5. Реакции электрофильного замещения ароматических соединений.

ОКИСЛЕНИЕ ГОМОЛОГОВ БЕНЗОЛА

Приборы и оборудование: Пробирки, колба 50 мл, лед, колба 100 мл, водяная баня.

Реактивы: Анилин, бромная вода, раствор фенола, концентрированные азотная и серная кислоты, толуол, 2% раствор перманганата калия, насыщенный раствор хлорида натрия.

5.1. Образование триброманилина.

Ход работы: В пробирку помещают 2 капли анилина и 5-6 капель дистиллированной воды, взбалтывают, прибавляют несколько капель бромной воды до появления белого осадка 2,4,6-триброманилина.

5.2. Образование трибромфенола.

Ход работы: В пробирку помещают 8-10 капель водного раствора фенола, прибавляют несколько капель бромной воды до появления белого осадка 2,4,6-трибромфенола. После добавления в пробирку еще 2-3 капель бромной воды 2,4,6-трибромфенол окисляется в 2,4,4,6-тетрабромциклогексадиен-2,5-он, об этом свидетельствует превращение белого осадка в светло-желтый.

5.3. Нитрование толуола.

Ход работы: В колбу вместимостью 50 мл наливают 2 мл концентрированной азотной и 2,5 мл концентрированной серной кислоты. Колбу охлаждают. К охлажденной смеси добавляют по каплям при постоянном встряхивании 1 мл толуола. Через 5 мин помещают колбу в холодную воду со льдом и дают отстояться. Выделение о- и п-нитротолуолов происходит в виде желтоватых капель.

5.4. Сульфирование толуола.

Ход работы: В колбу помещают 5 мл концентрированной серной кислоты и прибавляют 2,5 мл толуола. Толуол постепенно растворяется в серной кислоте. Смесь осторожно нагревают на водяной бане в течение 10-15 мин до полного растворения толуола. Реакционную смесь выливают в насыщенный раствор хлорида натрия. При охлаждении выпадают кристаллы натриевой соли п-толуолсульфокислоты.

5.5. Окисление толуола.

Ход работы: В пробирку помещают 5 мл воды, 3 мл 2% раствора перманганата калия и 1 каплю 10% раствора серной кислоты. Добавляют 1-2 мл толуола, и, энергично встряхивая, нагревают. Отмечают, какие изменения произошли с первоначальной окраской раствора.

Оформление отчета: В отчете по лабораторной работе должны быть приведены:

1. название работы;

2. цель работы;

3. приборы и оборудование;

4. реактивы;

5. сущность работы;

6. экспериментальные данные, представленные в виде таблицы (табл. 3);

Таблица 3

№ опыта	Реактивы	Уравнение реакции	Результаты наблюдения
1
2
3

7. выводы.

Контрольные вопросы:

1. Предложите механизм нитрования бензола.

2. Напишите реакцию бромирования бензойной кислоты.

3. Чем отличаются нитрование бензола и толуола?

4. Напишите схему реакции окисления 1-метил-2-этилбензола. Назовите продукт реакции.

5. Объясните положение сульфогруппы в продукте сульфирования толуола.

6. Изучение химических свойств спиртов.

Приборы и оборудование: Пробирки с газоотводной трубкой, пробирки, лед, стаканы, делительная воронка.

Реактивы: Бромид калия, этанол, концентрированная серная кислота, безводный ацетат натрия, раствор перманганата калия, раствор сульфата меди, раствор щелочи, глицерин, изопропиловый спирт, фенол, безводный сульфат меди, 10% раствор гидроксида натрия.

6.1. Получение бромэтана.

Ход работы: В первую пробирку помещают 0,1-0,2 г бромида калия, добавляют 1 мл этанола и 10 капель концентрированной серной кислоты. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой. Конец газоотводной трубки опускают во вторую пробирку, содержащую 1 мл воды с кусочком льда; пробирка помещена в стаканчик со смесью воды и льда. Реакционную смесь осторожно нагревают до кипения, прогревая сначала верхний слой. Постепенно кристаллы бромида калия растворяются, а во второй пробирке собираются бесцветные тяжелые капли бромэтана. Перегонку ведут до исчезновения кристаллов бромида калия.

Внимание! Приемник при перегонке необходимо охлаждать для предотвращения испарения бромэтана, имеющего низкую температуру кипения.

6.2. Получение 2-бромпропана.

Ход работы: В пробирку с газоотводной трубкой наливают 1,5-2 мл изопропилового спирта и 2 мл концентрированной серной кислоты. Смесь охлаждают и добавляют 1-2 мл воды. Продолжая охлаждение, всыпают в пробирку 1,5 г бромида калия. Присоединив газоотводную трубку, укрепляют пробирку наклонной в лапке штатива. Конец отводной трубки помещают в другую пробирку – приемник, содержащую 1 мл воды, и помещают в стаканчик со льдом и водой. Реакционную смесь осторожно нагревают до кипения до тех пор, пока в приемник не перестанут поступать маслянистые капли, опускающиеся на дно. В случае сильного вспенивания реакционной смеси нагревание на короткое время прекращают. После окончания опыта продукт при помощи делительной воронки отделяют от воды. Для осушения используют несколько гранул хлорида кальция.

6.3. Обнаружение воды в этиловом спирте.

Ход работы: Вносят в сухую пробирку небольшое количество этилового спирта, добавляют немного безводного сульфата меди, взбалтывают содержимое пробирки, дают ему отстояться. Если спирт содержит воду, осадок сульфата меди окраситься в голубой цвет вследствие образования медного купороса.

6.4. Взаимодействие уксусной кислоты с этанолом.

Ход работы: В пробирку помещают 0,1 г безводного ацетата натрия, добавляют 0,5 мл этанола и несколько капель концентрированной серной кислоты. Пробирку осторожно нагревают в течение 20-30 сек. Содержимое пробирки выливают в фарфоровую чашку с холодной водой. Отмечают появление характерного запаха.

6.5. Окисление этилового спирта.

Ход работы: В пробирку помещают 2 мл этилового спирта и прибавляют 1 мл щелочного раствора перманганата калия. Приготовленную смесь слегка подогревают. Отмечают изменение цвета раствора перманганата калия и характерный запах уксусного альдегида.

6.6. Получение глицерата меди.

Ход работы: В пробирку наливают 0,5 мл 3%-ного раствора сульфата меди и добавляют 1 мл 10%-ного раствора щелочи. Отмечают выпадение осадка. К полученной смеси добавляют каплю глицерина и взбалтывают до полного растворения осадка.

6.7. Образование и разложение фенолятов.

Ход работы: В пробирку помещают 0,5 г фенола и добавляют 3-4 мл воды, пробирку встряхивают. Раствор фенола взбалтывают до образования эмульсии и прибавляют к нему 5 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия. При этом фенол полностью растворяется. Реакция протекает с образованием фенолята натрия. Если к раствору фенолята натрия прибавить соляную кислоту, происходит выделение свободного фенола в виде мельчайших капель, вследствие чего раствор начинает мутнеть.

Оформление отчета: В отчете по лабораторной работе должны быть приведены:

1. название работы;

2. цель работы;

3. приборы и оборудование;

4. реактивы;

5. сущность работы;

6. экспериментальные данные, представленные в виде таблицы (табл. 4);

Таблица 4

№ опыта	Реактивы	Уравнение реакции	Результаты наблюдения
1
2
3

7. выводы.

Контрольные вопросы:

1. Напишите уравнение реакции получения бромэтана из этанола. Представьте механизм реакции.

2. Напишите схему реакции образования этилацетата. Какова роль концентрированной серной кислоты в реакции этерификации?

3. Напишите реакции получения этилата натрия, глицерата меди.