Лабораторная работа № 5 ФЕНОЛЫ

Цель работы: изучить некоторые физические и химические свой­ства фенолов. Оценить взаимное влияние гидроксильной группы и бен­зольного ядра. Получить лабораторным способом салициловую кис­лоту. Отметить качественные реакции на фенолы.

Реактивы и материалы: фенол; пирокатехин; резорцин; гидро­хинон; пирогаллол; а-нафтол; ацетилсалициловая кислота; концент­рированные кислоты: азотная, хлороводородная и серная; 2 н раствор гидроксида натрия; 10%-ный раствор брома в четыреххлористом угле­роде; бромная вода; 40%-ный раствор формальдегида; 1%-ный раствор хлорида железа (III); 5%-ный раствор бромата калия; этанол; 1%-ный спиртовой раствор фенолфталеина; синяя лакмусовая бумага.

Оборудование: набор пробирок, пробка с газоотводной трубкой, спиртовка, водяная баня, предметное стекло, фарфоровая чашка.

Обратите внимание! При работе с фенолом нельзя допускать его попадания на кожу, он вызывает ожоги. Если это случилось, необ­ходимо промыть пораженное место обильно теплой водой. После выполнения опытов содержимое всех пробирок выливают только в специальный слив. Хорошо промойте пробирки.

Опыт 1. Растворимость фенола в воде, образование и разло­жение фенолята натрия

В пробирку помещают несколько кристаллов фенола и 2 мл воды. Пробирку закрывают пробкой и энергично встряхивают. Осторожно нагревают содержимое пробирки, а затем снова охлаждают. В пробир­ку вносят 2—3 капли раствора гидроксида натрия и каплю 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 две капли раствора соляной кислоты. Аналогичные опыты проводят с другими фенолами: а-нафтолом, резорцином.

Вопросы и задания

Сделайте вывод о зависимости растворимости фенола в воде от температуры.

Что при расслоении представляют собой верхний и нижний слои?

Объясните наблюдаемые явления при добавлении растворов щелочи и соляной кислоты. Напишите уравнения реакций.

Охарактеризуйте кислотные свойства фенолов в ряду: фенол, а-нафтол, резорцин.

Сравните отношение фенолов и спиртов к щелочам? В чем от­личие? Почему?

Опыт 2. Бромирование фенола

В сухую пробирку помещают несколько кристаллов фенола и приливают 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

Опишите наблюдаемые явления при взаимодействии фенола с I раствором Вг2 (борма) в СС14 (четыреххлористом углероде). Составьте

уравнение реакции.

Что за вещество образуется в виде дыма? Что показывает ин­дикатор?

Сравните условия бромирования фенола с бензолом, толуолом.

Какое вещество выпадает в осадок (какого цвета?) при взаимо­действии раствора фенола с бромной водой? Напишите соответствую­щее уравнение реакции. Можно ли считать эту реакцию качественной на фенолы?

Опыт 3. Сульфирование фенола

В двух пробирках смешивают несколько кристаллов фенола с 2-3 каплями концентрированной серной кислоты и встряхивают их до ра­створения. Одну из пробирок нагревают на кипящей водяной бане 2-3 минуты. Содержимое пробирок выливают в пробирки с 2 мл хо­лодной воды. (Осторожно/)

Вопросы и задания

Опишите наблюдаемые явления. Объясните происходящее. Составьте уравнение реакции.

В какое положение идет замещение на сульфогруппу? К како­му типу относится данная реакция?

Опыт 4. Нитрование фенола

Готовят нитрующий реагент, смешивая 0,5 мл концентрирован­ной азотной кислоты с таким же объемом воды. В другой пробирке растворяют 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 кипения, 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 пара-изомер.

Вопросы и задания

Составьте уравнение реакции нитрования фенола.

Почему возможно разделение изомеров нитрофенолов? Чем это объясняется?

Сравните условия нитрования фенола и бензола.

Опыт 5. Получение фенолоформальдегидных смол

В пробирку помещают несколько кристаллов фенола и 1 мл ра­створа формальдегида. Смесь нагревают до растворения фенола. Че­рез три минуты к раствору добавляют пять капель концентрированной соляной кислоты и продолжают нагревание до расслоения смеси. Про­бирку помещают в стакан с холодной водой. После образования чет­кой границы между слоями сливают воду и быстро выливают смолу 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

Какое строение полимера - линейное или сетчатое - имеет смола? Как называется полученная смола? Напишите схему ее образования.

Какой тип реакции лежит в основе получения смолы?

Какова растворимость в спирте полученной смолы до и после затвердевания?

Опыт 6. Получение п-хинона

В пробирку наливают 2 мл раствора бромата калия, прибавляют 1-2 капли раствора серной кислоты и две стеклянные лопатки гидро­хинона. Содержимое пробирки нагревают до 50 °С, при этом гидрохи­нон переходит 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 полученный продукт?

Опыт 7. 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 пирокатехина, резорцина, гидрохинона, пирогаллола.

Вопросы и задания

Может ли указанная реакция быть качественной на фенолы?

Объясните изменения окраски при добавлении раствора хло­рида железа (III).

Напишите уравнение реакции. К какому типу относится дан­ная реакция?

В общем выводе о работе ответьте на следующие вопросы.

Сравните реакционную способность спиртов и фенолов.

Какие типы реакций характерны для фенолов? Каково взаимное влияние групп в феноле? Каково отношение фенолов к окислителям?

Какие реакции можно считать качественными на фенолы?