Опыт № 8. Обнаружение углерода и водорода
Для обнаружения углерода и водорода исследуемое органическое вещество нагревают в пробирке с сухим оксидом меди (II). При этом из углерода органического вещества и кислорода оксида меди образуется углекислый газ, а из водорода органического вещества и кислорода оксида меди образуется вода. Оксид меди при этом восстанавливается до металлической меди.
Рис. 2.1. Прибор для обнаружения углерода и водорода
в органических соединениях
1- пробирка с испытуемым веществом;
2 – пробирка с баритовой или известковой водой
Реактивы:
Сахароза
Оксид меди
Баритовая или известковая вода (водный раствор Ва(ОН)2 или Са(ОН)2)
Ход работы:
В сухую чистую пробирку помещают хорошо перемешанную смесь 2,5 г (0,031 моль) сухого порошка оксида меди (II) и 1 г (0,003 моль) измельченного органического вещества (например, сахарозы), плотно закрывают пробкой со вставленной в неё согнутой под прямым углом газоотводной трубкой (рис. 2.1). Пробирку закрепляют держателем, а свободный конец газоотводной трубки опускают в другую пробирку с раствором известковой воды. Известковую воду наливают в пробирку в таком количестве, чтобы конец газоотводной трубки был погружен в раствор. Пробирку с испытуемым веществом осторожно нагревают на пламени горелки:
C12H22O11 + 24CuO ® 12CO2 + 11H2O + 24Cu¯
Углерод окисляется за счет оксида меди (II) до углекислого газа, который, проходя через известковую воду, образует осадок карбоната кальция:
Сa(OH)2 + CO2 ® СaCO3¯ + H2O
Помутнение раствора известковой воды указывает на присутствие углерода в испытуемом веществе. Появление капель воды на холодной части пробирки с испытуемым веществом указывает на присутствие в органическом веществе водорода.
Опыт № 9. Обнаружение азота
Реактивы:
Мочевина
Натронная известь (смесь равных количеств NaOH и Ca(OH)2 )
Ход работы:
В сухую пробирку помещают 1 г (0,017 моль) мочевины, прибавляют 3 г натронной извести и хорошо перемешивают. На открытый конец пробирки помещают полоску индикаторной бумаги, смоченную водой, и осторожно нагревают на пламени горелки. Если в веществе содержится азот, то он выделяется в виде аммиака, который с влагой лакмусовой бумажки образует гидроксид аммония и изменяет цвет индикатора на синий.
NH3 + H2O ® NH4OH ® NH4+ + OH- (щелочная реакция)
Опыт № 10. Обнаружение галогенов (проба Бейльштейна)
Реактивы:
Хлороформ (СHCl3)
Медная проволока
Ход работы:
Медную проволоку, согнутую в виде спирали, прокаливают в пламени спиртовки до исчезновения окрашивания пламени. Проволока покрывается чёрным налётом оксида меди (II). Проволоку охлаждают на воздухе, затем смачивают хлороформом и снова вносят в пламя горелки. Пламя окрашивается в ярко-зеленый цвет парами образовавшихся галогенидов меди.
Cu(т) + Cl·(г) ® CuCl(г)
Опыт № 11. Обнаружение серы
Реактивы:
Тиомочевина
Оксид свинца (PbO)
30%-раствор гидроксида натрия
Ход работы:
В сухую пробирку берут 1г (0,013 моль) тиомочевины, прибавляют 1г (0,005 моль) оксида свинца. Смесь перемешивают, добавляют 2 мл 30%-ного раствора щелочи (0,0015 моль) и осторожно нагревают. Образование черного осадка PbS указывает на наличие серы. В случае небольшого количества серы вместо выпадения осадка раствор окрашивается в коричневый цвет.
III. УГЛЕВОДОРОДЫ
Углеводородами называются соединения, состоящие из углерода и водорода. Углеводороды делятся на предельные и непредельные; предельные содержат только простые одинарные связи между атомами углерода, непредельные содержат также и кратные связи – двойные или тройные.
Общая формула предельных углеводородов (алканов, парафинов) СnH2n+2. Они образуют гомологический ряд алканов:
СН4 метан СН3-(СН2)4-СН3 гексан
СН3-СН3 этан СН3-(СН2)5-СН3 гептан
СН3-СН2-СН3 пропан СН3-(СН2)6-СН3 октан
СН3-(СН2)2-СН3 бутан СН3-(СН2)7-СН3 нонан
СН3-(СН2)3-СН3 пентан СН3-(СН2)8-СН3 декан.
При отнятии одного атома водорода от алкана, образуется радикал, называемым алкилом, имеющий формулу СnH2n+1 . При образовании названий соответствующих радикалов суффикс –ан алкана заменяется на суффикс –ил:
СН3- метил; СН3-СН2- этил и т.д.
Углеводороды с двойной связью называются алкенами (олефинами). Они имеют общую формулу СnH2n. Названия алкенов образуются от соответствующих алканов путём замены суффикса –ан на суффикс –ен, положение двойной связи указывается цифрой:
СН2=СН2 этен СН2=СН-СН2-СН3 бутен-1
СН3-СН=СН2 пропен СН3-СН=СН-СН3 бутен-2.
Когда в молекуле имеется две двойные связи, перед суффиксом –ен прибавляют умножающий префикс ди- (два). Такие углеводороды называются диенами:
СН2=СН-СН=СН2 бутадиен-1,3.
Углеводороды с тройной связью, называемые алкинами, имеют общую формулу СnH2n-2. Названия алкинов образуются от названий алканов с тем же числом атомов углерода, путём замены суффикса –ан на –ин:
СН≡СН этин (ацетилен) СН≡С-СН2-СН3 бутин-1
СН≡С-СН3 пропин СН3-С≡С-СН3 бутин-2
Для предельных углеводородов характерны реакции замещения. Непредельные углеводороды значительно более реакционноспособны, для них характерны реакции присоединения, окисления, полимеризации. Алкины, кроме того, способны к реакциям замещения водорода при тройной связи («псевдокислоты»).