Дослiд 11.1. Отримання ацетальдегіду із ацетилену (за реакцією м.Г. Кучерова)

Реактиви і матеріали:	карбід кальцію, оксид ртуті (ІІ), сульфатна кислота (d=1,84 г/см3).
Обладнання:	лійка з відтягнутим кінцем, газовідвідна трубка з відтягнутим кінцем.

Ацетилен отримують дією води на карбід кальцію.

Рис. 11.1. Отримання ацетальдегіду: 1 - пробірка з CaC2; 2 - крапельна лійка; 3 та 6 - газовідвідні трубки; 4 - „реактор”; 5 - склянка з гарячою водою; 7 - мікропробірка; 8 - склянка з охолодженою сумішшю

У пробірку 1 (рис.11.1) або маленьку колбочку вміщують декілька маленьких шматочків карбіду кальцію та закривають її пробкою з двома отворами, в один з яких вставлена крапельна лійка 2, а в інший - вигнута газовідвідна трубка 3 з відтягнутим кінцем для підводу ацетилену в “реактор” 4. “Реактор” - пробірку з газовідвідною трубкою 6 - також закривають пробкою, через яку майже до днища проходить трубка 3, яка підводить ацетилен. Леткі продукти реакції виходять з “реактора” по відвідній трубці 6 в маленьку пробірку 7, яку охолоджують водою із снігом.

В “реактор” вміщують 0,1 г оксиду ртуті, 2 мл води і 1 мл сульфатної кислоти. Розігріту суміш збовтують, при цьому більша частина ртуті розчиняється з утворенням - сульфату ртуті:

HgO + H₂SO₂ ® Hg SO₄ + H₂O

Після розчинення оксиду ртуті “реактор” із сумішшю закривають пробкою з трубкою, яка підводить ацетилен, та вміщують в водяну баню або склянку 5 із гарячою водою (температура близько 80-90°С підтримується протягом всього досліду).

У пробірку (колбочку) з карбідом повільно, краплями, додають із крапельної лійки воду. Створюється потік газоподібного ацетилену, інтенсивність виділення якого повинна бути такою, щоб можна було рахувати пухирці газу, що проходить через “реактор”. Утворений ацетилен, який утворився, проходячи в реакційній пробірці через розчин сірчанокислої ртуті (каталізатор), приєднує воду з утворенням отцтового альдегіду. Через 8-10 хв припиняють пропускання ацетилену та розбирають прилад. Рідина в приймачі має характерний запах оцтового альдегіду.

Хімізм процесу:

Перевіряють утворення оцтового альдегіду кольоровою реакцією з фуксинсірчистою кислотою.

Реакція гідратації ацетилену та його гомологів за потрійними зв’язками в присутності солей оксиду ртуті відкрита М.Г. Кучеровим у 1881 р. Утворена проміжна сполука - вініловий спирт належить до ненасичених спиртів, в яких гідроксильна група розташована при карбоні з подвійним зв’язком. Такі сполуки нестійкі (правило Ельтекова) та у вільному стані не існують. Нестійкість сполук з гідроксилом при подвійному зв’язку пояснюється тим, що вільні електронні пари оксигену вступають у спряження з p - електронами подвійного зв’язку:

Атом гідрогену гідроксильної групи, набуваючи підвищеного позитивного заряду, легко відкривається у вигляді протона, який приєднується до атома карбону CH₂ - групи, що має надлишок електронної густини.

У результаті реакції утворюється сполука з карбонільною групою, а із ацетилену при гідратації оцтовий альдегід .