Лабораторная работа 17

Требования техники безопасности

Все амины раздражают кожу, слизистые оболочки, действуют на центральную нервную систему и кровь, ядовиты, токсичны, поэтому все работы выполняются в вытяжном шкафу: нельзя допускать попа­дания аминов на кожу.

Надо осторожно работать с растворами брома, минеральными ки­слотами, щелочами.

Помните, что хлористый бензоил имеет резкий запах, он раздра­жает слизистые оболочки носа, глаз, органов дыхания.

Иодистый метил (иодистый этил) вызывает ингаляционные от­равления, при контакте с кожей вызывает химический ожог.

Все работы с хлористым бензоилом, иодистыми алкилами надо также проводить в вытяжном шкафу.

Цель работы: изучить свойства аминов.

Реактивы и посуда: 0,2М растворы (в капельницах): аммиака, первичного, вторичного и третичного аминов, универсальная индикаторная бумага со шкалой рН, хлорид метиламмония, натронная известь, концентрированная соляная кислота, 3 %-й раствор хлорида железа (II), 10 %-й раствор нитрита натрия, ледяная уксусная кислота, анилин, бромная вода, раствор анилина, хромная смесь или раствор хлорноватистокислого кальция; изогнутые газоотводные трубки, пробирки, пипетка.

Методика выполнения лабораторной работы

Опыт № 1. Свойства аминов алифатического ряда

Сравнение основных свойств первичных, вторичных, третичных аминов и аммиака

На полоски универсальной индикаторной бумаги наносят по капле растворов первичного, вторичного, третичного аминов и аммиака. Сравнивают окраску пятен на индикаторных бумажках со шкалой рН и определяют значение рН исследуемых аминов и аммиака.

Образование солей аминов

В сухую пробирку помещают 0,5–1 г хлорида метиламмония и 1–2 г натронной извести. Смесь тщательно перемешивают стеклянной палочкой. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой и закрепляют в лапке штатива. Реакционную смесь нагревают на газовой горелке.

[СН₃ − NН₃]⁺ Сℓ^- + NаОН  СН₃ − NН₂↑ + Nа Сℓ + Н₂О.

хлорид метиламин

метиламмония

К отверстию пробирки, из которой выделяется газообразный ме­тиламин, подносят стеклянную палочку, смоченную концентрирован­ной соляной кислотой. Палочка окутывается туманом:

СН₃ − NН₂ + НСℓ  [СН₃ − NН₃]⁺ Сℓ^— .

Метиламин (основание) взаимодействует с соляной кислотой с образованием твердой соли − хлорида метиламмония, частички кото­рой воспринимаются как туман.

В две пробирки наливают по 2 мл 3 %-го раствора хлорида же­леза (III) и 3 %-го раствора сульфата меди (II). Через оба раствора пропускают газообразный метиламин. В пробирке с хлоридом железа (III) выпадает бурый осадок, в пробирке с сульфатом меди (II) − оса­док голубого цвета, который растворяется в избытке метиламина с образованием комплексной соли ярко-синего цвета.

Метиламин, пропускаемый через водные растворы солей, пре­красно растворяется в воде с образованием гидроксида метиламмо­ния:

СН₃ − NН₂ + Н₂О  [СН₃ − NН₃]⁺ОН^¯ .

Полученное основание взаимодействует с ионами Fе³⁺ с образо­ванием осадка бурого цвета − гидроксида железа (III):

3[СН₃ − NН₃]⁺ОН^¯ + FеСℓ₃  Fе(ОН)₃↓ + 3[СН₃ − NH₃]⁺ Сℓ^¯ .

Реакция между гидроксидом метиламмония и ионами Сu²⁺ проте­кает аналогичным образом:

2[СН₃ − NН₃]⁺ОН¯ + СuSО₄  Сu(ОН)₂↓ + [СН₃ − NН₃]₂SО₄ .

Голубой осадок гидроксида меди (II) растворяется в избытке амина вследствие образования комплексного соединения:

4[СН₃ − NН₃]⁺ОН¯ + Сu(ОН)₂  [Сu(СН₃ − NН₂)₄](ОН)₂ + 4Н₂О .

комплексный гидроксид

синего цвета

Взаимодействие первичных аминов с азотистой кислотой

Эту реакцию используют как качественную реакцию на первичные амины алифатического ряда.

В пробирку с 0,2 г хлорида метиламмония приливают 1 мл воды, а затем, после растворения соли, вносят 1 мл 10 %-го раствора нит­рита натрия. Смесь тщательно перемешивают. При добавлении к ре­акционной смеси нескольких капель ледяной уксусной кислоты выде­ляется азот в виде мелких пузырьков.

NаNО₂ + СН₃−СООН  НNО₂ + СН₃−СООNа;

С Н₃−СООNа + Н₂О СН₃−СООН + NаОН;

[СН₃−NН₃]⁺Сℓ^- + NаОН СН₃−NH₂ + NаСℓ + Н₂О;

СН₃−NH₂ + О=N−ОН → СН₃−ОН + N₂↑ + Н₂О.

Задание. Указать первичный, вторичный или третичный амин является более сильным основанием.

Опыт № 2. Бромирование анилина

К 1 мл раствора анилина добавить бромную воду по каплям. Наблюдается обесцвечивание брома и выделение белого кристаллического осадка триброманилина.

Схема процесса:

NН₂ NН₂

Вr Вr

+ 3 Вr₂ + 3 НВr.

Вr

Задание. Указать ориентантом какого рода является группа -NН₂.

Опыт № 3. Окисление анилина

К 1 мл анилиновой воды добавить несколько капель хромовой смеси или хлорноватистокислого кальция, наблюдается изменение окраски от зеленой до темно-синей.

Химизм процесса:

NН₂ NН₂

[О]

О

Задание. Написать механизм реакции окисления.

Результаты исследований занести в табл. 1 (см. с. 13).