720
.pdfОпыт 2. Растворимость спиртов в воде
В две пробирки налейте по несколько капель: в одну этилового, во вторую изоамилового спирта. В каждую пробирку добавьте по 2 - 3 мл воды. одержимое пробирок взболтать. Водный раствор спиртов испытайте раствором лакмуса. Какую реакцию имеют водные растворы спиртов? Какой из спиртов не полностью растворяется в воде? Объясните, почему?
Опыт 3. Окисление этилового спирта нагретой медной спиралью (окисью меди)
Помест те в проб рку 1 мл этилового спирта. Возьмите небольшую спираль з медной проволоки и нагрейте в пламени горелки докрасна.
Удалив |
раль |
з огня, убедитесь, что спираль покрылась слоем окиси |
||
меди черного цвета. Еще горячую спираль сейчас же опустите в пробирку |
||||
С |
|
|
||
со |
. Черная поверхность спирали мгновенно превратится в золоти- |
|||
стую за счет восстановления окиси меди. Одновременно можно опреде- |
||||
лить образован |
ацетальдегида по характерному резкому запаху. |
|
||
Более |
тельным доказательством образования альдегида служит |
|||
цветная реакц я с фукс носернистой кислотой (раствор фуксина, красите- |
||||
спиртом |
|
|
||
ля трифен лметанового ряда, о есцвеченный сернистым газом). |
|
|||
|
убед |
|
|
|
Опыт 4. Окисление этилового спирта перманганатом калия |
||||
Поместите в про ирку 1 мл этилового спирта, 1 мл раствора перман- |
||||
ганата калия и 10 капель 2 н. раствора серной кислоты. Подумайте, можно |
||||
ли в данном случае заменить серную кислоту соляной? |
Слегка |
|||
нагрейте пробирку над пламенем горелки. |
Сейчас же начнется обес- |
|||
цвечивание розового раствора. Выпадут бурные хлопья оксида марганца. |
||||
При некотором избыткеАсерной кислоты они растворяются, давая бесцвет- |
||||
ный раствор сернокислого марганца. Ощущается характерный запах ук- |
||||
сусного альдегида. |
|
|
||
Добавление |
обесцвеченного Драствора фуксиносернистой кислоты, |
1.Какие органические соединения называютсяИспиртами?
2.По названию спиртов составьте их структурные формулы: а) 2,3-диметил-1-бутанол; б) трет-бутилкарбинол; в) 2-метил-1,3-пропандиол;
г) 2,2-диметил-3-этил-3-гексанол.
3.Напишите структурные формулы двух изомеров и двух гомологов 2,3- диметилбутанола-1. Назовите их.
11
4. Почему среди предельных одноатомных спиртов нет газов?
5. Почему растворимость предельных одноатомных спиртов с увеличением молекулярной массы уменьшается?
6. Как можно превратить углеводород в метанол и метанол в этанол? Напишите уравнения реакций.
7. Как из оксида кальция и других неорганических реагентов синтезировать этанол?
8. Из метана, используя реакции Кучерова и Вюрца, получите 2- пентанол.
9. оставьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить цепочку превращен й. При необходимости укажите условия протека-
ния реакц й. |
|
|
С |
||
Пропанол-1 |
пропен пропанол-2 пропанон-2. |
|
10. Нап ш те |
реакции образования простого эфира из эти- |
|
лового сп рта. |
|
|
|
|
Ла ораторная работа № 6 |
уравнение |
||
|
|
АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ |
Цель |
|
: изучение химических свойств альдегидов и кетонов. |
|
работы |
|
|
|
А |
Требования техники езопасности.
При работе с альдегидами и кетонами необходимо помнить, что это
токсичные вещества. При вдыхании паров этих веществ происходит раздражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. При сильном отравлении наблюдается резкий кашель, удушье, потеря сознания. Работу проводить при включенной вентиляции, соблюдая осторожность.
Реактивы и оборудование.ДРаствор едкого натра, 0,2Н раствор сульфата меди, 40%-ный раствор формалина, 2 нИ. раствор нитрата серебра, 2 н. раствор гидроксида аммония, 1%-ный раствор формалина, раствор фуксинсернистой кислоты, обезвоженный уксуснокислый натрий, пробирки, пробирка с пробкой и газоотводной трубкой, спиртовка.
Опыт 1. Окисление формальдегида гидратом оксида меди в щелочном растворе
В пробирку налейте 2 мл 2 н. раствора едкого натра, разбавьте 2 мл воды и добавьте 1 мл 0,2 н. сульфата меди. К выпавшему осадку гидроксида меди прибавьте 0,5 мл 40%-ного формалина и взболтайте раствор. Нагрейте верхнюю часть пробирки только до кипения. Если пробирка была совершенно чиста, то в верхней части выделится красный осадок металлической меди и формальдегид окислится в муравьиную кислоту.
12
Опыт 2. Окисление формальдегида аммиачным раствором оксида серебра
Аммиачный раствор оксида серебра готовят непосредственно перед употреблением, добавляя к азотнокислому серебру щелочь. К полученному осадку гидроксида серебра постепенно добавляют столько аммиака, чтобы получился бесцветный раствор.
Опыт проводите следующим образом. В чистую сухую пробирку поместите 1 мл 2 н. раствора нитрата серебра, затем сразу прибавьте 1 мл 2 н. раствора г дрокс да аммония. Образующийся бурый осадок гидроксида серебра раствор тся в избытке раствора аммиака.
К |
прозрачному раствору в пробирке добавьте 1 мл 1%-ного раствора |
формал |
на. Если проб рку слегка подогреть над пламенем горелки, сереб- |
С |
|
ро может выдел ться в виде зеркального блестящего налета. Вот почему |
реакцию восстановлен я аммиачного раствора оксида серебра называют часто реакц ей «сере ряного зеркала», хотя никакого зеркала при этой реакции не получается. Положительной реакцией считается просто почерне-
или даже |
есцветного раствора за счет выделения металли- |
||
ние |
|
|
|
ческого серебра. |
|
|
|
Опыт 3. Реакц я альдегидов с фуксиносернистой кислотой |
|||
Реакция альдегидов с фуксиносернистой кислотой является |
ка- |
||
чественной реакцией на альдегиды. |
Если к бесцветному раствору фук- |
||
побурен |
|
||
синосернистой кислоты при авить |
альдегид, жидкость начинает посте- |
||
пенно розоветь и становится синевато-красной. Этот реактив применяется |
|||
для обнаружения незначительных количеств альдегидов. |
|
||
Опыт 4. ПолучениеАацетона из уксуснокислого натрия |
|
||
В сухую пробирку, снабженную пробкой с газоотводной трубкой, |
|||
поместите обезвоженный |
уксуснокислый натрий. Высота слоя |
должна |
При нагревании пробирки в пламениДгорелки уксуснокислый натрий сначала плавится, потом начинает вспучиваться от паров ацетона, которые концентрируются в воде. В пробирке с водой ощущается характерный запах ацетона.
быть около 2 см. Нижний конец трубки опустите в пробирку с 2 мл воды. И
Контрольные вопросы
1. Какие органические соединения называются альдегидами и кетонами?
2. Составьте формулу метилизопропилуксусного альдегида.
3. Выведите формулы всех изомерных альдегидов и кетонов состава С4Н8О. Назовите их.
13
4. Составьте структурные формулы альдегидов и кетонов по их названиям: а) диэтилкетон; б) 3,3-диметил-5-гексаналь;
в) 2-метил-2-бутаналь; г) 2,2,6-триметил-4-гептанон.
5. Основываясь на строении функциональной группы, поясните, почему Сдля альдегидов и кетонов характерны реакции присоединения?
6. Как определить, в какой из пробирок находится этилбутилкетон и метаналь. Нап ш те уравнения реакций.
7. Нап ш те уравнен я реакций гидратации следующих соединений: акцийа) д мет лацет лена;
б) мет лацет лена; в) 1-бут на.
Назов те полученные соединения.
8. Нап ш те уравнен е реакции гидрирования 2,2-диметилбутанола.
9. С нтезбруйте 3-гексанон, исходя из этена. Напишите уравнения ре-
.
10. При альдольной конденсации двух молекул диметилкетона образуется «ацетоновый сп рт», а при кротоновой конденсации – окись мезитила ( 4-метил-3-пентен-2-онА). Составьте уравнения этих реакций.
Ла ораторная работа № 7 КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Цель работы: изучение химическихДсвойств карбоновых кислот.
Требования техники безопасности.
Кислоты (в том числе органические) относятся к веществам повышенного класса опасности и способны вызвать химические ожоги и отравления. Поэтому работа с ними требует осторожностиИ. Отработанные кислоты следует собирать в склянки с надписью «слив». Разлитые кислоты необходимо нейтрализовать и лишь после этого производить уборку.
Реактивы и посуда. Штатив с пробирками, стаканы, спиртовка, уксусная, щавелевая, бензойная кислоты (можно кристаллы), перманганат калия, 2 н. раствор серной кислоты, хлороформ, 2 н. раствор гидроксида натрия, аммиачный раствор серебра, этанол, концентрированная серная кислота.
Опыт 1. Получение карбоновых кислот
В пробирку налейте 5 - 6 капель хлороформа и 2-3 мл 2 н. раствора гидроксида натрия. Смесь нагревайте 3 - 4 минуты, перемешивая ее встряхиванием, не давая ей вскипеть. В результате гидролиза хлороформ превращается в муравьиную кислоту. Проверьте наличие муравьиной кислоты реакцией «серебряного зеркала».
14
Опыт 2. Окисление карбоновых кислот
Несколько капель или кристаллов по 0,05 - 0,1 г щавелевой, уксусной или бензойной кислот взболтайте с 1 - 2 мл воды. В каждую пробирку добавьте по 1 мл 2 н. серной кислоты и 1 мл раствора перманганата калия. Наблюдая через несколько минут изменение окраски раствора, сделайте вывод об окисляемости кислот.
Опыт 3. Получение сложного эфира
Налейте в пробирку 3 - 4 мл этанола и растворите в нем 1 г бензойной кислоты, после чего прилейте 7 - 8 капель концентрированной серной кислоты. Проб рку поставьте в горячую водяную баню на 5 - 7 мин. Отметьте появлен е запаха образующегося бензойноэтилового эфира. Объяс-
ните роль серной к слоты в этой реакции. |
|
|||||
С |
|
Контрольные вопросы |
||||
|
|
|
|
|||
1. |
Какие орган ческ е вещества называются карбоновыми кислотами? |
|||||
2. |
По назван ям к слот приведите их структурные формулы: |
|||||
диметлэта) |
луксусная кислота; |
|
||||
|
б) 3-мет л-4-эт л- утановая кислота; |
|
||||
|
в) этанкарбоновая к слота; |
|
|
|||
|
г) винилпропилуксусная |
кислота. |
|
|||
3. |
Почему средибкар оновых кислот нет газообразных веществ? Ответ |
|||||
обоснуйте. |
|
|
|
|
|
|
4. |
Напишите реакции, отличающие щавелевую кислоту от других |
|||||
органических кислот. |
|
|
|
|
||
5. |
Из метана получите пропановую кислоту. При этом используйте реак- |
|||||
|
|
|
А |
|||
ции Вюрца, Кучерова, металлирования. |
|
|||||
6. |
Из алкена получите диметилуксусную кислоту одной реакцией. |
|||||
7. |
Получите пропановую кислоту, используя ацетилен, проведя только две |
|||||
реакции. |
|
|
|
|
|
|
8. |
Почему из всех карбоновых кислот только муравьиную можно приме- |
|||||
нять в качестве восстановителя? |
Д |
|||||
|
И |
|||||
9. |
Сравните силу кислот: |
|
|
|||
|
а) этановая, пропановая, бутановая кислота; |
|||||
|
б) масляная, изомасляная кислота. |
10. Осуществите цепочку превращений: простой эфир
углеводород спирт альдегид кислота
сложный эфир
15
Лабораторная работа № 8 ФЕНОЛЫ
Цель работы: изучение химических свойств фенолов.
Требования техники безопасности.
Фенол (карболовая кислота) – токсичное вещество. При попадании через рот или кожу происходит быстрое всасывание. Смертельная доза при приеме внутрь – 2 г. При попадании на кожу вызывает жжение и ожоги. Выполнен е данной лабораторной работы требует особой осторожности.
Работа провод тся в вытяжном шкафу. Категорически запрещается брать |
||
вещества |
, нюхать склянки с реактивами. |
|
С |
||
Реакт вы |
|
посуда. Водный раствор фенола, раствор серной кисло- |
ты, раствор хлор |
да железа (III), раствор карбоната натрия, раствор пер- |
|
манганата кал я, |
|
ромная вода, штатив с пробирками. |
руками |
||
Опыт 1. Раствор мость фенола в воде |
||
Помест те в |
про ирку 1 мл жидкого фенола, добавьте 1 мл |
воды |
|
. |
Получится |
мутная жидкость – эмульсия |
||
фенола, которая трудно растворяется в |
воде. При стоянии такая |
|||||
эмульсия постепенно расслаивается, причем |
внизу будет |
раствор |
||||
воды в |
взболтайте |
|
|
|
||
феноле или жидкий |
фенол, а вверху – раствор фенола в воде. |
|||||
Прибавляя по каплям воду, каждый |
раз |
встряхивайте |
пробирку, |
|||
пока не получится прозрачный раствор фенола в воде. Помните о |
||||||
токсичности фенола. |
А |
|
||||
|
|
|
||||
Опыт 2. Образование трибромфенола |
|
|
Поместите в пробирку 1 мл бромнойДводы и добавьте 0,5 мл прозрачного раствора фенола в воде. Немедленно произойдет обесцвечивание
Впробирку поместите 1 мл прозрачной фенольнойИводы, полученной
впредыдущем опыте, и добавьте 0,5 мл 0,1 н. раствор хлорида железа(III), появится фиолетовое окрашивание. Это характерная реакция на фенолы, так как все фенолы дают с хлоридом железа(III) различно окрашенные комплексы. Еще более чувствительной реакцией на фенол является цветная индофеноловая проба.
Впробирку поместите 1 мл прозрачной фенольной воды, добавьте к ней 1,5 мл 2 н. гидроксида аммония и затем 1,5 мл насыщенного раствора бромной воды. Через несколько секунд появится постепенно усиливаю-
щееся синее окрашивание. Это окрашивание обусловлено образованием красящего вещества – индофенола.бромной воды и выделение белого осадка трибромфенола.
16
|
|
Контрольные вопросы |
1. |
По названиям веществ составьте их структурные формулы: |
|
|
а) 4-метил-2-фенилфенол; |
|
|
б) 3-винил-5-этилфенол; |
|
|
в) 2-изобутил-5-нитрофенол. |
|
С |
||
2. |
Почему одноатомный спирт – этанол – летучая жидкость, а одноатом- |
|
ный фенол – твердое вещество? |
||
3. |
Из углерода через бензол, используя реакцию Вюрца – Фиттига, получи- |
|
те гомолог |
бензола далее гомолог фенола. |
|
при |
||
4. Из метана, через ацет лен, получите бензол, а далее фенол, с которым |
||
привед те реакц , протекающие по типу присоединения. |
||
5. |
Нап ш те схемы с нтеза из ензола соединений: |
|
|
а) м-бромфенола; |
|
|
б) 2,4,6-тр н трофенола. |
|
6. |
|
бензола |
Привед те уравнен я двух качественных реакций на фенол. |
||
7. |
Почему |
галоген ровании фенола сразу легко получается трибром- |
фенол, а з |
– только монопроизводное? |
|
8. |
Почему мутнеет водный раствор фенолята натрия: а) если к нему добав- |
|
|
|
А |
ляют соляную кислоту; ) через него пропускают оксид углерода (IV)? |
||
Приведите уравнения соответствующих реакций. |
9. Расположите в ряд по усилению кислотных свойств следующие вещества: n-нитрофенол, пикриновую кислоту, о-крезол, фенол. Напишите их струк-
турные формулы. Ответ обоснуйте. |
Д |
10. Приведите уравнение реакции получения фенола кумольным способом. |
|
Лабораторная работа № 9 |
|
РЕНЫ |
|
|
И |
Цель работы: изучение химических свойств ароматических углеводородов (аренов).
Требования техники безопасности.
Все опыты проводить в вытяжном шкафу, избегать попадания веществ на кожу. Пары бензола и его гомологов вызывают возбуждение центральной нервной системы, раздражение слизистых оболочек, нарушение ритма дыхания, возможна интоксикация.
17
Реактивы и посуда. Бензол, толуол, хлорбензол, хлористый бензил, фенол, бромная вода, раствор брома в четыреххлористом углероде, дистиллированная вода, концентрированная азотная и серная кислоты; растворы: 0,1 н. перманганата калия, 2 н. гидроксида аммония, 0,1 н. хлорида железа (III); пробирки, спиртовка, стеклянная, запаянная с одного конца трубка (длина 20 см и диаметр 0,5 см), резиновая трубка, пробка с отводной трубкой.
Опыт 1. Бром рование бензола и его гомологов
В две проб рки по отдельности поместите приблизительно по 1 мл
бензола |
толуола. В каждую пробирку добавьте по 0,3 - 0,5 мл раствора |
брома в четыреххлор стом углероде. Содержимое пробирок встряхните и |
|
С |
|
раздел |
те смесь на две части. Одну часть каждой смеси оставьте стоять в |
штативе, другую часть нагрейте до кипения. Отметьте наблюдаемые изме- |
|
нения |
растворов. |
Пр знаками дущей реакции ромирования являются исчезновение |
|
|
брома выделен е ромистого водорода. |
окраски |
|
Опыт проводят в вытяжном шкафу. Содержимое пробирок после |
|
опыта выл вают в стакан со щелочью. |
|
|
б |
Опыт 2. Устойчивость ензола к окислению |
|
В пробирку с 1 мл воды до авьте 0,5 мл 0,1 н. раствора пермангана- |
|
та калия и 0,5 мл 2 н. раствора серной кислоты. К полученному розовому |
раствору добавьте 0,5 мл бензола и встряхните. Обесцвечивания не наблю- |
|
дается. Это указывает на устойчивость бензольного кольца к действию |
|
окислителей. |
А |
Опыт 3. Окисление гомологовДбензола
В пробирку поместите 10 капель воды, 5 капель 0,1 н. раствора марганцевокислого калия и 5 капель 2 н. раствора серной кислоты. Затем добавьте 5 капель толуола и энергично встряхивайтеИв течение 1 - 2 мин.
Розовая окраска постепенно исчезает и раствор обесцвечивается.
Опыт 4. Нитрование бензола
Приготовьте нитрующую смесь, смешивая в широкой пробирке 1,5 мл концентрированной азотной кислоты и 2 мл концентрированной серной кислоты. Охладив смесь в воде, добавьте в нее по каплям 1 мл бензола, сильно встряхните и охладите в воде. Через 3 - 5 минут смесь вылейте в пробирку с 10 мл воды, встряхните и дайте отстояться. Нитробензол выделяется в виде желтоватого масла, мутного от капелек воды.
18
|
Контрольные вопросы |
|
1. |
Какие реакции характерны для аренов? |
|
2. |
Напишите структурные формулы всех изомеров бутилбензола и на- |
|
зовите |
их. |
|
3. |
месь каких углеводородов получится при алкилировании толуола |
|
С |
|
|
пропиленом в присутствии AICI3? |
|
|
4. |
Получите с помощью реакции Вюрца - Фиттига n-этилтолуол. |
|
5. |
В каком валентном состоянии находится атом углерода в молекуле |
|
бензола? Представьте схематически пространственную конфигурацию |
||
ции |
|
|
бензола. |
|
|
6. |
Как е углеводороды получатся, если подвергнуть дегидроциклиза- |
|
2-мет лгексан, н-гептан, н-октан? |
|
|
7. |
Нап ш те структурные формулы углеводородов состава С7Н8 и |
|
8Н10, которые при ок слении о разуют бензойную кислоту. |
||
8. |
бензола |
из следующих исходных ве- |
Нап ш те схемы получения |
||
ществ: |
а) ацет лена; )ц клогексана; в) бензойной кислоты. |
|
9. |
Предлож те схему получения полистирола из бензола. |
|
|
А |
10. Как получить пропил ензол из хлористого бензила через магнийорганическое соединение?
Ла ораторная работа № 10 АМИНЫ И МИНОКИСЛОТЫД
Цель работы: изучение химических свойств аминов и аминокислот.
Требования техники безопасности.
Все опыты с аминами проводить в вытяжном шкафу. Нельзя допускать попадания аминов на кожу. Амины раздражают кожуИ, слизистые оболочки,
действуют на кровь, ядовиты, токсичны. Следует осторожно работать с кислотами и щелочами.
Реактивы и посуда. Триэтиламин, метилиодид (или этилиодид), этанол, раствор анилина, бромная вода, хромовая смесь или раствор хлорноватистокислого кальция, аминоуксусная кислота, 3%-ный раствор хлорида железа (III), 1%-ный раствор аминоуксусной кислоты, медный купорос, ацетат натрия, пробирки, водяная баня, воронка Бюхнера, водоструйный насос, пипетка.
19
Опыт 1. Кватернизация третичных аминов
0,5 г триэтиламина (или какого-либо другого амина) и 1 г метилио-
дида растворите отдельно в двойных объемах этанола. Растворы объедините и оставьте на 1 ч, затем нагревайте 30 мин на водяной бане. Иногда соль четвертичного аммониевого основания выпадает в осадок сразу, а в других случаях упаривают раствор.
СОпыт 2. Бромирование анилина
К 1 мл раствора ан лина добавьте бромную воду по каплям. Наблю-
дается обесцвеч ван е бромной воды и выделение белого кристаллическо- илиго осадка тр броман л на.
Опыт 3. Ок слен е анилина
К 1 мл ан л новой воды до авьте несколько капель хромовой смеси
хлорноват сток слого кальция, наблюдается изменение окраски от зеленой до темноб-с ней.
Опыт 4. Реакц я аминокислоты с хлоридом железа (III)
К 0,05 г ам ноуксусной кислоты, растворенной в 1 мл воды, добавь-
те 1 - 2 капли раствора хлорида железа (III). Возникает окраска.
Опыт 5. Реакция аминокислот с солями меди
В 1 мл 1%-ного раствора аминокислоты внесите кристаллик медного
купороса и кристаллик ацетата натрия. Раствор становится густо-синим. |
|
|
АКонтрольные вопросы |
1. |
Напишите структурные формулы и назовите все изомеры аминов |
состава С4Н11N. |
|
2. |
Какие вещества получатся при восстановлении: а) нитрометана; б) |
нитропропана; в) 2-нитробутана? НапишитеДуравнения реакций. |
|
3. |
Напишите уравнения реакций взаимодействия с соляной кислотой |
следующих веществ: а) метиламина; б) диэтиламина; в) триметиламина. Назовите полученные соединения.
4. Напишите структурные формулы аминокислот состава С4Н9О2N и назо- |
|||||
вите полученные соединения. |
И |
||||
5. |
Из |
α-хлорвалериановой |
кислоты |
синтезируйте |
α- |
аминовалериановую кислоту. Напишите уравнения реакций. |
|
||||
6. |
Напишите структурные формулы следующих соединений: а) изо- |
пентиламина; б) бутилметиламина; в) изобутилдиметиламина; г) диметилпентиламина.
20