Organicheskaia_khimiia

Опыт 7. Получение сложных эфиров карбоновых кислот

В сухую пробирку помещают немного порошка обезвоженного ацетата натрия (высота слоя 1-2 мм), добавляют 3 капли этилового спирта и 2 капли концентрированной серной кислоты. Осторожно нагревают содержимое пробирки. Отмечают запах эфира.

Аналогично проводят опыт с изоамиловым спиртом. Для лучшего распознавания запаха эфира содержимое пробирки выливают в стакан с водой, при этом примеси растворяются. УксусноÏолесÃÓ-изоамиловый эфир распределяется на поверхности воды. Отмечают запах эфира.

Смешивают в сухой пробирке несколько кристаллов бензойной кислоты, 4 капли этилового спирта и 2 капли концентрированной серной кислоты. Осторожно смесь нагревают до кипения. Полученную бе цветную жидко ть выливают в стаканчик с водой. Часть бензойной ки лоты, не вступившая в реакцию, выпадает в осадок. Отм чают запах эфира.

Вопросы и задания

1. Отметьте характ рные запахи эфиров.

2. Какова растворимость получ нных эфиров в воде?

3. К какому к ассу органических веществ относятся продукты реакций? Напишите схемы реакций. Назовите полученные эфиры по систематической номенклатуре.

4. Дайте пределение реакции этерификации.

5. В качестве чего в этих реакциях используется концентрированная серная кислота?

Опыт 8. Выделение свободных жирных кислот из мыла и изучение их свойств

В пробирке смешивают 0,5 мл насыщенного раствора мыла 2 каплями раствора серной кислоты и полученную смесь нагревают в пламени спиртовки. К полученной смеси приливают 2-3 капли бромной воды и встряхивают пробирку. Наблюдается обесцвечивание раствора.

Вопросы и задания

81

1.Дайте определение мылам.

2.Что образуется при взаимодействии мыла с серной кислотой? Напишите возможные схемы реакций.

3.Как получить мыло из жиров? Составьте схему реак-

ции.

3.Почему произошло обесцвечивание бромной воды? Какие кислоты входят в состав мыла? Напишите схему реакции.

Опыт 9. Изучение свойств ангидрида уксусной кисло-

сусного ангидрида и встряхивают. После отстаивания смесь расслаивается. Осторожно нагревают в пламени спиртовки содержимое пробирки.

Во второй пробирке смешивают 0,5 мл воды, 2 капли уксусного ангидрида и 2 капли ра твора гидроксида натрия. Содержимое пробирки встряхивают.

В третью пробирку приливают 0,5 мл этанола и, добавляя 0,5 мл уксусного ангидрида, пост п нно встряхивают. Затем охлаждают и при ивают равный объ м воды. Добавляют каплю лакмуса (какой цвет?) и осторожно по каплям нейтрализуют смесь раств р м гидроксида натрия (какой цвет?).

ты В первуюÏолесÃÓпробирку помещают 0,5 мл воды, 2 капли ук-

Вопр сы и задания

1. Что пр исх дит с жидкостью в первой пробирке после нагревания? Напишите схему проведённой реакции.

2. Что образуется при взаимодействии уксусного ангидрида с гидроксидом натрия? Напишите схему реакции.

3. Что получается при взаимодействии спирта уксусным ангидридом? По какому признаку можно это определить? Напишите схему реакции.

Контрольные вопросы

1. Почему карбоновые кислоты обладают кислотными свойствами?

82

2. Сравните отношение органических и неорганических кислот (на примере муравьиной и соляной) к активным металлам, оксидам металлов, гидроксидам металлов, карбонатам.

3. Сравните взаимодействие солей карбоновых и слабых неорганических кислот (на примере ацетата калия и сульфита калия) с сильными кислотами.

4. Укажите особенности строения молекул следующих кислот: муравьиной, щавелевой, молочной, лимонной, вин-

карбоновых кислот? Отв т подтв рдите хемами реакций. 10. Укажите возможные обла ти применения алифатиче-

ских карбоновых кислот, их производных.

Лабораторная работа № 8

А ифатические и ароматические амины

Цель: научиться п лучать амины жирного ряда и изучить свойства алифатических и ароматических аминов.

Реактивы и материалы: концентрированный раствор гидроксида натрия, 10 % раствор гидроксида натрия, 1 % раствор хлорида железа (III), бромная вода, хлорная известь, селедочный рассол, фенолфталеин, лакмус, кислоты: серная

формалин (конц.).

Оборудование: колбы Вюрца, лед, лучина, стеклянные палочки, холодильник, стаканы, термометр на 2000С, песочная баня, водоструйный насос, пробирки.

83

Амины могут рассматриваться как производные аммиака, в которых один или более атомов водорода замещены на органические радикалы. В зависимости от количества радикалов амины делятся на первичные, вторичные, третичные.

В зависимости от природы замещающих групп амины делятся на:

1) амины жирного ряда, например, СН3– NH2, метиламин;

2) ароматические амины, например, С6Н5– NH2, анилин;

3) жирно-ароматические амины, например, С Н – N(CH3)ÏолесÃÓ2, диметиланилин. 6 5 Подобно аммиаку амины имеют свойства слабых осно-

ваний за счет неподеленной электронной пары у атома азота, т. е. образуют соли с кислотами.

Амины жирного ряда – более сильные основания, чем аммиак; ароматические – значительно более лабые.

I. Получение и изуч ние вой тв аминов жирного ряда

Опыт 1. Получение аминов из с л дочного рассола

В селедочном рассо сод ржится значительное количество аминов, преимущественно диметиламина и триметиламина. Их присутствием и обус авливается характерный запах рассола.

В кругл д нную к лбу (колбу Вюрца) наливают 35-40 мл селедочн го расс ла, прибавляют 15 мл концентрированного гидроксида натрия и, нагревая колбу, отгоняют амины в пробирку водой, охлаждаемую снегом или льдом. Через несколько минут образуется раствор. Собранный раствор разделяют на 4 пробирки и проделывают следующие опыты, иллюстрирующие основные свойства аминов.

Пробирка 1. К полученному раствору прибавьте нейтральный раствор лакмуса или фенолфталеина. Лакмус синеет, так как образуются гидроксид ионы, а фенолфталеин становится малиновым.

84

Пробирка 2. К раствору прибавляют раствор хлорида железа (III). Наблюдают образование осадка (образуется осадок окиси железа).

Пробирка 3. Кипятят в пробирке немного полученного раствора с добавкой гидроксид натрия (р-р) и к выделяющимся парам подносят лучинку, смоченную концентрированной соляной кислотой. Образуется белый дым хлористоводородной соли амина (черный фон!).

Пробирка 4. Предыдущие опыты показывают большое

сходство аминов с аммиаком. Для установления отличия их от аммиака и принадлежности к органическим соединениям демонстрируют горючесть аминов.

Кипятят раствор амина и поджигают пары его у отверстия пробирки. В отличие от аммиака амины горят на возду-

хе бледным пламенем.

ÏолесÃÓII. Изучение свойств ароматических аминов.

Вопросы и задания

Анилин и его свойства

Опыт 1. Отношение анилина к индикаторам

К 100 мл воды приливают 1 мл анилина и взбалтывают смесь стеклянной палочкой. Половину раствора отливают в другой стакан. После этого к одной половине раствора при-

85

ливают раствор фенолфталеина, к другой - фиолетовый раствор лакмуса. Отметьте изменения.

Вопросы и задания

Какова причина изменения окраски индикаторов?

Опыт 2. Взаимодействие анилина с кислотами

Впробирку с 5 мл воды приливают примерно 0,3 мл анилина. Смесь взбалтывают и немного подогревают. Отмечают растворимость анилина в воде. Добавляют по каплям концен-

трированную соляную кислоту. Наблюдают образования хлористоводороднойÏолесÃÓсоли анилина.

К раствору анилина (в туже пробирку) приливают по каплям концентрированный раствор гидроксида натрия. Снова выделяется анилин в виде маслянистой жидкости.

Вдругую пробирку наливают 2 мл анилина и затем такой же объём 50 % серной кислоты. Охлаждают пробирку, при этом выделяются кристаллы оли. Ра творяют соль по возможности в небольшом колич тве воды (воду приливают небольшими порциями и встряхивают). Е ли остался анилин (непрореагировавший), то го отфильтровывают, а к раствору соли приливают конц нтрированный раствор гидроксида натрия. Выделяется свободный анилин. Составьте уравнения реакций.

Вопр сы и задания

1. Перечислите физические свойства анилина.

2. Запишите схему реакции образования хлористоводородной соли анилина.

3. Составьте схему реакции взаимодействия хлористоводородной соли анилина со щёлочью.

4. Запишите схему реакции взаимодействия анилина с серной кислотой, назовите соль.

Опыт 3. Бромирование анилина

К 5-6 мл воды добавляют небольшую каплю анилина и встряхивают до полного растворения анилина. Полученный сильно разбавленный раствор анилина - анилиновую воду -

86

применяют для данного опыта. К 1 мл раствора анилина добавляют по каплям бромную воду. Наблюдается обесцвечивание брома и выделение белой мути.

Вопросы и задания

Запишите схему реакции бромирования анилина. Назовите продукты реакции.

Опыт 4. Реакции анилина с хлорной известью

При взаимодействии анилина с хлорной известью даже

при очень сильных разбавлениях образуется характерное фиолетовоеÏолесÃÓокрашивание. Хлорная известь служит реактивом

на анилин. В пробирку помещают 5 мл воды, растворяют в ней несколько капель (2-3 капли) анилина и приливают немного свежеприготовленного раствора(2-3 капли) хлорной извести. Образуется фиолетовое окрашивание.

Вопросы и задания

Запишите схему проведённой реакции. Почему она является качественной на анилин?

Опыт 5. Окисл ние анилина

К 1 мл ани иновой воды добавляют 2-3 капли раствора бихромата ка ия и 0,5 мл разбавленной серной кислоты. Жидк сть крашивается в интенсивный темно-зеленый цвет, перех дящий в синий, а затем в черный.

В пр сы и задания

Объясните наблюдаемые явления. Ответ подтвердите схемами реакций.

Опыт 6. Образование и разложение соли анилина

Взбалтывают 6-8 капель анилина 2-3 мл воды и полученную эмульсию делят на две части.

К одной части добавляют по каплям, при встряхивании, концентрированную соляную кислоту до получения однородного раствора, после чего к нему приливают 2 капли раствора фенолфталеина, а затем по каплям разбавленный раствор щелочи. Помутнение жидкости вследствие выделения

87

капель анилина наблюдается задолго до появления щелочной реакции по фенолфталеину.

К другой части исходной водной эмульсии анилина добавляют по каплям разбавленную серную кислоту; образуется кристаллический осадок.

Вопросы и задания

Напишите схемы проведённых реакций.

Опыт 7. Получение сульфаниловой кислоты

чала затвердевает, затем разжижается. Погрузив пробирку (глубже уровня смеси) в небольшую песочную баню, нагревают ее до 180-1900С (термометр в смеси) в течении 20-25 мин, после чего вынимают, удаляют термометр, дают смеси остыть до начала затвердевания и приливают к ней 10 мл горячей воды. Снова нагр вают м ь до полного растворения осадка и дают ей медл нно охладить я, желательно до 00С. Выделившиеся кристаллы сульфаниловой кислоты отфильтровывают (с отсасывани м) и отжимают.

В пробирку вносят пипеткой (стараясь не смачивать стенкиÏолесÃÓ) 2 мл анилина и понемногу при встряхивании добавляют 2,5 мл концентрированной серной кислоты. Смесь сна-

Вопросы и задания

Напишите схему реакции по учения сульфаниловой кислоты.

Опыт 8. П лучение анилинформальдегидной смолы

Анилин по ряду свойств напоминает фенол (бромирование, нитрование и другие). Подобно фенолу он дает высокомолекулярные смолы формальдегидом. В зависимости от соотношения исходных веществ и условию реакции анилинформальдегидные смолы имеют различное строение.

В небольшой стакан наливают 10 мл формалина (40%) и такой же объем заранее приготовленного насыщенного раствора хлористоводородного анилина в воде. В середину стакана тотчас же ставят стеклянную палочку. Образуется густая смола. Палочка прочно удерживается в вертикальном

88

положении. За палочку можно поднять стакан с его содержимым. Продукт можно извлечь из стакана и разломать на кусочки.

Вопросы и задания

Напишите схему реакции получения анилинформальдегидной смолы.

Контрольные вопросы

1. Какие свойства имеют амины: основные или кислот-

ные? Сравните свойства аминов жирного и ароматического рядовÏолесÃÓс аммиаком.

2. Образуют ли амины соли с кислотами? Как идет гидролитическое разложение солей?

3. Как влияет аминогруппа на введение брома в бензольное ядро?

4. Как протекают реакции замещения при одновременном присутствии в бензольном ядре в качестве заместителей аминогруппы и атомов брома?

Лабораторная работа № 9

Аминокислоты.

Качественные реакции на аминокислоты и белки

Цель: изучить сп собности аминокислот как гетерофункциональных единений, являющихся структурными компонентам пептидов и белков; научиться проводить качественные реакции на аминокислоты и белки.

Реактивы и материалы: 1 % раствор глицина, медный купорос кристаллический, ацетат натрия кристаллический, 0,2 % раствор метилового красного, формалин, 10 % раствор гидроксида натрия, 4 % раствор белка, 0,1% раствор нингидрина, 1 % раствор СuSO4 , 3 % раствор фенола, концентрированная HNO3; яичный белок, 5 % раствор сахарозы; концентрированная H2SO4, ледяная CH3COOH, 2 % раствор желатина, 10 % раствор ацетата свинца.

89

Оборудование: штатив с пробирками, спиртовка, спички. Гетерофункциональные соединения, молекулы которых содержат одновременно амино- и карбоксильную группы

называются аминокислотами.

В природе встречается примерно 300 аминокислот, но только 20 из них используются организмами в биосинтезе белка. Это α-аминокислоты, в которых функциональные амино- и карбоксильная группы находятся у одного и того же α-углеродного атома.

валин, лейцин, изо ейцин); гидроксилсодержащие (серин, треонин); серосодержащие (цист ин, м тионин); ароматические (фенилаланин, тирозин, триптофан); кислые и амиды (аспарагин вая кис та и аспарагин, глутаминовая кислота и глутамин); сн вные (аргинин, изин); иминокислоты (пролин).

Другие типы классификации аминокислот: на основе полярности R-групп (полярные, неполярные); на основе ионных свойств R-групп (кислые, основные, нейтральные); на основе питательной ценности для человека: незаменимые – не могут синтезироваться в организме человека (треонин, метионин, валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, триптофан) и заменимые – могут синтезироваться в организме. Аминокислоты могут участвовать во многих реакциях с участием α- аминогрупп, α-карбоксильных групп, а также функциональных групп боковых цепей.

90