Лабораторная работа №1 Предельные, непредельные и ароматические углеводороды

I. Предельные углеводороды (алканы, парафины, жирные или алифатические соединения) – это соединения углерода с водородом, в молекулах которого атомы углерода соединены между собой одинарной -связью. Общая формула гомологического ряда алканов С_n H_2n+2.

Предельные углеводороды имеют гомологический ряд – это ряд соединений отличающихся друг от друга на количество метиленовых (-СН₂-) групп, обладающих аналогичными химическими свойствами, строением, исходными постепенно меняющимися физическими свойствами.

В алканах атом углерода находится в sp³-гибридном состоянии, все связи которого насыщены и поэтому для них характерны только реакции радикального замещения. Эти реакции обычно идут в жестких условиях (высокая температура, освещение).

Основными химическими реакциями характерными для алканов являются:

1. Галогенирование алканов

СН₄ СН₃Cl CH₂Cl₂ CHCl₃ CCl₄

метан хлорметан дихлорметан трихлорметан тетрахлорметан

Реакция протекает по цепному механизму

(инициированнные цепи)

4

2. Сульфохлорирование алканов

3. Нитрование (по Коновалову) алканов

Реакция протекает не по цепному механизму.

4. Окисление алканов

Процесс полного окисления (горение) метана происходит при использовании его в качестве топлива.

Источниками алканов и циклоалканов в промышленности являются нефть, природный газ и каменный уголь.

В лаборатории предельные углеводороды можно получить:

1)по реакции Вюрца

C₂H₅ - Br + 2Na + Br – C₂H₅ CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₃

бромэтан бутан

2 )каталитическим (Pt, Pd, Ni) гидрированием этиленовых углеводородов CH₂=CH₂ CH₃-CH₃

этилен этан

53

Приборы и реактивы: растворы метилоранжа, NaOH, H₂SO₄, порошок метилоранжевого, красного оранжевого, порошок ализарина, концентрированный растворы алюминиевых и хромовых квасцов.

Выполнение работы: Опыт 1. Влияние рН среды на окраску метилоранжа

Реактивы: растворы метилоранжа, NaOH, H₂SO₄.

В пробирку помещают 2 капли метилоранжа и 10 капель воды. Содержимое пробирки перемешивают и делят на две части: в одну добавляют 2 капли кислоты, в другую – 2 капли раствора щелочи. Отмечают изменение цвета. Окрашенные формы метилоранжа переходят друг в друга в соответствии с равновесием:

Это предопределяет возможность использования метилоранжа в качестве индикатора.

Опыт 2. Крашение шерсти и шелка (хлопка) кислотным красителем

Реактивы: раствор 4н H₂SO₄, порошок метилового оранжевого, красного оранжевого.

Растворите по 0,1 г красителей метилового оранжевого и красного оранжевого в 50 мл воды и добавьте 10 мл 4н раствора серной кислоты. Опустите кусочки белой шерстяной, шелковой или хлопковой ткани и прокипятите раствор в течение 5 минут. Затем ткани выньте, промойте водой, выжмите и высушите. Метилоранж относят к кислотным красителям.