2. Экспериментальная часть

2.1. Получение муравьиной кислоты из хлороформа и ее открытие.

Обоснование формулы строения муравьиной кислоты

В пробирке а заготовьте аммиачный раствор окиси серебра – реактив для открытия альдегидной группы. Для этого возьмите 1 мл 0,2 н. AgNO₃ и 1 мл 2 н. NaOH. Образовавшийся осадок гидрата окиси серебра растворите, прибавив 2 мл 2 н. NH₄OH и 2 мл воды. В пробирку б поместите 1 мл хлороформа и 3 мл 2 н. NaOH. Нагревайте осторожно на пламени микрогорелки, пока не исчезнет капля хлороформа. Для открытия образовавшегося муравьинокислого натрия влейте в пробирку б заготовленный серебряный реактив. Серебро немедленно восстанавливается и выделяется в виде черного осадка:

Cl + Na OH OH

Н– С –Cl + Na OH → H – C – OH + 3NaCl → H – C – OH + H₂O ;

Cl + Na OH O H O

муравьиная кислота

Н– С –О Н + НОNa → Н – С – Na .

О О

Муравьиная кислота является одновременно и альдегидом:

Н– С – ОН Н – С – ОН

О О

Как альдегид, в щелочной среде она должна обладать восстанавливающими свойствами. В данном случае для ее открытия и можно воспользоваться реакцией «серебряного зеркала»:

Ag₂O + H – C – ONa → 2Ag ↓ + HO – C – ONa .

O O

гидрокарбонат натрия

2.2. Окисление муравьиной кислоты марганцовокислым калием

Подготовьте пробирку а, закрывающуюся пробкой с газоотводной трубкой. Поместив в пробирку а 1 мл муравьиной кислоты, прибавьте 3 мл 2н. H₂SO₄ и 2мл 0,1 н. KMnO₄. Плотно закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Нижний конец трубки поместите в пробирку б с 4-5 мл баритовой воды Ва(ОН)₂. Нагревайте осторожно пробирку а над пламенем микрогорелки. Через несколько секунд наблюдается обесцвечивание розового раствора в пробирке а, затем помутнение баритовой воды в пробирке б.

Реакция протекает так, что при действии серной кислоты на натриевую соль муравьиной кислоты выделяется свободная муравьиная кислота:

Н – С –О Na + НSO₄ Н → NaHSO₄ + H – C - OH .

О О

Под действием кислорода, выделяющегося при разложении KMnO₄ , муравьиная кислота окисляется до угольной кислоты. Эта нестойкая кислота разлагается с выделением угольного ангидрида, вызывающего помутнение баритовой воды в пробирке б:

H– C – OH + O → H O – C – OH → CO₂ + H₂O .

O O

2.3. Открытие уксусной кислоты. Получение комплексной железной

соли и разложение ее при кипячении

Обычно свободную уксусную кислоту открывают по характерному запаху уксуса, который всем хорошо известен. Соли уксусной кислоты не пахнут уксусом. Однако при подкислении минеральной кислоты они выделяют свободную уксусную кислоту, которую можно обнаружить по запаху. Чаще, однако, соли уксусной кислоты открывают путем перевода в железную соль.

Поместите в пробирку несколько крупинок уксуснокислого натрия СН₂СOONa. Убедитесь в том, что он не имеет запаха. Добавьте в пробирку 3 мл воды и 2 мл 0,1 н. FeCl₃. Появляется желто-красное окрашивание от образующейся железной соли уксусной кислоты:

3CH₃ – C – ONa + FeCl₃ → (CH₃ – C – O )₃Fe + 3NaCl .

O O

Фактически железная соль, представляющая собой комплексное соединение, имеет гораздо более сложное строение. Подогрейте раствор до кипения. Немедленно происходит гидролиз железной соли. Выделяется красно-бурый осадок нерастворимой в воде основной уксуснокислой соли железа:O

( CH₃ – C – O )₂ FeOH .

Получающийся над ним раствор, не содержащий ионов железа, становится бесцветным.

Описанную реакцию применяют в качественном анализе для удаления окисного железа из раствора.

Реакцию эту можно провести и со свободной уксусной кислотой, предварительно нейтрализовав ее щелочью (пользуясь лакмусовой бумажкой).

Задачи и упражнения для самостоятельной работы

1. Назовите следующие соединения по международной номенклатуре:

   а) СН3 – СН – СН – СООН ; СН3 СН3	б) СН3 – СН – СН2 – СН2 – СООН ; СН3
   в) CF3COOH ;	г) CH3CH2COOC2H5 ;
   д) CH3 - CH2 – СOCl ;	СН3 е) CH3 - CH2 – С - СН2 – СООН ; СН3
   СН3 СН3 ж)CH3 - CH2 – С – С – СООН . СН3 СН3

2. Напишите структурные формулы следующих соединений: а) 3,4-диметилпентановая кислота; б) 5,5-диметилгексановая кислота; в) 3-этилпентановая кислота; г) 2-изопропилпентановая кислота; д) метиловый эфир изомасляной кислоты; е) этилформиат; ж) бромангидрид 2-метилпропановой кислоты; з) пропионилхлорид.

3. Напишите структурные формулы кислот с молекулярной формулой С₅Н₁₀О₂ и назовите их по международной номенклатуре.

4. Какие кислоты получаются при окислении следующих веществ: а) изобутиловый спирт; б) 3-метилбутаналь; в) пропиловый спирт ?

5. Напишите уравнения реакций получения изомасляной кислоты, используя реакции окисления этиленового УВ, спирта, альдегида.

6. Напишите уравнения реакций получения пропионовой кислоты из бромпропана.

7. Напишите уравнения реакций следующих превращений:

+H₂O+[O] +[O]NH₃

а) СН₃ – СН – СН₂ – СН₂Сl OH^-,t⁰ X₁ X₂ X₃ X₄ ;

СН₃

O O

б) С₂Н₆ → С₂Н₅J → С₂Н₅OH→ СH₃ – C → СH₃ – C → СН₃ – С – NН₂ ;

H OH

O

С₂Н₅ОNа

в) С → С₂Н₂ → С₂Н₄↔ С₂Н₅ОН O

С₃Н₇ – C

OС₂Н₅ .

2