7. ГАЛОГЕНПОХІДНІ ВУГЛЕВОДНІВ

Галогенопохідними називають похідні вуглеводнів, у яких один або декілька атомів гідрогену в молекулі заміщені на галогени (Cl, Br, I, F).

Загальна формула насичених галогенопохідних СН –Hal (де Hal – F,

n 2n+1

Cl, Br, I).

Розрізняють галагенопохідні насичених і ненасичених вуглеводнів, моногалогенопохідні і полігалогенопохідні. Крім цього, галагенопохідні класифікують на фторпохідні, хлорпохідні, бромпохідні та йодпохідні.

Назва моногалогеналканів за історичною номенклатурою походить від назви відповідних радикалів із додаванням назви галогену. За номенклатурою IUPAC галогеналкани зберігають назви насичених вуглеводнів, до яких додають назву галогену, зазначаючи його розташування в ланцюзі:

Галогенопохідні ненасичених вуглеводнів можна розглядати як похідні ряду етилену й ацетилену.

Назва ненасичених галогенопохідних вуглеводнів утворюється за тим же принципом, що й назва насичених галогенопохідних. Проте у назві сполук цього класу цифрами зазначають як розташування галогену в ланцюзі, так і розташування кратного зв’язку, віддаючи перевагу останньому. Наприклад:

77

Cl

2-Хлор-1-бутен Галогенопохідні вуглеводнів мають широке практичне застосування

як розчинники, лікарські препарати й препарати для боротьби зі шкідниками сільського господарства та як проміжні продукти в органічному синтезі.

Окремі представники галагенопохідних вуглеводнів

Хлороформ (СНCl3) застосовується для загального наркозу у ветеринарній медицині. Але хлороформ сполука нестійка і при неправильному зберіганні, особливо під дією світла, окиснюється киснем повітря з утворенням дуже отруйної речовини – фосгену (COCl2), а також Hl, Cl2,

CO2.

Йодоформ (СНl3) має антисептичні властивості, тому у вигляді мазей і порошків-присипок застосовується при лікуванні ряду захворювань. Сприяє грануляції ран і виразок. У формі пілюль та болюсів застосовують як антисептичний і протибродильний засіб для тварин.

Чотирихлористий вуглець (СCl4) не горить, тому широко застосовується у вогнегасниках. У техніці його широко застосовують як розчинник каучуків, лаків та жирів. У ветеринарії використовується як антигельмінтний засіб, ефективний проти деяких нематод і трематоди.

Хлористий етил (С2Н5Cl) – речовина яка широко застосовується в медицині для місцевого знеболювання шкіри.

Фторотан (1,1,1-трифтор-2-хлор-2-брометан) (СF3-СНClBr) – один з найефективніших засобів для інгаляційного наркозу, який має ряд переваг перед хлороформом, малотоксичний, наркоз минає досить швидко.

Дифтордихлорметан (фреон-12) (СF2Cl2) – холодоагент для холодильників і установок для кондиціонування повітря.

Хлоровініл (СН2=СНCl) використовується для одержання полімеру – полівінілхлориду, який широко застосовуються для виготовлення електроізоляційних матеріалів, штучної шкіри, різних плівок.

Тетрафторетен (тетрафторетилен) (СF2=СF2) – безбарвний газ, легко полімеризується з утворенням полімеру політетрафторетилену(фто-

ропласт-4). Одержаний полімер має правильну лінійну структуру та вирізняється високою температурною стійкістю в межах від –180 °С до + 300 °С і високою хімічною стійкістю. Фторопласт-4 є незамінним матеріалом при виготовленні важливих деталей приладів і апаратури, що працюють за жорстких умов, наприклад, у космосі; застосовують як

78

електроізолятор, для виготовлення арматури в хімічн машинобудуванні.

2-Хлор-1,3-бутадієн (хлоропрен) (СН2=СCl–СН=СН2) – безбарвна рідина, легко полімеризується з утворенням хлоропренового каучуку.

ОБЛАДНАННЯ ТА МАТЕРІАЛИ: штативи, пробірки, газовідвідні трубки, скляні палички, колба Вюрца, холодильник, алонж, приймач, ділильна лійка, лід, синій лакмусовий папір.

РЕАКТИВИ: дистильована вода, суміш рівних об’ємів етилового спирту і концентрованої сульфатної кислоти, нітратна кислота(1:5), 10 %-ий розчин натрій гідроксиду, 96 %-ий етанол, хлоральгідрат, 5 %- ий спиртовий розчин йоду, 5 %-ий розчин калій йодиду, 1 %-ий розчин аргентум нітрату, 1 %-ий розчин калій манганату, 10 %-ий розчин резорцину, концентрована сульфатна кислота, формалін, хлороформ, бромоформ, йодоформ, сухий КBr, NaCl і KCl, безводний кальцій хлорид.

ДОСЛІД 1. ГІДРОЛІЗ ХЛОРОФОРМУ

У пробірку наливають0,5 мл хлороформу та2 мл розчину NaOH. Суміш кип’ятять протягом 1…2 хв. Внаслідок лужного гідролізу хлороформу утворюється сіль мурашиної кислоти:

CHCl3 + 4 NaOH → HCOONa + 3 NaCl + 2H2O

Після охолодження розчин підкислюютьHNO3 (кисле середовище перевіряють індикаторним папірцем) і додають кілька крапель розчину AgNO3. Випадає білий осад арґентум(І) хлориду.

NaCl + AgNO3 → AgCl ¯ + NaNO3

ДОСЛІД 2. ОДЕРЖАННЯ ЙОДОФОРМУ З ЕТАНОЛУ

У пробірку наливають 1 мл 5 %-ого спиртового розчину йоду та краплями додають водний розчин NaOH (до зникнення бурого забарвлення йоду). Випадають жовті кристали йодоформу з характерним запахом.

При обробці йодом у лужному середовищі етиловий спирт окиснюється до оцтового альдегіду, який реагуючи з йодом перетворюється в трийодоцтовий альдегід:

CH3-CH2-OH + І2 + 2NaOH → CH3-COH + 2NaI + 2H2O

CH3-COH + 3І2 + 3 NaOH → Cl3-COH + 3 NaІ + H2O

Трийодоцтовий альдегід в лужному середовищі нестійкий і під часга лоформного розщеплення перетворюється на сіль мурашиної кислоти і йодоформ:

Cl3-COH + NaOH → CHl3 + HCOONa

Сумарне рівняння реакції має такий вигляд:

79

CH3CН2ОН + 4 І2 + 6 NaOH → CHІ3 + HCOONa + 5 NaІ + 5 H2O

ДОСЛІД 3. ОДЕРЖАННЯ ХЛОРЕТАНУ

У пробірку з газовідвідною трубкою наливають близько 3 мл приготовленої суміші етанолу(96 %-го) і концентрованої H2SO4 (у рівних об’ємах) та насипають 1 г дрібно розтертого NaCl. Пробірку з реакційною сумішшю злегка нагрівають. Виділяється газ – хлоретан, який горить характерним зеленкуватим полум’ям.

CH3CН2ОН + HOSO3H → CH3CН2ОSO3H + H2O

NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl

CH3CН2ОSO3H + HCl → CH3CН2Cl ↑ + H2SO4

ДОСЛІД 4. КОЛЬОРОВА РЕАКЦІЯ НА ГАЛАГЕНОПОХІДНІ ВУГЛЕВОДНІВ

Для виявлення галагенопохідних вуглеводнів у розчинах і сумішах використовують резорцинолову пробу. Резорцинол – двохатомний фенол:

OH

OH

В три пробірки наливають по1-2 мл свіжоприговленого 10 %-го розчину резорцину і по 5 крапель 10 %-го розчину натрій гідроксиду. В першу пробірку добавляють5 крапель хлороформу, в другу – стільки ж крапель бромоформу, в третю – кілька кристаликів йодоформу. Суміш збовтують та нагрівають.

Які зміни відбуваються у кожній пробірці?

ДОСЛІД 5. ВИЗНАЧЕННЯ ЧИСТОТИ ХЛОРОФОРМУ

Хлороформ - нестійка хімічна сполука. Під впливом світла й кисню повітря він окиснюється з утворенням токсичних продуктів– фосгену, гідроген хлориду і вільного хлору, що робить його непридатним до наркозу:

80