Орієнтовна основа дії (оод) Інструкція з виконання лабораторних дослідів Хімічні властивості фенолів та амінофенолів

Принцип методу:особливості хімічних властивостей фенолів та амінофенолів витікають з особливостей будови, тобто наявності гідроксигрупи, що є зв’язаною з ароматичною системою. Це й факт змінює як властивості самої гідроксигрупи, так і властивості бензольного кільця. Для сполук цього класу легко протікають електрофільного заміщення в бензольне кільце. Деякі з них, наприклад бромування, можуть бути використані для ідентифікації фенолів.

Ціль:за допомогою характерних реакцій практично довести хімічні властивості представників класів фенолів та амінофенолів .

Обладнання та реактиви: штатив з пробирками, склянки 25 мл, пальник, універсальний індикаторний папір, фенол, предметне скло, конц. H₂SO₄, 10 %-ний р-н NaNO₂, 10 %-ний р-н HCl, 10%-ний р-н NaOH, 5%-ний р-н NaOH, 15%-ний р-н NaOH, яєчний білок, р-ни – і –нафтолів, 10 %-ний р-н аміаку, 1%-ний р-н FeCl₃, бромна вода, р-н п-діазобен-золсульфокислоти, сульфанілова кислота, реактив Марки.

Методика виконання:

Опит 52. Розчинність фенолу у воді

Фенол є безбарвною кристалічною речовиною з характерним запахом. Фенол розчиняється у воді і розчиняє воду. Залежно від співвідношення фенол-вода утворюються: рідкий фенол (у 100 г фенолу розчиняється 8 г води) і фенольна, або карболова, вода (1 г кристалічного фені i розчиняється в 15 г води при 20 °С).

У пробірці збовтують 1 краплю рідкого фенолу і 1 краплю води. Спостерігають утворення каламутної рідини - емульсії фенолу, яка при стоянні поступово розшаровується: внизу - розчин води у фенолі, вгорі - розчин фенолу у воді. По каплях при збовтуванні додають воду до тих пір, поки не утворюється прозорий розчин фенолу у воді (фенольна вода). Відмічають характерний запах фенолу. Фенольну воду зберігають для проведення наступних дослідів.

Опит 53. Доказ кислотного характеру фенолу

У пробірці збовтують 10 крапель фенольної води, додають 1 краплю рідкого фенолу. Спостерігають утворення каламутної емуль­сії фенолу у воді, яка при додаванні 1 краплі 10 %-ного розчину натрію гідроксиду миттєво перетворюється на прозорий розчин натрію фен оксиду.

Червоний лакмусовий папір, змочений отриманим розчином натрію феноксиду, забарвлюється в синій колір. Водні розчини фенолятів частково гідролізуються.

Опит 54. Розкладання натрію феноксиду кислотою

В пробірку з прозорим розчином натрію феноксиду, отриманого в попередньому опиті, додають 1-2 краплі 10 %-ного розчину хлоридної кислоти. Спостерігають помутніння рідини внаслідок виділення вільного фенолу.

Феноксиди як сполуки, утворені слабкою кислотою, розкладаються сильнішими кислотами.

Опит 55. Осадження білку фенолом

У пробірку поміщають 1 мл розчину яєчного білку і по краплях додають насичений водний розчин фенолу. Спостерігають помутніння розчину і утворення пластівців або згустків, що обумовлено денатурацією білку. Білки з фенолами утворюють малорозчинні продукти конденсації за участю аміногруп білко­вих молекул.

Опит 56. Кольорові реакції фенолів із ферруму (III) хлоридом

У пробірку поміщають 3 краплі прозорої фенольної води і додають 1 краплю 1 %-ного розчину ферруму (III) хлориду. Спостерігають появу фіолетового забарвлення, обумовленого утворенням суміші комплексних сполук C₆H₅OFeCl₂, (C₆H₅O)₂FeCl, (C₆H₅O)₃Fe. Інтенсивність забарвлення розчину посилюється при розбавленні водою, слабшає або повністю зникає при додаванні етанолу.

Реакцію виконують з 1 %-ными водними розчинами піро­катехіну, резорцину, гідрохінону, пірогалолу і 1 %-ными спир­товыми розчинами – і –нафтолів. Відмічають різне забарвлення розчинів.

Кольорова реакція із ферруму (III) хлоридом використовується для ідентифікації фенолів.

Опит 57. Індофенолова проба

У пробірку поміщають 1 краплю фенольної води, 3 краплі 10 %-ного розчину аміаку і додають 3 краплі бромної води. Через декілька хвилин у відбитому світлі спостерігають появу поступово синього забарвлення розчину, що посилюється, обумовленого утворенням індофенолу.

Індофенолова проба використовується для ідентифікації фенолів.

Опит 58. Реакція Ліберману

У пробірку поміщають 0,5 мл концентрованої сульфатної кислоти, 2-3 краплі 10 %-ного розчину фенолу і 1 краплю 10 %-ного розчину натрію нітриту. При струшуванні суміш забарвлюється в синьо-фіолетовий колір. Забарвлену суміш виливають в склянку з 5 мл води – з'являється рожево-червоне забарвлення розчину. При додаванні 5 %-ного розчину натрію гідроксиду розчин забарвлюється в синій колір.

Реакція Ліберману заснована на конденсації продукту нітрозування фенолу (п-бензохінонмонооксиму) з надлишком фенолу у присутності концентрованої сульфатної кислоти. Індофенол, що утворюється, відноситься до групи хінонімінових барвників і змінює забарвлення залежно від рН середовища. Реакція Ліберману характерна для фенолів, вільних в орто- і пара-положеннях.

Опит 59. Бромування фенолу

У пробірку поміщають 1 краплю рідкого фенолу і 2 краплі води. Вміст пробірки збовтують і до емульсії, що утворилася, додають 6-7 крапель бромної води. Спостерігають виділення біло­го осаду 2,4,6-трибромфенолу.

При наступному додаванні надлишку бромної води спостерігають перетворення білого осаду на світло-жовтий за рахунок окислення 2,4,6-трибромфенолу і утворення 2,4,4,6-тетрабромциклогексадієн-2,5-ону-1.

Для видалення надлишку брому вміст пробірки кип'ятять впродовж 1 хв. і охолоджують. Осад, що розчинився при нагріванні, знову виділяється при охолодженні.

Для відновлення 2,4,4,6-тетрабромциклогексадієн-2,5-она-1 до суспензії при енергійному збовтуванні додають 2 краплі 10 %-ного розчину калію йодиду і 0,5 мл бензолу. Спостерігають червоно-фіолетове забарвлення бензолового шару (вільний йод) і виділення 2,4,6-трибромфенолу.

Гідроксильна група в молекулі фенолу, чинячи сильний електронодонорний вплив, активує бензолове кільце в ре­акції бромування і сприяє одночасному заміщенню атомів гідрогену в положеннях 2,4,6 у відсутність каталізатора. Ця реакція використовується для ідентифікації фенолів з вільними орто- і пара- положеннями.

Опит 60. Утворення азобарвника

У пробірку поміщають декілька кристалів фенолу і добав­ляют 1,5 мл 15 %-ного розчину натрію гідроксиду. За допомогою скляної палички на фільтрувальний папір наносять 2 краплі отриманого розчину, а поруч – 2 краплі розчину п-діазобен-золсульфокислоти, отриманою при змішуванні в окремій про­бірці 0,1 г сульфанілової кислоти, 5 мл води і 0,5 мл 10 %-ного розчину натрію нітриту. На межі зіткнення розчинів спостерігають появу червоно-помаранчевого забарвлення.

Реакція азосполучення солей діазонію з фенолами в лужному середовищі з утворенням азобарвника протікає легко, є високочутливою і використовується для ідентифікації фенолів.

Опит 61. Реакція конденсації фенолу з реактивом Марки

На предметне скло поміщають декілька кристалів фено­лу і змочують 1-2 краплями реактиву Марки. При стоянні з'являється вишнево-червоне забарвлення, обумовлене утворенням арилметанового барвника.

Ця реакція використовується для ідентифікації фенолів.

Хід роботи:

1. Підготуйте робоче місце.

2. Виконайте опити згідно методики.

3. Запишіть рівняння реакцій, що відбуваються.

4. Зробіть висновок щодо досягнення цілі дослідження.

5. Приберіть за собою робоче місце.