Арены и галогениды.

Бензол; толуол ; ксилол ; 2% р-р Br₂ в CCl₄;

NaCl крист.; р-р J₂ в KJ; C₆H₅Cl; C₆H₅ –CH₂-Cl ;

0,1 н AgNО₃; 2 н H₂SO₄; конц. H₂SO₄; конц. HNO₃;

2н NaOH; C₂H₅OH; 2 н HCl; натронная известь; мик-.

роскоп; спиртовка; предметное стекло.

Цель работы: 1).Сопоставить химические свойства бензола и его гомологов. 2) Познакомиться с некоторыми методами получения галогенидов

и их свойствами.

Опыт 3.1. Получение бензола из бензоата натрия

В пробирку (а) поместить смесь равных по массе частей

C ₆H₅COONa и натронной извести (h~ 5 мм) и закрыть ее пробкой с короткой газоотводной трубкой (схема установки - на рис.1 из лабораторной работы N 1). Конец трубки поместить в маленькую пробирку с нитрующей смесью ( 3 капли HNO₃ конц. + 3 капли конц. H₂SO₄). Греть пробирку (а): сначала прогреть ее верхнюю часть для предотвращения конденсации паров бензола, а затем нижнюю ее часть (рис. 3).

Через несколько секунд в пробирке (б) над слоем кислот появляется темная капля нитробензола. Извлеч трубку из нитрующей смеси и прекратить нагрев.

Рис.3. Схема получения

бензола и его нитрования.

В пробирку (б) добавить 8-10 капель H₂O, чтобы разбавить кислоты, взболтать содержимое пробирки и определить наличие нитробензола по характерному запаху (запах горького миндаля).

Обратить внимание на плотность нитробензола (положение его капли до и после разбавления кислот водой).

Открыть пробирку (а) и сравнить запах ее содержимого с запахом готового бензола. В охлажденную пробирку (а) добавить раствор HCl. Объяснить причину выделения CO₂.

Написать реакции: (1) образования бензола; (2) нитрования (В); (3) разложения Na₂CO₃ кислотой HCl.

Примеч.: реакция перевода бензола (имеет слабый запах) в нитробензол (имеет специфический запах) используется для обнаружения паров бензола ( и его гомологов) в воздухе цехов предприятий в целях ТБ.

Опыт 3.2. Бромирование аренов.

В три сухие пробирки поместить по 1 мл бензола, толуола и ксилола и прилить по 10 капель Br₂. Разделить каждую смесь на три части, отделив половину ее объема в другую сухую пробирку (теперь их – 6). Одну часть каждой смеси оставить в штативе, вторую – греть до кипения.

Сравнить скорости бромирования бензола, толуола и ксилола на холоду и при нагреве. Написать уравнения реакций.

Опыт 3.3. Окисляемость аренов.

В три пробирки поместить по 5 капель бензола, толуола и ксилола и добавить по 1мл KMnO₄ и по 1 мл 2 н H₂SO₄.

Пробирки слегка нагреть (до 50-60⁰ С), затем энергично встряхнуть их содержимое. Наблюдать изменение окраски KMnO₄.

Сделать выводы и написать реакции окисления толуола и ксилола.

Опыт 3.4. Сравнение прочности связи галогена в бензольном кольце

и в боковой цепи.

(а) 1 каплю С₆Н₅Сl + 5капель Н₂О

(б) 1 каплю С₆Н₅ -СН₂- Сl + 5капель Н₂О

Пробирки нагреть до кипения и к горячему р-ру доб. 1 каплю AgNO₃ .

Сравнить и объяснить результаты.

Примеч.: Появление после охлаждения пробирки (а) мути обусловлено резким ухудшением растворимости в воде С₆Н₅Сl. При повторном нагреве помутнение исчезает, при охлаждении – появляется вновь.

Опыт 3.5. Получение иодоформа из этилового спирта.

К 1 капле С₂Н₅ОН прилить 3 капли (J₂ + KJ) и 3 капли NaOH. Уже при слабом нагреве (даже от тепла руки) появляется белая муть с очень характерным стойким запахом иодоформа (качественная реакций на этанол):

В ыделяющийся при разложении NaOJ атомарный кислород окисляет этанол до уксусного альдегида:

П одвижные атомы водорода метильной группы альдегида легко замещаются атомами иода:

Щ елочь, в свою очередь, отщепляет от иодаля альдегидную группу:

Нагревать смесь иода со спиртом и щелочью, а тем более к и п я т и т ь

н е л ь з я, т.к. образующийся иодоформ разлагается щелочью, а появившаяся желтая муть иодоформа – исчезает.

Если муть растворилась, - добавить к теплому раствору еще 3-5 капель (J₂ + KJ) и подождать 3-5 минут, пока кристаллы сформируются.

Пипеткой взять со дна пробирки 2 капли осадка и перенести их на предметное стекло. См. кристаллы под микроскопом ( зарисо-вать их форму).

Примеч.: реакция образования иодоформа используется в судмедэкспертизе для обнаружения этилового спирта.

Опыт 3.6. Получение хлористого этила из этанола.

В пробирку насыпать NaCl крист. (h~3 мм), добавить 4 капли С₂Н₅ОН (смочить соль). Затем добавить 3 капли концентрированной

H₂SO₄.

Осторожно нагреть. Время от времени поджигать выделяющийся из пробирки хлорэтил, - он горит, образуя характерное колечко зеленого цвета. Как только будет замечено слабое зеленое колечко, - поставить пробирку в штатив, прекратить нагрев. Через 10 мин нагреть пробирку и поджечь хлорэтил. Не нюхать! Параллельно выделяется HCl:

Напишите суммарную реакцию С₂Н₅ОН с HCl.

Лабораторная работа N4