою мірою, ніж алкани. Вони розчиняються в розчинах солей d-металів. Алкени досить добре розпізнаються за допомогою спектральних методів аналізу.

Хімічні властивості

1. Гідрування алкенів. Алкени легко приєднюють водень, але тільки в присутності каталізаторів, з виділенням тепла, ймовірно за радикальним мезанізмом:

2. Галогенування. До алкенів легко приєднуються галогени з утворенням віцинальних дигалогенопохідних:

3. Гідратація алкенів відбувається в присутності мінеральних кислот, найчастіше сульфатної, за правилом Марковникова:



5. Алкілювання алкенів. Реакція алкілування широко застосовується для одержання розгалужених алканів, у першу чергу для моторного палива. Реакція відбувається в присутності мінеральних кислот, наприклад сульфатної, і розгалужених алканів з високо реакційним атомом водню, наприклад:

6. Окиснення алкенів. Алкени легко окислюються і, залежно від природи окисника та умов реакції, утворюють різні продукти, тобто при їх окисненні одержують: епоксиди, гліколіз, альдегіди і кетони, карбонові кислоти. Окиснення розчином KMnO4 - гідроксилювання. При окисненні алкенів розведеним водним розчином перманганату калію в слабо лужному середовищі утворюються гліколі:



Окиснення в присутності солей паладію. Окиснення алкенів у присутності солей паладію Pd (ІІ) і води приводить до утворення карбонільних сполук:

Алкінами, називаються сполуки, які містять один або більше потрійних зв'язків . Алкіни з одним таким зв'язком утворюють гомологічний ряд загальної формули СnH2n-2, родоначальником ряду є ацетилен

Методи одержання

1. Карбідний метод. Метод добування ацетилену з карбіду кальцію, започаткований Ф.Велером 1862р., набув промислового значення після розробки відповідної технології. Шляхом випалу вапняку та його спікання з вугіллям при 2000? С, утворюється карбід кальцію СаС2, який гідролізують до ацетилену:

2. Піроліз алканів (метану або нафтових фракцій). Метан піддають дії високої температури за короткий проміжок часу і потім швидко охолоджують з метою уникнути подальшого розчеплення ацетилену на вуглець і водень:

Піроліз вуглеводневої сировини (бензину,гасу) при 1200-1500? С, який проходить легше, ніж піроліз метану:

Відщеплення галогеноводню від дигалогеналканів або галогеналкенів. При підвищених температурах у присутності спиртових розчинів концентрованого лугу або інших сильних основ утворюються алкіни як з віцинальних, так і гемінальних дигалогеналканів:

3. Реакції алкілування. Атоми водню в ацетилені заміщуються атомами металів з утворенням ацетиленідів, які при дії алкілгалогенідів перетворюються у відповідні алкіни:

Фізичні властивості

Алкіни С2 - С4 - це гази, С5 - С16 - рідини, а від С17 - тверді речовини. Їх фізичні властивості подібні до властивостей алканів і алкенів. Значення густини і особливо показника заломлення для алкінів значно вищі, ніж для алкенів і алканів. В УФ-спектрах алкіни, як і алкени, прозорі і поглинають промені при 175-190 нм.

Хімічні властивості

1. Приєднання галогенів Приєднання хлору, брому до алкінів відбувається, як правило, з меншою швидкістю порівняно з алкенами, у дві стадії, які відрізняються між собою швидкістю. При цьому виникає суміш цис- і переважно транс-адуктів:

2. Гідратація алкінів. Ацетилен при гідратації утворює оцтовий альдегід, решта алкінів - кетони. Реакцію проводять у присутності 10%-ної сульфатної кислоти і 5%-го сульфату меркурію (ІІ). Незважаючи на те, що механізм реакції до кінця не вивчений, можна простежити основні її етапи:

3. Приєднання спиртів. Спирти взаємодіють з алкілами у присутності алкоксидів лужних металів, чи алкоголятів, солей міді, ртуті:



3. Приєднання кислот. Каталізаторами приєднання кислот солі ртуті (ІІ), міді (І), кислоти Льюїса тощо:

5. Реакції окиснення

Алкіни окислюються не так легко, як алкени. Сильні окисники (KMnO4, K2Cr2O7, CrO3 в кислому середовищі, озон), подібно до алкенів, викликають розчеплення потрійного зв'язку з утворенням карбонових кислот:

У деяких випадках можливе окиснення двозаміщених алкінів до б-дикетонів, які вдається виділити:

4. Реактиви і обладнання

4.1. етиловий спирт, 96%; сульфатна кислота (густина 1,84 г/см3)

4.2. етилен; бромна вода, насичений розчин; калію перманганат, 0,1 н. р-н

4.3. рідкі алкани (керосин); розчин брому в органічних розчинниках, амоніак, 25% р-н; лакмусовий папір синій

4.4. натрію карбонат 1 н. р-н; нітратна кислота (густина 1,4 г/см3); кальцію карбід

4.5. ацетилен; арґентуму нітрат, 2н. р-н; амоніак концентрований; купруму (ІІ) хлорид, аміачний р-н.

5. Зміст роботи

5.1. Одержання етилену і його горіння

В суху пробірку поміщають декілька крупинок піску, 0,6 мл етилового спирту і 0,8 мл концентрованої сульфатної кислоти. Закривають пробірку пробкою і обережно нагрівають пробірку на полум'ї пальника. Газ, що виділяється збираємо в пробірку, заповнену водою, яка знаходиться в кристалізаторі, який заповнений водою, методом витиснення води.

5.2. Приєднання до етилену брому

Не перестаючи нагрівати суміш етилового спирту і сульфатної кислоти в пробірці, яка закрита газовідвідною трубкою, трубку опускаємо в пробірку з 0,5 мл бромної води.

5.3. Відношення етилену до окиснювачів

Не перестаючи нагрівати пробірку з сумішшю спирту і сульфатної кислоти, опускають кінець газовідвідної трубки в пробірку з 0,1 мл розчину калію перманганату і 0,4 мл води.

5.4. Бромування ненасичених вуглеводнів

В суху пробірку поміщають 0,1 мл суміші рідких алкенів, добавляють 0,1-0,2 мл розчину брому перемішують суміш. Якщо жовте забарвлення не зникає, то суміш нагрівають в полум'ї пальника до зникнення забарвлення. В пробірку вносять синій лакмусовий папір, попередньо змочений водою.

5.5. Окиснення ненасичених вуглеводнів

В пробірку вводять 0,1 мл рідкого алкену, 0,1 мл розчину натрію карбонату і добавляють при енергійному змішуванні 0,2-0,3 мл розчину калію перманганату.

5.6. Дія концентрованої сульфатної кислоти на ненасичені вуглеводні

В пробірку поміщають 0,2 мл рідкого алкену і 0,2 мл сульфатної кислоти. Склад пробірки добре перемішують на протязі 1-2 хв, охолоджуючи пробірку проточною водою. Шар алкену зникає.

5.7. Одержання ацетилену і його горіння

Роботу з ацетиленом необхідно проводити у витяжній шафі. В хлоркальцієву трубку кладуть скловату і маленький шматочок кальцію карбіду, закріплюють в штативі і закривають трубку пробкою з газовідвідною трубкою, що має відтягнутий кінець. Підносимо до нижнього отвору стакан з водою. Газ, що виділяється підпалюємо в кінці газовідвідної трубки.

5.8. Приєднання ацетиленом брому

Пропускають газ в пробірку з 0,5 мл бромної води.

5.9. Відношення ацетилену до окиснювачів

В пробірку поміщають 0,1 мл калію перманганату і 0,4 мл води. Знову пропускають газ.

5.10. Утворення арґентуму ацетиленіду

В пробірку внось 0,2 мл розчину арґентуму нітрату і додають 0,1 мл розчину амоніаку -- утворюється осад арґентуму гідроксиду. При додаванні 0,1-0,2 мл розчину амоніаку осад гідроксиду легко розчиняється з утворення аміачного розчину арґентуму гідроксиду. Через аміачний розчин пропускають ацетилен.

5.11. Утворення купруму (ІІ) ацетиленіду

Пропускають ацетилен в пробірку з аміачним розчином купруму (ІІ) хлориду.

ТЕСТИ

1.Укажіть загальну формулу класу алкенів: ( А )А CnH2nБ CnH2n+2В CnH2n+Г CnH2n-2Д CnH2n-6

2. Укажіть суфікс, за допомогою якого утворюються назви алкенів: ( А )А -енБ -ин(ін)В -ил(іл)Г -анД -дієн

3.Ковалентний зв'язок, утворений бічним перекриванням електронних орбіталей над та під лінією, що з'єднує ядра атомів називається: ( А )А р - зв'язокБ у - зв'язокВ б - зв'язокГ в - зв'язокД г - зв'язок

4. Укажіть речовину, в молекулі якої є р - зв'язки: ( В )А ацетиленВ циклогексанБ гексанГ метанД етан

5. Укажіть кількість у - зв'язків у молекулі етилену: ( А )А 5Б 4В 3Г 2Д 1

6. Укажіть тип гібридизації орбіталей атомів Карбону, сполучених подвійним зв'язком: ( А )А sp2Б spВ sp3Г spdД spdf

7. Укажіть, які атомні орбіталі приймають участь в утворенні - зв'язку в молекулі етилену: А р - орбіталіБ s - орбіталіВ sp3 - гібридні орбіталіГ sp2 - гібридні орбіталіД sp - гібридні орбіталі

8. Укажіть валентний кут між sp2- гібридними орбіталями: ( А )А 1200Б 900В 1800Г 1090 28?Д 1100 25?

9. Укажіть форму молекули етилену: ( А )А площиннаБ тетраедричнаВ лінійнаГ циклічнаД октаедрична

10. Укажіть клас вуглеводнів, який ізомерний класу алкінів: ( А )А алкадієниБ алкениВ алканиГ циклоалканиД арени

Питання для самоконтролю

1. Написати структурні формули ізомерів складу С6Н12 і С5Н8, дати їм назви за раціональною та сучасною міжнародною номенклатурою.

2. Написати лабораторні і промислові способи одержання етилену і ацетилену.

3. Описати хімічні властивості ненасичених вуглеводнів, наприклад ізобутилену і метилацетилену.

Контрольні запитання

1. За допомогою яких реакції можно розрізнити етилен і ацетилен , 1-бутен і 2-бутен, 1-бутін і 2- бутін.

2. Як синтезувати з метану етилен і ацетилен, з 1-бутену 2-бутен, з 1-бутіну 2- бутін.

Література

1. Ю.О.Ластухін, С.А.Воронов «Органічна хімія».

2. А.В.Аверин, А.Я.Снегирева «Лабораторный практикум по органической химии».

Державний вищий навчальний заклад

Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

7.Галогенопохідні

Вивчити властивості галогенопохідних

2.1. У результаті проведення лабораторних занять студенти повинні:

знати

- Теоретичні основи будови, ізомерії і номенклатури досліджуваних органічних сполук;

- Техніку безпеки при проведенні хімічних експериментів;

- Методику проведення хімічних експериментів;

- Основні фізико-хімічні властивості речовин, способи їх одержання, застосування

вміти

- працювати з хімічним посудом, органічними речовинами;

- складати установки одержання речовин;

- встановлювати будову органічних сполук, виходячи з результатів аналізу;

- скласти електронні та структурні формули речовин, скласти рівняння реакцій, що характеризують властивості вивчених речовин, обчислювати масу, об'єм або кількість речовини за відомими даними, вихід продукту реакції, характеризувати окремі представники досліджуваних сполук, писати ізомери, рівняння реакцій одержання, хімічних властивостей органічних сполук;

- виконувати обчислення за рівняннями хімічних реакцій;

- застосувати основні поняття, закони та моделі органічних речовин та їх реакційної здатності в хімічній технології;

- виконувати вимоги безпечної роботи з хімічними об'єктами.

2.2. Самостійна робота на занятті:

- виконання тестових або індивідуальних завдань (перевірка домашньої самопідготовки);

- виконання лабораторної роботи;

- обговорення та математична обробка експериментальних результатів;

- обговорення висновків та оформлення протоколу (залік лабораторної роботи).

3. Теоретична частина

Галогенопохідними вуглеводнів називаються сполуки, в яких один або більше атомів водню заміщені атомом галогену. В основу їх класифікації покладений поділ на моно галогенопохідні з одним атомом галогену і полі галогенопохідні з двома або більшою кількістю атомів галогену. У свою чергу, кожна з цих двох груп поділяється на насичені та ненасичені. Тому доцільно їх розглядати як похідні насичених і ненасичених вуглеводнів.

Загальна формула насичених моно галогенопохідних СnH2n+1Hal. Атом галогену може знаходитися біля первинного, вторинного і третинного атома вуглецю, тому розрізняють первинні, вторинні і третинні галоген алкани, або галогеналкіли:

Методи одержання

1. Заміщення функціональних груп галогенами. Галогеном можна заміщати найчастіше гідроксильну групу в спиртах, використовуючи для цього широке коло галогенуючих реагентів (PCl5, PBr5, PCl3, SF4 тощо).

Дія галоген оводню відбувається в кислому середовищі при його додаванні, при застосуванні сполук, з яких він утворюється в реакційному середовищі, або в присутності кислот Льюїса:



Дія галогенідів фосфору або суміші фосфору з галогеном. Галогеніди фосфору вважаються одним з найефективніших галогенуючих реагентів. Але часто процес галогенування проходить задовільно при використанні суміші фосфору і брому або йоду:

Дія тіонілхлориду. Застосування SOCl2 зручне тим, що всі побічні продукти реакції - гази, які легко вилучаються при нагріванні:

Фізичні властивості

Фізичні властивості галогенів визначаються природою галогену і структурою вуглецевого залишку. Це гази або рідини. Зі збільшенням атомної маси галогену і молекулярної маси алкільної групи зростають температура кипіння і густина. У воді моногалогенопохідні алканів не розчиняються, а їх густина часто більше одиниці.

Хімічні властивості

1. Реакції заміщення галогену воднем є відновленням галогеналкілів під дією НІ, каталітично збудженого або атомарного водню. Для відновлення застосовують також тетрагідроалюмінат літію LiAlH4 або тетрагідроборат натрію NaBH4:

3. Реакції заміщення галогену металами наведено на прикладі реакції Вюрца. Змінюючи умови реакції, можна з галоген алкілів отримати металоорганічні сполуки:

Практично важливі літій алкіли, що утворюються при взаємодії металічного літію з галоген алканами в неполярних розчинниках:

При дії на галогеналкіли таких металів, як магній, утворюються магнійорганічні сполуки - реактиви В. Гріньяра:

Галогенопохідні, в яких два атоми галогену знаходяться біля одного атома вуглецю, називаються гемінальними.

При знаходженні атомів галогену біля суміжних вуглецевих атомів сполуки називаються віцинальними:



Методи одержання

1. Полігалогенування алканів. Особливості процесу полі галогенування алканів подібні до випадку їх моно галогенування:

Одержання з альдегідів і кетонів. Сильні галогенуючі агенти на зразок PCl5, PBr5, PCl3, SF4 тощо при взаємодії з альдегідами і кетонами утворюють гемінальні галогенопохідні:

4. Заміщення гідроксильної групи галогеном. Аналогічно моно галогенопохідним при дії на гліколіз або інші багатоатомні спирти галоген оводнів ННаl, галогенідів фосфору PHaln, тощо утворюються ди- або полігалогенопохідні:

Фізичні властивості

Полігалогеналкани - важкі оліїсті рідини або кристалічні речовини, які не розчиняються у воді. Зі збільшенням кількості атомів галогену в молекулі температури кипіння зростають, крім флуоропохідних, для яких, навпаки, знижуються, що пов'язують зі зменшенням міжмолекулярної взаємодії між молекулами поліфлуоропохідних.

Хімічні властивості

Гідроліз полігалогенопохідних. При гідролізі віцинальних похідних утворюються гліколі, а гемінальних - альдегіди або кетони залежно від розташування галогенів відносно початку ланцюга сполуки:

4. Реактиви і обладнання

1. етиловий спирт

2. калію бромід (порошок)

3. сульфатна кислота концентрована

4. велика пробірка з газовідвідною трубкою

5. їдкий натр 2 н., розчин йоду в калію йодиді, Обладнання: мікроскоп; предметне скло.

6. хлористий бензил; нітрат срібла 0,2 н. розчин.

7. етиловий спирт; сірчана кислота (d = 1,84 г / см3)

8. бензол; бром; залізо (тирса); натронне вапно; їдкий натр, 2 н. розчин. Устаткування: пробірка з щільно вставленої зігнутої відвідної трубкою: скляна трубка-поглинач; ватний тампон; водяна баня, термометр.

5.Зміст роботи

5.1. Одержання бромистого етилу

В пробірку з газовідвідною трубкою поміщують 0,3 мл етилового спирту, 0,2 мл води і 0,3 мл сульфатної кислоти. Реакційну суміш охолоджують і додають 1-2 г калію броміду. Пробірку закріплюють під кутом і обережно нагрівають до кипіння. Кінець газовідвідної трубки занурюють в іншу пробірку, в якій міститься вода з льодом. Нагрівання ведуть до зникнення кристалів калію броміду в пробірці. В приймачі утворюються 2 шари: нижній -- бромистий етил, верхній -- вода.

Хімізм процесу :

С2Н5ОН + НО--SO3Н > С2Н5 - О - S03H + Н2О

етилсірчана кислота

КВr + H2SO4 > НВr + KHSO4

гідросульфат калію

5.2. Одержання йодоформу із етилового спирту

В пробірку поміщають 0,1 мл етилового спирту, 0,3 мл розчину йоду в калію йодиді і 0,3 мл розчину їдкого натру. Вміст пробірки нагрівають, не допускаючи закипання розчину, так як в киплячому розчині йодоформ руйнується лугом. З'являється біла муть, з якої поступово при охолодженні утворюються кристали йодоформу. Якщо муть розчиняється, то дають ще 0,4-0,5 мл розчину йоду в калію йодиді до теплої реакційної суміші і ретельно перемішують вміст пробірки, поки не почнеться виділення кристалів.

Дві краплі осаду переносять на предметне скло і розглядають їх під мікроскопом . Кристали йодоформу мають вигляд шестикутників або шестикінечний сніжинок. Хімізм процесу:

I2 + 2NaOH > NaOI + NaI + Н2O

NaOI > NaI + [О]

CH3CH2OH + [O] > CH3COH + H2O

CH3COH + 3I2 > CI3COH + 3HI

CI3COH + NaOH > CHI3 + HCOONa

Йодоформ утворює кристали жовтого кольору з температурою плавлення 119 ° С, володіє сильним, дуже нав'язливим запахом. Це прекрасний антисептик.

5.3. Легка рухливість галогену бічного ланцюга

У пробірку поміщають 1 краплю хлористого бензил, 5 крапель води, нагрівають до кипіння і додають 1 краплю розчину нітрату срібла. Негайно випадає білий осад хлориду срібла.

Хімізм реакції:

С6Н5-СН2С1 + НОН > С6Н5-CH2OH + НС1

хлористий бензил бензиловий спирт

НС1 + AgNO3 > AgCl + HNO3

5.4. Отримання хлористого етилу.

У пробірку насипають дрібні кристали хлориду натрію (шар висотою 1 мм), потім додають 3 краплі етилового спирту, 3 краплі концентрованої сірчаної кислоти і нагрівають суміш в полум'я пальника. Час від часу підносять отвір пробірки до полум'я пальника. Вирізняється хлористий етил загоряється, утворюючи характерне колечко, забарвлене в зелений колір.

Хімізм процесу:

С2Н5ОН + НО-SO3Н > С2Н5 - О - SO3H + Н2О

NaCl + H2SO4 > HCl + NaHSO4

С2Н5 - О - SO3H + HCl > C2H5Cl + H2SO4

Хлористий етил - газ, легко згущається в рідину з т. Кип. 12,4 ° С.

5.5. Отримання бромбензолу

Дослід проводять у витяжній шафі!

В суху пробірку поміщають трохи залізної тирси, 5 крапель бензолу і 2 краплі брому. Отвір пробірки відразу ж закривають пробкою з газовідвідною трубкою, до якої прикріплено скляна трубка-поглинач з натронной вапном .

Реакція починається негайно, суміш при цьому майже не розігрівається. Після того як в реакційній пробірці припиниться виділення бульбашок НВr і зникнуть пофарбовані пари брому, її поміщають у водяну баню і нагрівають 2 хв при температурі 60-700С. Отриманий бромбензол охолоджують і промивають від слідів брому розчином їдкого натру майже до знебарвлення. Верхній водний шар відбирають за допомогою піпетки. З бромбензол проводять якісну реакцію на галоген.

Хімізм процесу:

2Fe + ЗВr2 > 2FeBr3

С6Н6 + Вr2 > С6Н5Вr + НВr

Тести

1.Укажіть формулу хлороформу: ( А )А CHCl3Б CH2Cl2В CH3ClГ CHI3Д C2H5Cl

2.Укажіть загальну формулу моногалогенпохідного насиченого вуглеводню:(А)А CnH2n+1 HalБ CnH2n-1 HalВ CnH2n-3 HalГ CnH2n-5 HalД CnH2n-7 Hal

3. Укажіть число атомів Гідрогену в формулі хлоретану: ( А )А п'ятьБ чотириВ шістьГ вісімД сім

4. Укажіть спосіб перетворення брометану в етилен: ( А )А взаємодія зі спиртовим розчином КОНБ нагрівання з сульфатною кислотоюВ взаємодія з воднемГ взаємодія з водоюД взаємодія з натрієм

5. Укажіть загальну кількість - зв'язків в формулі хлороформу: ( Б )А чотириБ одинВ дваГ триД сім

6.Укажіть назву речовини, яка утворюється при взаємодії 1-бутену з HBr: ( Б )А 2 - бромбутанБ 1 - бромбутанВ 1,2 - дибромбутанГ 2,2 - дибромбутанД бутан

7. Укажіть реактив, який треба використати, щоб перетворити 2 - бромбутан на 2 - бутен: ( А )А спиртовий розчин КOHБ ZnВ NaГ H2Д H2SO48. Укажіть формулу речовини, яка може мати як цис-, так і транс- ізомер: ( А )А CHCl = CHClБ CH3 - C C - ClВ CH2Br - CH = CH2Г CH2 = CH2Д CBr2 = CBr2

9. Укажіть речовину, яка реагує із спиртовим розчином КОН і утворює алкен: ( Б )А 1 - йодобутанБ хлорметанВ дихлорметанГ трихлорметанД ацетилен

10. Виберіть реакцію утворення йодоформу: ( А )А CH4 + 3I2 CHI3 + 3HIБ CH4 + I2 CH3I + HIВ CH4 + 2I2 CH2I2 + 2HIГ CH2 = CH2 + I2 CH2I - CH2IД CH2 = CH2 + HI CH3 - CH2І

Питання для самоконтролю

Які загальні формули мають загальні моногалогенопохідні алканів, алкенів, вуглеводні ряду бензену. Назвіть формули сполук кожного типу.

Написати формули ізомерів складу С4Н9Сl та назвати їх по раціональній номенклатурі.

Написати формули ізомерів складу С5Н11Вr та назвати їх по сучасній замісниковій номенклатурі.

Написати формули і назвати хлорпохідні, які можуть утворитися при дії хлору на наступні вуглеводні: 2-метилбутан; ізобутилен, метилацетилен, толуен. Вказати умови.

Описати хімічні властивості галагенопохідних на прикладі ізопропілйодиду.

Складіть рівняння реакції за допомогою яких можна здійснити перетворення: метан а хлорметан а етан а хлоретан а етилен а 1,2-диброметан а ацетилен а бензен а толуен а бромтолуен.

Контрольні запитання

1. Написати структурні формули: 1-бром-2-хлорпентан; 2,2,3-трихлорпентан; 4-метил-1-хлорпентен-1; 3-бромпентен-1-іну-4; 1-метил-2-хлорциклогексан; 5-хлорпентадієн-1,3.

2. Написати формули ізомерів галагенопохідних ароматичних вуглеводнів складу С6Н4Сl2, С6Н3Сl3, С7Н6Сl2. Назвати їх.

3. Вкажіть шлях синтезу тредбутилхлориду, виходячи з ізобутилового спирту або ізобутилхлориду.

4. Вкажіть схему реакцій та реагенти для здійснення наступних перетворень: 4,4-диметилпентен-1 > 2,2-диметил-3,4дихлорпентан > 1-бром-3,4-диметилпентан > 1,2-дибром-3,4-диметилпентан > 1,1-дибромбутан > 2,2-дихлорбутан.

5. За допомогою яких реакцій можна здійснити наступні перетворення: ацетилен 1,1-дихлоретан > метил ацетилен > 2,2-дихлорпропан > пропілхлорид > ізопропілхлорид > 4-метилпентанол-1 > 2,3-дибром-4-метилпентан.

6. За допомогою яких реакцій з ацетилену можна добути 2-бромбутан; 1,2-дибромбутан; 2,3-дибромбутан та 3-хлорбутен-1.

7. Напишіть схему перетворення: Ізопентан суміш можливих монохлорпохідних з їдким натром > суміш алкенів з хлоридною кислотою > суміш хлорпохідних з їдким натром > суміш алкенів з бромоводнем утворення 1-ого ізомеру бромпентану.

8. З вуглеводню бутену добудьте без домішок бромпохідне складу С4Н9Вr, яке при взаємодії з натрію ацетеленідом утворює вуглеводень з третинним вуглецевим атомом.

9. В яких умовах здійснюються реакції одержання вінілхлориду з етилену, ацетилену, 1,1-дихлоретану, 1,2-дихлоретану, і як його одержують на виробництві „Оріана”.

10. Розрахуйте масу вуглеводню, який утворюється під дією спиртового розчину лугу на 1,2-дихлоретан об'ємом 80 мл, густиною 1,26 г/мл. Масова частка виходу становить 80%.

11. Який об'єм вуглеводню утвориться внаслідок дії спиртового розчину натрію гідроксиду на 1,1-дибромпропан масою 70,7 г.

Література

1. Ю.О.Ластухін, С.А.Воронов «Органічна хімія».

2. А.В.Аверин, А.Я.Снегирева «Лабораторный практикум по органической химии»

8.Гідроксильні сполуки та їх похідні. Спирти

Вивчити властивості етилового спирту та властивості багатоатомних спиртів та добування етерів, вивчення їх властивостей.

2.1. У результаті проведення лабораторних занять студенти повинні: знати

- Теоретичні основи будови, ізомерії і номенклатури досліджуваних органічних сполук;

- Техніку безпеки при проведенні хімічних експериментів;

- Методику проведення хімічних експериментів;

- Основні фізико-хімічні властивості речовин, способи їх одержання, застосування вміти

- працювати з хімічним посудом, органічними речовинами;

- складати установки одержання речовин;

- встановлювати будову органічних сполук, виходячи з результатів аналізу;

- скласти електронні та структурні формули речовин, скласти рівняння реакцій, що характеризують властивості вивчених речовин, обчислювати масу, об'єм або кількість речовини за відомими даними, вихід продукту реакції, характеризувати окремі представники досліджуваних сполук, писати ізомери, рівняння реакцій одержання, хімічних властивостей органічних сполук;

- виконувати обчислення за рівняннями хімічних реакцій;

- застосувати основні поняття, закони та моделі органічних речовин та їх реакційної здатності в хімічній технології;

- виконувати вимоги безпечної роботи з хімічними об'єктами.

2.2. Самостійна робота на занятті:

- виконання тестових або індивідуальних завдань (перевірка домашньої самопідготовки);

- виконання лабораторної роботи;

- обговорення та математична обробка експериментальних результатів;

- обговорення висновків та оформлення протоколу (залік лабораторної роботи).

3. Теоретична частина

Спирти - похідні вуглеводнів, у молекулах яких один або декілька атомів водню заміщені гідроксильною групою - ОН. Кількість гідроксильних груп визначає атомність спиртів. Одноатомні спирти містять у молекулі одну гідроксильну групу, наприклад СН3 - ОН, двоатомні - дві, триатомні - три тощо. Залежно від будови вуглеводневого залишку або природи вуглецевого атома, з яким зв'язана гідроксильна група, розрізняються первинні, вторинні та третинні спирти:

Наявність або відсутність ненасичених зв'язків визначає поділ аліфатичних спиртів на насичені і ненасичені.

Одноатомні насичені спирти

Одноатомні насичені спирти позначаються загальною формулою СnH2n+1OH. Головний ланцюг нумерується з того кінця, ближче до якого міститься ОН-гркпа. Ізомерія спиртів залежить від будови вуглеводневого ланцюга і положення гідроксильної групи.

Методи одержання

1. Оксосинтез. Суміш оксиду вуглецю СО і водню утворює різні спирти та інші сполуки залежно від умов процесу:



Карбонілювання спиртів дозволяє нарощувати вуглецевий ланцюг молекули та отримувати їх гомологи:

2. Окиснення алканів. Нижчі алкани до спиртів не окислюються. Реакція окиснення має практичне застосування для вищих парафінів. Для запобігання подальшому окисненню спиртів до альдегідів і кислот реакцію проводять в атмосфері азоту в присутності борної кислоти, яка утворює стійкі до окиснення естери:

Утворення алілових естерів бору є своєрідним захистом гідроксильних груп від окиснення. Естери бору потім легко гідролізуються в лужному середовищі до спиртів:

3. Ферментативна переробка вуглеводів, чи спиртове бродіння моносахаридів і полісахаридів, здавна є методом одержання етилового спирту:

Фізичні властивості

Загальні зміни фізичних властивостей характерні для вуглеводнів, проявляються і в спиртах. Але їх температури кипіння суттєво вищі, ніж алканів і галоген алканів з тією самою кількістю вуглецевих атомів. Це пояснюється наявністю водневих зв'язків, які сприяють існуванню асоціатів між молекулами спирту:

Залежно від будови первинні спирти мають вищу температуру кипіння, ніж вторинні, які,у свою чергу, характеризуються більшою температурою кипіння порівняно з третинними.

Спирти С1 - С10 - рідини, починаючи з С11 - мастильні або тверді тіла, і їх густина менша за одиницю. Спирти С1 - С3 змішуються з водою без обмежень, що пояснюється утворенням водневих зв'язків з молекулами води.

Хімічні властивості

1. Окиснення і дегідрування спиртів. При окисненні спиртів за допомогою KMnO4, K2Cr2O7, CrO3 або О2 в присутності міді утворюються альдегіди, кетони або карбонові кислоти.

Первинні спирти утворюють альдегіди. Останні в умовах реакції здатні окислюватися до відповідних кислот:

Вторинні спирти утворюють кетони:

Третинні спирти в кислому середовищі окислюються важко з розривом зв'язку С - С у в-положенні до гідроксильної групи та утворенням у кінцевому підсумку суміші кислот і кетонів:

2. Взаємодія з сульфатною кислотою. При взаємодії спиртів, особливо первинних, з сульфатною кислотою утворюються відповідні естери вже на холоді. При цьому, на відміну від одержання естерів за участю нітратної кислоти, спостерігається розщеплення С - О- зв'язку в молекулі спирту:

3. Утворення етерів. Одержання етерів відбувається в присутності кислотних каталізаторів при відносно невеликих температурах. Перебіг реакції етерифікації включає стадію утворення протонованого спирту, карбокатіона та алкілування ними наступної молекули:



Двоатомні насичені спирти

Двоатомними насиченими спиртами або гліколями, називають спирти з двома гідроксильними групами біля різних вуглецевих атомів із загальною формулою СnH2n(OH)2.

Методи одержання

1. Гідроліз дигалогенопохідних або галогеногідринів:

Гідратація органічних оксидів:

2. Окиснення алкенів водними розчинами пероксидом водню Н2О2 в присутності тетроксиду осмію:

3. Відновлення естерів дикарбонових кислот за методом Буво-Блана або іншим шляхом:

Фізичні властивості

Гліколі розчиняються у воді краще, ніж одноатомні спирти, і киплять при вищих температурах, що зумовлено існуваннямводнеих зв'язків. Гліколі - це високов'язкі рідини або кристалічні речовини з солодким смаком. Із зростанням кількості ОН-груп солодкий смак посилюється.

Хімічні властивості

1. Кислотні властивості гліколів. Завдяки наявності другої ОН-групи, кислотність гліколіз вища порівняно з одноатомними спиртами. Так, вони здатні реагувати з гідроксидами не тільки лужних, але і важких металів з утворенням комплексних сполук:

2. Утворення етерів і естерів. Повні та неповні етери гліколіз утворюються аналогічно етерами одноатомних спиртів. Подібно синтезуються також їх повні і неповні естери при взаємодії з мінеральними і карбоновими кислотами. До етерифікації здатні не тільки гліколіз, але і їх гліколятианалогічно спиртам:



3. Реакція дегідратації. Для гліколів можлива як внутрішньо молекулярна так і міжмолекулярна дегідратація.

Внутрішньомолекулярна дегідратація. Залежно від кількості вуглецевих атомів та умов реакції при дегідратації отримують продукти різної будови.

Поширені також спирти з кількістю гідроксильних груп більшою, ніж три. Вони називаються поліолами, наприклад 1,2,3,4-бутантетраол.

У названих спиртах кількість гідроксильних груп відповідає кількості атомів вуглецю. Існують багатоатомні спирти, для яких кількість гідроксильних груп менша, ніж кількість атомів вуглецю.

Пептити і гексити входять до складу рослин. Їх добувають відновленням моносахаридів і застосовують для синтезу полімерів, пластифікаторів, поверхнево-активних речовин тощо. Крім того, D-глюцит застосовується як замінник цукру

Етери - це органічні сполуки, в яких два вуглеводневих залишки сполучені між собою за допомогою атома кисню, загальної формули R - O - R'. Залишки R і R' можуть бути однаковими або різними. В останньому випадку етери називаються змішаними.

Методи одержання

1. Дегідратація спиртів, застосовується в основному для первинних спиртів. Реакція полягає в алкілуванні спирту його протонованим аналогом, карбокатіоном або моноалкілсульфатом:

а) при взаємодії спиртів, особливо первинних, з надлишком сульфатної кислоти для температур від кімнатної до 100? С синтезуються моноалкілсульфати, чи алкілсульфатні кислоти:

б) при надлишку спирту і 140-150? С алкілсульфати перетворюються в діалкілові етери, які необхідно весь час вилучати з реакційного середовища з метою зміщення рівноваги процесу вправо:

Для одержання змішаного етеру вживають надлишок іншого спирту:

в) при сильному нагріванні алкілсульфатів отримують відповідні алкени:

2. Приєднання спиртів до алкенів. При каталітичному приєднанні спиртів до алкенів у присутності кислот Льюїса напрям приєднання відповідає правилу Марковникова:

Приєднання спиртів до алкенів.

Фізичні властивості

Перші два представники етерів - газоподібні речовини, решта - рідини із специфічним запахом. Для етерів характерна відсутність водневих зв'язків, унаслідок чого вони практично не розчиняються у воді і мають досить низькі температури кипіння (етери леткіші, ніж спирти). Наприклад, дим етиловий етер має температуру кипіння -23,7? С, а його структурний ізомер +78? С. Діетиловий етер, молекулярна маса якого більша, ніж етанолу, має температуру кипіння +34,6? С.

Хімічні властивості

1. Утворення оксонієвих сполук. У присутності сильних кислот синтезуються протоновані етери, завдяки чому етери розчиняються в концентрованій сульфатній кислоті:

2. Розчеплення етерів. Розчеплення під дією лужних металів. Під дією металічного натрію етери здатні при нагріванні розщеплюватися на алкоголяти та алкілнатрій:

Розщеплення під дією кислот. Концентровані кислоти вже при кімнатній температурі розщеплюють етери, причому реакція може відбуватися далі з утворенням галогеналкілу або відновленого алкану як кінцевого продукту:



3. Окиснення етерів. Більшість етерів легко окислюються при контакті з киснем повітря, утворюючи пероксидні сполуки. Це може призвести до вибухів у разі детонації. Найлегше окиснення проходить в б-положенні відносно атома кисню:

За умов тривалого зберігання утворюються, як правило, суміші пероксидних сполук різної будови:

4. Реактиви і обладнання

4.1. етиловий спирт, порошок купруму (ІІ) сульфату, пропанол, бутанол

4.2. ізоаміловий спирт, фенолфталеїн, 1% спиртовий розчин натрію, 0,5 н. розчину калію біхромату

4.3. 0,2 н. розчин сульфатної кислоти; 0,1 н. розчин калію перманганату

4.4. гліцерин, купруму (ІІ) сульфат, 0,2 н.; їдкий натр, 2 н.

4.5. етиловий спирт, 96%; сульфатна кислота концентрована; барію карбонат

4.6. хлоридна кислота концентрована; натрію нітрат; калію йодид

4.7. луг, пробірки, фільтр

4.8. купруму (ІІ) гідроксид розчин

5. Зміст роботи

5.1. Виявлення наявності води в спирті

В суху пробірку поміщають трохи порошку купруму (ІІ) сульфату і додають 0,3-0,4 мл етилового спирту. Суміш добре струшують і слабо нагрівають.

5.2. Розчинність етилового спирту у воді

В суху пробірку поміщують 0,2 мл етилового спирту і додають по краплях воду.

5.3. Відношення спиртів до індикатора

В пробірку дають 0,3 мл води і додають по 0,2 мл етанолу, пропанолу, бутанолу, амілового спиртів. Перевіряємо їх дію на фенолфталеїн та лакмус.

5.4. Утворення та гідроліз алкоголятів

В пробірку поміщають металічний натрій і додають 0,3 мл етилового спирту і закривають пробірку пальцем. По закінченню реакції підносять пробірку до полум'я пальника і забирають палець. В отворі пробірки загорається водень, який виділяється. Залишок натрію етилату розчиняють в 0,2-0,3 мл дистильованої води додають 0,1 мл фенолфталеїну.

5.5. Окиснення етилового спирту купруму (ІІ) оксидом

В пробірку поміщають 0,2 мл етилового спирту. Тримаючи спіраль з мідною дротиною пінцетом нагрівають її в полум'ї пальника до появи чорного кольору купруму (ІІ) оксиду. Гарячу спіраль поміщають в пробірку з етиловим спиртом. Чорна поверхня спіралі стає золотистою внаслідок відновлення купруму (ІІ) оксиду. Відчуваємо запах оцтового альдегіду (запах яблука).

5.6. Окиснення етилового спирту хромовою сумішшю

В суху пробірку поміщують 0,2 мл етилового спирту та додають 0,1 мл сульфатної кислоти і 0,2 мл калію дихромату. Нагрівають.

5.7. Окиснення ізоамілового спирту хромовою сумішшю

В суху пробірку поміщують 0,2 мл ізоамілового спирту і додають 0,1 мл розчину сульфатної кислоти і 0,2 мл калію дихромату. Нагрівають.

5.8. Окиснення етилового спирту калію перманганатом

В пробірку поміщують 0,2 мл етилового спирту і 0,2 мл калію перманганату та 0,3 мл розчину сульфатної кислоти. Нагрівають.

5.9. Взаємодія гліцерину з купруму (ІІ) гідроксидом

Помістити в пробірку 0,2 мл розчину купруму (ІІ) гідроксиду, 0,2 мл розчину їдкого натру і перемішати, в пробірку додати 0,1 мл гліцерину і збовтати.

5.10. Отримання диетилового етеру

В суху пробірку внести 0,2 мл етилового спирту і 0,2 мл сульфатної кислоти. Суміш обережно нагріти на полум'ї пальника до побуріння розчину. До гарячої суміші обережно додати ще 0,2 мл етилового спирту.

5.11. Утворення і властивості етилсульфатної кислоти

До 1 мл етилового спирту обережно додати, постійно струшуючи, 1 мл концентрованої сульфатної кислоти. Гарячу суміш нагрівати на паровій бані 2-3 хв., а потім охолодити. Розчин вилити в стакан або фарфорову чашку з 25 мл води. Всипати туди невеликими кількостями при постійному перемішуванні паличкою 5 г барію карбонату (наперед зважити). Після припинення реакції провіряємо реакційну суміш на лакмус.

Отриману кашку нагріти на водяній бані і відфільтрувати частину розчину через щільний фільтр у 3 пробірки по 2-3 мл:

1. Фільтрат у першій пробірці випарити досуха у фарфоровій чашці; порошок, що залишився прокалити;

2. Фільтрат у другій пробірці підкислити 2 н. розчином сульфатної кислоти; перевірити розчинність осаду в кислотах;

3. До фільтрату у третій пробірці додати 1мл концентрованої хлоридної кислоти і нагріти на водяній бані.

Що буде, якщо підкисленою хлоридною кислотою пробу фільтрату залишити при кімнатній температурі на 3 дні?

5.12. Отримання етилнітрату і його властивості

В пробірці розчинити 1 г натрію нітрату в 2 мл води, додати 1-1,5 мл спирту, добре схолодити в суміші води з йодом і снігом. У другій пробірці змішати 1 мл концентрованої хлоридною кислоти і 1 мл води; також охолодити суміш до 00С. Обережно, маленькими порціями, влити кислоту у водно-спиртовий розчин натрію нітрату, весь час збовтуючи та охолоджуючи суміші.

Помістити декілька крапель одержаного ефіру на годинникове скло і спостерігати як швидко він випарується.

Відібравши піпеткою декілька крапель етилен нітрату (не захоплюючи нижній водяний шар), перенести його в другу пробірку з 1 мл, охолодженої до 00С води, і додати туди 0,1-0,2 мл розчину калію йодиду. Долити в ту ж пробірку 0,1-0,2 мл хлорної кислоти, збовтати, спостерігати зміну.

Змішати декілька крапель етилен нітрату з мл холодної води, додати 0,1-0,2 мл розчину лугу і суміш збовтати.

ТЕСТИ

1. Речовини, що є продуктами заміщення атома Гідрогену в гідроксильній групі спирту на радикал, називаються: (А )А етериБ естериВ фенолиГ кетониД альдегіди

2. Укажіть види ізомерії, характерні для класу спиртів: ( А )А ізомерія за вуглецевим скелетом, за положенням гідроксогрупи та міжкласова ізомеріяБ ізомерія за вуглецевим скелетом та за положенням гідроксогрупиВ ізомерія за вуглецевим скелетом та міжкласова ізомеріяГ геометрична ізомеріяД оптична ізомерія

...