орг. химия / Organika_ lab. praktkum

частково гідролізована целюлоза виділяється і

у вигляді міцної

плівки

заклеює в папері пори, утворюючі міцний напівпрозорий матеріал

м

–

рослинний пергамент. Частково гідролізована целюлоза утворює з йодома

синє забарвлення. Внаслідок подібності цієї реакції з крохмалем, продуктт

обробки целюлози концентрованою H2SO4 одержав назву «амілоїд».

в) Кислотний гідроліз целюлози.

н

В суху конічну колбу (50-100 мл)

поміщають

небагато дуже дрібно

нарізаного

фільтрувальногое

паперу

(целюлози)

і змочують його концентрованою

сульфатною кислотою.

д

Ретельно перемішують вміст колби скляною паличкою до повної руйнації

т

у

додають невеликими порціями при перемішуванні 15-20 мл

води

(Обережно!), колбу з’єднують з повітряним зворотнимс

холодильником і

н

кип’ятять реакційну суміш 20-30 хвилин, перемішуючі її періодично. Після

н

реактивом Фелінга.

с

і поясніть дослід.

Напишіть рівняння реакції гідролізу целюлозиа

г) Реакція целюлози з лугом.

В невеликийт

стакан наливають 40%-го

розчину гідроксиду натрію і опускають в нього смушку фільтрувального

р

паперу. Другу смушку такого ж розміру опускають в стакан з водою

о

смушки паперу виймають зразок,

(контрольний зразок). Через 5-7 хвилини

к

між листками

фільтрувального паперу.

який був у воді, віджимають

або фарфоровій чашці), потім 10%-м розчином хлоридної кислоти і знову

в

водою. Промиту смушку віджимають між листками фільтрувального

паперу. Коли обидві паперовіи

смушки висохнуть, порівнюють їх довжину і

щільність.

я

«лужна целюлоза» (алкаліцелюлоза). В лужному розчині целюлоза сильно

д

набухає, її волокна стають товщі і коротші. Це обумовлює важкість

фільтрування

черезл

паперовий фільтр лужних розчинів. В текстильній

л

промисловості обробку лугом бавовняних тканин і ниток проводять з

метою їх облагороджування (мерсеризації).

а

В невелику колбу

д) Одержання і властивості нітратів целюлози. (Тяга!)

р

мл

концентрованої нітратної кислоти

і обережно при

наливають 4

розмішуванніі

додають 8 мл концентрованої сульфатної кислоти. Суміш,

що розігрілась, охолоджують і поміщають в неї за допомогою скляної

палички невеликий жмут вати. Реакційну суміш періодично перемішують

а

і нагрівають на водяній бані (60-70оС) протягом 5 хвилин. Потім

паличкоюе

ватут

виймають і ретельно промивають водою спочатку в стакані, а потім

61

м

під водопровідним краном. Надлишок води віджимають фільтрувальним

папером, вату розрихляють і сушать в фарфоровій чашці над киплячою

водяною банею. В умовах досліду утворюється переважно динітрат

целюлози – колоксилін.

н

Напишіть схему утворення колоксиліну (фрагмент молекули целюлозиа

напишіть за Хеуорсом). Чому часто вживана назва «нітроцелюлозат »

неправильна?

д

Висушений волокнистий нітрат целюлози ділять на три частини. Одну

у

частину кладуть на азбестову сітку і підпалюють. Поряд підпалюютье

шматочок звичайної вати (целюлози). Відмічають різницю

в характері

горіння цих двох зразків.

т

Другу частину колоксилінової вати поміщають на дно сухої пробірки і

нагрівають на пальнику. Колоксилін при нагріванні розкладається з

вибухом і вилітає з пробірки (Обережно! Отвір пробіркис

поверніть до

стіни).

н

н

Третю частину колоксиліну розчиняють при перемішуваннія

поличкою в

суміші етилового спирту і діетилового етеру (1:3). Утворюється в’язкий

розчин – колодій. Частину колодію виливають на предметне скельце; після

т

випаровування розчинника залишається тверда плівка. Колодій широко

використовують в медицині.

с

а

Дослід 60. Деякі властивості бавовняних і штучних волокон.

Реактиви: концентрована нітратна

р

кислота, 25%-й

розчин сульфатної кислоти,

10%-й розчин гідроксиду натрію, ацетон. и

Матеріали: зразки волокон (або тканин): віскозного, ацетатного, бавовняного.

и

концентрованої нітратної

Наливають в чотири пробіркио по 1,5-2 мл :

кислоти, 25%-ної сульфатноїккислоти, 10%-го розчину гідроксиду натрію,

ацетону. В кожну пробірку опускають невеликий шматочок віскозного

волокна (або тканини). Розмішують вміст пробірки скляною паличкою

протягом 2-3 хвилин. Результатив

досліду записують в таблицю. Дослід

л

повторюють із зразками ацетатного і бавовняного волокна.

Для визначення відношенняя

волокон до нагрівання поміщають зразки

д

Результати

волокон на азбестову сітку і підпалюють їх сірником. ( Тяга! )

записують в таблицю:

р

іа

л

е

а

т

м

62

Відношення до дії реагентів:

Характер

м

и

Волокно

горіння

HNO3

H2SO4

NaOH

Ацетон

конц.

25%-я

10%-й

Бавовняне

е

н

т

а

Віскозне

Ацетатне

д

с

т

у

я

БЕНЗЕН

І

ЙОГО

ГОМОЛОГИ

Дослід 61.Одержання бензену.

т

н

н

Реактиви: бензоат натрію, натронне вапно.

с

Обладнання: вигнуті газовідвідні трубки, ступкиа, скляні палички.

В ступці ретельно розтирають 2-3 г бензоат натрію з 4-5 г

натронного

р

вапна. Суміш поміщають в суху пробірку, закривають пробкою з

газовідвідною

трубкою,

вигнутоюи

під

прямим

кутом.

Пробірку

о

горизонтально укріпляють в штативі, нижній кінець трубки опускають в

пробірку-приймач,

що

к

крижаною

водою. Пробірку

із

охолоджується

сумішшю

нагрівають

и

прогрівають

спочатку всю

полум’ям пальника,

в

пробірку, а потім сильно нагрівають її нижню частину до почорніння

суміші.

Бензол,

що

утворюється,

збирається

в

пробірці,

яка

я

використовується як приймач. Виявляють бензол по характерному запаху і

горючості. Він горить коптячим полум’ям.

.

д

Дослід 62. Алкілуваннял

бензену .

Реактиви: бензен (зневоднений), хлорид алюмінію безводний, хлороформ.

Обладнання: зворотні повітряні холодильники до пробірок.

і

а

наливають 1 мл

бензену, додають 0,5 г

хлориду алюмінію,

В пробіркул

р

хлороформу. ( Тяга! )

потім при струшуванні до суміші приливають 1 мл

е

Пробірку закривають пробкою з зворотним повітряним холодильником і

злегка нагрівають. При цьому починається енергійна реакція з виділенням

т

хлороводню. Суміш забарвлюється в червоно-бурий колір. Випадає масло

а

– продукт реакції.

63

механізм цієї реакції. Яку роль відіграє хлорид алюмінію при алкілуванні?

Дослід 63.Окислення ароматичних вуглеводнів.

м

Реактиви: бензен, толуен, 1%-й розчин перманганату калію, 2 н. розчин сульфатної

кислоти.

т

а

Обладнання:

водяні бані, зворотні повітряні холодильники до пробірок.

В дві пробірки наливають по 1 мл розчину перманганату калію інпо 1 мл

д

е

зворотними повітряними холодильниками і нагрівають на водяній бані. В

с

одній з пробірок спостерігається побуріння і випадання осадуу , а в другій –

ніяких змін не відбувається.

я

т

Напишіть рівняння реакції перманганату калію з толуеном. Поясніть

причину різного відношення бензену і толуену до перманганату калію.

а

н

н

ГАЛОГЕНО-, НІТРО- І СУЛЬФОПОХІДНІ

т

БЕНЗЕНОВОГО РЯДУ

Дослід 64. Бромування бензену.

и

с

Реактиви: бензен, розчин брому в ССl4 (1:5), залізні ошурки, розчин амоніаку,

лакмусовий папір (синій).

к

о

Обладнання: зворотні повітряні холодильникир

до пробірок, водяні бані.

Роботу слід проводити в витяжній шафі!

в

CCl4

а) В пробірку наливають 1 мл бензену і 1 мл розчину брому в

(1:5). Пробірку

закриваютьи

пробкою з

зворотним повітряним

холодильником і

я

на водяній

бані. Знебарвлення

не

л

б) До реакційної суміші, що використовувалась в досліді 62,а, додають

л

заліза. Пробірку закривають пробкою з

зворотним

декілька ошурокд

а

повітряним холодильником і нагрівають на водяній бані. Через деякий час

робиться помітним виділення бромоводню,

що легко виявити по зміні

р

кольору вологого синього лакмусового папірця, піднесеного до отвору

повітряногоі

холодильника, а також по утворюванню білого диму від

піднесеного

до

отвору

повітряного

холодильника

клаптика

фільтрувального паперу, змоченого розчином амоніаку. Через 5-10 хвилин

а

післяеначала реакції пробірку відкривають і в реакційну суміш занурюють

смушкут

фільтрувального паперу. Потім її висушують на повітрі. На папері

64

м

залишається бромбензен, що відрізняється по запаху від вихідного

бензену.

Напишіть рівняння реакції бромування бензену і розгляньте механізм

т

(SE2) цього процесу. Які з ізомерів дибромбензену можуть утворитися при

подальшому бромуванні бромбензену?

е

н

а

Дослід 65. Бромування толуену.

д

Реактиви: толуен, розчин брому в CCl4, залізні ошурки, лакмусовий папір (синій).

Обладнання: зворотні повітряні холодильники до пробірок, водяні бані.

Роботу слід проводити в витяжній шафі!

с

а) Пробірку з 1 мл толуену і 1 мл розчину брому в чотирихлористомуу

вуглеці (1:5) закривають пробкою з зворотним повітрянимт

холодильником

я

Галогенування

і нагрівають на киплячій водяній бані 10 хвилин.

супроводжується виділенням бромоводню, що виявляють по почервонінню

синього лакмусового папірця (вологого!),

н

піднесеного до отвору

повітряного холодильника.

Потім смушку фільтрувального паперу

а

занурюють в реакційну суміш і висушують на повітрі. Бром, бромоводень,

т

чотирихлористий вуглець, толуен випаровуютьсян

, а на папері залишається

бромистий бензил, який подразнює слизові оболонки носа. (Нюхати

обережно!).

и

розчину брому в CCl4 і

б) В пробірку наливають 1 мл толуену, 1 -2 мл

додають невелику кількість

р

ошурок.

Пробірку закривають

залізнихс

реакційної суміші. Через 5-10 хвилин

після початку реакції

до отвору

и

вологий лакмусовий

папірець і

повітряного холодильника підносятьо

відмічають зміну забарвленнякіндикатору. Потім смушку фільтрувального

в

повітрі. На

паперу змочують реакційною сумішшю і висушують її на

папері залишається речовина, що відрізняється від толуену і не подразнює

я

слизові оболонки носа.

л

Розгляньте механізми галогенування толуену в ядро (SE2) і в бічний

д

ланцюг (SR). Утворення яких ізомерів можливо при бромуванні толуену в

ядро? Поясніть роль каталізатору (FeBr3) при галогенуванні ароматичних

вуглеводнів в ядро.

а

Дослід 66. Нітрування ароматичних вуглеводнів.

Реактиви:

бензенл

, толуен, нітробензен, концентровані нітратна і сульфатна кислоти,

р

нітрат натрію кристалічний.

Обладнанняі

: зворотні повітряні холодильники до пробірок, водяні бані.

а) Нітрування бензену. В пробірці змішують 2 мл

концентрованої

а

кислоти (ρ = 1,4 ) з 3 мл концентрованої сульф

атної кислоти.

нітратноїе

Одержанут

нітруючу суміш охолоджують і до неї додають невеликими

65

завершення реакції нагрівають її на водяній бані (50-55оС) 5-10 хвилин,

м

систематично струшуючи вміст пробірки. Потім реакційну суміш

виливають в стакан з холодною водою. На дні стакану виділяєтьсяа

нітробензен у вигляді жовтих крапель, що мають характернийтзапах

гіркого міндалю.

н

Напишіть рівняння нітрування бензену. Яка роль сульфатної кислоти в

цій реакції? Поясніть механізм нітрування ароматичних сполук.е

б) Нітрування нітробензену. В пробірку

з 2 мл

концентрованої

сульфатної кислоти присипають приблизно 1 г

д

тонко розтертого нітрату

о

т

у

натрію. Суміш нагрівають на водяній бані до 60-70

С і поступово при

струшуванні додають 1 мл нітробензену. Після 10 -хвилинного нагрівання

на киплячій водяній бані при струшуванні вміст пробіркис

виливають в

стакан з крижаною водою. При

н

кристали м-

цьому виділяються

динітробензену жовтого кольору.

н

я

умовах порівнюючи з бензеном.

в) Нітрування толуену. В пробірці готують нітруючу суміш, додаючи до

с

3 мл концентрованої нітратної кислоти 4 амл концентрованої сульфатної

кислоти. В пробірку з 2 мл толуену при ст

трушуванні і охолодженні по

краплях додають одержану

нітруючу

суміш. Температура реакційного

р

середовища при цьому не повинна перевищувати 60оС. Потім пробірку для

о

бані, часто струшуючи. Через 10

завершення реакції нагрівають на водянійи

к

хвилин вміст пробірки виливають в стакан з холодною водою. На дні

стакану виділяються маслянисті краплі суміші ізомерів нітротолуену.

Утворення яких ізомерів можливо при нітруванні толуену?

в

вуглеводнів.

Дослід 67. Сульфування ароматичнихи

я

Реактиви: бензен, толуен,ксилен, концентрована сульфатна кислота.

Обладнання: хімічні стакани

(50-100 мл),

зворотні повітряні холодильники до

пробірок, водяні бані.

л

пробірку додають по 4 мл концентрованої сульфатної кислоти. Пробірки

закривають пробкамид

з зворотними повітряними холодильниками і

іа

нагрівають на киплячій водяній бані, часто струшуючі реакційну суміш. В

деяких пробіркахл

спостерігається поступове розчинення вуглеводню. Коли

р

це розчинення завершиться, пробірки охолоджують і їх вміст виливають в

е

ФЕНОЛИ І АРОМАТИЧНІ СПИРТИ

а

м

и

н

т

( Обережно! Феноли викликають опіки шкіри! )

е

Дослід 68. Реакція фенолів з хлоридом феруму (ІІІ).

д

Реактиви: 5%-й

розчин фенолу, 5%-й розчин м-крезолу, 5%-й розчин п-крезолу,

5%-й розчин хлориду феруму (ІІІ).

т

у

Дослід проводять з кожним з фенолів. В пробірки наливають по 1 мл

с

розчину відповідного фенолу і додають 1-2 краплі розчину хлориду

феруму (ІІІ). З’являється інтенсивне забарвлення: для фенолу – фіолетове,

я

для м-крезолу – червоно-фіолетове, для п-крезолу – темно-синє.

Дослід 69.Утворення і розклад фенолятів.

н

н

Реактиви: фенол, 2 н. розчин гідроксиду натрію, 2 н. розчин карбонату натрію, 2 н.

а

розчин сульфатної кислоти, 2 н. розчин гідрокарбонату натрію.

а)

т

До 0,1 -0,2 г фенолу добавляють 1-2 мл розчину гідроксиду натрію.

с

Поступово фенол розчиняється. Суміш нагрівають до одержання

однорідної рідини. До

охолодженого

розчину приливають

розведену

р

сульфатну кислоту. Спостерігається помутніння розчину.

Напишіть рівняння реакції утворенняи

феноляту натрію. Поясніть

причину помутніння суміші при взаємодії з сульфатною кислотою.

б)

Для

проведення досліду в дві

пробірки поміщають

по

0,1-0,3 г

и

1-2 мл розчину карбонату натрію, а

фенолу. В одну пробірку приливаютьо

в

натрію. Чи в обох пробірках

в другу – такий же об’єм гідрокарбонатук

спостерігається розчинення фенолу і утворення однорідної рідини? Про що

я

свідчить цей дослід? Напишіть рівняння реакції карбонату натрію з

фенолом. Які властивості проявляє фенол при взаємодії з лугами і

карбонатом натрію?

Дослід 70. Бромуваннял

фенолу.

Реактиви: фенол (насичений розчин), бромна вода.

Обладнання: піпеткид .

і

а

В пробіркулналивають 1 мл насиченого водного розчину фенолу і при

р

струшуванні по краплях додають бромну воду. Розчин знебарвлюється і

випадає

білий

осад.

При додаванні

надлишку бромної

води осад

е

перетворюється в жовтий:

а

т

67

OH

OH

O

м

и

3Br2(H2O)

Br

Br

Br2

Br

Br

т

а

-3HBr

-HBr

н

Br

Br

Br

Фенол

2,4,6-трибромфенол

трибромфенолбром

(Білий)

(2,4,4,6-тетрабромцикло-

-гексадієнон) (Жовтий)

у

д

–ОН), яка

Фенол містить сильний електронодонорний замісник (групуе

має сильно виражений +М-ефект і підвищує активність ароматичного ядра

т

до реакцій електрофільного заміщення (SE). Бромування відбувається при

кімнатній температурі зразу в положення 2-,4- і 6. Надлишок бромної води

окислює трибромфенол до 2,4,4,6-тетрабромциклогексадієнону.

Порівняйте легкість бромування фенолу і бензену.

с

н

Дослід 71. Нітрування фенолу (одержання і властивостія

орто- і пара-

нітрофенолів).

т

а

Реактиви: фенол, концентрована нітратна кислота, концентрована хлоридна кислота,

2 н.

розчин гідроксиду натрію, насичені водні розчинин

о- і п-нітрофенолів.

Обладнання: вигнуті газовідвідні трубки, піпетки.

а)

В

пробірку

з

1-1,5 г

и

декілька