Учебно-методический комплекс по дисциплине: «Органическая химия» для студентов 1 курса очной формы обучения специальность 080401

Вид материала

Учебно-методический комплекс

Содержание Лабораторная Работа № СПИРТЫ Обнаружение воды в спирте и обезвоживание спирта Образование и гидролиз алкоголята Качественные реакции на спирты А. Проба Лукаса (обнаружение первичного, вторичного и третичного спиртов). Б. Проба Дениже (обнаружение третичных спиртов) Окисление этилового спирта А. Окисление хромовой смесью В. Окисление перманганатом калия. Комплексообразование многоатомных спиртов Альдегиды и кетоны Образование альдегидов из спиртов при отщеплении водорода Восстановление альдегидами соединений двухвалентной меди Восстановление альдегидами соединений серебра Образование ацетона Опыт следует проводить в вытяжном шкафу! Получение оксима ацетона Взаимодействие ацетона с сульфитом натрия Образование йодоформа из альдегидов и кетонов Химические свойства карбоновых кислот ... Полное содержание

Подобный материал:

• Учебно-методический комплекс по дисциплине: «Прикладная органическая химия» для студентов, 352.37kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине цикла гсэ. Ф. 06 Для студентов очной формы, 809.49kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине цикла опд. Ф. 17 Для студентов очной формы, 350.17kb.
• Учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения по специальностям:, 805.3kb.
• Учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения по специальностям:, 555.7kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины цикла ен. Н-в. 00 для студентов очной и заочной, 322.68kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине цикла опд. В. 01а для студентов очной формы, 669.3kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине цикла дс. 04 для студентов очной формы обучения, 784.69kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине цикла опд. Ф. 12 Для студентов очной формы, 1316.74kb.
• Учебно-методический комплекс по циклу дисциплин гсэ. Н-р. 04 Для студентов очной, 211.12kb.

^

Лабораторная Работа №

СПИРТЫ

Опыт 1. Растворимость спиртов в воде, горение спиртов

Реактивы и оборудование: спирты (этиловый, пропиловый, бутиловый, амиловый или изоамиловый); фарфоровые чашки, лучинки, пробирки.

А. В четыре пробирки наливают по 2 мл воды и в каждую добавляют по 0,5 мл этилового, пропилового, бутилового, амилового (или изоамилового) спиртов соответственно. Пробирки хорошо встряхивают. Отмечают, что этиловый и пропиловый спирты прекрасно растворяются в воде, бутиловый спирт растворяется плохо, а при растворении амилового спирта образуется эмульсия, которая быстро расслаивается. При этом амиловый (изоамиловый) спирт, подобно маслу, всплывает на поверхность воды. Отсюда и возникло название «сивушное масло», под которым понимают смесь высокомолекулярных одноатомных спиртов, в том числе и изоамилового. Высшие спирты могут образовываться при спиртовом брожении, поэтому при разбавлении водой плохо очищенного от сивушного масла этилового спирта происходит помутнение раствора.

Объясните, почему выше перечаленные спирты по-разному растворяются в воде.

Б. В три фарфоровые чашки наливают по 1 мл этилового, бутилового и амилового спиртов. Спирты поджигают лучиной и наблюдают характер горения. Высокомолекулярные спирты горят более коптящим и ярким пламенем.

Напишите уравнения реакций горения указанных спиртов и рассчитайте в них содержание углерода (в масс. %).


Опыт 2.^ Обнаружение воды в спирте и обезвоживание спирта

Реактивы и оборудование: этиловый спирт (ректификат), сульфат меди CuSO₄5Н₂О (в порошке); пробирки, пипетки.

В фарфоровой чашке или тигле нагревают на пламени горелки 1,5–2 г CuSO₄5Н₂О, перемешивая соль медной проволочкой, до полного исчезновения голубой окраски соли и прекращения выделения паров воды. Дают остыть полученному белому порошку, пересыпают его в сухую пробирку и добавляют 2–3 мл этилового спирта. При встряхивании и слабом нагревании содержимого пробирки белый порошок быстро окрашивается в голубой цвет.


Опыт 3.^ Образование и гидролиз алкоголята

Реактивы и оборудование: этиловый спирт (обезвоженный, из опыта 1), натрий металлический; пробирки, скальпель, пинцет, фильтровальная бумага, проволока, лучины.

Полученный в опыте 1 обезвоженный этиловый спирт осторожно сливают с осадка в сухую пробирку и погружают в него кусочек чистого (свежеотрезанного, очищенного и отжатого от керосина) металлического натрия размером с горошину. Охлаждая пробирку в стакане с водой, предотвращают разогревание смеси и выкипание спирта. Когда газ станет выделяться спокойно, подносят к отверстию пробирки горящую лучину. Выделяющийся водород образует с воздухом смесь, вспыхивающую с характерным резким звуком.

Жидкость постепенно густеет, натрий покрывается слоем твердого алкоголята, и реакция замедляется настолько, что для её ускорения требуется слегка нагревать пробирку. Если выделение водорода почти прекратится, а натрий полностью не растворится, подогревают смесь до разжижения, удаляют из него оставшийся кусочек натрия при помощи изогнутой проволочки и помещают его в банку для остатков натрия.

2ROH + 2Na  2RONa + H₂

Полученный концентрированный раствор алкоголята при охлаждении закристаллизовывается.

Добавляют в ту же пробирку 5–6 мл воды и испытывают фенолфталеином реакцию полученного раствора.

RONa + H₂O  ROH + NaOH


Опыт 4. ^ Качественные реакции на спирты

Реактивы и оборудование: спирты (этиловый, изопропиловый, третичный бутиловый, бензиловый, аллиловый), реактив Лукаса (16 г безводного хлорида цинка в 10 мл концентрированной соляной кислоты), реактив Дениже (5 г оксида ртути (II) в 100 мл воды и 20 мл концентрированной серной кислоты); стаканы на 100/150 мл, пипетки, пробирки.

^ А. Проба Лукаса (обнаружение первичного, вторичного и третичного спиртов). В сухой пробирке к 0,5 мл реактива Лукаса прибавьте 3–4 капли исследуемого спирта, энергично встряхните и оставьте в стакане с водой при 30°С на 1–2 мин. В пробирке с первичным спиртом раствор остаётся прозрачным, в пробирке с вторичным спиртом происходит помутнение жидкости, а если спирт третичный — на дне образуется масляный слой алкилгалогенида (различная подвижность гидроксигруппы в спиртах). Сделайте выводы.

Примечание. Различить третичные и вторичные спирты можно пробой с концентрированной соляной кислотой без хлорида цинка. В этих условиях третичные спирты реагируют в течение 3–5 минут, вторичные не реагируют.

^ Б. Проба Дениже (обнаружение третичных спиртов). 3 мл реактива Дениже кипятят в течение 1–3 мин. с 1 мл исследуемого вещества. Третичные спирты образуют осадок жёлтого или красного цвета, в то время как первичные или вторичные спирты если и образуют осадок, то белого цвета.


Опыт 5. ^ Окисление этилового спирта

Реактивы и оборудование: этиловый спирт, бихромат калия (5%-ный водный раствор), перманганат калия (2н водный раствор), разбавленная и концентрированная серная кислота; пробирки.

^ А. Окисление хромовой смесью. Смешивают в пробирке 2 мл раствора бихромата калия, 1 мл разбавленной серной кислоты и 0,5 мл этилового спирта и осторожно нагревают смесь. Течение реакции окисления обнаруживается по изменению окраски раствора, а образование ацетальдегида — по его характерному запаху.

^ В. Окисление перманганатом калия. Поместите в пробирку 2 капли этилового спирта, 2 капли раствора перманганата калия и 3 капли концентрированной серной кислоты. Слегка нагрейте пробирку слабым пламенем горелки. Начинается обесцвечивание розового раствора, и выпадают бурые хлопья оксида марганца (IV). При избытке серной кислоты образуется бесцветный раствор. Ощущается запах уксусного альдегида. Напишите уравнение реакции.


Опыт 6.^ Комплексообразование многоатомных спиртов

Реактивы и оборудование: глицерин, этиловый спирт, этиленгликоль, сульфат меди (3%-ный водный раствор), гидроксид натрия (2н водный раствор), соляная кислота (разбавленная 1:5); пипетки, пробирки.

Поместите в пробирку 3 капли раствора сульфата меди, 3 капли раствора щёлочи и взболтайте. Появляется голубой студенистый осадок гидроксида меда (II), который при нагревании до кипения разлагается, выделяя черный осадок оксида меди (II).

Повторите опыт, но перед кипячением гидроксида меди (П) добавьте в пробирку 2–3 капли многоатомного спирта. При взбалтывании осадок растворяется и появляется тёмно-синее окрашивание образовавшегося глицерата меди.



При кипячении глицерат меди не разлагается и окраска не изменяется. Гликоляты устойчивы в щелочной среде, но разлагаются на исходные соединения (соли меди и гликоли) в кислой среде.


Лабораторная РАБОТА №


^ Альдегиды и кетоны


Опыт 1. Образование ацетальдегида при окислении спирта

Реактивы: этиловый спирт, бихромат калия (в порошке)

В пробирку с отводной трубкой всыпают 0,5 г бихромата калия, а затем приливают 2 мл разбавленной серной кислоты и 2 мл спирта и смесь встряхивают. Наблюдается разогревание и изменение окраски смеси.

Закрепляют пробирку наклонно в лапке штатива и присоединяют отводную трубку, конец которой погружают почти до дна второй пробирки приемника, содержащей 2 мл холодной воды. Приемник помещают в стаканчик с холодной водой. Осторожно нагревают смесь пламенем горелки, регулируя равномерное кипение смеси, избегая переброса. В течение 2-3 мин объем жидкости в приемнике увеличивается почти вдвое, после чего прекращают нагревание и разбирают прибор.

Отгон в приемнике имеет резкий запах ацетальдегида. Раствор используют для последующих опытов (3-4).


Опыт 2.^ Образование альдегидов из спиртов при отщеплении водорода

Реактивы: этиловый спирт, медь металлическая (в виде тонкой проволочной сетки)

К обычной пробирке подбирают корковую пробку. Затем полоску тонкой медной сетки сворачивают в плотный цилиндр длиной 4-5 см, свободно входящий в ту же пробирку, но заполняющий весь ее просвет.

Помещают в сухую пробирку 3 мл исследуемого спирта и 2 мл воды. Затем сильно накаливают свернутую сетку, держа ее тигельными щипцами в пламени горелки, при этом медь чернеет. Быстро вкладывают горячую сетку в пробирку со спиртом и тотчас же неплотно закрывают пробирку пробкой. Спирт бурно вскипает, появляется характерный запах альдегида, а медная сетка становится ярко-красной.

Когда бурное кипение спирта прекратится, вставляют пробку плотнее и охлаждают пробирку в стакане с холодной водой. Затем вынимают пробку, переливают жидкость в другую пробирку и добавляют к ней примерно равный объем воды, которой предварительно ополаскивают свернутую сетку в первой пробирке.

Получают водноспиртовой раствор ацетальдегида (из этилового спирта), который дает все характерные для альдегидов реакции (см. опыты 3, 4). Применяя такой раствор для последующих опытов, полезно в параллельных пробах убедиться, что исходный спирт не дает этих реакций.


Опыт 3. ^ Восстановление альдегидами соединений двухвалентной меди

Реактивы: формальдегид, ацетальдегид, полученный в опыте 2

К 1 мл исследуемого альдегида добавляют 0,5 мл разбавленного раствора щелочи и затем по каплям раствор сульфата меди до образования осадка. Полученную смесь нагревают до начала кипения, при этом осадок изменяет свою окраску.


Опыт 4. ^ Восстановление альдегидами соединений серебра

Реактивы: формальдегид, ацетальдегид, полученный в опыте 2

Предварительно готовят аммиачный раствор окиси серебра, добавляя к 4-5 мл раствора нитрата серебра разбавленный водный аммиак по каплям до растворения первоначально образующегося осадка.

Раствор альдегида наливают (по 1 мл) в две пробирки и добавляют в каждую пробирку по 1 мл свежеприготовленного аммиачного раствора окиси серебра. В одну из пробирок добавляют еще 2-3 капли разбавленного раствора щелочи. Встряхнув пробирки, ставят их в штатив.

Отмечают, в какой пробирке изменение наблюдается раньше. Если серебро не выделяется, то нагревают пробирки с жидкостью несколько минут на водяной бане до 50-60^оС.

Чтобы получить осадок серебра в виде зеркального слоя на стенках пробирки, перед проведением опыта следует тщательно вымыть пробирку горячим раствором щелочи и затем ополоснуть дистиллированной водой.

По окончании работы с аммиачным раствором окиси серебра необходимо сразу же вымыть посуду, находившуюся в работе, а образовавшиеся осадки и налеты на стенках растворить в разбавленной азотной кислоте.


Опыт 5. ^ Образование ацетона

Реактивы: ацетат кальция (безводный, в порошке)

Для получения безводного ацетата кальция кристаллическую соль (СН₃СОО)₂Са2Н₂О обезвоживают нагреванием до 120-130^оС, после чего измельчают.

^ Опыт следует проводить в вытяжном шкафу!

В пробирку помещают 4-5 г сухого ацетата кальция, присоединяют отводную трубку и укрепляют пробирку в лапке штатива почти горизонтально так, чтобы дно пробирки было несколько выше, чем ее отверстие. Легким постукиванием достигают образования канала над слоем соли в пробирке. Отводную трубку погружают почти до дна в пробирку-приемник с 2 мл холодной воды, помещенную в стаканчик с водой.

Пробирку с ацетатом кальция нагревают пламенем горелки сначала осторожно, затем сильнее и, наконец, до красного каления; соль при этом частично обугливается и чернеет. Летучие продукты разложения соли переходят в приемник и первоначальный объем жидкости в нем увеличивается примерно вдвое, после чего прекращают нагревание, и сразу же разбирают прибор.

Отгон имеет резкий запах, желтую окраску и дает для ацетона характерную иодоформную реакцию (см. Некрасов, опыты 49, 73). Если отгон мутный (от частичек смолистых примесей), то фильтруют через маленький складчатый фильтр, предварительно смоченный водой.

После полного остывания реакционной пробирки к ее содержимому добавляют 2-3 мл разбавленной соляной кислоты. Наблюдается обильное выделение двуокиси углерода. При подкислении исходного ацетата кальция газ не выделяется.


Опыт 6. ^ Получение оксима ацетона

Реактивы: ацетон (чистый), гидроксиламина гидро-хлорид, карбонат натрия (безводный, в порошке)

В широкую пробирку наливают 7 мл воды и растворяют в ней 2 г солянокислого гидроксиламина и 1,5 г безводной соды, при этом выделяется много двуокиси углерода. Полученный раствор хорошо охлаждают (лучше в ледяной воде) и при встряхивании добавляют к нему 1,5 мл ацетона. Наблюдается разогревание смеси и снова обильное выделение пузырьков углекислого газа; одновременно из раствора выпадают легкие белые кристаллы оксима ацетона, имеющие своеобразные запах. Смесь охлаждают еще несколько минут, после чего отсасывают и отжимают кристаллы в маленькой воронке с вкладышем, промывают их 2-3 каплями холодного спирта и сушат между листами фильтровальной бумаги. Выход - 1 г.


Опыт 7. ^ Взаимодействие ацетона с сульфитом натрия

Реактивы: ацетон (чистый), сульфит натрия (сухое вещество), серная кислота (0,1-0,2 н)

0,1 г твердого сульфита натрия растворить в минимальном количестве воды и добавить 1 каплю раствора фенолфталеина; если появляется розовая окраска, то ее уничтожают, осторожно добавляя несколько капель (без избытка) разбавленной кислоты.

В другую пробирку помещают 1 мл воды и 1 каплю раствора фенолфталеина. Затем вносят в обе пробирки по 1-2 капли ацетона. Интенсивное покраснение жидкости, т.е. появление гидроксильных ионов, наблюдается лишь в смеси, содержащей сульфит натрия.


Опыт 8. ^ Образование йодоформа из альдегидов и кетонов

Реактивы: ацетон (полученный в опыте 5), ацетальдегид (полученный в опытах 1, 2), формальдегид

Вместо растворов альдегидов и ацетона, полученных в предыдущих опытах, можно применять растворы 1-2 капель чистых веществ - ацетона, ацетальдегида, а также формалина - в 1-2 мл воды.

К 1-2 мл разбавленного водного раствора исследуемого вещества добавляют 1 мл раствора йода и затем несколько капель раствора щелочи до исчезновения окраски. В некоторых растворах немедленно и без нагревания образуется желтый осадок йодоформа с характерным запахом.


Лабораторная РАБОТА №


^ Химические свойства карбоновых кислот


Опыт 1. Растворимость в воде карбоновых кислот и их солей

Реактивы: различные органические кислоты (уксусная, стеариновая, щавелевая, янтарная, винная, фумаровая).

Несколько капель или кристалликов (0,05-0,1 г) каждой из исследуемых кислот взбалтывают с 1-2 мл воды в пробирке; если кислота не растворяется при обычной температуре, смесь нагревают. Для всех параллельных проб следует брать примерно одинаковые количества кислоты и воды.

Охладив нагретые смеси, отмечают, выделяются ли снова кристаллы кислоты, растворившейся лишь при нагревании.

Полученные водные растворы кислот используют для проведения опытов 2, 4, 5.

Пробы, содержащие осадок малорастворимой кислоты, взбалтывают, затем часть суспензии отливают в другие пробирки и добавляют по 2-3 капли разбавленного раствора щелочи; при встряхивании кристаллы кислоты растворяются.


Опыт 2. ^ Сравнение степени ионизации кислот

Реактивы: различные органические кислоты (водные растворы, см. предыдущий опыт); фенол (насыщенный 6%-ный водный раствор); глицерин (5-10%-ный водный раствор); индикаторные бумажки конго.

Испытывают действие на бумажку конго водных растворов различных кислот примерно одинаковой концентрации (например, полученных в предыдущем опыте). Для этого проводят по сухой бумажке черту чистой тонкой палочкой, смоченной соответствующим раствором; получаются полоски различного цвета и разной интенсивности окраски.

Для сравнения испытывают таким же образом воду, растворы глицерина и фенола и разб. соляную (или серную) кислоту.

При действии слабых кислот бумажка конго окрашивается в коричнево-черный цвет, который затем бледнеет; при действии более сильных кислот - в синевато-черный, а при действии самых сильных - в устойчивый синий цвет.

Исследованные кислоты располагают в ряд по возрастающей степени кислотности. Различие в концентрации растворов может несколько отразиться на положении отдельных кислот в полученном ряду.


Опыт 3. ^ Вытеснение кислот из их солей другими кислотами

Реактивы: уксусная кислота (разбавленная); щавелевая кислота (насыщенная, 8%-ный водный раствор); ацетат натрия (в порошке); бикарбонат натрия (в порошке); янтарнокислый натрий (конц. водный раствор)

Для получения раствора янтарнокислого натрия (сукцината) смешивают 1 г янтарной кислоты с 3 мл воды и добавляют маленькими каплями при встряхивании конц. раствор едкого натра до растворения кислоты.

В отдельные пробирки помещают небольшие количества каждой из солей уксусной, угольной, янтарной кислот и добавляют по несколько капель раствора исследуемой органической кислоты, а также, для сравнения, разбавленной серной кислоты.

Вытеснение угольной кислоты обнаруживается по выделению двуокиси углерода, уксусной кислоты - по запаху при кипячении смеси, а янтарной кислоты - по образованию мути или осадка (сразу или при стоянии в течение 5-10 мин).


Опыт 4. ^ Различие в окисляемости органических кислот

Материалы: различные органические кислоты (уксусная, щавелевая, винная, фумаровая).

Готовят водные растворы исследуемых органических кислот, смешивая 0,05-0,1 г кислоты и 1-2 мл воды (см. опыт 1.). К каждому из отдельных полученных растворов добавляют по 1 мл разбавленной серной кислоты и раствор перманганата калия по каплям. Различие в ходе окисления отчетливо обнаруживается по изменению окраски раствора сразу же или при стоянии в течение нескольких минут.


Опыт 5. ^ Образование и гидролиз ацетата железа

Материалы: ацетат натрия (кристаллический); железистосинеродистый калий (желтая кровяная соль, 2%-ный водный раствор).

В пробирке растворяют 0,1-0,2 г ацетата натрия в 2-3 мл воды и добавляют 5-6 капель раствора хлорида железа (III) при встряхивании: жидкость, оставаясь прозрачной, окрашивается в буровато-красный цвет. Затем раствор нагревают до кипения и кипятят 1-2 мин, при этом выделяется красно-коричневый хлопьевидный осадок. Прекратив нагревание, дают жидкости отстояться, после чего осторожно, не взмучивая осадка, отбирают пипеткой немного прозрачного обесцветившегося раствора, переносят его в другую пробирку и добавляют несколько капель раствора желтой кровяной соли - реактива на ион трехвалентного железа.

Этот опыт можно проводить также и с уксусной кислотой. В этом случае растворяют несколько капель кислоты в 2-3 мл воды, тщательно нейтрализуют раствором щелочи по лакмусу и затем уже добавляют FeCI₃.


Опыт 6. ^ Взаимодействие виннокислой соли с гидроокисью меди

Материалы: виннокислый натрий или калий (3-5%-ный водный раствор).

Осаждают в пробирке голубую гидроокись меди, действуя на раствор медного купороса небольшим избытком разбавленного раствора щелочи. Затем добавляют раствор средней виннокислой соли. Гидроокись меди растворяется и образуется темно-синяя прозрачная жидкость.


Лабораторная РАБОТА №


^ Производные кислот. Жиры. Мыла.


Опыт 1. Образование и гидролиз сложных эфиров

Материалы: изоамиловый спирт; его гомологи; хлорид натрия (насыщ. водн. р-р).


А. В двух пробирках смешивают по 2 мл спирта и ледяной уксусной кислоты. Во вторую пробирку добавляют 0,5 мл конц. серной кислоты. Встряхнув пробирки, помещают их на 10 мин в горячую (60-70 С, но не кипящую) водяную баню, следя за тем, чтобы жидкость в пробирках не кипела. Затем охлаждают обе пробирки в холодной воде и добавляют в каждую по 2 мл воды. Отмечают запах образовавшегося сложного эфира и разницу в объемах отслаивающегося и всплывающего сложного слоя эфира в первой и второй пробирках. Поверхность раздела слоев эфира и воды лучше заметна при осторожном покачивании пробирки. Затем добавляют по 3 мл насыщенного раствора хлорида натрия и наблюдают изменение объема эфирного слоя.

Б. Сняв пипеткой часть отслоившегося алкилацетата, помещают примерно равные его количества (по 6-8 капель) в три чистые пробирки. Приливают во все пробирки по 1 мл воды и добавляют во вторую пробирку 1-2 капли разб. серной кислоты, а в третью пробирку 1-2 капли конц. раствора щелочи. Нагревая при встряхивании одновременно все пробирки в горячей (60-70 С) воде, отмечают различие в скорости исчезновения капель, а также запаха сложного эфира во всех трех пробирках.


Опыт 2. ^ Омыление жиров щелочью в водном растворе

Материалы: подсолнечное или другое жидкое растительное масло; хлорид натрия (насыщ. водн. р-р); индикаторные бумажки конго; этиловый спирт.


^ Опыт желательно проводить одновременно с различными жирами.

В небольшую фарфоровую чашку помещают 3 г жира и 6-7 мл конц. р-ра щелочи. Нагревают смесь на сетке или на песочной бане 20-30 мин до слабого кипения, часто перемешивая палочкой во избежание толчков при кипячении. Время от времени в смесь подливают дистиллированную воду взамен выкипающей, сохраняя первоначальный общий объем смеси.

Через 15-20 мин проверяют полноту омыления, для чего отливают несколько капель смеси в пробирку, добавляют 5-6 мл дистиллированной воды (лучше горячей) и нагревают раствор при встряхивании на водяной бане или пламенем горелки. Если проба растворяется в воде нацело, не выделяя капель жира, омыление можно считать законченным; в противном случае продолжают нагревать смесь жира и щелочи еще несколько минут, после чего снова проверяют полноту омыления.

Когда полное омыление достигнуто, в чашку добавляют при перемешивании палочкой 10-15 мл горячего насыщенного раствора поваренной соли, после чего дают смеси отстояться и остыть. На поверхности водного раствора всплывает слой мыла, затвердевающий при охлаждении; его отделяют и используют для опытов 4 и 5.

К оставшемуся водному раствору добавляют конц. соляную кислоту по каплям точно до нейтрализации по бумажке конго и жидкость фильтруют через маленький складчатый фильтр, предварительно смоченный водой.

Фильтрат упаривают в чашечке до начала кристаллизации солей. Затем охлаждают, добавляют 5-10 мл спирта и хорошо перемешивают, жидкость сливают, снова упаривают ее до консистенции сиропа и испытывают его на присутствие глицерина:

в пробирке получают гидроокись меди, для чего в разбавленный раствор сульфата меди вводят раствор едкой щелочи в небольшом избытке. Отфильтровав большую часть жидкости через маленький фильтр, вносят стеклянной палочкой небольшое количество осадка с фильтра в пробирку с 0,5-1 мл воды и несколькими мл сиропа, полученного в опыте 2. Встряхнув пробирку, дают ее содержимому отстояться и отмечают появление характерной окраски жидкости.


Опыт 3. Омыление жиров щелочью в водноспиртовом растворе

Материалы: те же, что и в опыте 2.

^ Опыт проводят одновременно с различными жирами.

В широкую пробирку помещают 3 г жира, 3 мл спирта и 3 мл конц. р-ра щелочи, перемешивают смесь встряхиванием или при помощи палочки и нагревают пробирку на водяной бане до начала кипения. Смесь быстро становится однородной, и через 3-5 мин. омыление уже полностью заканчивается.

(Проверку на полноту омыления см. в опыте 2).

К полученной густой жидкости добавляют при перемешивании горячий насыщенный р-р поваренной соли. Жидкость мутнеет и выделяется слой мыла, всплывающий на поверхность. Раствором соли заполняют почти всю пробирку, чтобы высоленный слой мыла поднялся до ее отверстия. Дают смеси отстояться в течении нескольких минут на водяной бане, затем погружают пробирку почти до краев в стакан с холодной водой на 5-10 мин., при этом слой мыла затвердевает.

Полученное мыло извлекают из пробирки палочкой или шпателем и используют для опытов 4, 5. В оставшемся растворе обнаруживают присутствие глицерина (см. опыт 2).


Опыт 4. ^ Растворимость и обменные реакции мыла

Материалы: мыло (полученное в опытах 2 или 3); сульфат кальция (насыщ. 0,2% водный р-р); ацетат свинца (2-3% водный р-р).


А. В две пробирке помещают по 0,1-0,2 г одного и того же мыла и добавляют в обе пробирки дистиллированную воду: в одну пробирку 1 мл, а в другую 6-8 мл. Нагревая и встряхивая, переводят мыло в обеих пробирках в раствор, после чего охлаждают обе пробирки в стакане с холодной водой.

Более конц. раствор мыла образует при этом плотный студень; разбавленный же раствор остается жидким и при встряхивании сильно пенится.

Мыло, приготовленное из растительного масла, растворяется в воде значительно легче, чем мыло, приготовленное из сала.

Б. Полученный разбавленный, слегка опалесцирующий раствор мыла делят на три части и добавляют в таком же объеме в одну часть водопроводную воду, в другую - раствор сульфата кальция и в третью - раствор соли свинца. При введении двух последних растворов образуются белые осадки кальциевого и свинцового мыла; водопроводная вода, в зависимости от ее жесткости, дает муть или хлопья кальциевого и магниевого мыла. Во всех этих случаях жидкость над полученным осадком в отличие от исходного раствора мыла при встряхивании почти не образует пены.


Опыт 5. ^ Гидролиз мыла

Реактивы: мыло (полученное в опытах 2 и 3); хлорид натрия (насыщ. водный р-р); этиловый спирт.

Около 0,5 г полученного высаливанием мыла растворяют при нагревании в 4-5 мл дистиллированной воды и повторно высаливают горячим насыщ. раствором хлорида натрия (см. опыт 3). Дав всплывшему мылу застыть, перекладывают его на фильтровальную бумагу и отжимают досуха.

Кусочек очищенного этим путем мыла помещают в сухую пробирку, приливают 1-2 мл спирта, взбалтывают и добавляют 1-2 капли фенолфталеина. Затем осторожно, по стенке, вливают эту жидкость в другую пробирку с 3-5 мл воды и наблюдают изменение окраски на границе двух слоев.


Лабораторная РАБОТА №


^ Химические свойства АМИНов,

АМИНОКИСЛОТ И АМИДов КИСЛОТ


Опыт 1. Реакция с азотистой кислотой (на первичные жирные амины и аминокислоты)

Реактивы:: соли первичных алифатических аминов, аминокислоты (гликокол), соляная кислота (2н), нитрит натрия (5 %), мочевина.

Растворите около 0,1 г вещества в 6 каплях соляной кислоты при комнатной температуре, охладите до 5°С во льду и добавьте 5 капель раствора нитрита натрия. Происходит выделение пузырьков азота.

Напишите уравнение реакции.


Опыт 2. ^ Обнаружение третичных аминов по реакции с лимонной кислотой и уксусным ангидридом

Реактивы: триэтиламин, лимонная кислота (2% раствор в уксусном ангидриде).

Каплю раствора лимонной кислоты смешайте с каплей триэтиламина и нагрейте смесь на кипящей водяной бане. Возникает пурпурно-красная окраска. Химизм процесса не установлен.


Опыт 3.^ Гидролиз ацетамида

Реактивы: ацетамид (кристал.), гидроксид натрия (2н).

Несколько кристаллов ацетамида поместите в пробирку, добавьте 10 капель 2 н NaОН и нагрейте. Резкий запах аммиака и посинение лакмусовой бумажки свидетельствуют о гидролизе ацетамида.

Напишите схему реакции гидролиза ацетамида и взаимодействия продукта гидролиза со щелочью.


Опыт 4. ^ Разложение мочевины при гидролизе и при нагревании

Реактивы: мочевина (20% и кристал.), гидроксид бария (насыщ.), сульфат меди (0,2н), гидроксид натрия (2н), раствор белка.

А. К 3 каплям мочевины добавьте 6 капель прозрачной баритовой воды и смесь нагрейте. Наблюдается образование газа (обнаружить по запаху и по посинению лакмусовой бумажки) и карбоната бария, выпавшего в осадок.

Напишите уравнение реакции.

Б. 0,2-0,3 г мочевины нагревайте до тех пор, пока полученный плав не затвердеет. Охладив пробирку, добавьте в нее 5-6 капель воды и прокипятите. Слейте жидкость в другую пробирку и добавьте 2-3 капли 2н NaОН и 1 каплю СuSO₄. Появляется розово-фиолетовое окрашивание комплексной медной соли биурета.

Напишите схему образования биурета.

В. К 3 каплям раствора белка добавьте равный объем 2н NaOН и 1 каплю СuSO₄. Появляется розово-фиолетовое окрашивание комплексной соли биурета. Биуретовая реакция - одна из цветных реакций на белок и полипептиды.


Опыт 5. ^ Конденсация мочевины с формальдегидом.

Реактивы: мочевина (кристал.), формалин (40%).

В сухую пробирку поместите 2-3 лопаточки мочевины так, чтобы высота слоя была 2-3 мм. Добавьте 3-4 капли 40% формалина, чтобы получился прозрачный раствор мочевины. Осторожно нагрейте над пламенем горелки. Реакция конденсации далее протекает экзотермически. Через несколько секунд содержимое пробирки мутнеет вследствие образования мочевино-формальдегидной смолы.


Опыт 6. ^ Цветные реакции аминокислот

Реактивы: глицин (0,1%), ацетат натрия, сульфат меди, хлорид железа III (3%), нингидрин (0,1%).

А. К 3 каплям глицина добавьте кристаллик CuSO₄ и кристаллик CH₃COONa. Раствор становится густо-синим.

Б. К 2 каплям раствора глицина прилейте 1 каплю раствора FeCl₃. Возникает красная окраска.

В слабокислых средах аминокислоты с солями меди и железа дают ярко окрашенные хелаты.

В. К 3 каплям глицина прибавьте 2 капли раствора нингидрина и взболтайте. Раствор окрашивается в фиолетовый цвет. При необходимости нагреть до кипения.

Некоторые аминокислоты могут давать желтую, красную или синюю окраску.


Лабораторная работа №


УГЛЕВОДЫ


Опыт 1. Общая реакция на углеводы с -нафтолом (реакция Молиша)

Реактивы: любые углеводы (сахара, крахмал, клетчатка), -нафтол (10% спиртовой раствор), серная кислота (конц.).

В 1 мл воды вносят несколько крупинок сахара или крахмала, либо маленький кусочек фильтровальной бумаги размером 3 мм² и 2 капли раствора -нафтола. Наклонив пробирку, осторожно приливают по стенке 1 мл конц. серной кислоты так, чтобы она опустилась на дно, не смешиваясь с водным слоем. На границе слоев появляется красно-фиолетовое кольцо. При взбалтывании (осторожно!) смесь разогревается и окрашивается по всему объему.


Опыт 2. ^ Взаимодействие сахаров с солями в щелочном растворе

Реактивы: глюкоза (1%), сахароза (1%), лактоза (1%), крахмальный клейстер (0,5%), cyльфат меди (0,2н), гидроксид натрия (2н).

В пробирку поместите по капле растворов caxаров, затем добавьте по 6 капель 2н NaOH, воды и каплю СuS0₄. Осадок Сu(ОН)₂ при встряхивании растворяется и жидкость окрашивается в интенсивный синий цвет. Пробирки с раствором сахарата меди осторожно нагрейте. Что наблюдается?

Объясните, почему сахароза и крахмал не восстанавливают Cu(OH)₂. Напишите соответствующие уравнения реакций.


Опыт 3. ^ Взаимодействие сахаров с аммиачным раствором окиси серебра

Реактивы: глюкоза (1%), лактоза (1%), нитрат серебра (0,2 н), гидроксид натрия (2 н), гидроксид аммония (2 н).

Опыт проводят одновременно с растворами различных сахаров.

К 1 капле 0,2н AgNO₃ прибавьте 2 капли 2н NaOH и 3-4 капли 2н NH₄OH до растворения образующегося осадка. Затем добавьте 1 каплю раствора сахара и осторожно нагрейте пробирки.

Что происходит? Напишите уравнение реакции.


Опыт 4. ^ Образование озазона глюкозы

Реактивы: глюкоза (I%), солянокислый фенилгидразин (кристал.), ацетат натрия (кристал.).

Тщательно разотрите в ступке 2 вес. ч. солянокислого фенилгидразина с 3 вес. ч. ацетата натрия (общий вес смеси 1 г). Добавьте 5 мл раствора глюкозы, перенесите смесь в пробирку и нагрейте на кипящей водяной бане (5-8 мин.). Пробирку необходимо часто встряхивать. Когда появятся жeлтые кристаллы озазона, поставьте пробирку в штатив. Постепенно образуются красивые желтые иглы озазона глюкозы.

Напишите уравнение реакции.


Опыт 5. ^ Реакция Селиванова на фруктозу

Реактивы: фруктоза (0,5%), резорцин (кристал.), соляная кислота (конц.).

Поместите в пробирку крупинку сухого резорцина и 2 капли конц. соляной кислоты. Добавьте 2 капли 0,5% раствора глюкозы и нaгpeйтe только до начала кипения. Постепенно жидкость приобретает красное окрашивание.


Опыт 6. ^ Гидролиз (инверсия) сахарозы

Реактивы: сахароза (1%), соляная кислота (2н, конц.), гидроксид натрия (2н), сульфат меди (0,2н), резорцин (кристал.).

Поместите в пробирку 1 каплю 1% раствора сахарозы, добавьте 1 каплю 2н HCI и 6 капель воды. Нагрейте над пламенем горелки в течение 0,5-1 мин, затем отлейте половину раствора во вторую пробирку и добавьте в неё 6 капель 2н NaOH и 4-5 капель воды, чтобы высота слоя жидкости была 18-20 мм.

Добавьте 1 каплю 0,2н СuSO₄ и нагрейте верхнюю часть синего раствора до кипения.

Что наблюдается? Объясните, почему раствор приобрел восстанавливающую способность.

Во второй части гидролизата, оставшейся в первой пробирке, проделайте реакцию Селиванова.

Напишите уравнение реакции гидролиза сахарозы.


Опыт 7. ^ Проба на крахмал

Реактивы: 0,5% крахмальный клейстер, йод (0,1% раствор в 1% KI).

К 5 каплям раствора крахмала добавьте 1 каплю раствора йода. Полученную темно-синюю жидкость нагрейте. Окраска исчезает, но при охлаждении вновь появляется.


Опыт 8. ^ Кислотный гидролиз крахмала

Реактивы: крахмальный клейстер (0,5%), серная кислота (2н), йод (0,1% раствор в 1% KI), гидроксид натрия (2н), сульфат меди (0,2н).

Поместите в пробирку 1 каплю 0,5% крахмального клейстера. Добавьте 2 капли 2н Н₂SO₄ и поставьте пробирку в кипящую водяную баню. Через 20 мин обратите внимание на то, что мутный раствор клейстера перестал опалесцировать (стал прозрачным). С помощью пипетки нанесите 1 каплю гидролизата на предметное стекло и добавьте 1 каплю очень разбавленного раствора йода в йодиде калия.

Убедившись в отсутствии пробы на крахмал, добавьте к продукту гидролиза избыток щелочи (8 капель 2н NaOH ) и 1 каплю 0,2н CuSO₄. Что при этом происходит? Нагрейте верхнюю часть раствора. Какие изменения должны произойти, если прошел гидролиз крахмала?

Напишите схему гидролиза крахмала с указанием промежуточных продуктов.


Лабораторная РАБОТА №


^ Синтез -Пентаацетилглюкозы


Реактивы:

Глюкоза безводная - 3 г

Уксусный ангидрид - 18 мл

Ацетат натрия безводный - 1,5 г

Этанол (для перекристаллизации)



В фарфоровой ступке тщательно растирают 3 г безводной глюкозы с 1,5 г СН₃СООNа.

Смесь помещают в круглодонную колбу емкостью 100 мл. Приливают 18 мл уксусного ангидрида и энергично перемешивают. Колбу соединяют с обратным водяным холодильником. Нагревают на кипящей водяной бане, время от времени встряхивая ее. Нагревание продолжают 2 часа. Примерно через 30 мин реакционная смесь становится прозрачной.

После окончания нагревания смесь выливают тонкой струей при перемешивании стеклянной палочкой в стакан с 250 мл воды со льдом.

Выпавшую кристаллическую массу растирают под водой стеклянной палочкой. Через 1,5 ч, когда большая часть избытка уксусного ангидрида гидролизуется, осадок отсасывают на воронке Бюхнера и отжимают его стеклянной пробкой.

Очищают продукт перекристаллизацией из этанола. Выход – 4,5 г.

-Пентаацетилглюкоза (пентаацетил--D-глюкопираноза, пентааце-тат -D-глюкозы) – бесцветное кристаллическое вещество, в 100 г воды (18С) растворяется 0,09 г; в 100 г этилового спирта (19С) – 0,82 г; в 100 г диэтилового эфира (15С) – 2,1 г; Т_пл.=131С.


^ Методические указания

по организации самостоятельной работы


Примерный перечень вопросов

для подготовки к рубежному контролю


Алканы. Изомерия скелета молекулы. Номенклатура. Ковалентная -связь. Гибридизация атомных орбит. Химические свойства алканов.

Алкены. Представления о -связи и sp²-гибридизации. Цис-транс-изомерия. Индуктивный эффект. Объяснение правила Марковникова, пероксидный эффект Хараша. Химические свойства алкенов.

Алкины. Электронные представления об ацетиленовой связи и sp-гибридизации. Кислотность ацетиленового атома водорода. Реакция Кучерова. Механизм гидратации тройной связи. Правило Марковникова. Реакция присоединения ацетилена к карбонильным соединениям.

Арены. Электронодонорность и электроноакцепторность заместителей. Индуктивный эффект и эффект сопряжения. Теория замещения, ориентанты I и II рода. Согласованная и несогласованная ориентация.

^ Альдегиды и кетоны. -Связь в альдегидах и кетонах, распределение электронной плотности в молекуле. Реакционные центры в молекуле альдегидов и кетонов. Механизм реакций присоединения к карбонильной группе. Альдольная и кротоновая конденсация.

^ Карбоновые кислоты и их производные. Электронное строение карбоксильной группы. Мезомерия аниона, взаимное влияние гидроксила и карбонильной группы. Производные..

Сахара. Цикло-цепная таутомерия - и -оксиальдегидов. Число оптических изомеров при нескольких асимметричных атомах. Открытые и циклические формы моноз. Эпимеры. Аномеры. Глюкозидный гидроксил. Мутаротация. Удельное вращение плоскости поляризации. Удлинение и укорочение цепи моноз. Типы димеризации моноз, восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды. D- и L-ряды. Обозначения D, L, d, l, (+), (-).

^ Аминокислоты. Полипептиды. Белки. Белки и пептиды — биополимеры -аминокислот. Синтез -аминокислот, D- и L-ряды -аминокислот, их роль в построении молекулы белка. Химические свойства аминокислот.Отношение аминокислот к нагреванию. Медные соли а-аминокислот как хелатные соединения. Бетаины. Пептидный синтез. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белка.

^ Гетероциклы. Нуклеиновые кислоты. Ароматичность гетероциклов, правило Хюккеля. Основность и кислотность гетероциклов. Реакционная способность пиррола, пиридина, индола. Таутомерия -окси- и -аминопиридина, урацила, тимина, цитозина, аденина, гуанина. Водородные связи при ассоциациях гетероциклов, их окси- и аминопроизводных. Водородные связи в системах аденин — тимин, гуанин — цитозин. Понятие о ДНК и РНК, их биологическая роль.

^ Вариант контрольного задания по теме «Спирты»

1. Напишите структурные формулы вторичных спиртов с эмпирической формулой С₅Н₁₁ОН. Назовите изомеры по международной номенклатуре.
   

2. Какой одноатомный спирт образуется при восстановлении соединения:
   

Напишите уравнение реакции дегидратации для полученных спиртов.

3. Какие карбонильные соединения получатся в результате окисления или каталитического дегидрирования:
   

А) 2,4-диметилпентанола-1;

Б) 2-метилпентанола-3;

Назовите полученные соединения.

4. Какая реакция используется для качественного определения альдегидов?
   

5. Напишите уравнения реакций следующих превращений:
   

Назовите полученные соединения.


6. Какие из указанных реагентов и условий и в какой последовательности нужно использовать, чтобы осуществить следующие превращения:




Дополнительное задание

Напишите уравнения реакций следующих превращений:



Образец тестового задания по теме «Алканы»


ВАРИАНТ 1


Укажите номер правильного ответа:

1. Для атомов углерода в алканах характерна гибридизация атомных орбиталей типа
   

а) sp1 б) sp2 в) sp3

2. К алканам относится вещество, имеющее формулу

а) C₆H₁₂ б) C₅H₁₂ в) C₅H₈ г) C₅H₁₀

3. Вещество CH₃-CH-CH₂-CH₂-CH-CH₂ называется

| | |

CH₃ CH₃ CH₃

а) 1,2,3-триметилгексан б) 2,5,6-триметилгексан

в) 3,6-диметилгептан г) 2,5-диметилгептан

4. Гомологами являются вещества

5. Изомерам гексана соответствуют формулы
   

6. Реакция Вюрца представлена уравнением



Дополните:

7. Уравнение реакции горения бутана ___________

9. Реакция хлорирования этана протекает по ______________ механизму.
   
10. Реакция нитрования протекает преимущественно согласно уравнению
    

9. В ряду алканов изомерия характерна для углеводородов, начиная с ____________
   

ВАРИАНТ 2


Укажите номер правильного ответа:

1. Невозбужденный атом углерода имеет электронную конфигурацию

а) 1s²2s²2p² б) 1s²2s¹2p³ в) 1s²2s²2p³ г) 1s²2s²2p⁴

2. К алканам относится вещество, имеющее формулу

а) С₂Н₄ б) С₂Н₆ в) С₂Н₂ г) С₃Н₆

СH₃ CH<sub>3

| |</sub>

3. Вещество CH₃-C-CH₂-C-CH₃ называется

| |

CH₃ CH₃

а) 2,4-диметилпентан б) 2,2,4,4- тетраметилгексан

в) 2,2,4,4- тетраметилпентан г) 2,2,4,4- метилпентан

4. Гомологом метана является

а) CHCH б) CH₃-CH=CH₂ в) CH₃-CH₃ г) CH₃-CH(CH₃)CH₃

5. Изомерам гептана соответствуют формулы:



6. При нагревании CH₃-CH₂-COONa с гидроксидом натрия образуется

а)CH₃-CH₂-CH₃ б) CH₃-CH₃ в) CH₄ г) C₄H₁₀

Дополните:

7. Уравнение реакции горения пропана ________

8. СH₃-CH₂-CH₃+Br₂ → ______ + HBr

9. Реакция хлорирования метана протекает по _________ механизму

10. Гомологический ряд алканов.

Примерные тестовые задания