Контрольные вопросы по теме «Оксисоединения: спирты, фенолы»

1. Сравните растворимость этилового, пропилового, бутилового и изоамилового спиртов в воде.

2. Изменяют ли спирты окраску индикаторов? Почему?

3. Сравните характер пламени исследуемых спиртов. Рассчитайте массовую долю углерода в спиртах. Напишите уравнения реакций горения спиртов.

4. В чем практическое значение пробы Лукаса? Какие свойства спиртов (основные или кислотные) проявляются в этой реакции? Какую роль играет безводный хлорид цинка в этой реакции?

5. Расположите спирты: первичный, вторичный, третичный, бензиловый и аллиловый в порядке увеличения реакционной способности по отношению к реактиву Лукаса.

6. Напишите уравнения реакций окисления этилового, пропилового, изоамилового спиртов хромовой смесью.

7. Напишите уравнение реакции окисления этилового спирта в уксусный альдегид перманганатом калия.

8. Назовите качественную реакцию на многоатомные спирты. Кислотные свойства многоатомных спиртов выражены сильнее или слабее по сравнению с одноатомными? С чем это связано?

9. Напишите уравнения реакций образования гликолята и глицерата меди.

10. Оцените растворимость фенолов в воде.

11. Изменяют ли фенолы окраску индикаторов? Почему?

12. Сравните кислотные свойства спиртов и фенолов.

13. Напишите реакцию фенола с хлоридом железа (III). В чем практическое значение этой реакции?

14. Напишите реакцию бромирования фенола. В чем практическое значение этой реакции? Какой продукт образуется при бромировании фенола избытком бромной воды?

15. Оцените способность к окислению фенола. Сравните окисляемость фенола с бензолом.

Карбонильные соединения: альдегиды, кетоны

Опыт № 1. Восстановление альдегидами соединений двухвалентной меди

К 1мл раствора исследуемого альдегида добавляют половинный объем разбавленного раствора щелочи и затем по каплям раствор сульфата меди до образования осадка. Полученную смесь нагревают до начала кипения, при этом осадок изменяет свою окраску.

Сульфат меди при взаимодействиисо щелочью образует голубой осадок гидроксида меди (II) Cu(OH)2. При нагревании этот гидроксид теряет воду и дает черного цвета оксид меди (II) CuO.

Альдегиды легко окисляются до соответствующих карбоновых кислот, т.е. являются сильными восстановителями При нагревании в щелочном растворе они восстанавливают соединения двухвалентной меди до соединений одновалентной меди и далее до металлической меди по схеме:

Сu(ОН)₂ СuОН

голубого цвета желтого цвета

Сu

коричневато – красного цвета

СuО Сu₂О

черного цвета красного цвета

Ход реакции легко можно проследить по изменению цвета осадка. Эта реакция была предложена Троммером. Избыток свободной щелочи резко ускоряет окисление альдегидов.

В условиях данного опыта уксусный альдегид восстанавливает соединения двухвалентной меди до соединений Cu(I):

СН₃СОН + 2Сu(OH)₂ → СН₃СОOН + Cu₂O + 2H₂O

Формальдегид же не только непосредственно окисляется, но в присутствии Cu₂O как катализатора взаимодействует со щелочью:

Cu₂O

НСОН + NaOH → HCOONa + H₂

Образующийся при этом водород восстанавливает соединения меди до метала.

В качестве реактива, содержащего ионы Cu²⁺ можно применять реактив Фелинга. Данный реактив готовят перед употреблением, смешивая два раствора: раствор CuSO₄ и щелочной раствор сегнетовой соли (калиево – натриевой соли винной кислоты). При сливании растворов образуется гидроксид меди (II) который с сегнетовой солью дает комплексное соединение типа гликолята меди:

Опыт № 2. Восстановление альдегидами соединений серебра (реакция серебряного зеркала)

Предварительно готовят аммиачный раствор оксида серебра, добавляя к 2 – 3 мл раствора нитрата серебра разбавленный водный аммиак до растворения первоначально образовавшегося осадка. Избыток аммиака в растворе снижает чувствительность реакции. К полученному бесцветному раствору прибавляют несколько капель раствора формальдегида и опускают пробирку на несколько минут в водяную баню с температурой воды 60 -70 ^ОС. На стенках пробирки постепенно выделяется слой серебра в виде зеркала. Иногда серебро выделяется в виде темного осадка.

Опыт повторяют с раствором уксусного альдегида.

Для получения» “серебряного зеркала” необходимо сначала хорошо вымыть пробирку. Для этого в пробирке кипятят (осторожно!) в течение 1 – 2 минут раствор гидроксида натрия, а затем споласкивают пробирку дистиллированной водой.

По окончании работы с аммиачным раствором оксида серебра необходимо сразу же вымыть посуду, находившуюся в работе, а образовавшиеся осадки и налеты на ее стенках растворить в разбавленной азотной кислоте.

Из аммиачных растворов оксида серба при длительном стоянии иногда выделятся черный осадок нитрида серебра Ag3N, разлагающийся при сотрясении даже во влажном состоянии с сильным взрывом. Поэтому аммиачный раствор оксида серебра следует готовить по мере надобности и только в количестве, требующемся для опыта.

Все альдегиды, легко окисляясь, восстанавливают соединения серебра в щелочной среде до металлического серебра. Эта качественная реакция на альдегиды, разработанная Толенсом в1881 г.протекает по уравнению:

Избыток гидроксид-ионов ускоряет процесс.

Опыт № 3. Образование йодоформа из альдегидов и кетонов

К 1 – 2 мл разбавленного водного раствора исследуемого вещества добавляют 1 мл раствора йода в KI и затем несколько капель раствора щелочи до исчезновения окраски. В некоторых растворах немедленно и без нагревания образуется желтый осадок йодоформа.

Реакция образования йодоформа из спиртов, подробно рассмотренная выше (см. Опыт № 1, галогенпроизводные углеводородов) требует нагревания. Промежуточной ее стадией является образование альдегида (или кетона) в результате окисления спирта. Получение же йодоформа непосредственно из альдегида или кетона, в молекуле которого уже имеется группировка CH3 - CO, протекает гораздо быстрее даже при обычной температуре, так как фаза окисления в этом случае отпадает. Вследствие ничтожной растворимости йодоформа в воде реакция эта очень чувствительна и позволяет, например, обнаружить содержание в воде 0,04% ацетона.

Химизм процесса получения йодоформа из ацетона следующий:

I₂ + 2NaOH → NaOI + NaI + H₂O

Формальдегид не содержит в молекуле необходимой для образования йодоформа группировки атомов и в условиях опыта окисляется до муравьиной кислоты.

Опыт № 4. Образование фенилгидразона бензойного альдегида

Растворяют в пробирке в 3 – 4 мл воды несколько кристалликов (0,1 – 0,2 г ) гидрохлорида фенилгидразина и примерно в 1,5 раза большее количество ацетата натрия. К раствору добавляют несколько капель бензальдегида. Пробирку закрывают пробкой и встряхивают. Выделяются кристаллы фенилгидразона бензальдегида.

Образование фенилгидразонов, обычно хорошо кристаллизующихся и имеющих характерные температуры плавления, часто используют для идентификации альдегидов и кетонов. Фенилгидразон бензальдегида образуется по уравнению:

Фенилгидразон бензальдегида (Тпл. 156⁰С) очень плохо растворим в воде.

Опыт № 5. Взаимодействие карбонильных соединений c 2,4– динитрофенилгидразином

Карбонильные соединения можно обнаружить и по реакциям с замещенными фенилгидразинами. Лучшие результаты дает и наиболее часто применяется 2,4 – динитрофенилгидразин:

Образующиеся в этой реакции замещенные фенилгидразины плохо растворимы в воде, и поэтому обнаружение карбонильных соединений проводят в разбавленных водных растворах.

Несколько кристалликов сернокислого (или солянокислого) 2,4– динитрофенилгидразина растворяют в пробирке в 4 мл воды. Раствор делят на две части. После нейтрализации 1 – 2 каплями раствора гидроксида натрия добавляют в одну пробирку несколько капель ацетона, в другую – метилэтилкетона. Смесь встряхивают и слегка нагревают. Что происходит?