Опыт 4. Получение и свойства хлороформа
Реактивы: хлоральгидрат, 10-процентный раствор гидроксида натрия, 1-процентный раствор гидроксида натрия, раствор йода в иодиде калия, 1-процентный раствор нитрата серебра, 1-процентный раствор иодида калия, 0,5-процентный раствор крахмала, хлороформ, содержащий хлор, 1-процентный раствор резорцина, 10-процентный раствор аммиака, 1-процентный раствор перманганата калия, 20-процентный раствор азотной кислоты.
Оборудование: изогнутые газоотводные трубки, химические стаканы (100 мл), лед.
б) Цветная реакция на хлороформ. В пробирку наливают 1 мл 1-процентного раствора резорцина, 2 мл 1-процентного раствора гидроксида натрия и 1 мл хлороформа. Смесь нагревают. Появляется желто-красное окрашивание.
в) Определение чистоты хлороформа. При хранении под влиянием света и кислорода воздуха хлороформ постепенно окисляется и разлагается с образованием хлороводорода, фосгена СОСl2 и хлора.
Напишите уравнение реакции окисления хлороформа кислородом воздуха с образованием хлороводорода и фосгена.
Для обнаружения хлороводорода в пробирку наливают 0,5 мл хлороформа, 1,5 мл воды и несколько капель 1-процентного раствора нитрата серебра. При наличии в хлороформе хлороводорода образуется белая муть.
Напишите уравнение реакции. Так как при окислении хлороформа одновременно образуется НСl и фосген, данная проба косвенно говорит о присутствии в хлороформе фосгена.
При дальнейшем окислении фосгена кислородом воздуха образуется свободный хлор. Напишите уравнение реакции. Для обнаружения хлора в пробирку наливают 0,5 мл хлороформа, 1,5 мл воды и несколько капель 1-процнтного раствора иодида калия. Хлор окисляет ионы иуда в свободный йод, который окрашивает хлороформ в розовый цвет.
Напишите уравнение реакции окисления КI хлором. Если окраска получается слабая, в пробирку добавляют 1-2 капли крахмального клейстера. В присутствии следов йода образуется синее окрашивание.
Чтобы предупредить окисление хлороформа, к нему добавляют небольшое количество этилового спирта, хранят хлороформ в плотно закрывающихся склянках из темного стекла.
г) Взаимодействие хлороформа с раствором щелочи. Наливают в пробирку 1 мл хлороформа и 3 мл 10-процентного раствора гидроксида натрия. Осторожно при встряхивании нагревают смесь до кипения, затем охлаждают. В условиях опыта хлороформ гидролизуется с образованием ионов хлора и муравьиной кислоты (в щелочной среде получается натриевая соль муравьиной кислоты – формиат натрия Н-СООNa). Для обнаружения ионов хлора отливают в пробирку 1/3 гидролизата, подкисляют его 20-процентным раствором азотной кислоты и добавляют несколько капель 1-процентного раствора нитрата серебра.
Напишите уравнения реакций гидролиза хлороформа в щелочной среде и взаимодействия ионов хлора с нитратом серебра.
Муравьиная кислота легко окисляется, так как содержит в молекуле альдегидную группу Н – С(О) – это свойство лежит в основе методов обнаружения ее в растворе. Остаток щелочного гидролизата хлороформа делят на две части. К одной приливают свежеприготовленный аммиачный раствор гидроксида серебра, а к другой – несколько капель 1-процентного раствора перманганата калия. В первой пробирке выпадает металлическое серебро (реакция “серебряного зеркала”), во второй раствор окрашивается в зеленый свет (в щелочной среде перманганат калия восстанавливается в соль марганцовистой кислоты, анионы которой окрашены).
Напишите уравнения реакций и подберите к ним коэффициенты.
Опыт 5. Получение и свойства бромоформа (тяга!)
Реактивы: ацетон, бром, 10-процентный раствор гидроксида натрия, 1-процентный раствор нитрата серебра, 5-процентный раствор аммиака, 1-процентный раствор перманганата калия, 20-процентный раствор азотной кислоты.
Оборудование: пипетки.
В пробирку наливают 1,5 мл ацетона, 3 мл 10-процентного раствора гидроксида натрия и 10 капель брома. (Осторожно! Тяга!) Смесь встряхивают, она разогревается, бурая окраска брома быстро исчезает, на дне пробирки появляются тяжелые капли бромоформа.
Верхний водный слой удаляют с помощью пипетки, промывают бромоформ водой. Каплю бромоформа вносят в пламя горелки на стеклянной палочке, наблюдают цвет пламени. К остальной части бромоформа добавляют 2-3 мл 10-процентного раствора гидроксида натрия и осторожно нагревают смесь до кипения. В полученном щелочном гидролизате обнаруживают ионы брома и муравьиную кислоту качественными реакциями, описанными для хлороформа.
Напишите уравнения реакций: образования бромоформа из ацетона, брома и щелочи; гидролиза бромоформа щелочью; ионов брома с нитратом серебра; формиата натрия с аммиачным раствором гидроксида серебра; формиата натрия с перманганатом калия (подберите коэффициенты).