Практична робота. Добування й властивості солей діазонію і азосполук.

Добування й властивості солей діазонію і азосполук.

Дослід 1. Добування діазопохідного з аніліну(Синтез) Досліди проводити під витяжкою.

В охолоджену льодом пробірку, налити 2 см³ розчину гідрохлорид аніліну, долити 2 см³ концентрованої хлоридної кислоти, і по краплях, безперервно струшуючи, долити 5-10 см³ розчину натрій нітриту. Що спостерігається?

Написати рівняння реакцій діазотування аніліну. Продукт діазотувння зберегти для дальшої роботи

.

Дослід 2. Розклад діазопохідного.

У пробірку відлити 3-5 крапель розчину діазопохідного, одержаного в попередньому досліді і нагріти. Що спостерігається? За запахом визначити продукт, що виділяється.

Написати рівняння розкладу діазопохідного.

Дослід 3. Добування та властивості азосполук.

До 2-5 крапель розчину діазопохідного прилити однаковий об'єм лужного розчину фенолу. Що спостерігається? Зробити висновки.

Написати рівняння азосполучення з фенолом.

Дослід 4. Забарвлюючі властивості азопохідного.

В розчин барвника занурити смужку білої тканини і витримати в ньому 2 хв., після чого промити водою і висушити. Якого кольору тканина? Розчин зберегти для досліду 5.

Дослід 5. Відновлення азобарвника до амінів.

До розчину, в якому забарвлювалась тканина, прилити 1 см³ НСІ і додати ложечку цинкового пилу, енергійно струсити (до знебарвлення розчину). Утворений ароматичний амін визначити за допомогою хлорного вапна. Що спостерігається?

Написати рівняння реакції відновлення барвника.

Дослід 6. Льодяне фарбування b-нафтолом.

Розчинити ложечку b-нафтолу в 2 см³ розчину лугу і змочити цим розчином смужку бавовняної білої тканини. Обережно висушити над плиткою і опустити в розчин діазопохідного (дослід 1), а потім у розчин 2н натрій ацетату. Що спостерігається?

Написати рівняння одержання азобарвника червоного кольору.

Дослід 7. Фарбування кислотними барвниками.

Розчинити декілька кристалів метилового оранжевого у воді. Розчин розділити на дві пробірки. В одину пробірку долити 5-6 крапель 2н розчину сульфатної кислоти. В обидві пробірки опустити кусочки тканини і прокип'ятити 6 хв. Тканини промити водою і висушити. Що спостерігається в обох випадках? Зробити висновки.

Дослід 8. Ситуаційна задача.

Дано в трьох пробірках під № 1, 2, 3 розчини метиламіну, аніліну й дифеніламіну. Як за допомогою якісних реакцій визначити кожну речовину?

Написати хід виконання дослідів та рівняння відповідних реакцій.

ПИТАННЯ ВИХІДНОГО РІВНЯ ЗНАНЬ.

1. Чим відрізняються азо- і діазосполуки?

2. Які властивості проявляють солі діазонію?

3. Чому солі діазонію не виділяють у кристалічному вигляді?

4. Які барвники вам відомі?

5. Перевага азобарвників над барвниками інших класів?

6. Як впливають ауксохроми на колірність?

7. Яка роль хромофорів, яка їх будова?

8. Азобарвники як індикатори та їх використання в об’ємному аналізі.

9. Напистати струтурні формули сполук: 4-нітробензолдіазоній нітрат, 4-метилбензолдіазотат натрій, хлористий фенілдіазоній.

10. З якими сполуками солі діазонію утворюють азобарвники?

ЗАНЯТТЯ №15

ТЕМА: Оксигенні органічні сполуки. Спирти та етери.

МЕТА: Теоретичне і практичне засвоєння будови, властивостей, ізомерії, номенклатури, одержання та застосування спиртів, етерів та їх тіоаналогів. Малий практикум.

АКТУАЛЬНІСТЬ: Оксигенні органічні сполуки містять у своєму складі крім атомів С і Н атоми Оксигену. Це велика група органічних сполук, які мають важливе значення як ліки а також використовуються для їх виробництва.

ЗНАТИ:

- класифікацію спиртів;

- хімічні властивості одно- і багатоатомних спиртів;

- способи одержання спиртів та етерів;

- застосування спиртів та їх похідних як лікарських засобів.

ВМІТИ:

- писати гомологічні ряди одноатомних спиртів;

- писати формули ізомерів;

- давати назви за правилами ІЮПАК;

- ідентифікувати спирти та етери.

ЗАВДАННЯ ДО САМОСТІЙНОЇ ПОЗААУДИТОРНОЇ РОБОТИ

1. Вивчити теоретичний матеріал і вміти дати відповіді на контрольні питання теми.

2. Написати формули ізомерів амілового спирту, дати назви.

3. Виписати з навчального підручника медичні препарати, дати їм назви вказати фармакологічну дію і застосування.

4. Написати рівняння реакцій взаємодії пропанолу з натрієм, хлором, етанолом, ацетатною кислотою, оксидації. Назвати одержані продукти.

5. Навести чотири способи добування пропанолу-1.

6. Написати формули етерів, які одержуються з метанолу та етанолу. Дати назви?

7. Написати рівняння реакції ізопропанолу з Na; HBr; HNO₃; CH₃COOH; C₂H₅OH; PCl₃; K₂Cr₂O₇.

8. Написати структурні формули всіх ізомерних спиртів складу C₄H₉OH. Вказати первинні, вторинні і третинні спирти.

9. Написати гомологічний ряд (5 шт.) довохатомних спиртів. Дати назви.

10. Написати структурні формули етерів загальною формулою С₄H₁₀O. Дати назви.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ТЕМИ

1. Загальна характеристика спиртів та їх класифікація.

2. Будова, ізомерія, номенклатура спиртів.

3. Гомологічний ряд одноатомних спиртів, утворення асоціатів.

4. Хімічні властивості спиртів, міжмолекулярна та внутрішньо молекулярна дегідратація.

5. Ненасичені спирти та їх властивості. Правило Ельтекова.

6. Етери та їх, номенклатура, властивості, одержання.

7. Диетиловий етер, його застосування в медицині.

8. Тіоспирти та тіоетери, їх властивості, одержання, застосування.

9. Ідентифікація спиртів.

10. Гліцерин. Нітрогліцерин. Їх застосування в медицині.

11. Особливі властивості багатоатомних спиртів.

12. Еноли, їх властивості.

САМОСТІЙНА РОБОТА НА ЗАНЯТТІ

1. Виконати лабораторні досліди, передбачені методичною вказівкою.

2. Виконати тестовий контроль або письмове індивідуальне завдання.

3. Результати спостережень і висновки внести в протокол.

4. Оформити протокол і захистити його у викладача.

5. Написати формули ізомерів амілового спирту. Дати їм назви.

6. Виписати формули медичних препаратів (з навчального підручника), дати їм назви, вказати фармакологічну дію та застосування.

7. На прикладі вторинного бутилового спирту написати механізм внутрішньо молекулярної дегідратації спиртів.

8. Написати структурні формули всіх ізомерних тіоефірів молекулярна формула якого C₄H₁₀S. Дати назву.

9. Порівняти властивості етанолу та етилмеркаптану.

10. Порівняти властивості етанолу та етиленгліколю.

Теоретична частина

Гідроксильними похідними називають похідні вуглеводнів, в яких один або декілька атомів водню заміщені на гідроксильну групу.

У залежності від типу гібридизації вуглецевого атома, безпосередньо зв’язаного з гідроксильною групою, гідроксильні похідні поділяють на:

а) спирти;

б) феноли;

в) еноли.

Залежно від числа гідроксильних груп у молекулі розрізняють одно-, дво-, три-, та поліатомні спирти та феноли. За розміщенням гідроксильної групи у вуглецевому ланцюзі спирти класифікують на: первинні (група – ОН розміщена при первинному атомі вуглецю); вторинні (група – ОН розміщена при вторинному атомі вуглецю); третинні (група – ОН розміщена при третинному атомі вуглецю).

При заміні атома кисню гідроксильних похідних вуглеводнів на атом сірки утворюються аналоги гідроксильних похідних, котрі називають (тіолами) тіоспиртами або тіофенолами).

Одноатомними спиртами називають гідроксильні похідні вуглеводнів, що містять одну гідроксильну групу, зв’язану з атомом вуглецю в sp³-гібридизації.

Згідно з природою вуглеводного радикалу одноатомні спирти ділять на такі:

а) насичені (алканоли та циклоалканоли);

б) ненасичені (алкеноли, алкіноли, циклоалкеноли);

в) ароматичні (арилалканоли).

Для спиртів найчастіше застосовують замісникову та радикало-функціональну номенклатуру ІЮПАК. За замісниковою номенклатурою назву спирту утворюють з назви вуглеводню, що відповідає головному вуглецевому ланцюгу до якого додають суфікс – ол, вказуючи положення гідроксильної групи в ланцюзі вуглецевих атомів. Для спиртів характерна структурна, геометрична та оптична ізомерія.

Спирти одержують: а) гідролізом галогенопохідних вуглеводнів; б) гідратацією алкенів; в) відновленням карбонільних сполук – альдегідів, кетонів, карбонових кислот та етерів; г) взаємодією карбонільних сполук, з магнієорганічними сполуками (реактив Гріньяра).

Для спиртів характерні реакції за участю зв’язку О – Н, зв’язку С – О і окислювальні реакції.

Спирти виявляють слабкі кислотні та слабкі основні властивості, тобто є амфотерними речовинами і вступають в такі хімічні реакції:

а) з мінеральними та органічними кислотами;

б) дегідратації (внутрішньомолекулярної і міжмолекулярної);

в) з галогеноводневими кислотами;

г) з галогеноангідридами неорганічних кислот;

д) реакції оксидації.

Ідентифікація спиртів проходить за хімічними методами (визначення первинного, вторинного або третинного спиртів з розчином ZnCl₂ в концентрованій НCl; проба Лукаса); йодоформна проба та фізичними методами.

Багатоатомні спирти містять дві або більше груп –ОН. Двоатомні спирти називають гліколі (α -, β -, γ), триатомні триолами або гліцеринами, чотириатомні –еротритами, п’ятиатомні –пентитами. Для них характерна структурна та оптична ізомерія.

Одержують багатоатомні спирти за тими методами, що і одноатомні, використовуючи при цьому дифункціональні похідні. За хімічними властивостями вступають в ті самі реакції, що і одноатомні з тою лише різницею що реакції проходять за участю однієї або більше гідроксильних груп. Гліколі та гліцерини є сильнішами ОН- кислотами і утворюють алкоголяти і гліцерати не тільки з лужними металами а також з лугами та гідроксидами важких металів. Зі збільшенням числа гідроксильних груп кислотні властивості посилюються. Багатоатомні спирти взаємодіють з галогеноводневими кислотами, піддаються оксидації, дегідратації, поліконденсації.

Ідентифікують їх хімічними методами: з розчином Cu(OH)_2, йодною кислотою і для гліцерину реакція дегідратації з утворенням акролеїну.

Спирти утворюють ряд похідних. Важливе значення мають аміноспирти, які проявляють властивості як спиртів так і амінів. Аміноспирти входять в склад тваринних тканин, рослин і мікроорганізмів.

Похідними спиртів являються тіоли в яких замість групи-ОН міститься тіональна або меркаптанова група –SH. Вони отруйні мають неприємний запах і використовуються в органічних синтезах для одержання різних органічних сполук. Прості ефіри (етери) це похідні спиртів і фенолів, які утворюються в результаті заміщення атома гідрогену гідроксильної групи вуглеводневим радикалами, які можуть бути однаковими або змішаними. Назви етерів даються за радикально-функціональною номенклатурою. У замісниковій номенклатурі їх розглядають як похідні вуглеводнів у котрих один з атомів гідрогену заміщений на метоксі етоксі і ін. групи.

Етери одержують:

а) взаємодією алкоголятів і фенолятів з галогеналканами;

б) міжмлекулярною дегідратацією спиртів.

У хімічному відношенні етери є малоактивними речовинами. Вони проявляють слабкі основні властивості, взаємодіючи:

а) з концентрованим мінеральними кислотами;

б) з йодоводневою кислотою;

в) оксидуються з утворенням вибухонебезпечних пероксидів і гідропероксидів.

Ідентифікують їх в основному фізичними методами.

Медичні препарати: етанол, диетиловий етер, тетуран, вінілбутиловий етер, димексид, гліцерин, нітрогліцерин, ксиліт, сорбіт, димедрол, холін- вітамін В та ін.

Практична робота

Властивості спиртів та етерів.

Дослід 1. Фізичні властивості спиртів.

У чотири маленькі пробірки налити по 5 см³ води: в першу додати - 5 крапель етанолу, в другу – н-бутанолу, в третю - гліцерину і в четверту – незначну кількість сорбіту. Дослідити одержані розчини спиртів за допомогою універсального індикатора. Порівняти розчинність спиртів у воді. Як залежить розчинність спиртів від їх молекулярної маси?

Дослід 2. Добування й властивості натрій алкоголяту.

У фарфорову чашечку налити 5 см³ етанолу і помістити кусочок металічного натрію (завбільшки рисової зернини) очищений від гасу. Коли натрій розчиниться, спиртовий розчин алкоголяту випарити на водяній бані. Сухий залишок алкоголяту розчинити у воді та випробувати розчином фенолфталеїну. Що спостерігається?

Написати рівняння реакції добування і розкладу етилату натрію водою.

Дослід 3. Добування диетилового етеру.

У пробірку налити по 2 см³ суміші конц. сульфатної кислоти та етанолу. Суміш нагріти до початку кипіння і погасивши пальник, обережно прилити кілька крапель спирту. Утворення етеру виявити за характерним запахом. Нюхати обережно! Додати ще 5 крапель спирту, швидко закрити пробірку корком з газовідвідною трубкою і підпалити пари етеру, що виділяються.

Описати його фізичні властивості і написати рівняння реакції одержання і горіння етеру.

Дослід 4. Неповна окисидація одноатомних спиртів.

У три маленькі пробірки налити по 2 см³ калій перманганату і по 2 краплі 2н розчину лугу та додати в першу 2 краплі первинного спирту, а в другу стільки ж вторинного спирту і в третю третинного. Після енергійного струшування пробірок нагріти на спиртівці або електроплитці.

Як змінився зовнішній вигляд вмісту пробірок?

Які спирти, судячи за запахом, оксидувалися?

Написати рівняння реакції оксидації спиртів.

Дослід 5. Нітрохромова проба на одноатомні спирти.

У пробірку помістити 5 крапель 5% розчину калій хромату і 5 см³ 30% розчину нітратної кислоти. Охолодити й додати 2-6 крапель етанолу. Через деякий час відбудеться зміна забарвлення.

1. Як змінилося забарвлення?

2. Написати рівняння реакції оксидації етанолу.

Дослід 6. Якісна реакція на багатоатомні спирти.

До 5-6 крапель купруму (ІІ) сульфату прилити 10 крапель лугу. До одержаного осаду прилити розчин гліцерину, або етиленгліколю. Вміст пробірки добре струсити.

1. Що спостерігається?

2. Чи розчинився осад? Чому?

3. Які властивості проявляють багатоатомні спирти? Написати рівняння реакцій.

Дослід 7. Розклад гліцерину (Під витяжкою).

Декілька крапель гліцерину помістити у фарфорову чашку і долити подвійний об'єм натрій гідросульфату та нагріти.

1. Що виділяється при нагрівані?

2. Як діють продукти розкладу гліцерину на органи зору, дихання?

3. Як перевірити, що утворився акролеїн - ненасичений альдегід? Написати рівняння реакції.

Дослід 8. Властивості ненасичених спиртів.

У дві пробірки налити по 5 крапель алілового спирту. В одну пробірку краплями прилити бромної води, а в другу-розчину KMnO₄. Добре перемішати, струшуючи пробірки.

1. Що спостерігається?

2. Про що свідчать дані досліди?

3. Написати рівняння реакції спирту з бромною водою і розчином KMnO₄.

Дослід 9. Фармакопейна проба на ідентичність нітрогліцерину.

Таблетку нітрогліцерину розчинити в 3 мл розчину дифеніламіну в конц. Н₂SO₄ → синє забарвлення.

Дослід 10. Перевірка медичного етеру на доброякісність.

а) 5см³ етеру змішати з 0, 5 см³ розчину калій йодиду.Через годину неповинно бути забарвлення ні водного ні етерного шару.

б) 2 краплі етеру помістити на фільтрувальний папір і дати йому випаруватись. Після випаровування не повинно бути ніякого запаху. Зробити висновки.

ПИТАННЯ ВИХІДНОГО РІВНЯ ЗНАНЬ

1. Як впливає водневий зв'язок на фізичні властивості спиртів?

2. Чому при розчиненні етанолу у воді, об'єм його зменшується?

3. Яка дія етанолу на організм людини?

4. Як перевірити чистоту медичного етеру?

5. Якісна рекція на багатоатомні спирти.

6. Техніка безпеки при роботі з етером.

7. Чому етери мають нижчу температуру кипіння в порівнянні з відповідними спиртами.

8. Написати рівняння реації диетилового етеру з HCl; HI; O₂; H₂SO₄(конц).

9. Порівняти кислотно-основні властивості одно- і багатоатомних спиртів.

10. Як за допомогою якісних реакцій розпізнати гліцерин від етиленгліколю?