Методика тушения некоторых видов пожаров

В химических лабораториях

1. Тушение загоревшейся одежды на человеке.

При загорании одежды надо действовать с учетом некоторых обстоятельств. При появлении пламени на небольшом участке одежды необходимо сорвать одежду и погасить ее на полу, вдали от воспламеняющихся предметов. Если пламя охватило большую часть одежды, нужно закутать пострадавшего в мокрую кошму или какую-либо верхнюю одежду. Если горит одежда ни в коем случае нельзя допускать резких движений!

2. Тушение пожаров на электроустановках.

При возникновении пожара обязательно обесточить установку, а затем гасить огонь водой, пеной, порошковыми средствами. Если же обесточить установку невозможно, применяют порошковые огнетушители газовые, углекислотные, сухие соли, сухой песок.

3. Тушение пожара на лабораторном столе.

Со стола убрать источник обогрева (горелку, спиртовку, электроплитку), отставить от очага пожара склянки с легковоспламеняющимися жидкостями, легковоспламеняющиеся предметы и только после этого накрыть пламя кошмой, засыпать песком или применить огнетушитель.

Запись лабораторных работ

Во время лабораторных работ студент обязательно должен вести протоколы опытов в специальной тетради. Рекомендуется следующая форма записи лабораторных работ (в тетради на развернутом листе):

Дата ___________ Лабораторная работа № _______________

Тема: _________________________________________________________

Графы 1, 2 и 3 заполняются дома при подготовке к практическому занятию, графы 4 и 5 – в лаборатории после проведения каждого опыта. Условия опыта (графа 3) указываются очень кратко: обычные условия, нагревание, охлаждение и т.д. Результат опыта (графа 4) также записывается несколькими словами: выпадение черного осадка, синее окрашивание раствора, выделение бесцветного горючего газа и т.д. При заполнении протоколов опытов особое внимание следует обратить на графу 5. Выводы из каждого опыта должны быть хорошо продуманы и изложены кратко и ясно, но с достаточной глубиной.

Предельные и непредельные углеводороды

АЛКАНЫ

Алканы или парафины – алифатические предельные углеводороды, в молекулах которых атомы углерода связаны между собой s-связью.

Атомы углерода в предельных углеводородах находятся в первом валентном состоянии (sp³ – гибридизации). Это значит, что углеродные атомы в алканах полностью насыщены водородом. Поэтому предельные углеводороды не вступают в реакции присоединения. Они проявляют при обычных условиях чрезвычайно высокую химическую инертность: не взаимодействуют с кислотами, щелочами, окислителями, активными металлами (например, металлический натрий можно хранить в керосине).

Основные химические превращения предельных углеводородов идут только при сообщении им достаточно высокой энергии (за счет нагревания или УФ–облучения). При этом происходит разрыв связи С–Н с последующим замещением атома водорода на другие атомы, или разрыв молекулы по связи С–С.

Связи С–С и С–Н, образованные по типу ковалентной и ковалентно-полярной, при разрыве образуют радикалы, т.е. этот разрыв идет по гомолитическому

Таким образом, для предельных углеводородов различают два основных типа химических реакций:

1) реакции замещения водорода с разрывом связи С – Н;

2) реакции расщепления молекулы с разрывом С – С-связей.

Лабораторная работа

Цель работы: получение и изучение химических свойств алканов.

Реактивы и оборудование: 2н. HCl; 0, 1н. KMnO₄; 0, 1н. Ba(OH)₂ (баритовая вода); Br₂ в CCl₄, Br₂ в Н₂О; гексан; гептан, ацетат натрия (обезв.), натронная известь.

штатив с пробирками, держатель для пробирок; газоотводная трубка; спиртовка.

Опыт 1.1 Получение метана и исследование его свойств

В пробирку А, снабженную пробкой с газоотводной трубкой, помещают смесь равных весовых частей обезвоженного (сплавлением) ацетата натрия и натронной извести на высоту около 10 мм. Держа пробирку в горизонтальном положении, нагревают ее в пламени спиртовки и поджигают газообразный метан, выделяющийся из отверстия трубки. Что наблюдается? Обращают внимание на цвет пламени. Убедившись, что метан горит, тотчас опускают конец газоотводной труби в пробирку с заранее приготовленным раствором марганцево-кислого калия (1 каплю 0, 1н KMnO₄ и 5 капель воды). Что при этом происходит? После этого опускают конец газоотводной трубки во вторую пробирку, предварительно поместив в эту пробирку 5 капель бромной воды. Какие изменения при этом наблюдаются? Чтобы убедиться какие химические процессы протекают при образовании метана, в охлажденную пробирку А добавляют 2-3 капли 2н. HCl. Что при этом происходит? Пропускают газ в предварительно приготовленный раствор с 2-3 каплями гидрата окиси бария. Что при этом наблюдается? На основании этого наблюдения написать уравнение реакции.

Опыт 1.2 Свойства предельных углеводородов

В две пробирки помещают по 1 мл предельного углеводорода (гексана или гептана). В первую пробирку добавляют 1 мл раствора брома в CCl₄. Почему не происходит обесцвечивание раствора? Во вторую пробирку добавляют

1 мл раствора перманганата калия в воде. Встряхивают содержимое. Обесцвечивание раствора не происходит. Почему?

Вопросы для контроля

1. Основные положения теории химического строения органических соединений А.М. Бутлерова.

2. Перечислите основные типы связей между атомами в органических соединениях.

3. Понятие о гибридизации электронных орбиталей атома углерода.

4. Химические свойства алканов.

Упражнения по теме «Алканы»

1. Сколько надо взять оксида углерода (IV) и водорода, чтобы получить 1, 4 л метана?

2. Сколько потребуется ацетата натрия, чтобы получить 5, 6 л метана?

3. Напишите структурные формулы изомерных углеводородов состава С₆Н₁₄; укажите изомеры, содержащие третичные атомы углерода. Назовите углеводороды по номенклатуре ИЮПАК.

4. Напишите схему получения 2-метилбутана любым способом и уравнения реакций его нитрования, бромирования и сульфирования. Укажите условия проведения реакций.

5. Какие углеводороды получаются при действии металлического натрия на смесь:

а) 2-йодпропан и 1-йод-2-метилпропан;

б) 1-бромпропан и 2-бромбутан.

6. Получите реакцией Вюрца следующие углеводороды:

а) 3, 6-диметилоктан;

б) 3, 4-диметилгексан;

в) 2, 5-диметилгексан.

7. Превратите 1-бром-2-метилпропан в предельный углеводород:

а) с тем же строением углеродного скелета и тем же числом углеродных атомов;

б) с удвоенным числом углеродных атомов.

8. Сколько структурных изомеров имеет пентан? Напишите их структурные формулы и назовите их по номенклатуре ИЮПАК.

9. Напишите реакции получения 2, 5-диметилгексана:

а) по реакции Вюрца;

б) гидрированием соответствующих олефинов;

в) декарбоксилированием соответствующей карбоновой кислоты.

10. Из неорганических веществ получите пропан.

11. Получите 2-метилбутан:

а) гидрированием непредельного углеводорода;

б) восстановлением галогенопроизводного углеводорода.

12. Образец вещества с массой 2, 15 г при сожжении дал 6, 6 г СО₂ и 3, 15 г Н₂О. Молекулярная масса вещества 86. Найдите его молекулярную формулу и напишите формулы всех изомеров.

13. Приведите все способы получения пропана.

14. Из метана получите пропан.

15. Напишите углеводороды, которые получаются в следующих реакциях восстановления:

а) 1-бром-2-метилпропан + HI;

б) 2-бром-2-метилбутан + Н₂;

в) 3-йод-2-метилпентан + Zn + HCl

АЛКЕНЫ

Алкенами называются углеводороды, в молекулах которых имеется одна двойная связь, состоящая из одной s- и одной p-связи.

В алкенах атомы углерода находятся во втором валентном состоянии – (sp² – гибридизации). Химические свойства алкенов определяет двойная – углерод – углеродная связь.

При действии на двойную связь различных реагентов разрывается p-связь, как наименее прочная и более реакционноспособная. Это объясняется тем, что образующие ее р-электроны более доступны для электрофильного реагента, чем электроны s-связи.

В химических превращениях алкены выступают в качестве доноров электронов. Поэтому электрофильные реагенты как (H₂O, HCl, HOCl, H₂SO₄ и пр.) энергично взаимодействуют с ними.

Эти реакции, протекающие по гетеролитическому механизму, называются реакциями электрофильного присоединения (А_Е). Реакции с нуклеофильными реагентами, а также реакции присоединения, протекающие по гомолитическому механизму с участием свободных радикалов (А_R) для алкенов менее характерны.

Алкены легко окисляются. Направление окисления и характер образующихся продуктов зависят от строения алкенов, вида окислителя и условий окисления.

Некоторые алкены легко вступают в реакцию полимеризации.

Лабораторная работа

Цель работы: получение и изучение химических свойств алкенов.

Реактивы и оборудование: 0, 1н. KMnO₄, H₂SO₄ конц; Br₂ в Н₂О;

Al₂O₃ (порошок).

штатив с пробирками; держатель для пробирок,

газоотводная трубка; спиртовка.

Опыт 1.3 Получение этена и изучение его свойств

В пробирку А помещают 8 капель концентрированной серной кислоты, 4 капли этанола и несколько крупинок оксида алюминия в качестве катализатора. Пробирку А закрывают пробкой с газоотводной трубкой и конец ее опускают в пробирку Б с 4 капялями насыщенной бромной воды. Нагревают на пламени спиртовки пробирку А. Запишите свои наблюдения.

После этого конец газоотводной трубки опускают в заранее приготовленную пробирку В с 1 каплей 0, 1н. KMnO₄ и 5 каплями воды. Продолжая нагревание пробирки А, обратите внимание на изменение окраски раствора KMnO₄. Убирают пробирку В и поджигают газообразный этен у конца газоотводной трубки. Опишите свои наблюдения и дайте уравнения протекающих реакций.

Вопросы для контроля

1. Какие углеводороды называются алкенами?

2. Изомерия алкенов.

3. Понятие sp²-гибридизации электронных орбиталей атома углерода.

4. Способы получения этиленовых углеводородов.

5. Химические свойства алкенов.

Упражнения по теме «Алкены»

1. Напишите структурные формулы всех изомерных алкенов состава:

а) С₄Н₈ б) С₅Н₁₀

2. Какими способами можно получить пропен (пропилен?)

3. Получите соответствующие алкены из:

а) 1-хлорпентана б) 3-иод-2-метилбутана.

в) 2, 3-дибромгексан

4. Какие соединения получаются при дегидратации следующих спиртов:

а) бутанол-1 б) 2-метилпентанол-3

в) бутанол-2 г) 2, 3-диметилбутанол-2.

Сформулируйте правило Зайцева.

5. Какие соединения получаются при гидробромировании следующих веществ:

а) пентен-1 б) 2-метилбутен-2 в) 3, 3-диметилбутен-1

Сформулируйте правило В.В. Марковникова.

6. Напишите схемы реакций окисления по Вагнеру следующих соединений:

а) пентен-3 б) 2, 3-диметилбутен-2 в) пропен

7. Какова структурная формула вещества, если при разложении озонида водой получится ацетон и уксусный альдегид?

8. Напишите схемы реакций гидратации следующих алкенов:

а) пентен-1 б) 2-метилбутен-2 в) бутен-2

9. Из 1-бромбутана получите бутен-2.

10. Получите любым способом 2-метилбутен-2. Напишите для него уравнения реакций с:

а) HBr б) O₃ в) H₂SO₄ г)KMnO₄ (H₂O) д) Br₂ + H₂O

11. Какие соединения получаются в результате следующих превращений:

12. Из этена получите бутен-2.

13. Из метана получите бутен-1.

14. Из этана получите этен, не прибегая к реакции дегидрирования.

15. Из одноатомного спирта получен алкен симметричного строения, 14 г которого вступает в реакцию с 40 г брома. Каково строение исходного спирта?

АЛКИНЫ

Алкинами называют алифатические углеводороды, содержащие в молекуле одну тройную связь, которая состоит из одной s-связи и двух p-связей.

У атома углерода, связанного тройной связью, гибридизованы одна s- и одна р-орбиталь, поэтому он находится в состоянии sp-гибридизации. Две гибридные sp-орбитали каждого атома углерода, образуют одинарные s-связи с атомом водорода и соседним углеродом. Оставшиеся две р-орбитали атома углерода перекрываются с аналогичными орбиталями другого углеродного атома и образуют две p-связи.

Межъядерное расстояние атомов углерода в этине (0, 1203 нм) меньше, чем в этене (0, 1332 нм) и этане (0, 154 нм).

Большая степень связывания атомов углерода тройной связью, чем двойной, приводит к ее упрочению и укорачиванию. Вследствие этого p-электроны в большей степени сконцентрированы в пространстве между ядрами, и поэтому внешние области ядра оказываются относительно обедненными электронной плотностью. Этим объясняется меньшая активность ацетиленовой связи по сравнению с этиленовой к реакциям электрофильного присоединения (А_Е) и большая склонность к взаимодействию с нуклеофильными реагентами (S_N), которые замещают водород в молекуле алкина.

Изменение характера гибридизации атома углерода в ряду этан-этилен-ацетилен приводит к возрастанию его электроотрицательности. Поэтому sp-гибридизация обуславливает смещение s-электронов связи С^d- Н^d+ к углероду и поляризацию связи, вследствие чего уменьшается межъядерное расстояние, увеличивается дипольный момент этой связи и усиливается способность водорода отрываться в виде протона. Действительно, кислотность этина по сравнению с этеном и этаном наибольшая.

Можно предвидеть несколько направлений, по которым будут реагировать ацетиленовые углеводороды: а) присоединение по месту разрыва тройной связи; б) замещение водородных атомов у углерода при тройной связи; в) присоединение алкинов с разрывом связи углерод – водород.

Лабораторная работа

Цель работы: получение и изучение химических свойств алкинов.

Реактивы и оборудование: 0, 1н. KMnO₄, фенолфталеин, 1% -спиртовый рас твор; Br₂ в Н₂О; карбид кальция (СаС₂).

штатив с пробирками, газоотводная трубка, спиртовка.

Опыт 1.4 Получение этина и изучение его свойств

В пробирку А поместить маленький кусочек карбида кальция СаС₂ и добавить 2 капли воды. Что происходит при этом? Горит ли образовавшийся газ? После этого, полученный газ пропустить в раствор из 5 капель воды и 1 капли 0, 1н KMnO₄, а затем в раствор из 5 капель бромной воды. Какие изменения при этом происходят? В пробирку А по окончании реакции добавить 1 каплю спиртового раствора фенолфталеина. Объясните появление ярко-красного окрашивания?

Вопросы для контроля

1. Какие углеводороды называются алкинами?

2. Изомерия алкинов.

3. Понятие sp-гибридизации электронных орбиталей атома углерода и характер кратных связей в алкинах..

4. Способы получения алкинов.

5. Химические свойства алкинов.

Упражнения по теме «Алкины»

1. Из метана получите пропин.

2. Из этана получите этин, не прибегая к реакции дегидрирования.

3. Из этина получите 2-хлорбутадиен-1, 3.

4. Напишите реакции гидратации для следующих углеводородов:

а) этин б) бутин-1 в) пропин

5. Напишите для пропина уравнения реакций со следующими веществами:

а) СН₃ОН б) HBr в) HOH

6. Какие соединения получаются в результате следующих превращений:

7. Какие соединения получаются при гидрохлорировании следующих веществ: а) бутин-1

8. Из карбида кальция получите бутин-1.

9. Напишите формулы промежуточных и конечных веществ в следующих схемах:

10. Получите любым способом бутин-1. Напишите для него уравнения реакций:

а) HBr б) KMnO₄ (H₂O) в) НОН г) HCOH

11. Какие соединения получаются в результате следующих превращений:

12. На этин подействуйте следующими веществами:

а) СН₃СН₂ОН б) СН₃СООН в) HCN

13. Из карбида кальция получите:

а) СН₂ = СН - СN

14. Из 1-бромбутана получите бутин-2.

15. Из пропанона и йодметана получите 2-метилбутин-3-ол-2.