Лабораторная работа № 9. «Получение уксусного альдегида и его химическая идентификация»
Цель: получить и идентифицировать химическими методами уксусный альдегид
Формируемые умения:
· получать уксусный альдегид окислением этанола
· проводить реакцию «серебряного зеркала»
· обнаруживать основные свойства простого эфира
· проводить окисление альдегида гидроксидом меди(II)
· осуществлять альдольную и кротоновую конденсацию уксусного альдегида и его осмоление
· работать с водяной баней
· работать с прибором для получения газа
Реактивы и оборудование: К2Cr2O7, 10% Н2SО4, этанол, 10% NaOH, аммиачный раствор гидроксида серебра, раствор сульфата меди (II), прибор для получения газа,пробирки, спиртовка, водяная баня, держатель для нагревания пробирок, кристаллизатор со льдом,
Методика
1. Получение уксусного альдегида окислением этилового спирта дихроматом калия. В сухую пробирку насыпают 0,5 г дихромата калия, приливают 2 мл 10%-ного раствора серной кислоты и постепенно при встряхивании добавляют 2 мл этилового спирта. Смесь разогревается, и происходит изменение ее цвета от оранжево-красного до зеленовато-бурого.
Напишите уравнение реакции окисления спирта дихроматом калия в кислой среде и подберите коэффициенты методом электронного баланса.
Пробирку закрывают пробкой с изогнутой газоотводной трубкой и закрепляют в лапке штатива. Конец газоотводной трубки опускают в пробирку-приемник с дистиллированной водой. Приемник предварительно помещают в стакан со льдом. Пробирку с реакционной смесью осторожно нагревают на пламени горелки и отгоняют летучие продукты в течение 3—4 мин. Наличие уксусного альдегида в пробирке-приемнике определяют по запаху и реакцией с фуксинсернистой кислотой.
2. Окисление аммиачным раствором гидроксида серебра (реакция «серебряного зеркала»). Реакцию «серебряного зеркала» проводят в тщательно вымытой пробирке. Для этого в пробирку наливают 4—5 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия и осторожно кипятят несколько минут на газовой горелке, затем ее промывают дистиллированной водой. В вымытой пробирке готовят аммиачный раствор гидроксида серебра. К 2—3 мл 1%-ного раствора нитрата серебра при встряхивании по каплям прибавляют 5%-ный раствор аммиака до тех пор, пока образующийся вначале осадок полностью не растворится:
К прозрачному, бесцветному аммиачному раствору гидроксида серебра прибавляют несколько капель полученного раствора уксусного альдегида. Пробирку несколько минут нагревают на водяной бане при температуре воды 70—80 °С или на газовой горелке до начала побурения раствора (до кипения не доводить). Далее реакция идет без нагревания, и металлическое серебро выпадает в виде черного осадка или осаждается на стенках пробирки в виде блестящего серебряного налета («серебряное зеркало»)
3. Окисление альдегида гидроксидом меди (II). В пробирку наливают раствор уксусного альдегида и 1 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия, а затем при встряхивании по каплям добавляют 2%-ный раствор сульфата меди (II) до появления неисчезающей взвеси гидроксида меди (II). Верхнюю часть смеси нагревают до кипения. Наблюдают появление желтого осадка гидроксида меди (I), переходящего затем в красный осадок оксида меди (I). Гидроксид меди (II) может восстанавливаться формальдегидом до металлической меди. В этом случае при использовании очень чистой пробирки можно наблюдать образование на ее стенках «медного зеркала».
При нагревании гидроксид меди (II) дегидратируется с образованием черного осадка оксида меди (II):
4. Альдольная и кротоновая конденсация уксусного альдегида и его осмоление
В пробирку наливают 3 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия и добавляют 5—6 капель уксусного альдегида. Полученную смесь нагревают на газовой горелке. Сначала образуется альдоль (приятный запах), а затем непредельный кретоновый альдегид — соединение с резким неприятным запахом (нюхать осторожно). При достаточно длительном нагревании жидкость становится бурой, образуется смола.
Дайте объяснения протекающим процессам. Напишите уравнения реакции.
Литература для самостоятельной работы
Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 кн./В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П. Тюкавкина; Под ред. Н.А. Тюкавкиной. - М.: Дрофа, 2002. – Кн. 1: Основной курс. – 620 с. (С. 421-423)