2.3. Химический эксперимент по органической химии

Задание 1. Отработать технику и разработать методику демонстрационных опытов по получению и изучению свойств углеводородов (в ходе выполнения опытов 1 – 15).

Оборудование: пробирки, пробки с газоотводными трубками, цилиндры, кристаллизатор, колба, колокол.

Реактивы: обезвоженный натрий ацетат, натронная известь, известковая вода, бромная вода, раствор калий перманганата, этиловый спирт, концентрированная сульфатная кислота, речной песок, кальций карбид, бензол, толуол, концентрированная нитратная кислота.

Ход эксперимента.

Опыт 1. Получение метана. В сухую пробирку, снабженную пробкой с газоотводной трубкой, поместить смесь из обезвоженного натрий ацетата и натронной извести (примерно 1:2) высотой слоя 2-3см. Затем укрепить пробирку горизонтально и нагреть смесь в пламени горелки. Метан собирать путем вытеснения воды из цилиндра или газометра.

Опыт 2. Определение качественного состава метана по продуктам горения. Полученный в предыдущем опыте метан поджечь у конца газоотводной трубки. Подвести под колокол газоотводную трубку с небольшим пламенем горящего метана. При горении выделяются водяные пары, от которых внутренние стенки колокола покрываются капельками воды. После прекращения горения колокол быстро перевернуть отверстием вверх и влить в него 40-50 мл известковой воды, которая мутнеет, если колокол несколько раз встряхнуть.

Опыт 3. Отношение насыщенных углеводородов к раствору калий перманганата, щелочам, кислотам. В пробирки с раствором калий перманганата, щелочи и кислоты поочередно ввести газоотводную трубку с выделяющимся метаном и пропускать через каждый раствор газ в течение одной минуты. Зафиксировать отсутствие признаков реакций.

В качестве смеси насыщенных углеводородов для аналогичного исследования можно использовать вазелиновое масло.

Опыт 4. Получение этилена и его горение. В пробирку поместить 1 мл этилового спирта, 2 мл концентрированной сульфатной кислоты и несколько крупинок песка. Закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой и осторожно нагреть смесь на пламени горелки. Выделившийся газ поджечь у конца газоотводной трубки – он горит светящимся пламенем.

Опыт 5. Присоединение брома к этилену. Не прекращая нагревания пробирки со смесью спирта и сульфатной кислоты, опустить конец газоотводной трубки в пробирку с бромной водой. Бромная вода быстро обесцвечивается вследствие присоединения атомов брома по месту двойной связи.

Опыт 6. Отношение этилена к окислителям. Не прекращая нагревания пробирки со смесью спирта и сульфатной кислоты, опустить конец газоотводной трубки в пробирку с раствором калий перманганата. Фиолетовая окраска раствора исчезает. При этом алкен окисляется в двухатомный спирт и образуется хлопьевидный осадок марган (IV) оксида бурого цвета.

Опыт 7. Получение ацетилена и его горение. Эту работу проводить в вытяжном шкафу, так как неочищенный ацетилен, полученный из кальций карбида, содержит вредные, неприятно пахнущие примеси.

В пробирку поместить маленький кусочек кальций карбида СаС₂, добавить около 1 мл воды и закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой, имеющей оттянутый конец. В пробирке бурно выделяется газообразный ацетилен. Поджечь ацетилен у конца газоотводной трубки. Он горит светящимся, коптящим пламенем.

Опыт 8. Присоединение брома к ацетилену. В пробирку с кальций карбидом добавить еще кусочек карбида и воды, закрыть ее пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустить в бромную воду. Бромная вода обесцвечивается вследствие присоединения атомов брома по месту тройной связи.

Опыт 9. Отношение ацетилена к окислителям. В пробирку поместить 1 мл раствора калий перманганата и пропустить через раствор ацетилен. Раствор, окрашенный в розовый цвет, быстро обесцвечивается: происходит окисление ацетилена по месту разрыва тройной связи с образованием промежуточного продукта окисления – оксалатной (щавелевой) кислоты, которая окисляется дальше до углекислого газа.

Опыт 10. Бензен как растворитель.

а) Бензен как экстрагент. В пробирку наливают 1,5 мл йодной воды и 1 мл бензена. Содержимое пробирки энергично взбалтывают и дают отстояться. Нижний слой (йодная вода) обесцвечивается, а верхний слой (бензен) окрашивается в желто-коричневый цвет. Йод лучше растворяется в бензене, чем в воде, и поэтому экстрагируется в верхний слой бензена.

б) Бензен как жирорастворителъ. В пробирку наливают 1,5 мл бензена и добавляют 2-3 капли растительного масла, перемешивают. Наблюдают образование однородной смеси (растворение масла). Опыт повторяют с маленьким кусочком сливочного масла или маргарина.

в) Бензен как растворитель полимеров. В пробирку наливают 2 мл бензена и бросают несколько кусочков полистирола. Наблюдают набухание полимера и его дальнейшее растворение.

Опыт 11. Отношение бензена к бромной воде. В пробирку поместить 1,5 мл бромной воды и 1 мл бензена. Содержимое пробирки энергично взболтать и дать отстояться. Нижний слой (бромная вода) обесцвечивается, а верхний слой (бензен) окрашивается в коричневато-желтый цвет. Бром легче растворяется в бензене, чем в воде, и поэтому переходит в верхний слой бензена.

Опыт 12. Отношение бензена к окислителям (калий перманганату). В пробирку поместить 1,5 мл калий перманганата (раствор) и 1 мл бензена. Содержимое пробирки энергично взболтать и дать отстояться. Наблюдать разделение смеси: верхний бесцветный – бензен, нижний – малиновый раствор калий перманганата. Нагреть реакционную смесь, отметить отсутствие признаков реакции.

Опыт 13. Окисление толуена. В пробирку налить 1 мл 5%-ного раствора калий перманганата и 1 мл разбавленной (2н) сульфатной кислоты, затем добавить несколько капель толуена. Пробирку закрыть пробкой со вставленной вертикально стеклянной трубкой и нагреть на водяной бане. Постепенно наблюдается побурение и выпадение осадка манган (IV) оксида.

Опыт 14. Нитрование ароматических углеводородов (тяга). В большой пробирке смешать 2 мл концентрированной сульфатной кислоты с 1,5 мл концентрированной нитратной кислоты. К полученной смеси прилить по каплям 1,5 мл бензена, сильно встряхивая содержимое пробирки (температура не должна принимать значение выше 40^С) и охлаждая, в случае необходимости, водой. Закрыв пробирку пробкой с воздушным холодильником, нагревать ее 15 минут на водяной бане до 60^C, часто встряхивая. Затем реакционную смесь охладить и вылить в стаканчик с 10 мл ледяной воды. Наблюдать, как на дно опускаются капли тяжелого нитробензена, мутного от присутствия влаги. Отметить его запах.

Опыт 15. Горение бензена. Немного бензена на стеклянной палочке внести в пламя горелки. Он воспламеняется и горит сильно коптящим пламенем.

* * *

Задание 2. Отработать технику и разработать методику демонстрационных опытов по получению и изучению свойств оксигенсодержащих органических соединений (в ходе выполнения опытов 1 – 24).

Оборудование: пробирки, пробиркодержатели, палочки стеклянные, пипетки, шпатели, газовые горелки, пробки с газоотводными трубками, кристаллизатор с водой, лед, аппарат Киппа, часовое стекло, медная спираль, штатив лабораторный, воронка коническая, вата, фарфоровая чашка, фильтровальная бумага, асбестовая сетка, воздушный холодильник, коническая колба, подсолнечное масло, животный жир, черный хлеб.

Реактивы: этанол, концентрированная и разбавленная сульфатная кислота, калий бромид, глицерин, натрий, фенол, натрий гидроксид, мрамор и хлоридная кислота для получения СО₂, купрум (II) сульфат, бромная вода, фенолфталеин, феррум (III) хлорид, бензальдегид, аргентум (Ι) нитрат, раствор аммиака, калий перманганат, формалин, метанол, уксусная кислота, метилоранж, лакмус, магний (стружка), купрум (II) оксид, натрий карбонат, муравьиная кислота, стеариновая кислота, олеиновая кислота, диэтиловый эфир, бензойная кислота, изоамиловый спирт, натрий хлорид, хозяйственное мыло, стиральный порошок, кальций хлорид, глюкоза, сахароза, кальций гидроксид, кобальт (II) сульфат, никель (II) сульфат, крахмал, йодная вода.

Ход эксперимента.

Опыт 1. Взаимодействие этанола с гидроген бромидом. В пробирку наливают 1,5 мл этилового спирта и 1 мл воды, затем добавляют по каплям при встряхивании и охлаждении 1,5 мл концентрированной сульфатной кислоты. После охлаждения реакционной смеси до комнатной температуры в нее добавляют 1,5 г растертого в порошок калий бромида. Пробирку закрывают пробкой с изогнутой газоотводной трубкой и укрепляют в лапке штатива. Конец газоотводной трубки опускают в воду (1 мл), налитую в пробирку-приемник и охлаждаемую снаружи льдом. Содержимое пробирки прогревают и затем очень осторожно нагревают до кипения (образуется пена). Постепенно кристаллы калий бромида исчезают, а в пробирке-приемнике собираются бесцветные тяжелые капли этилбромида. Перегонку этилбромида нужно вести при хорошем охлаждении пробирки-приемника, так как он имеет низкую температуру кипения (+38,4^С). Пипеткой удаляют из пробирки-приемника верхний водный слой. Вносят каплю этилбромида в пламя горелки (стеклянной палочкой). Пламя по краям окрашивается в зеленый цвет.

Опыт 2. Свойства глицерина.

а) Рассмотрите склянку с глицерином, наклоните ее. Что можно сказать о цвете и вязкости глицерина? Выньте пробку: есть ли запах у глицерина?

б) К 0,5 мл воды в пробирке добавьте 2 капли глицерина, содержимое взболтайте. Прибавьте еще 2 капли глицерина и снова взболтайте. Что можно сказать о растворимости глицерина в воде?

в) Взаимодействие глицерина с купрум (II) гидроксидом. Помещают в пробирку 2-3 капли 2%-ного раствора купрум (II) сульфата, 0,5 мл 10%-ного раствора натрий гидроксида и перемешивают – образуется голубой студенистый осадок купрум (II) гидроксида. В пробирку добавляют несколько капель глицерина и взбалтывают содержимое. Осадок растворяется и получается темно-синее окрашивание вследствие образования купрум (II) глицерата комплексного строения.

Опыт 3. Взаимодействие глицерина с натрием (демонстрационный опыт). В пробирку с 2-3 мл абсолютного (безводного) глицерина бросают маленький кусочек натрия. Для начала реакции смесь можно слегка нагреть, после чего реакция идет очень энергично. Глицерин при этом обугливается и иногда загорается.

Опыт 4. Растворение фенола в воде при комнатной температуре и при нагревании. Фенол – ядовитое вещество, вызывающее ожоги, поэтому соблюдайте необходимую осторожность при работе с фенолом и его раствором.

В пробирку к 1 мл воды прибавляют несколько кристалликов фенола. Содержимое встряхивают, заметного растворения фенола не происходит. Пробирку нагревают, фенол растворяется. При охлаждении пробирки раствор мутнеет, вследствие частичного выделения фенола.

Опыт 5. Вытеснение фенола из натрий фенолята карбонатной кислотой. К 0,1-0,3 г фенола прибавляют 1-2 мл 2н раствора натрий гидроксида. Постепенно происходит растворение фенола. Смесь нагревают до получения однородной жидкости. В охлажденный раствор пропускают ток углекислого газа из аппарата Киппа. Наблюдают помутнение раствора вследствие вытеснения свободного фенола.

Опыт 6. Взаимодействие фенола с бромной водой и раствором щелочи.

а) В пробирку помещают 1 мл водного раствора фенола и при встряхивании по каплям прибавляют бромную воду. Раствор обесцвечивается, и выпадает белый осадок.

б) К 1%-ному раствору натрий гидроксида, окрашенного фенолфталеином в розовый цвет, прибавляют раствор фенола до обесцвечивания смеси.

Опыт 7. Качественная реакция на фенол. В пробирку наливают 1 мл раствора фенола и прибавляют каплю 5%-ного раствора феррум (III) хлорида. Появление фиолетового цвета раствора объясняется образованием сильно диссоциированного комплекса феррум (III) фенолята:

6 C₆H₅–OH + FeCl₃ → [Fe(ОC₆H₅)₆]^3– + 3 Cl^– + 6 H⁺

Опыт 8. Окисление спирта до альдегида.

а) Получение формальдегида (муравьиного альдегида) окислением метилового спирта купрум (II) оксидом. Смачивают метиловым спиртом стенки сухой пробирки. Нагревают спираль из медной проволоки в пламени горелки до образования на ее поверхности черного налета купрум (II) оксида. Раскаленную докрасна спираль опускают в подготовленную пробирку. Эту операцию повторяют несколько раз. Метиловый спирт превращается в формальдегид, имеющий резкий запах. (Нюхать осторожно!)

Для обнаружения формальдегида в пробирку наливают 1 мл раствора фуксинсульфитной кислоты. Через некоторое время появляется фиолетовая окраска.

б) Получение ацетальдегида (уксусного альдегида) окислением этилового спирта купрум (II) оксидом. Повторяют опыт «а», но вместо метилового спирта сухую пробирку смачивают этиловым спиртом. Ацетальдегид в небольшой концентрации пахнет яблоками. Обнаруживают его цветной реакцией с фуксинсульфитной кислотой.

Опыт 9. Окисление формальдегида купрум (II) гидроксидом. В пробирку наливают 2 мл 5%-ного раствора формальдегида, 2 мл 10%-ного раствора натрий гидроксида и при встряхивании добавляют по каплям 2%-ный раствор купрум (II) сульфата до появления неисчезающей взвеси. Верхнюю часть жидкости нагревают до начинающегося кипения. Голубая окраска меняется на желтую (осадок), а затем на красную (осадок). Эта реакция, как и реакция серебряного зеркала, является качественной реакцией на альдегиды.

Опыт 10. Окисление бензальдегида.

а) На часовое стекло помещают 1-2 капли бензальдегида и оставляют стоять на воздухе. Через 1 чпоявляются кристаллы бензойной кислоты. Бензальдегид на воздухе легко окисляется (аутоокисление) до бензойной кислоты.

б) В тщательно вымытую пробирку помещают 1 мл аммиачного раствора аргентум (Ι) оксида и добавляют 2 капли бензальдегида. Содержимое пробирки нагревают на водяной бане до появления зеркального налета или черного осадка металлического серебра.

в) Пробирку со смесью 2-3 мл раствора калий перманганата и 5-6 капель бензальдегида нагревают при встряхивании на водяной бане до исчезновения запаха бензальдегида, после этого добавляют несколько капель спирта (фиолетовая окраска исчезает). Затем горячий раствор отфильтровывают от бурого осадка через маленький складчатый фильтр. При подкислении бесцветного фильтрата 2н раствором сульфатной кислоты выделяются кристаллы бензойной кислоты, хорошо растворимой в щелочах и горячей воде, но малорастворимой в холодной воде.

Опыт 11. Свойства уксусной и муравьиной кислот.

а) Кислотные свойства уксусной кислоты. В три пробирки наливают по 1 мл 10%-ного раствора уксусной кислоты. В первую пробирку добавляют 1-2 капли метилового оранжевого, во вторую – 1-2 капли раствора лакмуса, в третью – 1-2 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина. Отмечают, в каких пробирках изменилась окраска.

б) Взаимодействие уксусной кислоты с натрий карбонатом. К 3-4 мл 10%-ного раствора натрий карбоната приливают 2-3 мл ледяной уксусной кислоты.

в) Взаимодействие уксусной кислоты с магнием и с купрум (II) оксидом. В пробирку наливают 2-3 мл уксусной кислоты, добавляют немного металлического магния и закрывают пробирку прямой газоотводной трубкой с оттянутым концом. Через некоторое время поджигают выделяющийся газ.

В другую пробирку к 0,2 г купрум (II) оксида, помещенного в пробирку, приливают 2-3 мл уксусной кислоты, затем пробирку осторожно нагревают. Обращают внимание на цвет раствора.

г) Качественная реакция на уксусную кислоту – образование и гидролиз феррум (III) ацетата. В пробирку наливают 2-3 капли 10%-ного раствора натрий ацетата и прибавляют несколько капель 3%-ного раствора феррум (III) хлорида. Появляется желтовато-красное окрашивание раствора вследствие образования растворимой комплексной соли – хлорида основного феррум (III) гексаацетата [Fe₃(ОН)₂(СН₃СОО)₆]⁺Сl^–. При кипячении раствора происходит гидролиз комплексной соли (упрощенно феррум (III) ацетата) с образованием основной соли – двузамещенного феррум (III) гидроксоацетата, которая выпадает в виде хлопьев красно-бурого цвета:

3 CH₃COOH + FeCl₃  Fe(CH₃COO)₃ + 3 HCl

Fe(CH₃COO)₃ + H₂O  Fe(CH₃COO)₂(OH) + CH₃COOH

д) Взаимодействие муравьиной кислоты с аммиачным раствором аргентум (Ι) гидроксида (реакция серебряного зеркала). Готовят в пробирке аммиачный раствор аргентум (Ι) гидроксида. Для этого к 1-2 мл 1%-ного раствора арґентум (Ι) нитрата добавляют 1-2 капли 10%-ного раствора натрий гидроксида, образовавшийся осадок арґентум (Ι) оксида растворяют, добавляя по каплям 5%-ный раствор аммиака. К полученному прозрачному раствору добавляют 0,5 мл муравьиной кислоты. Пробирку с реакционной смесью нагревают несколько минут в водяной бане (температура воды в бане 60-70 ⁰С). Металлическое серебро выделяется в виде зеркального налета на стенках пробирки или в виде темного осадка.

е) Окисление муравьиной кислоты калий перманганатом. В пробирку помещают примерно 0,5 г муравьиной кислоты или ее соли, 0,5 мл 10%-ного раствора сульфатной кислоты и 1 мл 5%-ного раствора калий перманганата. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опускают в другую пробирку с 2 мл известковой (или баритовой) воды, и нагревают реакционную смесь:

5 НСООН + 2 KMnO₄ + 3 H₂SO₄ → 5 CO₂ + 8 H₂O + K₂SO₄ + 2 MnSO₄

ж) Разложение муравьиной кислоты при нагревании с концентрированной сульфатной кислотой. (Тяга!) В сухую пробирку вносят 1 мл муравьиной кислоты или 1 г ее соли и 1 мл концентрированной сульфатной кислоты. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой и осторожно нагревают. Муравьиная кислота разлагается с образованием карбон (II) оксида и воды. Карбон (II) оксид поджигают у отверстия газоотводной трубки. Обратите внимание на характер пламени. После окончания работы пробирку с реакционной смесью необходимо охладить, чтобы прекратить выделение ядовитого угарного газа.

Опыт 12. Взаимодействие стеариновой и олеиновой кислот со щелочью. В сухой пробирке растворяют примерно 0,5 г стеарина в диэтиловом эфире (без нагревания) и добавляют 2 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина. Затем по каплям приливают 10%-ный раствор натрий гидроксида. Появляющаяся вначале малиновая окраска исчезает при встряхивании.

Стеарин представляет собой смесь стеариновой и пальмитиновой кислот. Напишите уравнения реакций данных кислот с натрий гидроксидом.

Повторяют опыт, используя 0,5 мл олеиновой кислоты.

Опыт 13. Отношение олеиновой кислоты к бромной воде и раствору калий перманганата.

а) Реакция олеиновой кислоты с бромной водой. В пробирку наливают 2 мл бромной воды и вносят около 0,5 мл олеиновой кислоты. Смесь энергично взбалтывают.

б) Окисление олеиновой кислоты калий перманганатом. В пробирку помещают 1 мл 5%-ного раствора калий перманганата, 1 мл 10%-ного раствора натрий карбоната и 0,5 мл олеиновой кислоты. Смесь энергично перемешивают. Отмечают изменения, происходящие с реакционной смесью.

Опыт 14. Возгонка бензойной кислоты. Возгонку малых количеств бензойной кислоты ведут в фарфоровой чашке, закрытой широким концом конической воронки, диаметр которой несколько меньше диаметра чашки. Носик воронки закрепляют в лапке штатива и плотно закрывают ватой, а для того, чтобы возгон не попадал обратно в чашку, ее прикрывают круглым листком фильтровальной бумаги с несколькими отверстиями в нем. Фарфоровую чашку с мелкими кристаллами бензойной кислоты (Т_пл = 122,4⁰С; возгоняется ниже Т_пл) осторожно медленно нагревают на небольшом пламени газовой горелки (на асбестовой сетке). Можно охладить верхнюю воронку, прикладывая смоченный холодной водой кусочек фильтровальной бумаги.

После прекращения возгонки (через 15-20 мин) сублимат осторожно переносят шпателем в склянку.

Примечание. Для проведения работы бензойную кислоту можно загрязнить песком.

Опыт 15. Реакция эстерификации. Получение этилацетата (уксусноэтилового эфира).

а) В сухой пробирке смешать 2 мл этилового спирта, 2 мл ледяной уксусной кислоты и 2 капли концентрированной серной кислоты. Реакционную смесь нагреть в водяной бане при 70⁰С в течение 8-10 минут, после чего охладить и содержимое пробирки вылить в другую пробирку с 3 мл насыщенного раствора натрий хлорида (высаливание). Отметить наблюдаемое, обратить внимание на запах продукта реакции (нюхать осторожно!).

б) Для получения изоамилацетата (грушевой эссенции) вышеописанную реакцию эстерификации повторяют с изоамиловым спиртом.

Опыт 16. Жиры и масла.

а) Растворимость масел и жиров. В четыре пробирки вносят по 2 капли подсолнечного масла и добавляют в первую пробирку 2 мл воды, во вторую – 2 мл этилового спирта, в третью – 2 мл бензола, в четвертую – 2 мл хлороформа или карбон тетрахлорида. Содержимое всех пробирок энергично встряхивают. В каких растворителях масло растворяется? Пробирку, в которой образовалась эмульсия, закрывают пробкой с обратным холодильником, нагревают в водяной бане до начинающегося кипения и встряхивают. Увеличивается ли растворимость масла при нагревании?

Опыт повторяют, но вместо подсолнечного масла в пробирки с органическими растворителями вносят небольшое количество животного жира (свиного, говяжьего или бараньего сала),

б) Определение степени непредельности жира реакцией с бромной водой. В пробирку наливают 0,5 мл подсолнечного масла и 3 мл бромной воды. Содержимое пробирки энергично взбалтывают. Что происходит с бромной водой?

в) Взаимодействие растительного масла с водным раствором калий перманганата (реакция Е. Е. Вагнера). В пробирку наливают примерно 0,5 мл подсолнечного масла, 1 мл 10%-ного раствора натрий карбоната и 1 мл 2%-ного раствора калий перманганата. Энергично встряхивают содержимое пробирки. Фиолетовая окраска калий перманганата исчезает.

г) Омыление жира спиртовым раствором натрий гидроксида. В коническую колбу емкостью 50-100 мл помещают 1,5-2 г твердого жира и приливают 6 мл 15%-ного спиртового раствора натрий гидроксида. Колбу закрывают пробкой с воздушным холодильником, перемешивают реакционную смесь и нагревают колбу в водяной бане при встряхивании в течение 10-12 мин (температура воды в бане около 80⁰С). Для определения конца омыления несколько капель гидролизата выливают в 2-3 мл горячей дистиллированной воды: если гидролизат растворяется полностью, без выделения капель жира, то реакцию можно считать законченной. После окончания омыления из гидролизата высаливают мыло добавлением 6-7 мл горячего насыщенного раствора натрий хлорида. Выделяющееся мыло всплывает, образуя на поверхности раствора слой. После отстаивания смесь охлаждают холодной водой, затвердевшее мыло отделяют.

Опыт 17. Сравнение свойств мыла и синтетических моющих средств.

а) Отношение к фенолфталеину. Налейте в одну пробирку 2-3 мл 1%-ного раствора хозяйственного мыла, в другую – столько же 1%-ного раствора синтетического стирального порошка. Добавьте в обе пробирки по 2-3 капли раствора фенолфталеина. Можно ли использовать данные моющие средства для стирки тканей, чувствительных к щелочам?

б) Отношение к кислотам. К растворам мыла и стирального порошка в пробирках добавьте насколько капель 10%-ного раствора кислоты (хлоридной или сульфатной). Образуется ли пена при встряхивании? Сохраняются ли моющие свойства исследуемых средств в кислой среде?

в) Отношение к кальций хлориду. К растворам мыла и стирального порошка в пробирках добавляют по 0,5 мл 10%-ного раствора кальций хлорида. Встряхивают содержимое пробирок. Образуется ли при этом пена? Можно ли использовать данные средства для стирки в жесткой воде?

Опыт 18. Взаимодействие глюкозы с аммиачным раствором аргентум (Ι) оксида (реакция серебряного зеркала). В пробирку наливают 0,5 мл 1%-ного раствора аргентум (Ι) нитрата, 1 мл 10%-ного раствора натрий гидроксида и приливают по каплям 5%-ный раствор аммиака до растворения образовавшегося осадка аргентум (Ι) гидроксида. Затем добавляют 1 мл 1%-ного раствора глюкозы и нагревают содержимое пробирки 5-10 мин в водяной бане при 70-80⁰С. Металлическое серебро выделяется на стенках пробирки в виде зеркального налета. Во время нагревания пробирку нельзя встряхивать, иначе металлическое серебро выделится не на стенках пробирок, а в виде темного осадка. Чтобы получить хорошее зеркало, в пробирках предварительно кипятят 10%-ный раствор натрий гидроксида, затем их споласкивают дистиллированной водой.

Опыт 19. Взаимодействие глюкозы с купрум (ΙΙ) гидроксидом.

а) В пробирку помещают 2 мл 1%-ного раствора глюкозы и 1 мл 10%-ного раствора натрий гидроксида. К полученной смеси добавляют 1-2 капли 5%-ного раствора купрум (ΙΙ) сульфата и встряхивают содержимое пробирки. Образующийся вначале голубоватый осадок купрум (ІІ) гидроксида мгновенно растворяется, получается синий прозрачный раствор купрум (ΙΙ) сахарата.

б) Содержимое пробирки нагревают над пламенем горелки, держа пробирку наклонно так, чтобы нагревалась только верхняя часть раствора, а нижняя оставалась без нагрева (для контроля). При осторожном нагревании до кипения, нагретая часть синего раствора окрашивается в оранжево-желтый цвет вследствие образования купрум (Ι) гидроксида. При более продолжительном нагревании может образоваться осадок купрум (Ι)оксида.

Опыт 20. Гидролиз сахарозы. В пробирку наливают 3 мл 1%-ного раствора сахарозы и прибавляют 1 мл 10%-ного раствора сульфатной кислоты. Полученный раствор кипятят в течение 5 мин, затем охлаждают и нейтрализуют сухим натрий гидрогенкарбонатом, добавляя его небольшими порциями при перемешивании (осторожно, жидкость вспенивается от выделяющегося углекислого газа). После нейтрализации (когда прекратится выделение СО₂) приливают равный объем реактива Фелинга и нагревают верхнюю часть жидкости до начинающегося кипения. Изменяется ли окраска реакционной смеси?

В другой пробирке нагревают смесь 1,5 мл 1-процентного раствора сахарозы с равным объемом реактива Фелинга. Сравнивают результаты опыта – реакцию сахарозы с реактивом Фелинга до гидролиза и после гидролиза.

П

H₂SO₄

римечание. В условиях школьной лаборатории реактив Фелинга можно заменить свежеприготовленным купрум (ΙΙ) гидроксидом.

Опыт 21. Взаимодействие сахарозы с гидроксидами металлов.

а) Реакция с купрум (ΙΙ) гидроксидом в щелочной среде. В пробирке смешивают 1,5 мл 1%-ного раствора сахарозы и 1,5 мл 10%-ного раствора натрий гидроксида. Затем по каплям добавляют 5%-ный раствор купрум (ΙΙ) сульфата. Образующийся вначале бледно-голубой осадок купрум (ΙΙ) гидроксида при встряхивании растворяется, раствор приобретает сине-фиолетовую окраску вследствие образования комплексного купрум (ΙΙ) сахарата.

б) Получение кальций сахарата. В небольшой стакан (25-50 мл) наливают 5-7 мл 20%-ного раствора сахарозы и по каплям при перемешивании добавляют свежеприготовленное известковое молоко. Кальций гидроксид растворяется в растворе сахарозы. Способность сахарозы давать растворимые сахараты кальция используется в промышленности для очистки сахара при выделении его из сахарной свеклы.

в) Специфические цветные реакции. В две пробирки наливают по 2-3 мл 10%-процентного раствора сахарозы и по 1 мл 5%-ного раствора натрий гидроксида. Затем в одну пробирку добавляют несколько капель 5%-ного раствора кобальт (ΙΙ) сульфата, в другую – несколько капель 5%-ного раствора никель (ΙΙ) сульфата. В пробирке с солью кобальта появляется фиолетовое окрашивание, а с солью никеля – зеленое.

Опыт 22. Взаимодействие крахмала с йодом. В пробирку наливают 1 мл 1%-ного раствора крахмального клейстера и затем добавляют несколько капель сильно разбавленного водой йода в калий йодиде. Содержимое пробирки окрашивается в синий цвет. Полученную темно-синюю жидкость нагревают до кипения. Окраска при этом исчезает, но при охлаждении появляется вновь.

Крахмал является неоднородным соединением. Он представляет собой смесь двух полисахаридов – амилозы (20%) и амилопектина (80%). Амилоза растворима в теплой воде и дает с йодом синее окрашивание. Амилоза состоит из почти неразветвленных цепей глюкозных остатков, обладающих структурой винта или спирали (примерно 6 глюкозных остатков в одном винте). Внутри спирали остается свободный канал диаметром около 5 мк, в который внедряются молекулы йода, образуя окрашенные комплексы. При нагревании эти комплексы разрушаются. Амилопектин в теплой воде не растворим, набухает в ней, образуя крахмальный клейстер. В его состав входят разветвленные цепи глюкозных остатков. Амилопектин с йодом дает красновато-фиолетовое окрашивание, обусловленное адсорбцией молекул йода на поверхности боковых цепей.

Опыт 23. Гидролиз крахмала.

а) Кислотный гидролиз крахмала. В коническую колбу емкостью 50 мл наливают 20-25 мл 1%-ного крахмального клейстера и 3-5 мл 10%-ного раствора сульфатной кислоты. В 7 пробирок наливают по 1 мл очень разбавленного раствора йода в калий йодиде (светло-желтого цвета), пробирки ставят в штатив. В первую пробирку вносят 1-3 капли подготовленного для опыта раствора крахмала. Отмечают образовавшуюся окраску. Затем колбу нагревают на асбестовой сетке небольшим пламенем горелки. Через 30 секунд после начала кипения отбирают пипеткой вторую пробу раствора, которую вносят во вторую пробирку с раствором йода, после встряхивания отмечают цвет раствора. В дальнейшем отбирают пробы раствора через каждые 30 секунд и вносят их в последующие пробирки с раствором йода. Отмечают постепенное изменение окраски растворов при реакции с йодом. Изменение окраски происходит в следующем порядке:

Номер пробы	Окраска с йодом
1	Синяя
2	Сине-фиолетовая
3	Красно-фиолетовая
4	Красновато-бурая
5	Оранжевая
6	Оранжевато-желтая
7	Желтая (цвет йода)

После того как реакционная смесь перестанет давать окраску с йодом, смесь кипятят еще 2-З мин, после чего ее охлаждают и нейтрализуют 10%-ным раствором натрий гидроксида, добавляя его по каплям до щелочной реакции среды (появления розовой окраски на фенолфталеиновой индикаторной бумаге). Часть щелочного раствора переливают в пробирку, смешивают с равным объемом реактива Фелинга или свежеприготовленной суспензией купрум (ΙΙ) гидроксида и нагревают верхнюю часть жидкости до начинающегося кипения.

б) Ферментативный гидролиз крахмала Хорошо разжевывают маленький кусочек черного хлеба и помещают его в пробирку. Вносят в нее несколько капель 5%-ного раствора купрум (ΙΙ) сульфата и 0,5-1 мл 10%-ного раствора натрий гидроксида. Пробирку с содержимым нагревают.

Опыт 24. Гидролиз целлюлозы. В сухую коническую колбу емкостью 50-100 мл помещают немного очень мелко нарезанных кусочков фильтровальной бумаги (целлюлозы) и смачивают их концентрированной сульфатной кислотой. Тщательно перемешивают содержимое колбы стеклянной палочкой до полного разрушения бумаги и образования бесцветного вязкого раствора. После этого к нему добавляют небольшими порциями при перемешивании 15-20 мл воды (осторожно!), колбу соединяют с воздушным обратным холодильником и кипятят реакционную смесь 20-30 мин, перемешивая ее периодически. После окончания гидролиза отливают 2-3 мл жидкости, нейтрализуют ее сухим натрий карбонатом, добавляя его небольшими порциями (жидкость вспенивается), и обнаруживают присутствие восстанавливающих сахаров реакцией с реактивом Фелинга или купрум (ΙΙ) гидроксидом.

* * *

Задание 3. Отработать технику и разработать методику демонстрационных опытов по получению и изучению свойств нитрогенсодержащих органических веществ (в ходе выполнения опытов 1 – 13).

Оборудование: химические стаканы, стеклянная палочка, пробирки, колба Вюрца, капельная воронка, химический стакан, стеклянные газоотводные трубки, соединительные резиновые трубки, лучинка.

Реактивы: анилин, метиламмоний хлорид, растворы лакмуса и фенолфталеина, концентрированная хлоридная кислота, калий и натрий гидроксиды, раствор хлорной извести, концентрированная сульфатная кислота, концентрированная нитратная кислота, яичный белок, раствор медного купороса, плюмбум (ΙΙ) ацетат, раствор фенола, формалин.

Ход эксперимента.

Опыт 1. Получение метиламина. В колбу Вюрца объемом 100- 150 мл внести 5-7 г метиламмоний хлорида и закрыть пробкой со вставленной в нее капельной воронкой. Газоотводную трубку соединить резиновой трубкой со стеклянным наконечником и опустить в стакан с водой. Из воронки каплями добавлять 50%-ный раствор калий гидроксида. Смесь в колбе осторожно нагреть. Происходит разложение соли и выделение метиламина, который легко распознать по характерному запаху, который напоминает запах аммиака. Метиламин собирается на дне стакана под слоем воды:

[H₃C–NH₃]⁺Cl^– + KOH → H₃C–NH₂ + KCl + H₂O.

..

Опыт 2. Горение метиламина. Метиламин на воздухе горит бесцветным пламенем. К отверстию газоотводной трубки прибора, описанного в предыдущем опыте, поднести горящую лучинку и наблюдать горение метиламина:

4 H₃C–NH₂ + 9 O₂ → 4 CO₂ + 10 H₂O + 2 N₂

Опыт 3. Отношение метиламина к индикаторам. Полученный метиламин пропустить в пробирку, заполненную водой и одним из индикаторов. Лакмус синеет, а фенолфталеин становится малиновым. Это свидетельствует об основных свойствах метиламина.

Опыт 4. Образование солей метиламином.

а) К отверстию пробирки, из которой выделяется газообразный метиламин, подносят стеклянную палочку, смоченную концентрированной хлоридной кислотой. Палочка окутывается туманом, состоящим из мельчайших частиц метиламмоний хлорида.

б) В две пробирки наливают по 1-2 мл: в одну – З%-ный раствор феррум (III) хлорида, в другую – 5%-ный раствор купрум (ΙΙ) сульфата. В каждую пробирку пропускают газообразный метиламин. В пробирке с раствором феррум (III) хлорида выпадает бурый осадок, а в пробирке с рствором купрум (ΙΙ) сульфата образующийся вначале осадок голубого цвета растворяется с образованием комплексной соли, окрашенной в ярко-синий цвет.

Химизм процессов:

3[H₃C–NH₃]⁺OH^– + FeCl₃ → Fe(OH)₃↓ + 3 [H₃C–NH₃]⁺ Cl^–

2[H₃C–NH₃]⁺OH^– + CuSO₄ → Cu(OH)₂↓ + [H₃C–N⁺H₃]₂SO₄^2–

4[H₃C–NH₃]⁺OH^– + Cu(OH)₂ → [Cu(H₃C–NH₂)₄](OH)₂ + 4 H₂O

Опыт 5. Взаимодействие анилина с хлоридной кислотой. В пробирку с 5 мл анилина прилить столько же концентрированной хлоридной кислоты. Пробирку охладить в холодной воде. Выпадает осадок анилин гидрогенхлорида. В пробирку с твердым анилин гидрогенхлоридом прилить немного воды: после перемешивания данная соль растворяется в воде.

Опыт 6. Взаимодействие анилина с бромной водой. К 5 мл воды прилить 2-З капли анилина и смесь сильно встряхнуть. К полученной эмульсии по каплям прибавить бромную воду. Смесь обесцвечивается, и выпадает белый осадок триброманилина.

Опыт 7. Окрашивание ткани анилиновым красителем (крашение шерсти и шелка кислотным красителем). Растворяют 0,1 г метилового оранжевого в 50 мл воды. Раствор разливают в 2 стакана. В один из них добавляют 5 мл 4н раствора сульфатной кислоты. Затем в оба стакана опускают кусочки белой шерстяной (или шелковой) ткани. Растворы с тканью кипятят 5 мин. Затем ткани вынимают, промывают водой, выжимают и высушивают на воздухе, развесив на стеклянных палочках. Обратите внимание на различие в интенсивности окраски кусочков ткани. Как влияет кислотность среды на процесс окраски ткани?

Опыт 8. Доказательство наличия функциональных групп в растворах аминокислот.

а) Обнаружение карбоксильной группы. К 1 мл 0,2%-ного раствора натрий гидроксида, окрашенного фенолфталеином в розовый цвет, прибавляют по каплям 1%-ный раствор аминоуксусной кислоты (глицина) до обесцвечивания смеси.

б) Обнаружение аминогруппы. К 1 мл 0,2%-ного раствора хлоридной кислоты, окрашенного индикатором конго в синий цвет (кислая среда), прибавляют по каплям 1%-ный раствор глицина до изменения окраски смеси на розовую (нейтральная среда).

Опыт 9. Действие аминокислот на индикаторы. В пробирку внести 0,3 г глицина и добавить 3 мл воды. Раствор разлить на три пробирки. В первую пробирку добавить 1-2 капли метилоранжа, во вторую – столько же раствора фенолфталеина, в третью – раствор лакмуса. Окраска индикаторов не меняется, что объясняется наличием в молекуле глицина кислотной (—СООН) и основной (—NH₂) групп, которые взаимно нейтрализуются.

Опыт 10. Осаждение белков.

а) В две пробирки с раствором белка добавить по каплям растворы медного купороса и плюмбум (ΙΙ) ацетата. Образуются хлопьевидные осадки, растворяющиеся в избытке растворов солей.

б) В две пробирки с раствором белка добавляют равные объемы растворов фенола и формалина. Наблюдать осаждение белка.

в) Нагреть раствор белка в пламени горелки. Наблюдать помутнение раствора.

Опыт 11. Цветные реакции белков.

а) Ксантопротеиновая реакция. К 1 мл белка добавить 5-6 капель концентрированной нитратной кислоты. При нагревании раствор и осадок окрашивается в ярко-желтый цвет. Ксантопротеиновая реакция происходит только в том случае, если в молекулах белка содержатся остатки ароматических аминокислот (фенилаланин, тирозин, триптофан).

б) Биуретовая реакция. К 1-2 мл раствора белка добавить столько же 10%-ного раствора натрий гидроксида и несколько капель разбавленного раствора медного купороса. Жидкость окрашивается в красно-фиолетовый цвет. Биуретовая реакция дает возможность выявить в молекуле белка пептидную связь.

Опыт 12. Реакции с карбамидом (мочевиной).

а) Растворимость мочевины в воде. В пробирку помещают 0,5 г кристаллической мочевины и постепенно добавляют воду до полного растворения мочевины. По капле полученного раствора наносят на красную и синюю лакмусовую бумагу. Какую реакцию (кислую, нейтральную или щелочную) имеет водный раствор мочевины?

б) Гидролиз мочевины. Как и все амиды кислот, мочевина легко гидролизуется в кислой и в щелочной средах. Наливают в пробирку 1 мл 20%-ного раствора мочевины и добавляют 2 мл прозрачной баритовой воды. Раствор кипятят до появления в пробирке осадка барий карбоната. Выделяющийся из пробирки аммиак обнаруживают по посинению влажной лакмусовой бумаги.

в) Образование биурета. В сухой пробирке нагревают 0,2 г мочевины. Сначала мочевина плавится (при 133⁰С), затем при дальнейшем нагревании разлагается с выделением аммиака. Аммиак обнаруживают по запаху (осторожно!) и по посинению влажной красной лакмусовой бумаги, поднесенной к отверстию пробирки. Через некоторое время расплав в пробирке затвердевает, несмотря на продолжающееся нагревание. Пробирку охлаждают, добавляют в нее 1-2 мл воды и при слабом нагревании растворяют биурет. В расплаве, кроме биурета, содержится некоторое количество труднорастворимой в воде циануровой кислоты, поэтому раствор получается мутным. Когда осадок отстоится, сливают с него раствор биурета в другую пробирку, добавляют несколько капель 10%-ного раствора натрий гидроксида (при этом раствор становится прозрачным) и 1-2 капли 1%-ного раствора купрум (ΙΙ) сульфата. Раствор окрашивается в розово-фиолетовый цвет. Избыток купрум (ΙΙ) сульфата маскирует характерное окрашивание, вызывая посинение раствора, поэтому его следует избегать.

Опыт 13. Функциональный анализ органических веществ.

І. Качественный элементный анализ органических соединений. Наиболее распространенными элементами в органических соединениях, кроме Карбона, являются Гидроген, Оксиген, Нитроген, галогены, Сульфур, Фосфор. Обычные методы качественного анализа неприменимы для анализа органических соединений. Для обнаружения Карбона, Нитрогена, Сульфура и других элементов органическое вещество разрушают путем сплавления с натрием, при этом исследуемые элементы переходят в неорганические соединения. Например, Карбон переходит в карбон (IV) оксид, Гидроген – в воду, Нитроген – в натрий цианид, Сульфур – в натрий сульфид, галогены – в натрий галогениды. Далее открывают элементы обычными методами аналитической химии.

1. Обнаружение Карбона и Гидрогена окислением вещества куп- рум (II) оксидом. Наиболее общим, универсальным методом обнаружения в органическом веществе Карбона и одновременно с ним Гидрогена является окисление купрум (II) оксидом. При этом Карбон превращается в карбон (IV) оксид, а Гидроген – в воду.

В сухую пробирку с газоотводной трубкой помещают 0,2-0,3 г сахарозы и 1-2 г порошка купрум (II) оксида. Содержимое пробирки тщательно перемешивают, сверху смесь засыпают слоем купрум (II) оксида – примерно 1 г. В верхнюю часть пробирки (под пробку) помещают маленький кусочек ваты, на которую насыпают немного безводного купрум (II) сульфата Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой и закрепляют ее в лапке штатива с небольшим наклоном в сторону пробки. Свободный конец газоотводной трубки опускают в пробирку с известковой (или баритовой) водой так, чтобы, трубка почти касалась поверхности жидкости. Сначала нагревают всю пробирку, затем сильно нагревают ту часть, где находится реакционная смесь:

C₁₂H₂₂O₁₁ + 24 CuO → 12 CO₂ + 11 H₂O + 24 Cu.

Отметьте, что происходит с известковой водой. Почему изменяется цвет купрум (ΙΙ) сульфата ?

2. Проба Бейльштейна на галогены. При прокаливании органического вещества с купрум (II) оксидом происходит его окисление. Карбон превращается в карбон (ІV) оксид, Гидроген – в воду, а галогены (кроме Флуора) образуют с Купрумом летучие галогениды, которые окрашивают пламя в ярко-зеленый цвет. Реакция очень чувствительна. Однако следует иметь в виду, что и некоторые другие соли купрума, например цианиды, образующиеся при прокаливании нитргенсодержащих органических соединений (мочевины, производных пиридина, хинолина и др.), также окрашивают пламя.

Медную проволоку держат за пробку и прокаливают другой конец ее (петлю) в пламени горелки до прекращения окрашивания пламени и образования на поверхности черного налета купрум (II) оксида. Остывшую петлю смачивают хлороформом, налитым в пробирку, и снова вводят в пламя горелки. Сначала пламя становится светящимся (сгорает Карбон), затем появляется интенсивное зеленое окрашивание:

2 CHCl₃ + 5 CuO → CuCl₂ + 4 CuCl + 2 CO₂ + H₂O

Следует сделать контрольный опыт, используя вместо хлороформа вещество, не содержащее галоген (бензен, воду, спирт). Для очистки проволоку смачивают хлоридной кислотой и прокаливают.

II. Открытие функциональных групп. На основании предварительного анализа (физические свойства, элементный анализ) можно ориентировочно определить класс, к которому принадлежит данное исследуемое вещество. Эти предположения подтверждают качественными реакциями на функциональные группы.

1. Качественные реакции на кратные карбон-карбоновые связи.

а) Присоединение брома. Углеводороды, содержащие двойные и тройные связи, легко присоединяют бром.

К раствору 0,1 г (или 0,1 мл) вещества в 2-3 мл карбон тетрахлорида или хлороформа добавляют по каплям при встряхивании 5%-ный раствор брома в том же растворителе. Мгновенное исчезновение окраски брома свидетельствует о наличии кратной связи в веществе. Но раствор брома также обесцвечивается соединениями, содержащими подвижный Гидроген (фенолы, ароматические амины, третичные углеводороды). Однако при этом происходит реакция замещения с выделением гидроген бромида, присутствие которого легко обнаружить с помощью влажной бумажки синего лакмуса или конго.

б) Проба с калий перманганатом. В слабощелочной среде при действии калий перманганата происходит окисление вещества с разрывом кратной связи, раствор при этом обесцвечивается, и образуется хлопьевидный осадок MnO₂ – манган (IV) оксида.

К 0,1 г (или 0,1 мл) вещества, растворенного в воде или ацетоне, добавляют по каплям при встряхивании 1%-ный раствор калий перманганата. Происходит быстрое исчезновение малиново-фиолетовой окраски, и появляется бурый осадок MnO₂. Однако калий перманганат окисляет вещества других классов: альдегиды, многоатомные спирты, ароматические амины. При этом также обесцвечиваются растворы, но окисление протекает большей частью значительно медленнее.

2. Обнаружение ароматических систем. Ароматические соединения в отличие от алифатических соединений способны легко вступать в реакции замещения, часто образуя окрашенные соединения. Обычно для этого используют реакцию нитрования. Нитрование проводят нитратной кислотой или нитрующей смесью.

В пробирку помещают 0,1 г (или 0,1 мл) вещества и при непрерывном встряхивании постепенно прибавляют 3 мл нитрующей смеси (1 часть концентрированной нитратной кислоты и 1 часть концентрированной сульфатной кислоты). Пробирку закрывают пробкой с длинной стеклянной трубкой, которая служит обратным холодильником, и нагревают на водяной бане 5 мин при 50⁰С. Смесь выливают в стакан с 10 г измельченного льда. Если при этом выпадает твердый продукт или масло, нерастворимые в воде и отличающиеся от исходного вещества, то можно предположить присутствие ароматической системы.

3. Качественные реакции спиртов.

а) Реакция с металлическим натрием. В пробирку помещают 0,2- 0,3 мл безводного исследуемого вещества и осторожно добавляют маленький кусочек металлического натрия величиной с просяное зерно. Выделение газа при растворении натрия указывает на присутствие активного водорода. (Однако эту реакцию также могут давать органические кислоты.)

б) Реакция с купрум (II) гидроксидом. В двух-, трех- и многоатомных спиртах (в отличие от одноатомных спиртов) растворяется свежеприготовленный купрум (II) гидроксид с образованием темно-синего раствора комплексных солей соответствующих производных (гликолятов, глицератов).

В пробирку наливают несколько капель (0,3-0,5 мл) 3%-ного раствора купрум (ΙΙ) сульфата, а затем 1 мл 10%-ного раствора натрий гидроксида. Выпадает студенистый голубой осадок купрум (ΙΙ) гидроксида. Растворение осадка при добавлении 0,1 г исследуемого вещества и изменение цвета раствора до темно-синего подтверждают присутствие многоатомного спирта с гидроксильными группами, расположенными у соседних атомов Карбона.

4. Качественные реакции фенолов.

а) Реакция с феррум (III) хлоридом. Фенолы дают с феррум (III) хлоридом интенсивно окрашенные комплексные соли. Обычно появляется глубокая синяя или фиолетовая окраска. Некоторые фенолы дают зеленое или красное окрашивание, оно ярче проявляется в воде и хлороформе и хуже в спирте.

В пробирку помещают несколько кристаллов (или 1-2 капли) исследуемого вещества в 2 мл воды или хлороформа, затем добавляют при встряхивании 1-2 капли 3%-ного раствора феррум (III) хлорида. В присутствии фенола появляется интенсивная фиолетовая или синяя окраска.

б) Реакция с бромной водой. Фенолы со свободными орто- и пара-положениями в бензольном ядре легко обесцвечивают бромную воду, при этом получается осадок 2,4,6-трибромфенола.

Небольшое количество исследуемого вещества встряхивают с 1 мл воды, затем прибавляют по каплям бромную воду. Происходит обесцвечивание раствора и выпадение белого осадка.

5. Качественные реакции альдегидов. В отличие от кетонов все альдегиды легко окисляются. На этом свойстве основано открытие альдегидов, но не кетонов.

а) Реакция серебряного зеркала. Все альдегиды легко восстанавливают аммиачный раствор аргентум (Ι) оксида. Кетоны не дают этой реакции.

В хорошо вымытой пробирке смешивают 1 мл раствора аргентум (Ι) нитрата с 1 мл разбавленного раствора натрий гидроксида. Выпавший осадок аргентум (Ι) гидроксида растворяют при добавлении 25%-ного раствора аммиака. К полученному раствору прибавляют несколько капель спиртового раствора анализируемого вещества. Пробирку помещают на водяную баню и нагревают до 50-60⁰ С. Если на стенках пробирки выделяется блестящий налет металлического серебра, то это свидетельствует о наличии альдегидной группы в образце. Следует отметить, что эту реакцию могут давать также и другие легко окисляющиеся соединения: многоатомные фенолы, дикетоны, некоторые ароматические амины.

б) Реакция с фелинговой жидкостью. Альдегиды жирного ряда способны восстанавливать двухвалентный Купрум до одновалентного.

Пробирку с 0,05 г вещества и 3 мл фелинговой жидкости нагревают 3-5 минут на кипящей водяной бане. Появление желтого или красного осадка купрум (I) оксида подтверждает наличие альдегидной группы. (Реактив Фелинга можно заменить свежеприготовленным купрум (ΙΙ) гидроксидом.)

6. Качественные реакции кислот.

а) Определение кислотности. Водно-спиртовые растворы карбоновых кислот показывают кислую реакцию на лакмус, конго или универсальный индикатор.

Каплю водно-спиртового раствора исследуемого вещества наносят на синюю влажную бумажку лакмуса, конго или универсального индикатора. При наличии кислоты индикатор меняет свой цвет: лакмус становится розовым, конго – синим, а универсальный индикатор в зависимости от кислотности – от желтого до оранжевого. Следует иметь в виду, что сульфокислоты, нитрофенолы и некоторые другие соединения с подвижным «кислым» Гидрогеном, не содержащие карбоксильной группы, могут давать также изменение цвета индикатора.

б) Реакция с натрий гидрогенкарбонатом. При взаимодействии карбоновых кислот с натрий гидрогенкарбонатом происходит выделение карбон (IV) оксида.

В пробирку наливают 1-1,5 мл насыщенного раствора натрий гидрогенкарбоната и добавляют 0,1-0,2 мл водно-спиртового раствора исследуемого вещества. Выделение пузырьков карбон (IV) оксида указывает на наличие кислоты.

7. Качественные реакции аминов. Амины растворяются в кислотах. Многие амины (особенно алифатического ряда) обладают характерным запахом (селедочный, аммиачный и др.).

Основность аминов. Алифатические амины как сильные основания способны изменять окраску таких индикаторов, как красный лакмус, фенолфталеин, универсальная индикаторная бумага.

Каплю водного раствора исследуемого вещества наносят на индикаторную бумажку (лакмус, фенолфталеин, универсальная индикаторная бумага). Изменение окраски индикатора свидетельствует о присутствии аминов. В зависимости от строения амина основность его меняется в большом диапазоне. Поэтому лучше использовать универсальную индикаторную бумагу.

8. Качественные реакции полифункциональных соединений. Для качественного обнаружения бифункциональных соединений (углеводы, оксикислоты, ненасыщенные кислоты, аминокислоты и др.) используйте комплекс вышеописанных реакций.