И разложение фенолята натрия
В пробирку помещают несколько кристаллов фенола и 2 мл воды.
Пробирку закрывают пробкой и энергично встряхивают.
Осторожнонагреваютсодержимоепробирки,азатемсноваохлаж-
дают.
Впробиркувносят2–3каплирастворагидроксиданатрияикаплю
фенолфталеина. К содержимому пробирки добавляют при встряхивании по каплям раствор фенола до исчезновения окраски. Полученный раствор разделяют на две части и к одной из них (для сравнения) добавляют 2 ка- пли раствора соляной кислоты.
Аналогичные опыты проводят с другими фенолами: b-нафтолом,
резорцином.
Вопросы и задания
1. Сделайте вывод о зависимости растворимости фенола в воде от темпе-
ратуры.
2. Что при расслоении представляют собой верхний и нижний слои?
3. Объясните наблюдаемые явления при добавлении растворов щелочи и соляной кислоты. Напишите уравнения реакций.
4. Охарактеризуйте кислотные свойства фенолов в ряду: фенол, b-нафтол,
резорцин.
5. Сравните отношение фенолов и спиртов к щелочам? В чем отличие?
Почему?
Опыт2. Бромирование фенола
В сухую пробирку помещают несколько кристаллов фенола и при-
ливают 0,5 мл раствора брома в четыреххлористом углероде. К отверстию пробирки подносят влажную лакмусовую бумагу.
В пробирку помещают несколько кристаллов фенола и 2 мл воды и добавляют к эмульсии несколько капель бромной воды при постоянном встряхивании до образования осадка.
Вопросы и задания
1. Опишите наблюдаемые явления при взаимодействии фенола с раство-
ром Br2в ССl4. Составьте уравнение реакции.
2. Что за вещество образуется в виде дыма? Что показывает индикатор?
3. Сравните условия бромирования фенола с бензолом, толуолом.
4. Какое вещество выпадает в осадок (какого цвета?) при взаимодействии раствора фенола с бромной водой? Напишите соответствующее урав- нение реакции. Можно ли считать эту реакцию качественной на фено- лы?
Опыт3. Сульфирование фенола
В двух пробирках смешивают несколько кристаллов фенола с 2–3
каплями концентрированной серной кислоты и встряхивают их до раство- рения. Одну из пробирок нагревают на кипящей водяной бане 2–3 мину- ты. Содержимое пробирок выливают в пробирки с 2 мл холодной воды (осторожно!).
Вопросы и задания
1. Опишите наблюдаемые явления. Объясните происходящее. Составьте
уравнение реакции.
2. В какое положение идет замещение на сульфогруппу? К какому типу относится данная реакция?
Опыт4. Нитрование фенола
Готовят нитрующий реагент, смешивая 0,5 мл концентрированной
азотной кислоты с таким же объемом воды. В другой пробирке растворя- ют несколько кристаллов фенола в 0,5 мл воды. Разбавленную азотную кислоту по каплям при встряхивании и охлаждении приливают к раствору фенола.
Добавляют в пробирку еще 0,5 мл воды и закрывают ее пробкой с газоотводной трубкой. Осторожно нагревая содержимое пробирки до ки- пения, перегоняют часть жидкости с о-нитрофенолом в сухую чистую пробирку (не допускайте перебрасывания жидкости!). о-нитрофенол при охлаждении образует желтые кристаллы с характерным запахом горького миндаля. В реакционной пробирке остается п-изомер.
Вопросы и задания
1. Составьте уравнение реакции нитрования фенола.
2. Почему возможно разделение изомеров нитрофенолов? Чем это объяс-
няется?
3. Сравните условия нитрования фенола и бензола.
Опыт5. Получение фенолоформальдегидных смол
В пробирку помещают несколько кристаллов фенола и 1 мл раство-
ра формальдегида. Смесь нагревают до растворения фенола.
Через 3 минуты к раствору добавляют 5 капель концентрированной соляной кислоты и продолжают нагревание до расслоения смеси.
Пробирку помещают в стакан с холодной водой. После образова- ния четкой границы между слоями сливают воду и быстро выливают смо- лу на предметное стекло.
Испытывают образовавшуюся смолу на растворимость в спирте.
Небольшое количество смолы нагревают в фарфоровой чашке до
затвердевания. Испытывают растворимость в спирте затвердевшей смолы.
Вопросы и задания
1. Какое строение полимера – линейное или сетчатое – имеет смола? Как
называется полученная смола? Напишите схему ее образования.
2. Какой тип реакции лежит в основе получения смолы?
3. Какова растворимость в спирте полученной смолы до и после затверде-
вания?
Опыт6. Получение п-хинона
В пробирку наливают 2 мл раствора бромата калия, прибавляют 1–
2 капли раствора серной кислоты и 2 стеклянные лопатки гидрохинона. Содержимое пробирки нагревают до 50°С, при этом гидрохинон перехо- дит в раствор. Температура самопроизвольно повышается до 70–75°С, реакционная смесь темнеет. Через 10–15 минут цвет массы изменяется, после чего ее охлаждают холодной водой.
Вопросы и задания
Составьте уравнение реакции. Укажите тип реакции. Какого цвета по-
лученный продукт?
Опыт7. Реакции фенолов с хлоридом железа (III)
В пробирку с 0,5 мл раствора фенола добавляют 2–3 капли раствора
хлорида железа (III).
Аналогичные опыты приводят с водными растворами пирокатехи-
на, резорцина, гидрохинона, пирогаллола.
Вопросы и задания
1. Отметьте окраски полученных растворов.
2. Может ли указанная реакция быть качественной на фенолы?
Опыт8. Гидролиз ацетилсалициловой кислоты
В двух пробирках растворяют несколько кристаллов ацетилсалици-
ловой кислоты в 1 мл воды. Одну из них осторожно доводят до кипения и кипятят в течение 1–2 минут.
К растворам в обеих пробирках добавляют 2–3 капли раствора хло-
рида железа (III).
Вопросы и задания
1. Объясните изменения окраски при добавлении раствора хлорида желе-
за (III).
2. Напишите уравнение реакции. К какому типу относится данная реак-
ция?
В общем выводе о работе ответьте на следующие вопросы:
1. Сравните химические свойства и реакционную способность спиртов и фенолов.
2. Какие типы реакций характерны для фенолов? Каково взаимное влия-
ние групп в феноле?
3. Каково отношение фенолов к окислителям?
4. Какие реакции можно считать качественными на фенолы?
Лабораторная работа № 7
АМИНЫ.ДИАЗОСОЕДИНЕНИЯ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:изучить некоторые физические и химические свойства алифатических и ароматических аминов. Отметить их характерные свойства. Получить диазосоединения и оценить область их приме- нения.
Реактивы и материалы:ацетамид; ангидрид уксусной кислоты; нитро- бензол; анилин; b-нафтол; бромная вода; концентрированная соляная кислота; 2 н раствор серной кислоты; концентрированный и 2 н рас- твор гидроксида натрия; хромовая смесь; олово; 20%-ный раствор нитрита натрия; 1%-ный раствор хлорида железа (III); красная лакму- совая бумага; йодкрахмальная бумага; 1%-ный спиртовой раствор фе- нолфталеина; лед.
Оборудование:набор пробирок, пробка с газоотводной трубкой, стек-
лянная палочка, спиртовка, водяная баня, плитка.
Опыт1. Получение метиламина из ацетамида и изучение его
Некоторых свойств
В пробирку помещают шпатель ацетамида и 0,5 мл бромной воды
(Опыт проводят в вытяжном шкафу!). После охлаждения водой к смеси приливают по каплям концентрированный раствор гидроксида натрия до обесцвечивания брома и добавляют еще 2–3 капли разбавленного раство- ра щелочи. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой, поме- щенной в охлаждаемую льдом пробирку с водой. Нагревают содержимое на пламени спиртовки.
К отверстию газоотводной трубки подносят стеклянную палочку,
смоченную концентрированной соляной кислотой.
С помощью красной лакмусовой бумаги (или раствора фенолфта- леина) проверяют реакцию среды в полученном водном растворе метила- мина.
Вопросы и задания
1. По каким признакам можно доказать наличие полученного метилами-
на? Составьте уравнение реакции.
2. Что наблюдаете при поднесении соляной кислоты к отверстию газоот- водной трубки? Какое вещество образуется? Напишите уравнение ре- акции.
3. Напишите реакцию взаимодействия метиламина с водой. Какова среда полученного раствора?
Опыт2. Получение анилина из нитробензола
В пробирку помещают маленький кусочек олова, 0,5 мл концен-
трированной соляной кислоты и каплю нитробензола. Бурно протекающая реакция ослабевает через несколько минут. Если реакция замедляется, то смесь подогревают на пламени спиртовки. Реакцию ведут до тех пор, пока все олово не прореагирует. Для этого может понадобиться еще 2–3 капли соляной кислоты.
После охлаждения 0,5 мл полученного раствора приливают в про-
бирку с 2–3 каплями бромной воды.
Вопросы и задания
1. Является ли данная реакция окислительно-восстановительной? Со-
ставьте уравнения реакций. Чем является в этой реакции нитробензол?
Кто впервые осуществил эту реакцию?
2. Укажите признак реакции анилина с бромной водой. Напишите урав- нение реакции. К какому типу относится данная реакция? Можно ли эту реакцию использовать как качественную на анилин?
3. Сравните условия бромирования бензола и анилина и объясните эти факты.
Опыт3. Получение солей анилина
В пробирке смешивают 1 каплю анилина с 1 мл воды. Смесь взбал-
тывают. Красной лакмусовой бумажкой и раствором фенолфталеина про- веряют реакцию среды в полученной эмульсии. Эмульсию разделяют на две части.
К первой части эмульсии добавляют по каплям 0,5 мл раствора серной кислоты.
К другой части эмульсии приливают по каплям концентрирован- ную соляную кислоту до образования прозрачного раствора, после чего к полученному раствору приливают по каплям концентрированный раствор гидроксида натрия.
Вопросы и задания
1. Каким свойством обладает анилин? Объясните различное отношение к
индикаторам растворов метиламина и анилина.
2. Что наблюдаете при добавлении серной и соляной кислот? Напишите уравнения реакций и назовите продукты. К какому типу относится дан- ная реакция?
3. Возможна ли реакция со слабыми кислотами? Почему?
4. Что наблюдаете при прибавлении к соли раствора щелочи? Напишите реакцию разложения соли анилина.
Опыт4. Получение ацетанилида
(Опыт проводят в вытяжном шкафу!) В пробирку наливают
0,5 мл анилина и добавляют по каплям столько же уксусного ангидрида.
Содержимое пробирки тщательно встряхивают и охлаждают.
Вопросы и задания
По каким признакам судят о протекании реакции. Напишите уравнение
реакции. К какому типу относится данная реакция?
Опыт5. Окисление анилина
В пробирку наливают 1 мл анилина и прибавляют 1 мл хромовой
смеси. Образование «черного анилина» является результатом глубокого окисления анилина.
Задание
Опишите наблюдаемые явления.
Опыт6. Диазотирование анилина
В пробирку наливают 1 мл анилина, 0,5 мл концентрированной со-
ляной кислоты и кусочек льда. Кроме этого, пробирку помещают в воду со льдом. В полученный раствор при встряхивании по каплям добавляют
0,5 мл охлажденного раствора нитрита натрия.
Полноту диазотирования анилина проверяют йодкрахмальной бу-
мажкой: если анилин продиазотирован полностью, то на бумаге появляет-
ся голубое или синее окрашивание, указывающее на присутствие в рас- творе свободной азотистой кислоты. Пробу производят через 2–3 минуты после прибавления нитрита натрия. Если йодкрахмальная бумажка не си- неет, добавляют еще 1–2 капли раствора нитрита натрия и вновь повто- ряют пробу.
Полученный раствор диазосоединения оставляют для следующих опытов в охлаждаемой смеси (снег, лед) и делят на три части.
Вопросы и задания
1. Напишите уравнения соответствующих реакций. Назовите полученные
продукты.
2. Почему диазосоединения получают при температуре около 0°С?
Опыт7. Разложение солей фенилдиазония
Третью часть раствора хлорида фенилдиазония, полученного в
опыте 6, помещают в горячую водяную баню (50–60°С) и нагревают до прекращения выделения пузырьков азота. На поверхности жидкости обра- зуется темное маслянистое пятно с характерным запахом фенола. Для до- казательства образования фенола добавляют каплю раствора хлорида же- леза (III).
Вопросы и задания
Составьте реакцию получения фенола. Оцените отношение солей диа-
зония к нагреванию.
Опыт8. Получение п-гидроксиазобензола
В пробирку помещают несколько кристаллов фенола, добавляют
2 мл раствора гидроксида натрия до полного растворения фенола. Полу- ченный раствор приливают к 1/3 части раствора бензолдиазоний хлорида, полученного в опыте 6.
Вопросы и задания
1. Отметьте появившуюся окраску. Напишите схему реакции взаимодей-
ствия бензолдиазонийхлорида с феноксидом натрия. К какому типу от-
носится данная реакция?
2. В какой среде протекает реакция азосочетания с фенолами?
Опыт9. Получение кислотного азокрасителя (судан I)
В пробирке растворяют несколько кристаллов b-нафтола в 3 каплях раствора гидроксида натрия. К полученному раствору приливают 2–3 ка- пли ранее полученного хлорида фенилдиазония.
Вопросы и задания
Опишите наблюдаемые явления. Составьте уравнение реакции. К ка-
кому типу относится данная реакция?
В общем выводе о работе ответьте на следующие вопросы:
1. Почему амины обладают основными свойствами?
2. Какие амины – алифатические или ароматические – обладают более основными свойствами? Сравните основность алифатических и арома- тических аминов с основностью аммиака. Чем это обусловлено?
3. Какую реакцию можно считать качественной на анилин?
4. С какими группами соединений могут вступать соли диазония в реак-
ции азосочетания? Какова область применения диазосоединений?
5. Почему азосоединения окрашены? Какие функциональные группы мо-
гут служить в качестве ауксохрома и хромофора?
Лабораторная работа № 8
АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:получить лабораторным способом ацетальдегид и аце- тон. Изучить некоторые физические и химические свойства алифа- тических и ароматических альдегидов, ацетона. Сравнить восста- новительную способность альдегидов и кетонов. Познакомиться с характерными реакциями на альдегиды и кетоны.
Реактивы и материалы:карбид кальция; 25%-ный раствор серной ки- слоты; концентрированная соляная кислота; концентрированный рас- твор аммиака; 10%-ный раствор гидроксида натрия; 1%-ный спирто- вый раствор фенолфталеина; 1%-ный раствор сульфата меди (II); 0,2 н раствор нитрата серебра; насыщенный раствор гидросульфита натрия; оксид ртути (II); 40%-ный водный раствор формальдегида; бензальде- гид; фуксинсернистая кислота; ацетон; диэтилкетон; циклогексанон; обезвоженный ацетат натрия; солянокислый 2,4-динитрофенил- гидразин; 1%-ный раствор йода в йодистом калии.
Оборудование:набор пробирок, пробка с газоотводной трубкой, стакан,
спиртовка, пробиркодержатель, предметное стекло.
Опыт1. Реакция с фуксинсернистой кислотой
В пять пробирок помещают по 0,5 мл свежеприготовленного бес-
цветного раствора фуксинсернистой кислоты и добавляют по 2 капли в одну – раствора формальдегида, во вторую – бензальдегида, в третью – ацетона, в четвертую – циклогексанона, в пятую – диэтилкетона. Встря- хивают. Через несколько минут появляется окрашивание.
Вопросы и задания
1. Отметьте окрашивание раствора. Напишите схему протекания реакций.
2. Является ли реакция с образованием оснований Шиффа качественной на все альдегиды и кетоны?
Опыт2. Получение ацетальдегида из ацетилена
В пробирку помещают несколько кусочков карбида кальция, не-
много (на кончике шпателя) оксида ртути (II) и наливают 2 мл раствора серной кислоты. Пробирку быстро закрывают пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опускают в другую пробирку с 2 мл воды так,
чтобы газоотводная трубка была погружена в воду. Приемную пробирку охлаждают в стакане воды со льдом. Пробирку с карбидом кальция нагре- вают 3–4 минуты, пропуская газ через воду.
Наличие ацетальдегида в пробирке с водой обнаруживают по ха-
рактерному запаху и по реакции с 2 каплями фуксинсернистой кислоты.
Вопросы и задания
1. Напишите уравнения реакций, приводящих к получению уксусного
альдегида. Кто впервые осуществил данный синтез?
2. Отметьте характерный запах ацетальдегида.
Опыт3. Реакция альдегидов и кетонов с гидроксидом
Диамминсеребра (I)
В три чистые обезжиренные пробирки вносят по 2 капли раствора
нитрата серебра и по 3–4 капли концентрированного раствора аммиака (до полного растворения осадка оксида серебра(I)). После этого добавля- ют по 2 капли в первую пробирку – раствора формальдегида, во вторую – бензальдегида, в третью – ацетона. Содержимое пробирок осторожно на- гревают в пламени спиртовки.
Внимание! Раствор гидроксида диамминсеребра после реакции сдать инженеру и промыть пробирки.
Вопросы и задания
1. Какое комплексное соединение серебра образуется при взаимодействии нитрата серебра с избытком аммиака? Как называется этот реактив?
2. Отметьте изменения, происходящие в пробирках. Объясните происхо- дящие процессы. Является ли данная реакция качественной на альдеги- ды и кетоны? Напишите уравнения соответствующих реакций.
3. Как еще называют данную реакцию?
Опыт4. Окисление альдегидов гидроксидом меди (II)
В две пробирки помещают по 0,5 мл раствора гидроксида натрия,
добавляют по 0,5 мл воды и 2–3 капли раствора сульфата меди (II). В пер- вую пробирку приливают 2 капли раствора формальдегида, во вторую – 2 капли бензальдегида. Верхнюю часть пробирок прогревают в пламени спиртовки и наблюдают изменение окраски раствора в процессе нагрева.
Вопросы и задания
1. Опишите наблюдаемые процессы и составьте соответствующие урав-
нения реакций.
2. Что общего между реакциями взаимодействия альдегидов с гидрокси-
дом меди (II) и раствором гидроксида диамминсеребра (I)?
Опыт5. Окисление бензальдегида кислородом воздуха
На предметное стекло наносят каплю бензальдегида и оставляют на
воздухе. Через некоторое время появляются кристаллы.
Вопросы и задания
1. Что представляют собой образующиеся кристаллы? Напишите уравне-
ние реакции окисления бензойного альдегида кислородом.
2. Отметьте изменение запаха в процессе окисления?
Опыт6. Получение и гидролиз уротропина
В пробирку помещают каплю раствора фенолфталеина и по 0,5 мл
раствора формальдегида и раствора аммиака. Добавляют еще несколько капель раствора аммиака до образования неисчезающего малинового ок- рашивания (избыток аммиака). Несколько капель раствора переносят на предметное стекло и осторожно упаривают в пламени спиртовки до появ- ления кристаллов уротропина (гексаметилентетрамина).
Раствор уротропина делят на две пробирки. В одну пробирку до- бавляют при встряхивании 1–2 капли раствора гидроксида натрия, в дру- гую – каплю соляной кислоты (при кипячении). Продукты гидролиза можно обнаружить по запаху или реакцией с фуксинсернистой кислотой.
Вопросы и задания
1. Напишите уравнения синтеза уротропина. Какого цвета кристаллы по-
лученного продукта? Кто впервые получил уротропин?
2. Какова реакция среды водного раствора уротропина?
3. Почему упаривание необходимо проводить осторожно?
4. Составьте уравнение гидролиза уротропина.
Опыт7. Реакция бензальдегида и ацетона с гидросульфитом
Натрия
В две пробирки наливают по 0,5 мл насыщенного раствора гидро-
сульфита натрия. В первую добавляют 3 капли бензальдегида, во вторую
– 3 капли ацетона. Смеси в пробирках энергично встряхивают и наблю-
дают выпадение кристаллов соответствующих веществ.
К полученным кристаллам добавляют разбавленный раствор соля-
ной (или серной) кислоты.
Вопросы и задания
1. Напишите уравнения синтеза и распада гидросульфитов бензальдегида
и ацетона.
2. К какому типу относится данная реакция? Является ли данная реакция качественной на карбонильную группу?
Опыт8. Получение 2,4-динитрофенилгидразона бензальдегида
В пробирку помещают несколько кристаллов солянокислого 2,4-
динитрофенилгидразина, ацетата натрия и добавляют 1 мл воды. Содер- жимое пробирки встряхивают до полного растворения веществ. К раство- ру приливают 3–4 капли бензальдегида и встряхивают до выпадения кри- сталлов.
Вопросы и задания
1. Напишите уравнение реакции.
2. Можно ли данную реакцию отнести к качественным реакциям на аль-
дегиды и кетоны? Почему?
Опыт9. Реакция с солянокислым гидроксиламином
В две пробирки помещают по 2 капли соответственно ацетальдеги-
да и ацетона и прибавляют 1 мл раствора солянокислого гидроксиламина.
Смеси нагревают на водяной бане и добавляют в каждую пробирку по
1 капле метилового оранжевого.
Вопросы и задания
1. Напишите соответствующие уравнения реакций.
2. Объясните, почему данную реакцию можно использовать для количе-
ственного определения альдегидов?
Опыт10. Получение ацетона из ацетата натрия
В сухую пробирку насыпают обезвоженный ацетат натрия (высота
слоя 8–10 мм) и закрывают пробкой с газоотводной трубкой. Конец труб- ки помещают в пробирку с 1 мл воды. Приемную пробирку охлаждают в стаканчике с холодной водой. Соль нагревают на пламени спиртовки.
Водный раствор ацетона используют для следующего опыта.
Вопросы и задания
1. Напишите уравнение получения ацетона. К какому типу относится
данная реакция?
2. По каким характерным признакам можно доказать образование ацетона?
3. Какова растворимость ацетона в воде?
Опыт11. Йодоформная реакция кетонов
В две пробирки приливают по 3 капли раствора йода в йодистом
калии и по 0,5 мл раствора гидроксида натрия. К обесцвеченным раство- рам добавляют в одну – 2 капли раствора ацетона (полученного в преды- дущем опыте), в другую – 2 капли диэтилкетона.
Вопросы и задания
1. По каким признакам можно судить об образовании йодоформа? Напи-
шите уравнения реакций.
2. Характерна ли йодоформная реакция для всех кетонов?
В общем выводе о работе ответьте на следующие вопросы:
1. Почему низкомолекулярные альдегиды и кетоны хорошо растворяются
в воде?
2. Какими еще лабораторными способами можно получить альдегиды?
3. Какие продукты реакции характерны при окислении альдегидов?
4. Охарактеризуйте способность альдегидов к окислению и объясните ее, исходя из структурных особенностей альдегидной группы. Почему окисление бензальдегида протекает даже на воздухе?
5. Почему кетоны подвергаются окислению в более жестких условиях,
чем альдегиды?
6. Для каких классов соединений характерна галоформная реакция?
7. Какую (какие) реакцию (реакции) можно считать качественными на альдегиды? на кетоны?
Лабораторная работа № 9
КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ