V. Полимеризация.
Полимеризация – процесс образования высокомолекулярного вещества (полимера) путем соединения друг с другом с помощью главных валентностей молекул низкомолекулярного вещества (мономера). Полимеризация алкенов может быть вызвана нагреванием, высоким давлением, облучением, действием свободных радикалов или катализаторов.
Полимеризация этилена
Применение: этилен и его гомологи используются для получения разнообразных органических веществ, таких, как галогенпроизводные, спирты (этанол, этиленгликоль), альдегиды, кислоты, стирол, в производстве полимеров.
§8. Экспериментальная часть
Алифатические углеводороды (алканы, алкены)
Опыт 1. Получение и свойства метана.
В пробирку, снабженную пробкой с газоотводной трубкой, поместите смесь равных частей обезвоженного ацетата натрия и натронной извести на высоту около 10 мм. Держа пробирку в горизонтальном положении, нагрейте ее в пламени горелки (рис.1). Выделяющийся при нагревании метан подожгите. Обратите внимание на то, что метан горит несветящимся пламенем (иногда пламя окрашивается в желтый цвет за счет натрия, содержащегося в стекле.
Убедившись, что метан горит, тут же опустите конец газоотводной трубки в пробирку с заранее приготовленным раствором перманганата калия (1капля 0,1н КМnО4 и 5 капель воды), а затем в пробирку с бромной водой. Что наблюдаете и почему?
Рис.1
При нагревании ацетата натрия с натронной известью (смесь NaOH и Ca(OH)2) выделяется метан согласно уравнению
Образующийся углекислый натрий можно обнаружить, добавив в остывшую пробирку 2-3капли 2н НСl. Выделяются пузырьки СО2. Если быстро соединить пробирку с газоотводной трубкой и опустить ее конец в заранее приготовленную пробирку с несколькими каплями насыщенного раствора Ва(ОН)2, то можно наблюдать помутнение баритовой воды вследствии выделения белого осадка ВаСО3. Напишите уравнения протекающих реакций.
Опыт 2. Свойства алканов
На предметное стекло нанесите на некотором расстоянии друг от друга по 1капле раствора перманганата калия, бромной воды, и концентрированной серной кислоты. Смешайте каждую из капель с каплей вазелинового масла (смесь углеводородов). Что наблюдаете ? Сделайте вывод о реакционной способности алканов.
Опыт 3. Открытие углерода и водорода
Имея в наличии определенное вещество, прежде всего проводят его качественный элементный анализ. Методы обычного качественного анализа не пригодны непосредственно для элементного анализа органических соединений. Для открытия элементов, входящих в состав органического вещества, их предварительно переводят в неорганические соединения, которые далее исследуются обычным путем. Так, например, с помощью специальных методов углерод переводится в диоксид углерода, водород – в воду, азот – в цианид натрия, сера – в сернистый натрий, галогены – в галогениды натрия.
Присутствие углерода и водорода в органических соединениях в большинстве случаев можно обнаружить по обугливанию вещества при осторожном прокаливании на открытом пламени.
Наиболее точным методом открытия углерода и водорода является сожжение органического вещества в смеси с мелким порошком оксида меди. Исследуемое вещество прокаливают в смеси с СuO. Углерод, сгорая за счет кислорода, дает угольный ангидрид СО2, а водород образует воду. Оксид мели при этом частично восстанавливается до металлической меди:
Для открытия СО2 используют реакцию с баритовой или известковой водой, вызывающей помутнение растворов последних при пропускании через них углекислого газа:
Для открытия воды используют безводный медный купорос. Белый порошок безводного СuSO4 синеет при попадании на него воды, что связано с образованием голубого кристаллогидрата:
Для проведения опыта в пробирку насыпьте черного порошка оксида меди на высоту около 10 мм, добавьте 0,5г исследуемого вещества и тщательно перемешайте. В верхнюю часть пробирки поместите небольшой комок ваты, на который тонким слоем насыпьте обезвоженный порошок СuSO4 . Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, при этом конец трубки должен упираться в вату. Нижний конец трубки опустите в другую пробирку, содержа-щую 0,5 мл баритовой или известковой воды. Нагрейте пробирку с исследуемым веществом на пламени горелки. Через несколько секунд из газоотводной трубки начнет выделяться пузырьки газа. Как только баритовая или известковая вода помутнеет, эту пробирку следует удалить. Продолжайте нагревать пробирку, пока пары воды не достигнут белого порошка обезвоженного СuSO4, находящегося на ватном тампоне, и не вызовут его посинения, вследствии образования кристаллогидрата.
Опыт 4. Получение этилена
В пробирку 1 поместите 10 капель концентрированной Н2SО4, 6-8 капель этанола и несколько крупинок оксида алюминия. Закройте пробирку газоотводной трубкой и нагревайте сначала медленно, затем усильте нагревание. Подожгите выделяющийся газ у конца газоотводной трубки и отметьте свечение пламени. Временно отставьте горелку и прекратите нагревание. Напишите уравнение протекающей реакции.
Опыт 5. Химические свойства этилена
Реакция с бромной водой
В пробирку 2 поместите 6 капель бромной воды и опустите в нее конец газоотводной трубки. Осторожно нагрейте реакционную смесь в пробирке 1. Что наблюдаете? Напишите уравнение протекающей реакции.
Реакция с водным раствором перманганата калия.
В пробирку 3 поместите 1 каплю 2%-ного раствора перманганата калия и 5 капель воды, опустите в нее конец газоотводной трубки. Вновь нагрейте пробирку 1. Отметьте изменение окраски в пробирке 3. Напишите уравнение протекающей реакции.