Опыт 1. Получение и свойства ацетилена
Реактивы: карбид кальция (кусочки), бромная вода (насыщенная), 1-процентный раствор КМnО4, 10-процентный раствор карбоната натрия, 1-процентный раствор нитрата серебра, 5-процентный раствор аммиака, аммиачный раствор хлорида меди (I).
Оборудование: изогнутые газоотводные трубки, короткие прямые газоотводные трубки с оттянутым концом, крышки от тиглей, фильтровальная бумага.
а) Получение ацетилена и его горение (тяга!). В пробирку помещают кусочек карбида кальция, приливают около 1 мл воды и сразу же закрывают ее пробкой с газоотводной трубкой, имеющей оттянутый конец. Поджигают выделяющийся ацетилен у конца газоотводной трубки. Наблюдают характер пламени. Затем меняют газоотводную трубку: закрывают пробирку, из которой выделяется ацетилен, изогнутой газоотводной трубкой с широким отверстием и снова поджигают ацетилен. Вносят в пламя крышку от тигля. На крышке образуется черное пятно сажи. Напишите уравнения реакций получения ацетилена из карбида кальция и горения ацетилена (полное и неполное сгорание).
Вычислите процентное содержание углерода и водорода в ацетилене. Имеет ли этин запах?
б) Реакция этина с бромной водой. Закрывают пробирку с карбидом кальция и водой пробкой с изогнутой газоотводной трубкой и пропускают этин через бромную воду. Объясните, почему обесцвечивание бромной воды происходит значительно медленнее, чем при реакции с этеном.
Напишите уравнение реакции ацетилена с бромом.
в) Окисление этина перманганатом калия. В пробирку наливают 1 мл раствора перманганата калия, добавляют такой же объем раствора соды и затем пропускают через полученный раствор этин. Постепенно фиолетовая окраска раствора исчезает, появляется хлопьевидный осадок бурого цвета оксида марганца (IV). При окислении этина образуется смесь веществ, частично происходит полное окисление до оксида углерода (II).
Напишите уравнения реакции окисления этина перманганатом калия до щавелевой кислоты НООС–СООН. Подберите коэффициенты.
г) Получение металлических производных этина – ацетиленидов. Работа с ацетиленидами требует соблюдения правил техники безопасности. В сухом виде при слабом нагревании или при ударе они взрываются с большой силой, поэтому нельзя полностью высушивать ацетилениды. Особенно опасен в сухом виде ацетиленид серебра.
Получение ацетиленида меди (I). В пробирку наливают 2-3 мл бесцветного аммиачного раствора хлорида меди [Cu(NH3)2]Cl и пропускают через раствор этин. Раствор окрашивается в красно-бурый цвет, затем выпадает красно-бурый осадок ацетиленида меди (I). Эту очень чувствительную реакцию применяют для обнаружения даже следов ацетилена. Смачивают полоску фильтровальной бумаги аммиачным раствором хлорида меди (I) и вносят ее в отверстие пробирки, из которой выделяется этин. Появляется красно-бурое окрашивание.
Напишите уравнения реакции образования ацетиленида меди (I). Какие свойства этина проявляются в этой реакции?
Получение ацетиленида серебра. В пробирку наливают 2 мл 1-процентного раствора нитрата серебра и прибавляют по каплям 5-процентный раствор аммиака до полного растворения образующегося вначале осадка оксида серебра. Через полученный бесцветный раствор пропускают этин. Выпадает желтовато-серый осадок ацетиленида серебра (окраска обусловлена примесями). Осадок отфильтровывают, промывают небольшим количеством воды, отжимают в фильтровальной бумаге, переносят на кусочек сухой фильтровальной бумаги и осторожно нагревают на асбестовой сетке. (Тяга! Защитные очки!). Ацетиленид разлагается со взрывом. Остатки его уничтожают: помещают вместе с фильтровальной бумагой в стакан с водой и добавляют концентрированную соляную или азотную кислоту (1/4 – 1/5 от объема воды).
Напишите уравнения реакций получения аммиачного раствора гидроксида серебра и ацетиленида серебра. Будут ли образовывать ацетилениды меди (I) и серебра бутин-1 и бутин-2? Напишите уравнения реакций разложения ацетиленида серебра при нагревании (взрыв) и при действии соляной кислоты.
д) Растворимость этина в воде и ацетоне. В одну пробирку наливают 5 мл ацетона, а в другую – 5 мл воды. В обе пробирки пропускают этин до полного насыщения. Затем в каждую пробирку добавляют по 0,5 мл аммиачного раствора хлорида меди (I). В пробирке с ацетоном появляется красно-бурый осадок, а в пробирке с водой лишь слабое окрашивание.
Объясните полученные результаты.
Лабораторная работа №4