Малый органический практикум. Учебное пособие

Работа № 9. ИДЕНТИФИКАЦИЯ НЕИЗВЕСТНЫХ ВЕЩЕСТВ

лакмусовую бумагу. Изменение ее цвета свидетельствует о наличии азота в соединении.

Опыт № 6. Открытие оксисоединений (спирты и фенолы)

При анализе на спирты используют реакции замещения как подвиж- ного водорода в гидроксильной группе, так и всей гидроксильной груп- пы. Спирты легко реагируют с натрием, образуя алкоголяты, растворимые вспирте. Дляэтоговпробиркупомещаютисследуемоевеществоималень- кийкусочекметаллическогонатрия. Выделениегазауказываетнаналичие гидроксильной группы (однако эту реакцию могут давать и кислоты, по- этому следует проверить сначала с помощью универсальной индикатор- ной бумаги рН среды, чтобы исключить предположение о кислотном ха- рактере образца).

Спиртымогутбытьодноатомные, двухатомныеитрехатомные. Дляэто- го к исследуемому образцу добавляем свежеприготовленный гидроксид меди(II) голубого цвета. Растворение осадка и образование темно-синего раствора свидетельствует о том, что спирт многоатомный.

Реакция с солянокислым раствором хлорида цинка (реактив Лука- са) позволяет определить, к какому типу относится данный одноатом- ный алифатический спирт. Первичные, вторичные и третичные спирты можно отличить друг от друга по разной скорости замещения гидрок- сильной группы на хлор. К 1 мл анализируемого вещества прибавляют 6 мл реактива Лукаса, смесь встряхивают, оставляют на 5 минут и оце- нивают результат: первичные спирты, имеющие до 5 атомов углерода, растворяются, но раствор остается прозрачным. Вторичные спирты сначала дают прозрачный раствор, однако он быстро мутнеет, а затем отделяются крошечные капельки хлорпроизводного. В случае третич- ных спиртов быстро образуются две фазы, одной из которых является хлорпроизводное.

Аллиловый спирт ведет себя как вторичный спирт, но в нем присут- ствует кратная связь, которую определяют реакцией с бромной водой.

Опыт № 7. Обнаружение фенольных и енольных групп

Реакция с хлоридом железа(III)

В пробирку помещают несколько кристаллов (или 1–2 капли иссле- дуемого вещества) в 2 мл воды или хлороформа и прибавляют 2 капли 1%-ного водного раствора FeCl3.

31

Д. А. ШИПИЛОВ, Н. В. КУТЯШЕВА, С. Е. МОСЮРОВ, Г. И. КУРОЧКИНА. МАЛЫЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ

При положительном результате появляется окраска (от кроваво-крас- ной до зеленой у алифатических енолов и от красной до фиолетовой у фе- нолов). В отличие от енолов фенолы четче дают реакцию в водных рас- творах.

Реакция с бромной водой

Фенолы со свободными орто- и пара-положениями в бензольном ядре легко обесцвечивают бромную воду. В пробирку помещают на кончике шпателя небольшое количество анализируемого вещества и растворя- ют в 2 мл воды, добавляют к эмульсии несколько капель бромной воды при постоянном встряхивании до образования белого осадка.

Опыт № 8. Обнаружение карбонильной группы

Реакция с фуксинсернистой кислотой (реакция Шиффа)

В пробирку помещают 0,5 мл свежеприготовленного бесцветного рас- твора фуксинсернистой кислоты и добавляют 2 капли исследуемого ве- щества. Встряхивают. Через несколько минут появляется интенсивное розово-фиолетовое окрашивание, что свидетельствует о наличии карбо- нильной группы, которая присутствует как в альдегидах, так и в кетонах. Дляопределенияальдегидовнужнопровестиреакцию«серебряногозер- кала». Для этого к раствору нитрата серебра добавляют раствор аммиака, а затем несколько капель анализируемого вещества. Пробирку нагрева- ют на спиртовке, не доводя до кипения. Налет металлического серебра на стенках пробирки свидетельствует о наличии альдегидной группы в образце.

Опыт № 9. Обнаружение карбоксильной группы

Реакция на кислотность среды

Раствор исследуемого вещества в воде наносят пипеткой на универ- сальную индикаторную бумагу. Алифатические и ароматические карбоно- вые кислоты окрашивают ее в красный цвет. Аналогичную реакцию дают сульфокислоты, фенолы, нитрофенолы и некоторые другие соединения с «кислым» атомом водорода.

Реакция с гидрокарбонатом натрия

В пробирку наливают 2 мл насыщенного раствора гидрокарбоната на- трия и вносят раствор исследуемого вещества. При наличии кислоты про- исходит характерное вспенивание за счет выделения углекислого газа.

32

Работа № 9. ИДЕНТИФИКАЦИЯ НЕИЗВЕСТНЫХ ВЕЩЕСТВ

Опыт № 10. Обнаружение сложноэфирной связи

При анализе сложных эфиров используют их способность омылять- ся под действием щелочей. В пробирке растворяют 0,1 г анализируе- мого вещества в 3 мл этанола, прибавляют несколько капель фенол- фталеина и 0,1 н. раствор гидроксида натрия в этаноле до появления малинового окрашивания смеси. Пробирку нагревают на водяной бане до 45–50 °С. Исчезновение окрашивания указывает на связывание ще- лочи кислотой, образовавшейся в результате гидролиза сложного эфи- ра. Эта реакция является положительной пробой на присутствие в об- разце сложноэфирной связи.

Опыт № 11. Обнаружение аминогруппы

Амины растворяются в кислотах. Часто обладают характерным запа- хом. Алифатические амины имеют основную реакцию на лакмус и другие индикаторы.

Изонитрильная проба (на первичные амины в алифатических и арома- тических аминах)

К 1–2 каплям исследуемого вещества прибавляют 1 мл 0,5М спирто- вого раствора гидроксида натрия и 2–3 капли хлороформа. Быстро нагре- вают до кипения. Сильный неприятный запах изонитрила (нюхать осто- рожно!) указывает на наличие первичной аминогруппы.

Реакция на первичные ароматические амины

Впробиркуналивают0,5 млобразцаиприбавляют0,5 млхромовойсме- си. Образованиеокрашенныхпродуктов(оттемно-синегодочерногоцвета) есть результат глубокого окисления первичных ароматических аминов.

Отличить первичные алифатические амины от ароматических мож- но с реакцией с азотистой кислотой. Первичные алифатические ами- ны под действием азотистой кислоты превращаются в соответствующие спирты, при этом выделяется азот.

Первичные и вторичные алифатические амины можно различить пробой с нитропруссидом натрия. Первичные алифатические амины с ацетоном и нитропруссидом натрия образуют соединения, окрашенные в красно-фиолетовый цвет, вторичные алифатические амины при взаимо- действии с альдегидом и нитропруссидом натрия образуют соединения, окрашенные в сине-фиолетовый цвет.

33

Д. А. ШИПИЛОВ, Н. В. КУТЯШЕВА, С. Е. МОСЮРОВ, Г. И. КУРОЧКИНА. МАЛЫЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ

Реакции на третичные алифатические амины

Жирно-ароматические третичные амины при обработке азотистой кис- лотой образуют С-нитрозосоединения желто-бурого цвета.

В пробирке смешивают 1–2 капли исследуемого вещества и двойной объем концентрированной соляной кислоты. Раствор охлаждают и при- бавляют двойной объем (3–6 капель) охлажденного раствора нитрита на- трия. Смесь закрывают пробкой и сильно встряхивают. Наблюдают ее окрашивание в желто-бурый цвет. В пробирку вносят 5%-ный раствор карбонатанатрия до появлениязеленойокраски, а затемприливают 0,5 мл диэтилового эфира и встряхивают. Эфирный слой окрашивается в изум- рудно-зеленый цвет.

Для всех третичных аминов характерна реакция с гексационоферра- том(II) калия, в результате которой образуется осадок – кислый ферро- цианид триалкиламмония. Для этого к 2 каплям исследуемого раствора приливают 2 мл воды и смесь тщательно встряхивают. Затем добавляют 1–2 мл концентрированного раствора желтой кровяной соли и несколько капель концентрированной соляной кислоты.

После определения класса органического вещества вы должны при- ступить к определению названия выданного вам вещества. Для этого вам нужно опираться на материал практических работ 2–8.

Перечень веществ для работы № 9

аллиловый спирт анилин ацетон бензальдегид винная кислота диэтиламин изопропанол

молочная кислота муравьиная кислота олеиновая кислота трет-бутанол триэтиламин уксусная кислота

уксусный альдегид (раствор)

34

Работа № 9. ИДЕНТИФИКАЦИЯ НЕИЗВЕСТНЫХ ВЕЩЕСТВ

фенол формальдегид (раствор) хлороформ

четыреххлористый углерод этанол этиленгликоль

35

Список литературы

1.Практикум по органической химии: малый лабораторный практикум / Н.Г. Базарнова и др. Барнаул, 2013. 204 с.

2.Практикум по органической химии / А.И. Артеменко и др. М.: Выс-

шая школа, 1991. 175 с.

3.Лабораторный практикум по органической химии / В.Н. Ераксина и др. М., 1990. 136 с.

4.Практическиеработыпоорганическойхимии/ Т.А. Смолинаидр. М.: Просвещение, 1986. 304 с.

5.Практикум по органической химии / В.Г. Иванов и др. М.: Academia, 2002. 288 с.

36

Приложение № 1

Общая структура оформления отчета по лабораторной работе в рабочем журнале

_________________________________

(подпись преподавателя о допуске к работе)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № _________

ТЕМА

Цель работы: Реактивы: Оборудование:

Опыт № 1. Название опыта

Краткое описание опыта.

Реакции (механизмы реакций) и наблюдения: Вывод из данного опыта:

Опыт № 2. Название опыта

Краткое описание опыта.

Реакции (механизмы реакций) и наблюдения: Вывод из данного опыта:

37

Д. А. ШИПИЛОВ, Н. В. КУТЯШЕВА, С. Е. МОСЮРОВ, Г. И. КУРОЧКИНА. МАЛЫЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ

Приложение № 2

Приготовление растворов

Фуксинсернистая кислота

Метод 1

Фуксинмассой0,2 грастворяютв200 млдистиллированнойводыидо- бавляют 2 г гидросульфита натрия и 2 мл концентрированной соляной кислоты. Если через 15–20 минут жидкость не обесцветится, то добавля- ют немного активированного угля, встряхивают смесь до обесцвечивания и затем фильтруют.

Даже не совсем обесцвеченный раствор хорошо дает все качественные реакции.

Метод 2

В 200 мл дистиллированной воды растворяют 0,2 г фуксина и пропу- скают через полученный раствор оксид серы(IV) до обесцвечивания рас- твора. Оксид серы(IV) получают нагреванием металлической меди с кон- центрированной серной кислотой.

Уксусный альдегид

В пробирку (лучше большую) насыпают около 0,5 г K2Cr2O7, прили- вают 2 мл 10%-ной серной кислоты и 2 мл этилового спирта и несколько кипелок. Происходит разогрев раствора и изменение его цвета. Пробирку закрывают газоотводной изогнутой трубкой. Осторожно нагревают про- бирку, так как возможно вспенивание реакционной массы. В момент бур- ноговыделениягазагазоотводнуютрубкуопуститьвпробиркусхолодной водой и насыщать 1–2 минуты. Убрать пробирку с раствором уксусного альдегида, а затем отключить нагрев.

Люголя раствор

В 6 мл воды растворяют 6 г йодида калия. К полученному раство- ру прибавляют 2 г йода. После растворения йода добавляют воду до

100 мл.

38

ПРИЛОЖЕНИЯ

Лукаса реактив

55 г безводного хлорида цинка необходимо осторожно растворить в 50 мл соляной кислоты (конц.). Получение реактива Лукаса проводить под тягой!

Бромная вода

Бром растворяют в воде таким образом, чтобы на дне сосуда оставался в небольшом количестве бром.

39