Методичні вказівки до лабораторних занять частина 1 Лабораторне заняття №1

Тема. Правила роботи та техніка безпеки в лабораторії органічної хімії. Теорія хімічної будови органічних сполук О. М. Бутлерова

Мета: познайомити студентів з технікою безпеки при роботі з органічними речовинами. Розкрити поняття “хімічна будова” органічних сполук, звернути увагу на взаємний вплив атомів в молекулі

I. Теоретичні питання теми

1. Правила техніки безпеки під час роботи з органічними речовинами.

2. Що таке органічні сполуки?

3. Відмінності та взаємозв’язок між органічними і неорганічними речовинами.

4. Основні положення теорії хімічної будови органічних сполук О. М. Бутлерова. Привести приклади до кожного з положень теорії хімічної будови.

5. Як теорія хімічної будови пояснює явище ізомерії?

6. Що називається ізомерами? Вміти писати ізомери гексану, гептану, октану.

7. Поняття про взаємний вплив атомів в молекулах органічних речовин.

8. Значення теорії хімічної будови органічних речовин О. М. Бутлерова.

II. Висновок заняття

Iіi. Контрольна робота

Література

[1] С. 3-9

[2] С. 3-11

[3] С. 19-24

Лабораторне заняття № 2

Тема. Ізомерія та номенклатура насичених вуглеводнів

Мета: навчитися писати ізомери насичених вуглеводнів та називати їх згідно номенклатури ІЮПАК

I. Теоретичні питання теми

1. Які речовини називаються вуглеводнями, насиченими вуглеводнями? Навести приклади.

2. Структурна ізомерія насичених вуглеводнів. Правила написання ізомерів.

3. Просторова (конформаційна) ізомерія насичених вуглеводнів.

4. Номенклатура насичених вуглеводнів. Правила складання назв органічних сполук за науковою номенклатурою. Привести приклади.

II. Висновок заняття

Iіі. Контрольна робота

Література

[1] С. 33-38

[2] С. 34-41

[3] С. 87-96, 203-208

Лабораторне заняття № 3

Тема. Одержання і хімічні властивості метану і гексану

Мета: навчитися добувати метан, проводити досліди на підтвердження фізичних та хімічних властивостей метану, гексану, монтувати найпростіші прилади для добування газів

I. Теоретичні питання теми

1. Що називають насиченими вуглеводнями?

2. Гомологічний ряд насичених вуглеводнів, радикали.

3. Фізичні властивості метану, гексану.

4. Добування метану.

5. Хімічні властивості метану (хлорування, окиснення, сульфування, нітрування).

6. Хімічні властивості гексану.

7. Знання методик проведення лабораторних дослідів.

8. Правила безпечної роботи з насиченими вуглеводнями.

II. Методика виконання дослідів

Дослід 1. Одержання метану та вивчення його властивостей: відношення до бромної води та водного розчину калій перманганату, горіння [4], с. 18, № 7 (А, Б, В).

Реактиви: суміш для добування метану – калій ацетат або натрій ацетат (безводний, плавлений), натронне вапно свіжопрожарене, 1%-вий розчин калій перманганату, розчин бромної води.

Обладнання: пробірки, штатив для пробірок, пробка з газовідвідною трубкою, штатив Бунзена, спиртівка, кристалізатор.

Підготовка до виконання досліду:

1. Складають прилад для добування метану.

2. Готують дві пробірки, в які попередньо наливають:

– в першу – 1-2 см³ розчину бромної води;

– в другу – 1-2 см³ 1%-вого розчину калій перманганату.

Ставлять пробірки з налитими розчинами в штатив для пробірок.

Порядок виконання досліду. На аркуш паперу насипають 1 частину натрій ацетату і 2 частини натронного вапна, перемішують скляною паличкою і насипають у суху пробірку на ¼ її вмісту. Пробірку закривають пробкою з газовідвідною трубкою, закріплюють у лапці штативу з невеликим нахилом у бік пробки. Це роблять для того, щоб пробірка не тріснула під час потрапляння на неї води, що може виділитися з недостатньо прожарених натрій ацетату і натронного вапна.

Кінець газовідвідної трубки підводять під перевернуту догори дном пробірку з водою, яку вміщують у кристалізатор.

Спочатку прогрівають у полум’ї спиртівки усю пробірку, а потім сильно нагрівають суміш на дні пробірки. Нагріваючи, поступово переміщують полум’я так, щоб нагрілася вся суміш. Перш, ніж збирати метан у пробірку, перевіряють, чи він виділяється. Для цього кінець газовідвідної трубки опускають в кристалізатор з водою і до бульбашок газу, що виділяються, підносять запалений сірник. Якщо газ спалахує, то метан можна збирати у пробірку.

Метан пропускають через бромну воду протягом 10-15 секунд, а потім через розчин калій перманганату. Жодних змін у пробірках не спостерігають, реактиви не знебарвлюються.

В іншу пробірку збирають метан над водою. Для цього наповнену водою пробірку розміщують догори дном в кристалізаторі з водою і закріплюють її в штатив. Кінець газовідвідної трубки, з якої виділяється метан, підводять до отвору пробірки. Метан, витискуючи воду, збирається у пробірці. Пробірку виймають із кристалізатора і відразу закривають її пальцем. Далі відкривають пробірку, яку заповнили метаном, до отвору пробірки підносять запалений сірник і одночасно наливають в неї воду з промивалки. Спостерігають горіння метану голубим полум’ям.

Отже, метан – безбарвний газ, легший за повітря. Не знебарвлює бромну воду і розчин калій перманганату. Метан – насичений вуглеводень.

Дослід 2. Властивості рідких насичених вуглеводнів [4], с. 21, 22, № 8.

Реактиви: н-гексан або інші рідкі насичені вуглеводні, розчин брому в ССl₄, бромна вода (насичений розчин), 1%-вий розчин калій перманганату, концентрована сульфатна кислота, 25%-вий розчин амоніаку.

Обладнання: електрична лампочка (75-100 Вт), пробірки, штатив для пробірок, скляна паличка, мікропіпетка, синій лакмусовий папірець.

а) відношення рідких насичених вуглеводнів до бромної води та водного розчину перманганату калію [4], с. 21, № 8 (А).

Порядок виконання досліду. У дві пробірки наливають по 1 см³ н-гексану або іншого рідкого насиченого вуглеводню. Після цього в одну пробірку добавляють 0,5 см³ бромної води, а до іншої – 0,5 см³ 1%-вого розчину калій перманганату. Реакційні суміші в пробірках інтенсивно перемішують. Ніяких змін кольору розчинів у пробірках не спостерігається.

Бромна вода і водний розчин калій перманганату не знебарвлюються. У пробірці з бромною водою гексан екстрагує бром із водного розчину. Тому верхній шар суміші, в якій міститься гексан, забарвлюється бромом.

б) бромування рідких аланів на світлі [4], с. 22, № 8 (В).

Порядок виконання досліду. У суху пробірку наливають 1 см³ н-гексану або іншого рідкого насиченого вуглеводню і до нього мікропіпеткою добавляють одну краплю розчину брому в ССl₄. Бром розчиняється в гексані і забарвлює його в бурий колір, який не зникає при стоянні реакційної суміші. Потім реакційну суміш у пробірці інтенсивно освітлюють електричною лампочкою. Спостерігається поступове знебарвлення брому і утворення бромоводню, який виявляють, вносячи в отвір пробірки пінцетом змочений водою синій лакмусовий папірець або скляну паличку, змочену концентрованим розчином амоніаку (утворюється білий туман амоній броміду).

Отже, для насичених вуглеводнів характерними є реакції заміщення атомів Гідрогену, які легко відбуваються на світлі.