Лабораторна робота № 2

1. ТЕМА: Алкани, алкени, алкіни

2. МЕТА: Вивчити властивості насичених вуглеводнів. Добути етилен і вивчити його властивості. Добути ацетилен і вивчити властивості ацетиленових вуглеводнів.

3. МАТЕРІАЛИ І ОБЛАДНАННЯ:

3.1 обезводнений ацетат натрію

3.2 натронне вапно

3.3 бромна вода

3.4 перманганат калію 1%

3.5 пробірка з газовідвідною трубкою

3.6 кристалізатор

3.7 штатив

3.8 різні алкани

3.9 вуглекислий натрій

3.10 сульфатна кислота

3.11 етиловий спирт 96%

3.12 етилен

3.13 насичений розчин перманганату калію

3.14 карбід кальцію СаС₂ (кр)

3.15 ацетилен

3.16 нітрат срібла 0,2 н розчин

3.17 аміак концентрований розчин

4. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ:

4.1. Одержання метану і вивчення його властивостей.

4.1.1 Хід роботи: в пробірку 1 закриту корком з газовідвідною трубкою, поміщають суміш безводного ацетату натрію і натронного вапна (1:2). Потім закріплюють пробірку в штатив і нагрівають. Підпалюють газ на кінці газовідвідної трубки.

4.1.2 Спостереження: спочатку виділяється повітря в суміші з метаном і лиш через деякий час чистий метан.

4.1.3 Хімізм реакцій: СН₃СОONa + NaOH → CH₄ + Na₂CO₃

4.1.4 Висновок: при нагріванні натрієвої солі оцтової кислоти з натронним вапном проходить розчинення солі з виділенням метану.

4.2 Відношення метану до бромної води і перманганату калію.

4.2.1 Хід роботи: в пробірку 2 поміщають 5 крапель розчину перманганату калію і в пробірку 3 наливаємо 3-5 крапель бромної води. Не припиняючи нагрівання, опускаємо кінець газовідвідної трубки в пробірки 2 і 3.

4.2.2 Спостереження: забарвлення розчину бромної води і перманганату калію не змінюється.

4.2.3 Висновок: у звичайних умовах алкани стійкі до дії окисників.

4.3.Відношення рідких алканів до окислювачів.

4.3.1 Хід роботи: в суху пробірку наливаємо 0,5 мл рідких алканів і додаємо 1 краплю розчину перманганату калію. Вміст енергійно збовтують.

4.3.2 Спостереження: перманганат калію не змінив свій колір

4.3.3 Висновок: за звичайних умов алкани стійкі до дії окислювачів. Реакції заміщення у них йдуть у доволі суворому стані, до реакцій сполучення не здатні.

4.4. Горіння метану

4.4.1 Хід роботи: У кристалізатор з водою занурюють вверх дном наповнену водою пробірку, в яку пропускають метан доти, поки він не витіснить всю воду з пробірки. Отвір пробірки закривають пальцем і виймають її з кристалізатора, після чого до отвору підносять запалений сірник

4.4.2 Спостереження: метан горить блідо-голубуватим кольором.

4.4.3 Хімізм реакцій: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

4.4.4 Висновок: метан горить у повітрі з виділенням великої кількості теплоти.

4.4. Дія концентрованої H₂SO₄ на насичені вуглеводні.

4.4.1 Хід роботи: в пробірку поміщаємо 2 краплі рідких алканів і 2 краплі H₂SO₄(k), перемішуєм 1-2 хвилини.

4.4.2 Спостереження: сульфатна кислота з алканами не реагує.

4.4.3 Висновок: в умовах досліду алкани з сульфатною кислотою не реагують.

4.5 Одержання етилену та його горіння.

4.5.1 Хід роботи: в суху пробірку поміщають декілька крупинок піску, 6 крапель етилового спирту і 8 крапель концентрованої сульфатної кислоти. Закривають пробірку корком з газовідвідною трубкою і обережно нагрівають суміш на полум’ї пальника. Газ, що виділяється, збираємо в пробірку заповнену водою, яка знаходиться в кристалізаторі заповненому водою, методом витиснення води. Потім підпалити.

4.5.2 Спостереження: газ горить яскравим полум’ям.

4.5.3 Хімізм реакцій:

СН₃-СН₂ОН + НOSO₃H D CН₃-CH₂-OSO₃H + H₂O

^{етил сульфатна кислота}

Етилсульфатна кислота – моноефір двохосновної кислоти при нагріванні розкладається

СН₃-СН₂-OSO₃H → CН₂=CH₂ + H₂ SO₄

При взаємодії етилового спирту з сульфатною кислотою проходить дегідратація спирту

Н Н Н Н

Н – С – С – Н → Н – С = С – Н + Н₂О

:Н::ОН:

Етилен, який виділяється горить яскравим полум’ям:

С₂Н₄ + 3О₂ → 2СО₂ + 2Н₂О

4.5.4 Висновок: концентрована сульфатна кислота являється окисником. При нагріванні суміші спирту з концентрованою кислотою утворюється крім етилену або диетиловий ефір (С₂Н₅) 2О і ряд продуктів окислення органічних з’єднань, наприклад СО₂, вуглець С. Сульфатна кислота при цьому відновлюється до оксиду сульфуру.Дегідратація спиртів являється спільним способом одержання неприєднанням вуглеводнів.

4.6 Приєднання до етилену брому.

4.6.1 Хід роботи: не перестаючи нагрівати суміш спирту і сульфатної кислоти в пробірці, яка закрита газовідвідною трубкою. Кінець газовідвідної трубки опускають в пробірку з 5 краплями бромної води.

4.6.2 Спостереження: бромна вода швидко знебарвлюється

4.6.3 Хімізм реакцій: СН₂ = СН₂ + Br₂ → CH₂ – CH₂

Br Br

4.6.4 Висновок: для алканів характерні реакції приєднання за місцем подвійного зв’язку. Реакція знебарвлення водного розчину брому є якісною реакцією на подвійний зв’язок.

4.7 Відношення етилену до окислювачів.

4.7.1 Хід роботи: не припиняючи нагрівати пробірку з сумішшю спирту і сульфатної кислоти, опускають кінець газовідвідної трубки в пробірку з 1 краплею розчину перманганату калію і 4 краплями води.

4.7.2 Спостереження: розчин швидко знебарвлюється. При цьому окислюється двоатомний спирт.

4.7.3 Хімізм реакцій: СН₂ = СН₂ – [О] + H – OH → CH₂ – CH₂

OH OH етиленгліколь

4.7.4 Висновок: ця реакція є якісною на подвійний зв’язок

4.8 Одержання ацетилену і його горіння.

4.8.1 Хід роботи: роботу з ацетиленом необхідно проводити у витяжній шафі. В хлоркальцієву трубку кладуть скловату і маленький кусочок карбіду кальцію, закріплюють в штатив і закривають трубку корком з газовідвідною трубкою, що має відтягнутий кінець. Підносимо до нижнього отвору стакан з водою. Газ, що виділяється підпалюємо в кінці газовідвідної трубки.

4.8.2 Спостереження: газ горить яскравим полум’ям

4.8.3 Хімізм реакцій: СаС₂ + 2Н₂О → НС ≡ СН + Са(ОН)₂

4.8.4 Висновок: реакція взаємодії карбіду кальцію з водою екзотермічна. Ацетилен одержаний з карбіду кальцію має незначну кількість NH₃, PH₃, AsH₃.

4.9 Приєднання до ацетилену брому.

4.9.1 Хід роботи: пропускаємо газ в пробірку з 5 краплями бромної води.

4.9.2 Спостереження: бромна вода знебарвлюється внаслідок приєднання атомів брому по місцю потрійного зв’язку.

4.9.3 Хімізм реакцій: СН ≡ СН + 2Br₂ → Br₂HC – CHBr₂ 1,1,2,2, - тетраброметан

4.10 Відношення ацетилену до окислювачів.

4.10.1 Хід роботи: в пробірку поміщають 1 краплю перманганату калію і 4 краплі води. І знову пропускають ацетилен.

4.10.2 Спостереження: рожевий розчин швидко знебарвлюється і проходить окислення ацетилену по місцю розриву потрійного зв’язку, з одержанням проміжного продукту окислення – щавлевої кислоти, яка окислюється потім до оксиду вуглецю

_{4 [0] [0]}

4.10.3 Хімізм реакцій: НС ≡ СН → HO – C – C – OH → 2CO₂ + H₂O

O O

4.10.4 Висновок: знебарвлення бромної води і розчину перманганату калію доказує ненасиченість ацетилену

4.11 Утворення ацетиленіду срібла.

4.11.1 Хід роботи: в пробірку вносять 2 краплі розчину нітрату срібла і додають 1 краплю розчину аміаку - утворюється осад гідроксиду срібла. При додаванні 1-2 крапель розчину аміаку осад гідроксиду легко розчиняється з утворенням аміачного розчину оксиду срібла. Через аміачний розчин пропускають ацетилен. Осад фільтрують і спалюють.

4.11.2 Спостереження: утворюється світло-жовтий осад ацетиленіду срібла, який потім стає сірим.

4.11.3 Хімізм реакцій: AgNO₃ + NH₄OH → AgOH + NH₄NO₃

2AgOH → Ag₂O + H₂O

Ag₂O + 4NH₄OH → 2[Ag(NH₃)₂]OH + 3H₂O

HC ≡ CH + 2[Ag(NH₃)₂]OH → Ag – C ≡ C – Ag + 4NH₃ + 2H₂O

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Хімічні властивості метану:

1. Окислення СН₄ + 2О₂ → СО₂ + 2Н₂О

2. Галогенування Cl₂→2Cl i CH₄+Cl→CH₃+HCl; CH₃+Cl₂→CH₃NO₂+H₂O

3. Гідрування СН₄ + HNO₃ → CH₃NO₂ + H₂O

4. Взаємодія з водяною парою: СН₄ + Н₂О → СО + 3Н₂

2. Методи одержання алканів:

1. Гідрування ненасичених вуглеводнів СН₃–СН=СН–СН₃ + Н₂ → С₄Н₁₀

_400°С

2. Крекінг С₅Н₁₂ → СН₈ + С₂Н₄

_700°С

3. Піроліз С₅Н₁₂ → С₂Н₆ + С₃Н₆

4. Сплавлення солей одноосновних карбонових кислот з лугами

С₃Н₇ – СООNa + NaOH → C₃H₈

5. Реакція В’юрка СH₃ – J + 2Na + J – CH₃ → CH₃ – C₂H₅

^2NaJ

6. Прямий синтез з елементів 3С + 3Н₂ → С₃Н₈

7. Каталітичне гідрування СО: 2СО + 5Н₂ → С₂Н₅ + 2Н₂О

^{Fe, CO}

3. Написати формули

Дата добавления: 2015-05-26