1. Галогенопроизводные алифатических углеводородов

 

Реактивы  и оборудование: олеиновая кислота, 2%-ныи раствор перманганата калия, 10%-ный раствор карбоната натрия, бромная вода (насыщенная), концентрированная азотная кислота, медные стружки или проволока; пробирки.

381 Взаимодействие олеиновой кислоты с бромной водой. В пробирку наливают 1 мл бромной воды и 1 мл олеиновой кислоты. Смесь энергично перемешивают. Наблюдают обесцвечивание бромной воды.

              

Рассмотрите механизм этой реакции.

 

30. 2. Окисление  олеиновой кислоты перманганатом калия (реакция Вагнера). В пробирку вносят 1,5 мл 2%-ного раствора перманганата калия, 1,5 мл 10%-ного раствора карбоната натрия и 0,5 мл олеиновой кислоты. Полученную смесь энергично встряхивают. Наблюдают, что фиолетовая окраска перманганата калия переходит в бурую и выпадает осадок оксида марганца (IV):

               

                                                  диоксистеариновая кислота

 

4.4. Двухосновные карбоновые  кислоты

 

Опыт 31. Получение щавелевой  кислоты и ее свойства

 

Реактивы  и оборудование: формиат натрия (муравьинокислый натрий), щавелевая кислота кристаллическая С₂Н₂О₄- 2Н₂О, насыщенный раствор щавелевой кислоты, 1М раствор щавелевой кислоты, 2М раствор гидро-ксида калия, 10%-ный раствор хлорида кальция, 10%-ный раствор уксусной кислоты, 10%-ная соляная кислота, 10%-ный раствор серной кислоты, 5%-ный раствор перманганата калия, известковая вода; изогнутые газоотводные трубки, газоотводные трубки с оттянутым концом, химические воронки, фильтры, пипетки, пробирки.

 

31.1. Получение  оксалата натрия из формиата  натрия. В сухую пробирку вносят 1—2 г формиата натрия и нагревают в пламени горелки. Соль плавится, испаряется кристаллизационная вода, а затем формиат натрия отвердевает и начинается его разложение с выделением водорода. В этот момент пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой с оттянутым концом. Выделяющийся водород поджигают у конца газоотводной трубки.

                         

Нагревание продолжают до полного прекращения выделения водорода.

После охлаждения в пробирку добавляют 2—3 мл дистиллированной воды. Остатки плава тщательно перемешивают до их полного растворения. Полученный раствор фильтруют и к фильтрату по каплям добавляют 10%-ный раствор хлорида кальция. Наблюдают выпадение осадка оксалата кальция:

                           

Осадок оксалата кальция  делят на две части. К одной  части приливают 10%-ную соляную кислоту, к другой — уксусную. Наблюдают растворение оксалата кальция в соляной кислоте, но не в уксусной.

Напишите соответствующее уравнение реакции.

В пробирку с растворенным формиатом натрия добавляют 10%-ный раствор хлорида кальция. Выпадает ли осадок?

 

31.2. Получение  калиевых солей щавелевой кислоты. В пробирку наливают 2 мл 1М раствора щавелевой кислоты и добавляют 1 мл 2М раствора гидроксида калия. Наблюдают выпадение осадка кислой калиевой соли щавелевой кислоты:

                           

К осадку добавляют избыток  гидроксида калия и наблюдают его растворение вследствие образования средней соли щавелевой кислоты:

                               

 

31.3. Декарбоксилирование  щавелевой кислоты при нагревании. В сухую пробирку вносят ~ 1 г щавелевой кислоты. Пробирку закрывают пробкой с изогнутой газоотводной трубкой, конец которой опускают в пробирку с известковой водой, и нагревают. При нагревании щавелевая кислота декарбоксилируется. Выделяющийся оксид углерода (IV) обнаруживают по помутнению известковой воды.

                        

                                  муравьиная кислота

                      

 

31.4. Окисление щавелевой кислоты перманганатом калия. В пробирку наливают 1 мл насыщенного раствора щавелевой кислоты, добавляют 1 мл 10%-ного раствора серной кислоты и 2 мл 5%-ного раствора перманганата калия. Пробирку закрывают пробкой с изогнутой газоотводной трубкой, конец которой погружают в известковую воду. Реакционную смесь несильно нагревают. Раствор быстро обесцвечивается, а известковая вода мутнеет.

 

COOH

½             +    2KMnO₄ + 3 H₂SO₄ ®10СO₂­ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

COOH

 

 

 

 

 

 

Опыт 32. Получение ангидрида янтарной кислоты

 

Реактивы  и оборудование: янтарная кислота; фильтровальная бумага, пробирки.

 

В сухую пробирку помещают 0,5 г янтарной кислоты. Верхнюю часть пробирки обертывают влажной фильтровальной бумагой, а нижнюю осторожно нагревают на пламени горелки. Янтарная кислота сначала плавится, а затем происходит ее дегидратация. Образующийся ангидрид янтарной кислоты осаждается на охлажденных стенках пробирки:

           

                                  янтарная                                   янтарный 
                                                    кислота                                          ангидрид

 

Опыт 33. Образование фталевого  ангидрида

 

Реактивы  и оборудование: фталевая кислота; пробирки.

 

В сухую пробирку помещают 0,5 г фталевой кислоты и нагревают на небольшом пламени. При этом образуется фталевый ангидрид, который возгоняется и оседает на холодных стенках пробирки в виде белых кристаллов:

                     

                               фталевая кислота                 фталевый ангидрид

 

4.5. Сложные эфиры предельных  одноосновных кислот

 

Опыт 34. Получение сложных  эфиров предельных кислот (реакция  этерификации)

 

Реактивы  и оборудование: этиловый спирт, изоамиловый спирт, ледяная уксусная кислота, концентрированная серная кислота, насыщенный раствор хлорида натрия; водяные бани, термометры, обратные холодильники к пробиркам, лед, пробирки.

 

34.1. Получение  этшацетата. В сухую пробирку наливают 2 мл этилового спирта, 2 мл ледяной уксусной кислоты и 1 каплю концентрированной серной кислоты. Пробирку закрывают пробкой с обратным холодильником и нагревают на водяной бане 5—10 мин при температуре около 70 °С.

Раствор охлаждают. Для  выделения этилацетата к содержимому пробирки приливают 3—4 мл насыщенного раствора хлорида натрия. Этилацетат в процессе высаливания всплывает, образуя слой бесцветной жидкости с приятным запахом.

Рассмотрите механизм реакции  этерификации. В чем заключается роль серной кислоты? Почему при добавлении избытка концентрированной серной кислоты сложный эфир карбоновой кислоты не образуется?

 

34.2. Получение  изоамилацетата. В сухую пробирку наливают 2 мл ледяной уксусной кислоты, 2 мл изоамилового спирта и 1 каплю концентрированной серной кислоты. Содержимое пробирки тщательно перемешивают. Пробирку закрывают пробкой с обратным холодильником и нагревают на кипящей водяной бане 7—10 мин. Затем ее охлаждают, снимают обратный холодильник и переливают содержимое в другую пробирку с 2—3 мл ледяной воды. Изоамилацетат всплывает на поверхности воды (р = 0,876 г/см³). Ощущается запах грушевой эссенции (нюхать осторожно, так как изоамилацетат вызывает раздражение верхних дыхательных путей).

Напишите уравнение  реакции образования изоамилацетата и рассмотрите механизм реакции этерификации.

 

Опыт 35. Гидролиз этилацетата

 

Реактивы  и оборудование: этилацетат, 20%-ный раствор серной кислоты, 30%-ный раствор гидроксида натрия; водяные бани, обратные холодильники к пробиркам, пробирки.

 

В две пробирки наливают по 2—3 мл этилацетата. В первую добавляют 1 мл 20%-ного раствора серной кислоты, во вторую — 1 мл 30%-ного раствора гидроксида натрия. Пробирки закрывают пробками с обратными холодильниками, их содержимое энергично перемешивают и нагревают на водяной бане (/ = 70—75 °С) в течение 10 мин.

После окончания опыта сравнивают, насколько уменьшилось количество этилацетата в каждой пробирке, и делают вывод о скорости гидролиза сложного эфира в зависимости от рН среды.

Напишите уравнения и механизмы  реакций гидролиза этилацетата в кислой и щелочной средах. Почему реакция щелочного гидролиза сложного эфира необратима, в отличие от кислотного гидролиза?

 

6. Жиры и масла

 

Опыт 36. Определение непредельности растительного масла реакцией с  бромной водой (тяга)

 

Реактивы  и оборудование: подсолнечное масло, бромная вода (насыщенная); пробирки.

 

В пробирку вносят 0,5 мл растительного  масла и 1—2 мл насыщенной бромной воды, которая при встряхивании содержимого пробирки быстро обесцвечивается вследствие присоединения брома к остаткам непредельных жирных кислот:

Напишите уравнение реакции  присоединения брома к диолеолинолеину.

 

Опыт 37. Взаимодействие растительного  масла с водным раствором перманганата калия (реакция Вагнера)

 

Реактивы  и оборудование: подсолнечное масло (нерафинированное), 10%-ный раствор карбоната натрия, 1%-ный раствор перманганата калия; пробирки.

 

В пробирку наливают 2—3 капли растительного  масла, 1 мл 10%-ного раствора карбоната натрия и 1 мл 1%-ного раствора перманганата калия. Смесь энергично встряхивают. При этом розово-фиолетовая окраска перманганата калия исчезает, что указывает на окисление марганцем остатков непредельных высших жирных кислот, входящих в состав масла. При этом Мп переходит в Мп:

                                                                                      4MnO₂¯  + 4КОН