1. Галогенопроизводные алифатических углеводородов

 

19.2 Получение оксима ацетона. В пробирке растворяют 1 г солянокислого гидроксиламина в 3 мл воды. Полученный кислый раствор нейтрализуют ~ 0,7 г безводного карбоната натрия. При встряхивании пробирки наблюдают выделение оксида углерода (IV). Пробирку с полученным раствором охлаждают в стакане с ледяной водой, а затем добавляют к раствору 0,7 мл ацетона при встряхивании. Смесь разогревается, снова выделяется углекислый газ и появляются бесцветные кристаллы оксима ацетона. При дальнейшем охлаждении пробирки количество кристаллов увеличивается.

                

                                                                                                                                     оксим ацетона

Напишите механизм реакции образования  оксима ацетона.

 

3.2.Ароматические карбонильные  соединения

 

Опыт 20. Окисление бензальдегида  аммиачным раствором гидроксида серебра (реакция «серебряного зеркала»)

 

Реактивы  и оборудование: бензальдегид, 1%-ный раствор нитрата серебра, 5%-ный раствор аммиака; водяные бани, пробирки.

 

В пробирку, тщательно  отмытую горячим раствором щелочи, наливают 1 мл аммиачного раствора гидроксида серебра (см. опыт 15.1) и 1—2 капли бензальдегида и перемешивают. Пробирку помещают в горячую водяную баню (40—50 °С). При осторожном нагревании на стенках пробирки оседает зеркальный слой металлического серебра:

                                 

Следует отметить, что  ароматические кетоны окисляются в значительно более жестких условиях.

 

Опыт 21. Реакция с фенилгидразином (получение фенилгидразона бензойного альдегида)

 

Реактивы  и оборудование: бензальдегид, гидрохлорид фенилгидразина, ацетат натрия; пробирки.

 

В пробирке растворяют 0,2 г ацетата натрия и 0,1 г гидрохлорида фенилгидразина в 3 мл воды и хорошо перемешивают. К полученному раствору добавляют 2—3 капли бензальдегида. Пробирку  закрывают пробкой и энергично встряхивают. Через некоторое время наблюдают выпадение желтого аморфного осадка фенил-гидразона:

                              

Ацетат натрия необходим  в реакционной смеси для перевода соли фенилгидразина в свободное основание, которое вступает в реакцию. Следует помнить, что фенилгидразин — ядовитое вещество, и работать с ним необходимо осторожно.

 

Опыт 22. Получение беизальанилина (основание Шиффа)

 

Реактивы и оборудование: бензальдегид, анилин, этанол; пробирки.

 

В пробирку наливают 0,5 мл бензальдегида и 0,5 мл анилина. К полученной смеси добавляют 1—2 капли этанола, пробирку закрывают пробкой и сильно встряхивают. Через некоторое время масса застывает. Для ускорения этого процесса пробирку охлаждают. Осадок бензальанилина окрашен в буровато-розовый цвет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №4

 

4. ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ

 

4.1.  Предельные одноосновные карбоновые кислоты

 

Опыт 23. Получение уксусной кислоты (тяга)

 

Реактивы  и оборудование: ацетат натрия, концентрированная серная кислота, синяя лакмусовая бумага; газоотводные трубки с оттянутым концом, пробирки.

В пробирку помещают 0,5 г ацетата  натрия и добавляют 1—2 мл концентрированной серной кислоты. Пробирку закрывают газоотводной трубкой с оттянутым концом и осторожно нагревают реакционную смесь на газовой горелке.

        

Образующуюся уксусную кислоту  обнаруживают по запаху (нюхать осторожно) и по изменению цвета влажной лакмусовой бумаги, поднесенной к концу газоотводной трубки.

 

Опыт 24. Некоторые свойства уксусной кислоты и ее солей

 

Реактивы и оборудование: ледяная уксусная кислота, 10%-ный раствор уксусной кислоты, 10%-ный раствор карбоната натрия, 20%-ный раствор ацетата натрия, металлический магний, оксид меди (II), 3%-ный раствор хлорида железа (III); газоотводные трубки с оттянутым концом, пробирки.

 

24.1. Взаимодействие уксусной  кислоты с карбонатом натрия. К 1—2 мл 10%-ного карбоната натрия приливают 1 мл ледяной уксусной кислоты. Наблюдают выделение углекислого газа.

          

Какой вывод можно сделать о  кислотных свойствах уксусной и угольной кислот? Будет ли уксусная кислота взаимодействовать с растворами сульфата натрия и хлорида натрия?

 

24.2. Взаимодействие уксусной  кислоты с магнием и оксидом  меди (II). В пробирку наливают 2 мл уксусной кислоты и добавляют 0,1—0,2 г металлического магния. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой с оттянутым концом. Выделяющийся газ через некоторое время поджигают.

     

В пробирку вносят 0,1—0,2 г оксида меди (II) и 2 мл уксусной кислоты, а затем ее осторожно нагревают на пламени горелки. Обращают внимание на изменение цвета раствора.

 

24.3. Образование  и гидролиз ацетата железа (III). В пробирку приливают 3-4 капли 20%-ного раствора ацетата натрия и добавляют столько же 3%-ного раствора хлорида железа (III). Наблюдают появление желтовато-красного окрашивания.

              

При кипячении раствора происходит гидролиз полученного ацетата железа с образованием основной соли (двухзамещенного ацетата железа (III)), которая выпадает в виде красно-бурого хлопьевидного осадка:

                

Эту реакцию применяют  для удаления ионов трехвалентного железа из раствора. Аналогичная реакция протекает при взаимодействии хлорида железа (III) с муравьиной и пропионовой кислотами..

 

 

 

 

 

Опыт 25. Получение высших жирных кислот и их свойства    

 

Реактивы  и оборудование: мыло (стружки), 1%-ный водный раствор мыла, спиртовой раствор мыла, 10%-ный раствор серной кислоты, 5%-ный раствор хлорида кальция, 5%-ный раствор ацетата свинца, 5%-ный раствор сульфата меди (II), 5%-ный раствор гидроксида натрия, 10%-ная соляная кислота, 1%-ный спиртовой раствор фенолфталеина, диэтиловый эфир, керосин (бензол); стаканы на 50 мл, пробирки.

 

25.1. Выделение  высших жирных кислот из мыла. В стакане готовят 10—20 мл водного раствора мыла (1 г мыльной стружки на 8-10 мл дистиллированной воды). Большую его часть оставляют для проведения следующих опытов.

В пробирку наливают 2-3 мл полученного  водного раствора мыла и добавляют 2-3 мл 10%-ного раствора серной кислоты. Раствор мутнеет вследствие выпадения нерастворимых в воде высших жирных кислот:

              

Пробирку со смесью нагревают почти до кипения. Расплавившиеся жирные кислоты всплывают в виде слоя, который затвердевает при охлаждении.

Какие высшие предельные кислоты входят в состав мыла?

 

25.2. Гидролиз  мыла (натриевых солей высших  жирных кислот). В сухую пробирку наливают 1—2 мл спиртового раствора мыла и добавляют 1—2 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина. Содержимое этой пробирки осторожно по стенке переливают в пробирку с дистиллированной водой. На границе раздела слоев воды и спиртового раствора мыла появляется кольцо малиново-розового цвета.

Анионные мыла — это  соли сильного основания и слабых высших жирных кислот. При добавлении воды натриевые соли высших жирных кислот гидролизуются, в результате чего реакция среды становится слабощелочной, и раствор (в присутствии фенолфталеина) приобретает малиновую окраску. При добавлении воды гидролиз усиливается, и интенсивность окраски индикатора возрастает:

                    

 

25.3. Образование  нерастворимых солей высших жирных  кислот. Для опыта используют водный раствор мыла, полученный в опыте 25.1. В три пробирки наливают по 1 мл водного раствора мыла, затем в первую пробирку вносят 1 мл 5%-ного раствора хлорида кальция, во вторую — 1 мл 5%-ного раствора ацетата свинца, а в третью — 1 мл 5%-ного раствора сульфата меди (II).

В первой пробирке выпадает белый  осадок нерастворимых в воде кальциевых солей высших жирных кислот (кальциевое мыло).

                

К осадку кальциевого мыла прибавляют 1 мл 10%-ного раствора соляной кислоты. При этом осадок растворяется, а высшие жирные кислоты постепенно всплывают над жидкой фазой.

 

(СН₃—СОО)₂Са + 2НС1 ® 2С₁₇Н₃₅—СООН + СаС1₂

 

Во второй пробирке образуется белый  осадок свинцовых солей высших жирных кислот.

        

                                              стеарат свинца

Свинцовое мыло взаимодействует с растворами соляной  и уксусной кислоты так же хорошо, как и кальциевое мыло.

В третьей пробирке выпадает голубовато-зеленый осадок медного мыла.

 

2С₁₇Н₃₅—COONa + CuSO₄  ® (C₁₇H₃₅— COO)₂Cu ¯ + Na₂SO₄

                                                                    стеарат меди

Медное мыло разливают в две  пробирки. Одну из них нагревают до начинающегося кипения. Медное мыло расплавляется и всплывает в виде изумрудно-зеленого кольца. Если кольцо не образуется, то следует добавить несколько капель раствора сульфата меди (II), а затем снова нагреть смесь.

Нерастворимые в воде мыла высших жирных кислот (кальциевое, свинцовое, медное и т.д.) прекрасно растворяются в органических растворителях. Во вторую пробирку с медным мылом добавляют несколько капель керосина (бензола) и полученную смесь энергично встряхивают. Над поверхностью водного слоя образуется изумрудно-зеленое колечко керосинового раствора медного мыла.

4.2. Ароматические кислоты  и их производные

 

Опыт 26. Взаимодействие бензойной, коричной и салициловой кислот с бромной водой

 

Реактивы  и оборудование: насыщенные растворы бензойной, коричной и салициловой кислот, бромная вода (насыщенная); пипетки, пробирки.

 

В три пробирки наливают по 1—2 мл насыщенных растворов бензойной, коричной и  салициловой кислот. В каждую пробирку добавляют по несколько капель насыщенной бромной воды. В пробирке с бензойной кислотой бромная вода не обесцвечивается, так как бензойная кислота бромируется только в присутствии катализатора. Коричная и салициловая кислоты обесцвечивают бромную воду:

салициловая кислота

Напишите механизмы данных реакций. Объясните, почему бензойная кислота не взаимодействует с бромом при данных условиях.

 

Опыт 27. Отношение бензойной  и коричной кислот к перманганату калия

 

Реактивы  и оборудование: бензойная кислота, коричная кислота, 10%-иый раствор карбоната натрия, 5%-ный раствор перманганата калия, пробирки.

 

Небольшие количества (по 0,1 г) бензойной и коричной кислот растворяют в минимальном объеме 10%-ного раствора карбоната натрия. В оба раствора при перемешивании добавляют раствор перманганата калия. Лишь в пробирке с коричной кислотой окраска перманганата калия исчезает, и появляются бурые хлопья оксида марганца (IV). Бензойная кислота устойчива к действию окислителей:

 

Опыт 28. Реакции  бензойной и салициловой кислот с хлоридом железа (III)

 

Реактивы  и оборудование: насыщенные растворы бензойной и салициловой кислот, 1%-ный раствор хлорида железа (III); пипетки, пробирки.

 

В две пробирки наливают по 1 мл насыщенных растворов бензойной и салициловой кислот, добавляют по 1 мл воды, а затем по 1—2 капли 1%-ного раствора хлорида железа (III). Бензойная кислота не взаимодействует с хлоридом железа (III), а в пробирке с салициловой кислотой в результате образования комплексного соединения появляется фиолетовая окраска.

 

Опыт 29. Взаимодействие эфиров салициловой кислоты с  хлоридом железа (III)

 

Реактивы  и оборудование: ацетилсалициловая кислота, фенилсалицилат (салол), этиловый спирт, 1%-ный раствор хлорида железа (III); пробирки.

 

В одной пробирке растворяют 0,1 г ацетилсалициловой кислоты (аспирина) в 3—4 мл воды. Полученный раствор делят на две части. В другой пробирке к 1,5—2 мл этанола прибавляют несколько кристаллов фенилсалицилата (салола).

В одну из пробирок с раствором  ацетилсалициловой кислоты и в пробирку с фенилсалицилатом приливают по 1—2 капли 1%-ного раствора хлорида железа (III). Раствор фенилсалицилата окрашивается в ярко-фиолетовый цвет, а в пробирке с аспирином окраска отсутствует. Однако следует помнить, что при длительном хранении аспирин может гидролизоваться, и в этом случае будет появляться фиолетовая окраска. Реакция с хлоридом железа (III) служит для определения чистоты аспирина.

Вторую пробирку с раствором  ацетилсалициловой кислоты кипятят несколько минут на газовой горелке, а затем добавляют 1-2 капли раствора хлорида железа (III). Появляется фиолетовая окраска, которая свидетельствует о том, что при нагревании происходит высвобождение фенольного гидроксила в результате гидролиза:

 

 

4.3. Непредельные карбоновые  кислоты

 

Опыт 30. Свойства олеиновой кислоты