Опыт №3. Качественные реакции на сульфат-ион

В пробирку налейте 1 мл раствора сульфата натрия и прилейте столько же раствора хлорида бария.

Запишите наблюдения:____________________________________________

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Опыт №4. Качественные реакции на фосфат-ион

В пробирку налейте 1 мл раствора фосфата натрия и прилейте столько же раствора нитрата серебра.

Запишите наблюдения:____________________________________________

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Вывод:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Экспериментальные задания:

Задание №1Даны три пронумерованные пробирки с растворами: хлорида натрия, бромида натрия и иодида калия. Определите при помощи характерных реакций каждое из указанных веществ.

Составьте уравнения реакций в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: 1)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод:_________________________________________________________________________________________________________________________________ 2)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________ 3)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание №2Даны три пронумерованные пробирки с растворами: хлорида натрия, сульфата натрия и карбоната натрия. Определите при помощи характерных реакций каждое из указанных веществ.

Составьте уравнения реакций в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде:

1)___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________2)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________3)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание №3. Проделайте реакции, подтверждающие качественный состав хлорида бария.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание №4. Проделайте реакции, подтверждающие, что в состав серной кислоты входят катионы водорода и сульфат анионы.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы

1. Какие реакции называются качественными?

2. Что можно определить с помощью качественного анализа?

3. Какие вещества являются реактивом для обнаружения сульфат-иона?

4. С помощью какого вещества можно определить ион хлора в соли?

5. Какие вещества служат реактивом для обнаружения карбонат-иона?

6. С помощью какого вещества можно определить ион брома в соли?

7. С помощью какого вещества можно определить ион брома в соли?

8. С помощью какого вещества можно определить фосфат-ион?

Литература

Ю.М. Ерохин «Химия» М. 2003 Глава 8 стр. 117; Глава 9 стр. 135,143; Глава 10 стр. 157

Практическое занятие №3.

«Составление структурных формул изомеров и названий предельных углеводородов».

Цель:отработка умений по составлениюструктурных формул изомеров алканов и их названий по международной систематической номенклатуре.

Теория

Алканы – это предельные углеводороды, в молекулах которых все атомы связаны одинарными связями. Состав их отражает общая формула

С_n H_2n+2.

Первые четыре члена гомологического ряда метана получили исторически сложившиеся названия. Основой названия следующих алканов нормального строения стали греческие числительные (см. таблицу).

Для составления названий органических веществ по номенклатуре ИЮПАК необходимо знать формулы и названия радикалов. Радикал – это одновалентная частица, которая получается при отщеплении от молекулы алкана атома водорода, т.е. частица, содержащая неспаренный электрон. Название радикала происходит от названия соответствующего алкана с заменой суффикса –ан на суффикс –ил(см. таблицу).

Название	Формула	Формула радикала	Название радикала
Метан	СН4	СН3-	Метил
Этан	С2Н6	С2Н5-	Этил
Пропан	С3Н8	С3Н7-	Пропил
Бутан	С4Н10	С4Н9-	Бутил
Пентан	С5Н12	С5Н11-	Пентил
Гексан	С6Н14	С6Н13-	Гексил
Гептан	С7Н16	С7Н15-	Гептил
Октан	С8Н18	С8Н17-	Октил
Нонан	С9Н20	С9Н19-	Нонил
Декан	С10Н22	С10Н21-	децил

Изомеры – это вещества, имеющие одинаковые молекулярные, но разные структурные формулы и, следовательно, разные свойства.

Например, у вещества бутана, имеющего формулу С₄Н_10, есть два изомера, имеющие следующие структурные формулы

СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₃ и СН₃ – СН – СН_{3 .}

ï

СН₃

Запомни! Чтобы среди веществ найти изомеры, надо структурные формулы свернуть в молекулярные. У изомеров молекулярные формулы будут одинаковые. Например:

а)СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₃ (С₄Н₁₀); б) СН₃ – СН₂ – СН – СН₃ (С₅Н₁₂); в) СН₃ – СН – СН₃ (С₄Н₁₀)

ï ï

СН₃ СН₃

Таким образом, вещество а) и в) изомеры, т.к. имеют разное строение, но одинаковую молекулярную формулу - С₄Н_10.

В соответствии с международной номенклатурой следует придерживаться следующих правил при составлении названия алканов.

1. В структурной формуле выбирают самую длинную цепь атомов углерода (главную цепь).

2. Атомы углерода главной цепи нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе разветвление – боковая цепь.

3. В начале названия перечисляют радикалы и другие заместители с указанием номеров атомов углерода, с которыми они связаны. Если в молекуле присутствуют несколько одинаковых радикалов (два, три, четыре и т.д.), то перед их названием ставят соответственно частицы ди-, три-, тетра- и т.д.

4. Основой названия служит наименование предельного углеводорода с тем же числом атомов углерода, что и в главной цепи.

Задание 1.(образец) Назовите вещества

1 2 3 4

СН₃ - СН- СН₂ - СН₃ (С₅Н₁₂)

ï

СН₃

2- метилбутан

СН₃ СН₃

1 ï2 3 4 5 6 5 4 3 ï2 1

СН₃ - СН- СН₂ - СН - СН₂ - СН₃ (С₈Н₁₈) СН₃ - СН- СН₂ - С - СН₃ (С₈Н₁₈)

ï ï ï

СН₃ СН₃ СН₃

2,4 – диметилгексан 2,2,4 - триметилпентан

_{8 7 6 5 4 3 2 1}

СН₃ - СН₂ - СН- СН₂ - СН₂ - СН₂ - СН - СН₃ (С₁₁Н₂₄)

ï ï

С₂Н₅ СН₃

2-метил-6-этилоктан

Найди, есть ли изомеры среди вышеперечисленных веществ.

Приведите три доказательства, что вышеперечисленных вещества гомологи.

Ответ: 2,4 – диметилгексан и 2,2,4 – триметилпентан изомеры, т.к. имеют одинаковую молекулярную формулу С₈Н_{18 .}

Вышеперечисленные веществагомологи, т.к. 1) имеют одинарную связь; 2) гомологическую формулуС_n H_2n+2; 3) суффикс –ан в названии.

Задание 2.(образец) Напишите структурную формулу 2,4-диметилпентана, составьте структурные формулы: а) гомолога с более длинной углеродной цепью; б) изомера. Назовите их.

Алгоритм. 1. 2,4-диметилпентан – корень слова «пентан», пишем главную цепь С-С-С-С-С.

2. Нумеруем главную цепь, в положении 2 и 4 ставим два радикала «метил»

1 2 3 4 5

С-С-С-С-С

ï ï

СН₃ СН₃

3. В основной (главной) цепи доставим недостающие атомы Н (в соответствии с валентностью)

1 2 3 4 5

СН₃-СН-СН₂-СН-СН₃

ï ï

СН₃ СН₃

а) Запомни! Чтобы составить гомолог надо структурную исходную формулу вещества свернуть в молекулярную. Гомолог будет отличаться на одну или несколько СН₂- групп.

1 2 3 4 5

СН₃-СН-СН₂-СН-СН₃ (С₇Н₁₆)

ï ï

СН₃ СН₃

Следовательно, гомолог с более длинной углеродной цепью, может иметь формулу С₈Н₁₈

СН₃ - СН₂ - СН₂ - СН₂ - СН₂ - СН₂ - СН₂ - СН₃

октан

б) изомер имеет туже формулу С₇Н₁₆, но другое строение

СН₃ - СН₂ - СН₂ - СН₂ - СН₂ - СН - СН₃

ï

СН₃

2-метилгептан

@Задание. Используя образцы решений, выполни следующее задания:

1. Назовите вещества

СН₃ - СН- СН₂ - СН₃

ï

СН₃

_______________________

СН₃ СН₃

ï ï

СН₃ - СН- СН₂ - СН - СН₃ СН₃ - С- СН₂ - СН -СН₂ - СН₃

ï ï ï

СН₃ СН₃ СН₃

______________________________ ______________________________________

СН₃ - СН₂ - СН- СН₂ - СН - СН₃

ï ï

С₂Н₅ СН₃

_______________________________

Найди, есть ли изомеры среди вышеперечисленных веществ.

Приведите три доказательства, что вышеперечисленные вещества гомологи.

Ответ:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Напишите структурные формулы: а) 2-метилгексана, б) 2,2- диметилпентана, в) 2-метилбутана, г) 2,3,5 –триметилгексана, д) 3,3 –диметилгексана, е) 2,4 – диметил-3- этилоктана. Для вышеперечисленных веществ составьте структурные формулы: а) гомологов с менее длинной углеродной цепью; б) изомеров. Назовите их.

	Структурные формулы.	Гомологи с менее длинной углеродной цепью:	Изомеры:
а) 2-метилгексан

Продолжение задания 2

	Структурные формулы.	Гомологи с менее длинной углеродной цепью:	Изомеры:
б) 2,2- диметилпентан
в) 2-метилбутан
г) 2,3,5 –триметилгексан
д) 3,3 –диметилгексан
е) 2,4 – диметил-3- этилоктан

Контрольные вопросы

1. Какие углеводороды относятся к алканам?

2. Что такое радикал? Каким образом складывается название радикалов?

3. Дайте определение изомеров. Приведите примеры изомеров.

4. Перечислите сходства гомологов ряда метана (алканов).

5. Основные правила составления названия алканов (основы международной номенклатуры).

Лабораторное занятие №6

«Получение этилена и изучение его свойств»

Цель:закрепление знаний о свойствах непредельных углеводородов: способности алкенов вступать в реакции присоединения, окисления, горения; изучение качественных реакций на непредельные углеводороды.

Теория

Этилен - С₂Н₄ является простейшим представителем непредельных углеводородов с одной двойной связью: СН₂ = СН₂.

Получение.

1. В промышленности этилен выделяют из газов крекинга (расщепления) нефти. Важнейший способ получения этилена - дегидрирование этана над никелевым катализатором:

СН₃ – СН₃ ® СН₂=СН₂ + Н₂

2. В лаборатории получают дегидратацией этилового спирта (отщепление воды). Воздействие водоотнимающих средств (конц. Н₂SO₄) на одноатомные спирты при высокой температуре, приводит к отщеплению молекулы воды и образованию двойной связи:

СН₃ – СН₂ОН ® СН₂=СН₂ + Н₂О

В создании двойной связи между двумя атомами углерода участвуют две пары электронов, причем одна связь – прочная, а другая связь слабая, легко разрывается, что и объясняет ненасыщенных характер органических соединений с двойной связью и сказывается на их химических свойствах.

I. Так, для непредельных углеводородов ряда этилена характерны реакции присоединения, которые протекают с разрывом двойной связи.

1. Реакция гидрирования: СН₂=СН₂ + Н₂ ® СН₃ - СН₃

2. Реакция галогенирования: СН₂=СН₂ + Вr₂ ®СН₂Вr - СН₂Вr

При взаимодействии с алкенами бромная вода обесцвечивается, поэтому реакция с бромной водой является качественнойна непредельные углеводороды.

3. Реакция гидрогалогенироеания: СН₃ — СН=СН₂ + НВr ® СН₃ – СНВr - СН₃

Присоединение галогеноводородов к алкенам происходит по правилу Марковникова: атом водорода присоединяется к более гидрированному атому углерода (при котором больше содержится атомов водорода), а галоген - к менее гидрированному атому углерода.

4. Реакция гидратации: этен, присоединяя воду, образует этиловый спирт.

СН₂=СН₂ + Н₂О® СН₃ – СН₂ОН

II. Реакции окисления

1. Реакция горения: алкены горят с образованием углекислого газа и воды.

С₂Н₄ + 3О₂ ® 2СО₂ + 2Н₂О

2. Реакция окисления: этилен окисляются водным раствором КМnO₄ до
этиленгликоля:

СН₂=СН₂ + [О] + НОН ® СН₂ОН – СН₂ОН

Реакция с КМnO₄ является качественной реакцией на непредельные углеводороды, т.к. фиолетовый раствор перманганата калия в ходе реакции обесцвечивается.

III. Реакции полимеризации.

7. Реакция полимеризации протекает за счет разрыва кратных связей, с
образованием высокомолекулярного соединения (полимера).

nСН₂=СН₂ ® (-СН₂-СН₂-)_n

Порядок выполнения работы

Оборудование и реактивы: лабораторный штатив; спиртовка; три пробирки; пробка с газоотводной трубкой; прокаленный песок или кусочек пемзы; смесь этилового спирта и концентрированной серной кислоты (1 : 2); подкисленный раствор перманганата калия.

Опыт №1.Получение этилена

Налить в пробирку 10-15 мл смеси этилового спирта с концентрированной серной кислотой. Для равномерного кипения прибавить в смесь около 0,5 г прокаленного речного песка или опустить кусочек пемзы. Закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой, укрепить ее в зажиме штатива и нагреть в пламени спиртовки.

Напишите уравнение реакции получения этилена и подпишите названия веществ:

____________________________________________________________________

Вывод:____________________________________________________________________________________________________________________________________Опыт №2. Горение этилена

К концу газоотводной трубки поднесите горящую спичку.

Запишите наблюдения: __________________________________________________ ________________________________________________________________________ Напишите уравнение реакции:______________________________________________

Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________