WWW.NEW.Z-PDF.RU
БИБЛИОТЕКА  БЕСПЛАТНЫХ  МАТЕРИАЛОВ - Онлайн ресурсы
 

Pages:     | 1 || 3 |

«по дисциплине «Органическая химия» 1 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1 Методические указания по изучению курса «Органическая химия» Составители: ...»

-- [ Страница 2 ] --

НИТРОСОЕДИНЕНИЯ С НИТРОГРУППОЙ В БОКОВОЙ ЦЕПИ

(ЖИРНОАРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ)

Нитросоединения с нитрогруппой в боковой цепи получают теми же методами, что и нитросоединения жирного ряда:

1. Нитрование гомологов бензола разбавленной азотной кислотой (реакция Коновалова) - см. Лекцию№24 .

Ar-CH3 + HONO2 Ar-CH2NO2 + H2O

2. Реакция галогенпроизводных с галогеном в боковой цепи с нитритом серебра (реакция Мейра) C6H5-CH2Cl + AgNO2 C6H5-CH2NO2 + AgCl

–  –  –

Различные продукты восстановления можно получать, пользуясь методом электрохимического восстановления, в зависимости от потенциала на электродах можно получать различные вещества .

Особое значение в настоящее время играет каталитическое восстановление нитросоединений. Так, восстановление водородом в присутствии катализатора было проведено в 1872 году М.М. Зайцевым. Для превращения нитробензола в анилин смесь паров нитробензола с водородом пропускают через трубку с палладиевой чернью при температуре 150°С .

Наиболее подходящим катализатором восстановления является медь. Метод каталитического восстановления нитробензола водородом используют в промышленном масштабе .

2. Реакции электрофильного замещения

–  –  –

OK Легко замещается гидроксилом, алкокси- или аминогруппой одна из нитрогрупп в о- или п-динитробензоле .

Следует заметить, что благодаря сильно выраженному электроноакцепторному характеру, нитрогруппа оказывает значительное влияние и на атомы галогена, находящиеся по отношению к ней в о- и п-положениях .

Так, в случае о- и п-нитрохлорбензолов галоген под влиянием нитрогруппы приобретает высокую подвижность, и легко замещается на гидроксил, алкоксил или аминогруппу:

N2 O NO2

–  –  –

Cl OH Подвижность галогена значительно возрастает с увеличением числа нитрогрупп .

Например, 2,4,6-тринитрохлорбензол в водной среде образует пикриновую кислоту .

Отдельные представители Нитробензол (т. кип 210°С) получают нитрованием бензола. В чистом состоянии – бесцветная жидкость с запахом горького миндаля. Не растворим в воде. Тяжелее воды, ядовит. Является растворителем для некоторых веществ. Применяется почти исключительно в производстве анилина .

Тринитробензол получают с низким выходом при нитровании бензол. Обычный путь получения – окисление и декарбоксилирование тринитротолуола. Т пл. 172°С .

Сильное, но малодоступное взрывчатое вещество .

Нитротолуолы получают нитрованием толуола. Нитротолуолы - кристаллические вещества. Нитротолуолы применяются для получения толуидинов – важных полупродуктов в производстве красителей. Тринитротолуол (тротил, тол) получают нитрованием толуола. Желтые кристаллы. Т. пл. 80,6°С. Важнейшее взрывчатое вещество .

Лекция №26. АЛИФАТИЧЕСКИЕ АМИНЫ Классификация: первичные, вторичные, третичные амины. Изомерия .

Номенклатура. Способы получения: алкилирование аммиака галогеналканами. и спиртами (аммонолиз галогеналканов и спиртов), метод Габриэля, восстановление амидов, нитрилов, нитросоединений, оксимов; восстановительное аминирование карбонильных соединений. Перегруппировки Гофмана и Курциуса, механизмы реакций. Строение аминов. Sр3 - гибридное состояние атома азота. Водородные связи .

Химические свойства алифатических аминов. Основность. Константа основности. Строение амина и основность. Реакции аминов с кислотами. Строение солей. Алкилирование аминов галогеналканами. Ацилирование галогенангидридами и ангидридами кислот. Механизм реакций. Реакции с азотистой кислотой. Четвертичные аммониевые соли и основания. Получение, свойства .

Амины - производные аммиака, в которых атомы водорода замещены на углеводородные радикалы. Амины классифицируют по числу атомов водорода, замещенных на углеводородные радикалы. Различают первичные R-NH2, вторичные R2NH и третичные R3N амины .

Известны и соединения с четвертичным атомом азота - соли аммония –R4N+X-. В этом случае азот несет положительный заряд .

В зависимости от типа радикала различают алифатические и ароматические амины:

CH3NH2 CH3CH2NH2 CH2=CH-CH2-NH2 C6H5-NH2 Изомерия в ряду алифатических аминов связана с изомерией углеводородного радикала и количеством заместителей у атома азота (метамерия) .

Многие амины имеют тривиальные названия.

По рациональной номенклатуре названия аминов образуются из названий углеводородных остатков, связанных с атомом азота и окончания -амин:

(CH3)2CH-NH2 – изопропиламин (CH3)2CHСН2-NH2 – изобутиламин CH3-NH-СН2CH3 – метилэтиламин По номенклатуре IUРАС для простых аминов используют рациональные названия .

Для аминов более сложного строения к названию углеводорода добавляют окончание амин. Углеводородная цепь начинается с атома углерода, соединенного с аминогруппой:

СН3СН2СН2СН2-NH-СН3 N-метил-1-бутанамин. При наличии других функциональных групп аминогруппа обозначается приставкой: NH2-CH2CH2-OH - 2-аминоэтанол .

–  –  –

неполярные соединения с той же молекулярной массой. Спирты и карбоновые кислоты образуют более прочные водородные связи, чем амины. Поскольку третичные амины не содержат водородных атомов при атоме азота, они не образуют водородных связей .

Низкомолекулярные амины смешиваются с водой в любых соотношениях .

Химические свойства аминов Химические свойства аминов определяются наличием и характером (первичная, вторичная, третичная) аминогруппы .

1. Реакции аминов с кислотами Амины, подобно аммиаку, являются основаниями. Они реагируют с разбавленными кислотами с образованием солей:

R-NH2 + HCl R-NH3+ClЭти соли при взаимодействии с водными растворами оснований выделяют амины .

В водных растворах амины подобно аммиаку существуют в виде гидратов:

СН3NH3+OH- (СН3)2NH2+OH- (СН3)3NH+OHОсновность аминов определяется легкостью, с которой амин отщепляет протон от воды.

Константа равновесия этой реакции называется константой основности Кb амина:

–  –  –

4. Взаимодействие с азотистой кислотой Азотистая кислота HONO неустойчива, но ее водный раствор можно получить, растворив при охлаждении нитрит натрия в разбавленной кислоте, например, соляной .

Первичные алифатические амины реагируют с холодным водным раствором азотистой кислоты с образованием диазониевых солей, при разложении которых образуется смесь разнообразных продуктов:

–  –  –

Отдельные представители Все амины ядовиты и являются кровяными ядами. Особенно опасны их Nнитрозопроизводные .

Метиламин применяется в производстве инсектицидов, фунгицидов, ускорителей вулканизации, поверхностно-активных веществ, красителей, ракетных топлив, растворителей .

Некоторые амины применяются как селективные растворители для извлечения урана из сернокислых растворов. Амины, обладающие запахом рыбы, используются как приманка в борьбе с полевыми грызунами .

В последние годы третичные амины и соли четвертичных аммониевых оснований получили широкое распространение в качестве катализаторов межфазного переноса в органическом синтезе .

Лекция №27. АРОМАТИЧЕСКИЕ АМИНЫ

Ароматические амины. Классификация, изомерия. Номенклатура, Способы получения: из нитросоединений (реакция Зинина) и арилгалогенидов. Получение вторичных и третичных аминов .

Химические свойства. Влияние бензольного кольца и заместителей в нем на основность. Реакции алкилирования и ацилирования. Основания Шиффа. Реакции первичных, вторичных и третичных аминов с азотистой кислотой. Реакции электрофильного замещения у ароматических аминов. Особенности этой реакции .

Анилин, п-толуидин, N,N-диметиламин. Способы получения, применение .

Ароматические амины могут быть первичными ArNН2 (анилин, толуидины), вторичными Ar2NH (дифениламин), и третичными Ar3N (трифениламин), а также жирноароматическими ArN(СН3)2 (N,N-диметиланилин) .

Способы получения ароматических аминов

1. Восстановление нитросоединений (реакция Зинина) В качестве восстановителей используются железо и соляная или серная кислота, олово и соляная кислота, сероводород и сернистые щелочи, гидросульфиты, водород в присутствии катализаторов. Восстановление также можно осуществить электролитически .

Ar-NO2 + 2 H2 Ar-NH2 + 2 H2O Более подробно восстановление нитробензола было рассмотрено при обсуждении химических свойств ароматических нитросоединений (см. лекцию №25) .

2. Аммонолиз арилгалогенидов (алкилирование аммиака арилгалогенидами)

Ароматические амины получают из арилгалогенидов и аммиака:

Ar-Cl + 2 NH3 Ar-NH2 + NH4Cl Вследствие малой подвижности галогена реакцию приходится вести при высоких давлениях, температурах в присутствии катализаторов - меди и ее солей. Только в тех случаях, когда в о- или п-положении к галогену находятся сильно электроноакцепторные группы, например, нитрогруппа, галоген легко замещается на аминогруппу .

Cl NH2 O2N NO2 O2N NO2 NH3

- HCl NO2 NO2

–  –  –

Ацильные производные не обладают основными свойствами. Они обладают устойчивостью к окислителям и потому используются в качестве промежуточных веществ в реакциях аминов в присутствии окислителей (например, нитрование) .

3. Синтез азометинов (оснований Шиффа)

–  –  –

Под действием разбавленных кислот основания Шиффа гидролизуются до альдегида и амина .

4. Реакции аминов с азотистой кислотой Первичные ароматические амины с азотистой кислотой при 0 – 5°С образуют соли диазония:

–  –  –

Важнейшие представители ароматических аминов Анилин впервые был получен в результате перегонки индиго с известью (1826 г.). В 1842 г. его получил Зинин восстановлением нитробензола. В незначительных количествах содержится в каменноугольной смоле. В промышленности получают из нитробензола каталитическим гидрированием с медным катализатором в газовой фазе. Анилин в больших количествах идет на получение красителей, циклогексиламина, капролактама, пестицидов и др .

п-Толуидин широко применяется в производстве красителей, особенно фуксина .

N,N-диметиланилин применяется в производстве красителей и взрывчатых веществ .

Лекция 28. ДИАЗОСОЕДИНЕНИЯ .

АЗОСОЕДИНЕНИЯ Реакция диазотирования, условия проведения, механизм. Влияние заместителей в бензольном кольце на скорость реакции. Строение диазосоеиинений в зависимости от рН, таутомерные превращения. Химические свойства. Реакции, протекающие с выделением азота: нуклеофильное замещение диазониевой группы на гидроксил, алкоксигруппу, галогены. Механизм реакции. Реакции, протекающие без выделения азота .

Условия реакции азосочетания с аминами и фенолами. Влияние заместителей на реакционную способность диазосоединения. Понятие об азокрасителях .

Реакция первичных ароматических аминов с азотистой кислотой приводит к образованию солей диазония (II. Гриси, 1858 г.).

Эти соли имеют общую формулу [АгNN]+X- (где Х Cl, Br, NO2, HSO4, и т.д.):

<

–  –  –

Названия солей диазония образуются добавлением окончания -диазоний к названию радикала исходного ароматического соединения с указанием названия аниона, например фенилдиазоний хлорид или хлористый фенилдиазоний .

Получение солей диазония Наиболее часто для получения солей диазония используют реакцию диазотирования – взаимодействие первичных ароматических аминов с азотистой кислотой или нитритом натрия в присутствии минеральной кислоты:

Ar-NH2 + NaNO2 + 2 HX ArN2+X- + NaX + H2O Диазотирование проводят действием на водный раствор соли амина азотистой кислоты, при этом используют более двух молей минеральной кислоты на один моль амина. Избыток кислоты служит для стабилизации соли диазония. Так как соли диазония разлагаются при нагревании, а диазотирование является экзотермической реакцией, процесс проводят при охлаждении, поддерживая температуру не выше 5°С .

В реакцию диазотирования вступает амин, находящийся в виде основания, поэтому на скорость реакции оказывает влияние как концентрация протонов в растворе, так и основность используемого амина .

Электронодонорные заместители стабилизируют катион анилиния, т.e. способствуют делокализации положительного заряда и увеличивают основность амина. Электроноакцепторные уменьшают электронную плотность бензольного кольца, усиливая положительный заряд иона анилиния, что приводит к дестабилизации по сравнению с амином и уменьшению основности. Таким образом, заместители, увеличивающие основность, активируют ароматический амин по отношению к реакции диазотирования .

Азотистая кислота, образующаяся при взаимодействии нитрита натрия с минеральной кислотой, в кислой среде может образовывать несколько диазотирующих частиц.

На природу диазотирующей частицы влияет среда:

–  –  –

Многочисленные реакции, в которые вступают соли диазония, можно разделить на два класса: реакции с выделением азота (реакции замещения) и реакции азосочетания и восстановления (без выделения азота) .

Реакции замещения азота диазогруппы представляют собой наилучший путь введения в ароматическое кольцо таких заместителей, как галогены, ОН, OR, CN, H, F .

Замена на ОН, OR, I является нуклеофильной реакцией и протекает по схеме:

–  –  –

Реакции с выделением азота

1. Замещение на гидроксигруппу Соли диазония медленно реагируют с водой с образованием фенолов. Реация протекает даже в ледяном растворе солей диазония, а при повышенных температурах является главной реакцией солей диазония:

–  –  –

Чтобы исключить реакции взаимодействия образовавшегося фенола с солью диазония (реакция азосочетания) для получения фенола соль диазония медленно добавляют к кипящему раствору разбавленной серной кислоты .

2. Замещение на галоген Замещение диазогруппы на йод протекает легко при смешении соли диазония с раствором йодида калия:

–  –  –

5. Замещение на Ar Одним из способов получения производных дифенила является реакция Гомберга, заключающаяся во взаимодействии соли диазония с ароматическими углеводородами в присутствии щелочи:

–  –  –

2. Реакции сочетания В соответствующих условиях соли диазония легко реагируют с фенолами и ароматическими аминами с образованием соединений, в которых атомы азота диазогруппы сохраняются. Такие соединения называют азосоединениями, а реакцию их получения – азосочетанием .

–  –  –

OH O HO H сочетается медленно сочетается быстро Наличие полного отрицательного заряда делает заместитель –О- более сильным донором электронов, чем -ОН – группа. По этой причине фенолят- ион в реакциях электрофильного замещения более реакционноспособен, чем неионизированный фенол, т.е. чем выше кислотность среды, тем ниже скорость сочетания. Поэтому условия, в которых наиболее быстро протекает азосочетание, являются компромиссными: раствор не должен быть щелочным, чтобы концентрация диазоний-иона не стала низкой, раствор не должен быть слишком кислым, чтобы концентрация свободного амина или феонлят-иона не стала низкой. Обычно сочетание с фенолами проводят в слабощелочной среде, а с аминами – в слабокислой .

В случае первичных и вторичных аминов сочетание проходит с образованием диазоаминосоединений:

–  –  –

ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Лекция №29. ПЯТИЧЛЕННЫЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ Гетероциклические соединения. Определение. Классификация .

Номенклатура. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Фуран .

Пиррол. Тиофен. Природные источники. Общие и частные способы получения. Строение. Физические свойства. Общие и специфические химические свойства. Применение .

–  –  –

N H Практическое значение имеет синтез пиррола и тиофена из более доступного фурана .

Физические свойства Пиррол – бесцветная жидкость с т. кип. 130°С, с характерным запахом, на воздухе и на свету окрашивается в красно-коричневый цвет и осмоляется .

Фуран – бесцветная жидкость с т. кип. 31°С, имеет запах хлороформа, в воде не растворяется .

Тиофен – бесцветная жидкость с т. кип. 84,1°С, обладает слабым запахом, не растворяется в воде, смешивается с органическими растворителями .

–  –  –

Общие химические свойства

1. Кислотно-основные превращения (взаимодействие с кислотами и щелочами) Каждый гетероцикл может выступать в качестве основания, присоединяя протон или вступая в реакцию по гетероатому с кислотой Льюиса .

Сила пиррола и фурана как оснований не может быть определена точно, так как они полимеризуются в кислом растворе. Протонирование происходит предпочтительно по

-углеродным атомам кольца:

–  –  –

2. Нуклеофильное замещение Ароматическое кольцо молекулы пиридина обеднено электронной плотностью, это облегчает реакции нуклеофильного замещения. В отличие от бензола пиридин легко реагирует с нуклеофильными реагентами, причем атака идет по положениям 2 и 4 .

–  –  –

3. Реакции пиридина как основания

1) Взаимодействие с минеральными кислотами. Пиридин обладает слабыми основными свойствами, К = 1,710-9. С минеральными кислотами дает соли:

–  –  –

1. Каковы принципы систематической номенклатуры монофункциональных соединений?

Дайте систематические названия следующим веществам:

2. Напишите сокращенные структурные формулы следующих соединений: 2,3-диметил-3этил-гексановая кислота, 2-метил-3-гексанон; 1,3-бутандиол .

3. Как строятся систематические названия соединений со смешанными функциональными группами? Дайте систематические названия следующим веществам:

4. Напишите сокращенные структурные формулы следующих соединений: 3-хлорбутановая кислота; 4-оксо-2-этилпентановая кислота; 3-гидрокси-2-метилбутаналь .

3.1.2. Вопросы к теме «Углеводороды»

1. Напишите продукты взаимодействия этана с 1 молем следующих веществ: а) Br2 ; б) HNO3 ;

в) H2SO4. Что образуется при сгорании этана?

2. Из числа перечисленных веществ укажите те, для которых характерны реакции замещения: 2-метилбутан; 2-пентен; 1,3-бутадиен; пропин; гексан .

3. С помощью каких качественных реакций можно различить этан, этен, этин?

4. Заполните схему превращений:

5. Заполните схемы превращений:

а)

–  –  –

3.1.3. Вопросы к теме «Галогенпроизводные углеводородов»

1. Напишите продукты взаимодействия 2-хлор-3-метилбутана со следующими веществами: а) водным раствором KOH; спиртовым раствором KOH; в) этилатом натрия; г) аммиаком; д) водой; е) ацетатом натрия. Какой углеводород может образоваться из данного галогенпроизводного в условиях реакции Вюрца?

2. Какие вещества образуются при гидролизе а) 2-хлорбутана; б) 2,2-дихлорбутана; в) 1,1дихлорбутана; г) 1,1,1-трихлорбутана?

3. Заполните схемы превращений:

а)

–  –  –

1. Предложите 4 способа получения 2-бутанола .

2. Какие продукты образуются при взаимодействии 2-метил-2-бутанола со следующими веществами: а) PCl5 ; б) NH3 в) Na;

O

г) CH3 CH2 C OH ; д) HBr ? Что образуется в результате внутримолекулярной и межмолекулярной дегидратации указанного спирта?

3. Заполните схемы превращений:

(водн.р-р) а)

4. С помощью какой качественной реакции можно отличить этанол и этиленгликоль?

3.1.5. Вопросы к теме «Карбонильные соединения»

1. С помощью каких качественных реакций можно различить альдегиды и кетоны?

2. Заполните схемы превращений:

а) б) в) г) д)

3. Напишите схему альдольной и кротоновой конденсаций пропионового альдегида .

4. Можно ли по реакции Кучерова получить пропаналь?

3.1.6. Вопросы к теме «Карбоновые кислоты»

1. Предложите различные способы получения 2-метил-бутановой кислоты .

2. Какие продукты образуются при взаимодействии пропионовой кислоты с: а) хлором; б) пентахлоридом фосфора; в) аммиаком; г) натрием; д) гидроксидом кальция?

3. Какой сложный эфир образуется при взаимодействии 2-пропанола с уксусной кислотой?

4. Заполните схемы превращений:

а)

–  –  –

3.1.7. Вопросы к теме «Амины жирного ряда»

1. Приведите упрощённые структурные формулы конкретных первичного, вторичного и третичного амина и дайте им названия .

2. В чём отличительная особенность первичных аминов, какой реактив служит для проведения качественной реакции на первичные амины?

3. Заполните схемы уравнений:

–  –  –

4. Приведите различные способы получения 2-аминобутана .

3.1.8. Вопросы к теме « Ароматические соединения»

1. Приведите различные способы получения толуола .

2. Заполните схему превращений:

–  –  –

4. Сформулируйте правила замещения в бензольном ядре. Что такое согласованная и несогласованная ориентация?

5. В чём отличие свойств а) спиртов жирного ряда и фенолов; б) аминов жирного ряда и ароматических аминов?

6. Как используя реакцию щелочного сплавления получить метакрезол исходя из бензола?

3.1.9. Вопросы к теме «Гетероциклические соединения»

1. Приведите способы получения: а) фурана; б) пиррола; в) тиофена .

2. Каким образом из фурана можно получить: а) пиррол; б) тетрагидрофуран; в) хлорфуран?

3. Как протекают реакции электрофильного замещения в фуране, пирроле, тиофене?

Приведите примеры .

–  –  –

1. Типы химических связей в органических соединениях в свете современных электронных представлений .

2. Основные типы механизмов реакций. Классификация реагентов:

электрофильные, нуклеофильные, радикальные. Классификация органических реакций. Понятие о промежуточных соединениях: радикалах, карбониевых ионах-карбанионах и карбкатионах .

3. Тетраэдрическая модель атома углерода, понятие о типах гибридизации атома углерода .

4. Классификация органических соединений, гомологические ряды и функциональные группы .

5. Алканы (парафины). Общая формула состава. Гомологический ряд предельных углеводородов. Физические свойства предельных углеводородов. Строение, изомерия и номенклатура. Понятие о первичном, вторичном и третичном атоме углерода. Нахождение в природе .

Синтетические методы получения углеводородов .

6. Химические свойства предельных углеводородов: реакции замещения, окисления (горения) и термического расщепления (крекинг) .

Механизм радикального замещения. Цепные реакции .

7. Алкены (этиленовые углеводороды, олефины). Гомологический ряд непредельных углеводородов. Общая формула состава. Строение, изомерия и номенклатура. Энергия двойной связи и ее электронная интерпретация:

понятие о - и -связях. Способы получения олефинов .

8. Химические свойства алкенов: реакции присоединения по месту двойной связи и ее механизм. Правило Марковникова и его электронная интерпретация. Окисление этиленовых углеводородов. Полимеризация олефинов. Важнейшие промышленные синтезы на основе олефинов .

9. Алкины (ацетиленовые углеводороды). Гомологический ряд ацетиленовых углеводородов. Физические свойства. Общая формула состава .

Строение, изомерия и номенклатура. Методы получения .

10. Химические свойства ацетиленовых углеводородов: реакции присоединения водорода, галогенов, галогенводородов, воды, спиртов, карбоновых кислот, синильной кислоты .

11. Реакции замещения в алкинах: образование ацетиленидов. Реакции циклической и линейной полимеризации ацетилена. Важнейшие промышленные синтезы на основе ацетиленовых углеводородов

12. Гомологический ряд диеновых углеводородов. Общая формула состава. Номенклатура алкадиенов. Классификация диеновых углеводородов по характеру взаимного расположения кратных связей (изолированные, кумулированные и сопряженные). Способы получения. Синтез бутадиена-1,3 по Лебедеву .

13. Химические свойства диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями (реакции присоединения в положении 1,2 и 1,4). Причины протекания реакций присоединения по положениям 1,2 и 1,4 .

14. Реакции полимеризации диенов. Понятие о синтетическом и натуральном каучуке. Развитие промышленности синтетического каучука .

15. Циклоалканы (циклопарафины). Общая формула состава. Строение, изомерия и номенклатура. Нефть-главный источник нафтенов .

Синтетические методы получения циклопарафинов .

16. Химические свойства циклоалканов. Устойчивость циклов в свете теории напряжения. Современные представления о строении циклогексана, конформации. Экваториальные и аксиальные связи .

17. Гомологический ряд ароматических углеводородов. Общая формула состава. Изомерия и номенклатура гомологов бензола. Источники ароматических соединений. Синтетические методы получения ароматических углеводородов, реакции Фриделя-Крафтса, Вюрца-Фиттига, каталитическая дегидроциклизация, ароматизация нефти и др .

Химические свойства ароматических углеводородов:

18 .

галогенирование в ядре и боковой цепи, нитрование, сульфирование, алкилирование, ацилирование, реакции присоединения и окисления. Реакции электрофильного замещения в ароматическом ядре бензола .

19. Концепция ароматичности и электрофильное замещение. Развитие представлений о строении бензола. Формула Кекуле. Современные электронные представления. Правило Хюккеля. Электрофильное замещение в ароматическом ядре. Понятие о - и -комплексах. Энергетическая диаграмма. Конкретные примеры реакций .

20. Циклические простые эфиры: окись этилена, получение и химические свойства. Органический синтез на основе окиси этилена .

21. Правила замещения в ряду бензола. Заместители I и II рода .

Индукционные эффекты и эффекты сопряжения. Понятие о теории резонанса. Влияние природы заместителя на устойчивость - комплексов .

22. Галогенпроизводные предельных углеводородов. Изомерия и номенклатура. Способы получения. Физические свойства: характеристика связей углерод-галоген, длина, энергия, полярность, поляризуемость .

Индукционный эффект атома галогена. Дипольные моменты .

23. Химические свойства галогеналкилов. Механизм реакций нуклеофильного замещения SN1 и SN2. Реакции отщепления. Правило Зайцева. Понятие о полигалогеналкилах .

24. Фторпроизводные углеводородов. Особенности получения фторпроизводных. Фреоны. Тетрафторэтилен. Тефлон .

25. Спирты. Классификация, изомерия и номенклатура одноатомных спиртов. Понятие о первичных, вторичных и третичных спиртах. Общие способы получения спиртов. Физические свойства спиртов: полярный характер спиртов, их растворимость и температура кипения. Понятие о водородной связи. Химические свойства одноатомных спиртов .

26. Многоатомные спирты. Классификация. Глицерин: получение, свойства .

27. Двухатомные спирты или гликоли: получение, свойства .

28. Простые эфиры. Строение, номенклатура и методы получения .

Физические свойства. Химические свойства. Отдельные представители и их применение .

29. Циклические эфиры. Получение и свойства на примере окиси этилена .

30. Тиоспирты (меркаптаны) и тиоэфиры (сульфиды). Получение, свойства .

3.3 Вопросы к промежуточной аттестации (4-й семестр)

1. Теория химического строения. Виды изомерии. Типы химических связей .

2. Классификация органических реакций. Классификация органических соединений .

3. Гомологический ряд алканов. Изомерия. Алкильные радикалы и их названия. Способы получения алканов. Химические свойства алканов .

4. Этиленовые углеводороды. Изомерия алкенов. Способы получения алкенов .

5. Химические свойства алкенов: каталитическое гидрирование, реакции радикального и электрофильного присоединения галогенов. Правило Марковникова и перекисный эффект Караша .

6. Алкены: присоединение воды, серной кислоты, гипохлоритов .

7. Реакции окисления и озонирования алкенов. Реакции полимеризации .

8. Виды алкадиенов. Способы получения дивинила и изопрена .

9. Реакции радикального и электрофильного присоединения в ряду сопряженных диенов .

10. Реакции димеризации и реакции диенового синтеза. Реакции полимеризации. Понятие о натуральном и синтетическом каучуке .

11. Алкины. Строение. Способы получения ацетилена и его гомологов .

12. Реакции радикального, электрофильного и нуклеофильного присоединения по тройной связи алкинов .

13. Реакции алкинов, идущие с сохранением тройной связи .

Полимеризация алкинов. Реакции окисления .

14. Моногалогенпроизводные предельных углеводородов. Виды изомерии. Способы получения .

15. Химические свойства моногалогеналкилов .

16. Полигалогенпроизводные предельных углеводородов. Способы получения. Особенности химических свойств .

17. Галогенпроизводные непредельных углеводородов .

18. Классификация и номенклатура спиртов .

19. Способы получения одноатомных спиртов .

20. Кислотно-основные свойства спиртов. Реакции нуклеофильного замещения при взаимодействии с соляной кислотой. Механизм реакций образования сложных эфиров с минеральными и органическими кислотами .

21. Внутримолекулярная и межмолекулярная дегидратация спиртов .

Реакции окисления и дегидрирования .

22. Непредельные спирты, получение, свойства .

23. Гликоли. Получение этиленгликоля. Особенности химических свойств. Глицерин. Методы синтеза и свойства .

24. Простые эфиры. Получение, свойства .

25. Циклические оксиды: реакции с водой, спиртами, аммиаком, галогеноводородами, аминами, реактивами Гриньяра .

26. Циклические оксиды: роль основного и кислотного катализа при взаимодействии со спиртами. Присоединение аминов к несимметричным оксидам .

27. Оксид этилена, способы получения и применение в органическом синтезе .

28. Тиоэфиры и тиоспирты, получение и свойства .

29. Способы получения альдегидов и кетонов жирного ряда .

30. Реакции нуклеофильного присоединения по карбонильной группе:

присоединение синильной кислоты, реактивов Гриньяра, воды. Реакция каталитического гидрирования .

31. Реакция альдегидов и кетонов с аммиаком и другими азотистыми основаниями .

32. Образование ацеталей и полуацеталей. Реакции окисления, восстановления и полимеризации .

33. Альдольная и кротоновая конденсации. Механизм при основном катализе. Основные различия в химическом поведении альдегидов и кетонов .

34. Карбоновые кислоты. Одноосновные и двухосновные кислоты .

Способы получения и физические свойства предельных одноосновных и двухосновных карбоновых кислот .

35. Химические свойства предельных одноосновных и двухосновных карбоновых кислот .

36. Получение и свойства галогензамещенных одноосновных карбоновых кислот .

37. Нитросоединения жирного ряда. Строение нитрогруппы. Способы получения .

38. Таутомерия первичных и вторичных нитросоединений. СНкислотность нитросоединений .

39. Реакции нитросоединений с альдегидами, азотистой кислотой, растворами щелочей .

40. Способы получения аминов жирного ряда .

41. Основность аминов, алкилирование и ацилирование аминов .

42. Реакции алифатических аминов с азотистой кислотой; окисление аминов .

43. Диазо- и азосоединения. Получение и свойства .

44. Современные представления о строении бензола. Ароматичность .

Синтетические методы получения бензола и его гомологов .

45. Химические свойства бензола. Реакции электрофильного замещения: галогенирование, алкилирование, ацилирование, нитрование, сульфирование

46. Правила замещения в бензольном кольце. Ориентирующее влияние заместителей 1 рода. Ориентирующее влияние заместителей 2 рода .

47. Нафталин. Способы получения, химические свойства, правила ориентации в нафталиновом ядре. Антрацен, фенантрен. Особенности химических свойств .

48. Элементоорганические соединения I, II, III групп периодической системы Д.И. Менделеева .

49. Элементоорганические соединения IV группы периодической системы Д.И. Менделеева .

50. Элементы биохимии: углеводы, белки, жиры .

3.4 ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

–  –  –

1) изопропилбензол; 2) 1,3,5-триметилбензол;

2) пропилбензол; 4) о-этилтолуол .

6 Взаимодействие толуола с хлором в присутствии FeCl3 на холоду приводит к образованию:

1) смеси м-хлортолуола и п-хлортолуола;

2) м-хлортолуола;

3) хлористого бензила;

4) смеси о-хлортолуола и п-хлортолуола .

7 Взаимодействие толуола с хлором при нагревании и освещении приводит к образованию:

1) смеси м-хлортолуола и п-хлортолуола;

2) м-хлортолуола;

3) хлористого бензила;

4) смеси о-хлортолуола и п-хлортолуола .

8 Действие хлора на бензол при освещении в отсутствии катализатора приводит к образованию:

–  –  –

ОН 20 Бромированием сульфобензолаполучают:

1) смесь о- и n-бромсульфобензола; 2) о-бромсульфобензол;

2) м-бромсульфобензол; 4) n-бромсульфобензол .

11 Фенолы. Ароматические амины, альдегиды, кетоны и кислоты 4 Пара-крезолу соответствует формула:

1) Н3С СН2ОН; 2) ОН ОН;

–  –  –

Лабораторный практикум по органической химии (часть 1). Учебно-практическое пособие. — Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2012. — 61 с .

Учебно-практическое пособие предназначено для студентов направления 240100 Химическая технология в рамках курса «Органическая химия». При составлении лабораторного практикума авторы опирались на изучение теоретического курса, который сопровождается выполнением лабораторных работ, что позволяет на практике изучить характерные общие свойства и реакции органических соединений, индивидуальные особенности отдельных веществ .

–  –  –

Рецензент кандидат технических наук, доц. И.Б. Ильчибаева Введение Только на основе органической химии можно решить ряд проблем технологии переработки нефти и газа, получения исходного сырья и вспомогательных веществ для производства композиционных материалов, а также снизить негативные последствия производственной деятельности на окружающую среду .

Лабораторный практикум предусматривает закрепление теоретических знаний по дисциплине «Органическая химия». Для того, чтобы помочь студенту ориентироваться в значительном по объему материале и сконцентрировать внимание на узловых вопросах лабораторные работы предваряются краткой теоретической частью. С целью закрепления изучаемого материала также предлагаются контрольные вопросы. Ряд соединений, свойства которых исследуются в практикуме, получают и выделяют непосредственно в ходе опытов. Это дает возможность предварительно познакомиться с методами синтеза, очисткой и идентификацией органических веществ. Приведенные в практикуме лабораторные работы, охватывают курс, предусмотренный программой для технических вузов .

1. УКАЗАНИЯ К ПОДГОТОВКЕ И ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Перед выполнением лабораторной работы студенты должны изучить соответствующий теоретический материал, усвоить ход выполнения опытов, а затем ответить на предлагаемые контрольные вопросы. При этом следует уделить внимание технике безопасности при работе с конкретными соединениями .

2. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ В ЛАБОРАТОРИИ

Приступая к лабораторному практикуму по органической химии, необходимо усвоить ряд правил техники безопасности, знать меры предупреждения несчастных случаев, помнить, что невнимательность, поспешность и неряшливость могут привести к тяжелым последствиям .

2.1. Общие положения:

Работать одному в лаборатории запрещается, так как при несчастном случае некому будет оказать необходимую помощь .

Перед началом работы следует проверить наличие средств противопожарной безопасности и аптечки для оказания первой медицинской помощи .

Приступать к работе можно только с разрешения преподавателя. При этом следует ознакомиться со свойствами применяемых в опытах соединений .

Категорически запрещается пробовать химические вещества на вкус, нюхать вещества можно лишь направляя к себе пары или газ движением руки, не наклоняясь над сосудом .

Все опыты с пахнущими и ядовитыми веществами проводить в вытяжном шкафу .

Проводить опыты в грязной посуде запрещается. Посуду следует вымыть сразу после опытов .

Пользуйтесь средствами индивидуальной защиты (хлопчатобумажный халат, резиновые перчатки, защитные очки) во время работы в лаборатории .

Запрещается применять для опытов реактивы без надписей .

Приборы для проведения реакций, нагревания растворов и перегонки во избежание взрыва нельзя собирать наглухо закрытыми .

Запрещается принимать в лаборатории пищу и воду .

Запрещается выливать в раковины остатки кислот, щелочей, сернистых соединений, огнеопасных жидкостей и т.д. Сливать их необходимо только в предназначенные для них специальные склянки .

Запрещается наклоняться близко к прибору, в котором идет реакция, нагревание, перемешивание .

Нагревать жидкости в колбе или пробирке следует постепенно, направляя отверстие пробирки или колбы в сторону от себя и находящихся рядом людей .

Обо всех замеченных неисправностях немедленно сообщить преподавателю или дежурному инженеру .

Уходя из лаборатории, проверьте, выключены ли газ, вода и электричество .

2.2. Работа со взрывоопасными веществами и приборами:

При работе с металлическим натрием и калием, едкими щелочами и кислотами, взрывчатыми веществами или взрывоопасными смесями, при работе под уменьшенным или повышенным давлении надевайте защитные очки или маски .

Натрий или калий хранят под слоем сухого керосина или ксилола. Ни в коем случае нельзя допускать их соприкосновение с водой во избежание взрыва или пожара. Брать натрий и калий можно только пинцетом .

2.3. Работа с горючими веществами:

При работе с горючими и легковоспламеняющимися веществами (эфиры, спирты, толуол, ацетон, керосин и др.) следует помнить, что нагревание и отгонка производится на водяной или воздушной бане с электрообогревом со скрытыми нагревательными элементами. Нагревать эти вещества на открытом огне или в его близи запрещено .

Нельзя упаривать горючие жидкости в открытых сосудах .

Нельзя проводить перегонку веществ досуха, так как многие вещества (диэтиловый эфир, диоксан и т.д.) образуют взрывоопасные вещества при соприкосновении с воздухом .

2.4. Работа с токсичными веществами:

К токсичным веществам относится значительное количество органических соединений (фенол, толуол, уксусный ангидрид, метиловый спирт, хлорангидриды низших кислот, гидразины и т.д.), а также ряд неорганических веществ (бром, хлор, сероводород, оксиды азота и т.д.). Они хранятся в вытяжном шкафу, работать с ними необходимо в очках и перчатках .

Бром часто используется в органическом синтезе. Это ядовитое вещество сильно действует на слизистые оболочки и дает трудно заживающие ожоги. Переносить склянки с бромом можно только в банках или чашках с песком. Кран капельной воронки, из которой приливают бром, должен быть смазан фосфорной кислотой и укреплен резиновым колпачком .

2.5. Работа с кислотами и щелочами:

Концентрированные кислоты и щелочи при работе требуют особенного внимания. При их использовании необходимо надевать защитные очки и перчатки. Переливать концентрированную соляную или азотную кислоты следует в вытяжном шкафу. Разбавление серной кислоты проводят переливанием небольших порций кислоты в воду .

При раздроблении и растирании едких щелочей используют защитные очки и респираторы .

2.6. Действия в случае возникновения несчастного случая и оказание первой помощи:

При возникновении пожара немедленно выключить электричество и газ в лаборатории, убрать все горючие вещества подальше от огня, засыпать песком или накрыть войлочным, шерстяным или асбестовым одеялом очаг пожара .

Большое пламя тушат при помощи огнетушителей. Возгорание одежды тушат водой или накрыванием войлочным одеялом. В случае воспламенения халата необходимо немедленно его сбросить .

При термических ожогах немедленно делают примочки раствором перманганата калия или этиловым спиртом, спиртовым раствором танина, а затем покрывают обожженное место мазью от ожогов .

При ожогах кислотами следует сразу же промыть пораженное место большим количеством воды, а затем 3 % - ным раствором гидрокарбоната натрия, потом опять водой .

При ожогах едкими щелочами хорошо промыть обожженное место проточной водой, затем разбавленной уксусной кислотой и опять водой .

При попадании на кожу органического вещества промывание водой в большинстве случаев бесполезно. Нужно промывать соответствующим растворителем, а затем водой .

При ожогах кожи бромом следует быстро смыть его большим количеством спирта и смазать пораженное место мазью от ожогов .

При вдыхании паров брома или хлора следует вдыхать пары спирта, а затем выйти на свежий воздух .

При всех случаях ранений, ожогов и отравлений, после оказания первой помощи пострадавшего направляют к врачу .

3. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Синтез органических соединений состоит из двух частей – проведения реакции и очистки полученного вещества. Критерием чистоты органического соединения являются его физические константы: точки кипения, плавления и др .

1. Определение температуры кипения:

Проводят путем перегонки вещества. При падении первой капли дистиллята отмечают температуру и считают ее температурой кипения данного вещества. Чистое вещество перегоняется в интервале 1-2 градусов почти целиком. Часто температурой кипения вещества считают интервал температур кипения, наблюдаемый при перегонке .

2. Определение температуры плавления:

Небольшое количество тонкоизмельченного и сухого вещества переводят в запаянный конец стеклянного капилляра, при легком постукивании (запаянного конца) о стол. Высота вещества в капилляре должна быть 3-4 мм. Заполненный капилляр укрепляют на термометре резиновым кольцом так, чтобы вещество находилось у середины ртутного шарика. Термометр с капилляром укрепляют при помощи пробки, имеющей вырез, в чистой сухой пробирке, которую зажимают в лапке штатива и опускают в стакан с концентрированной серной кислотой или глицерином. Собранный прибор медленно нагревают, наблюдая за поведением вещества в капилляре. Отмечают температуру начала и конца плавления (температуру плавления можно определять в стандартном приборе ТП-2) .

Для очистки твердые вещества обычно перекристаллизовывают или возгоняют, а жидкости перегоняют .

3. Перекристаллизация:

Основана на растворении очищаемого вещества в подходящем растворителе до насыщения при нагревании, фильтровании горячего раствора от не растворившихся примесей и последующем охлаждении фильтрата, в результате чего из раствора выкристаллизовывается более чистое вещество. Большое значение имеет правильный выбор растворителя. Очищаемое вещество должно плохо растворяться в нем на холоде и хорошо – при нагревании. Растворитель не должен реагировать с кристаллизуемым веществом, легко удаляться с поверхности кристаллов при высушивании. С целью удаления окрашенных примесей в раствор добавляют адсорбент (активированный уголь) .

4. Возгонка (или сублимация):

Явление, при котором многие твердые органические вещества можно превратить в пар, не расплавляя, а пар непосредственно сконденсировать с образованием твердого вещества. Простой прибор для возгонки состоит из фарфоровой чашки, закрытой сверху стеклянной воронкой с сухим фильтром такого же диаметра, как и чашка. Чтобы сублимат- продукт не попадал обратно в чашку, ее покрывают круглым бумажным фильтром с множеством проколотых отверстий (гладкой стороной вниз). Прибор нагревают на асбестовой сетке до тех пор пока не исчезнут капли воды на воронке, образовавшиеся при нагревании вещества. После этого нагревание продолжают еще 10минут. После нагревания прибор охлаждают и только потом аккуратно извлекают возогнанное вещество .

5. Перегонка (или дистилляция):

Заключается в нагревании жидкости до кипения и конденсации ее паров в виде дистиллята в холодильнике, откуда дистиллят стекает в колбу-приемник. Для низкокипящих жидкостей применяется холодильник с водяным охлаждением. Если жидкость кипит при температуру выше 140 0С, используется холодильник с воздушным охлаждением. Обычную перегонку целесообразно применять для жидкостей с температурой кипения от 40 до 200 0С, так как свыше 200 0С – многие вещества заметно разлагаются, а ниже 40 0С – происходят значительные потери. Для перегонки применяются круглодонные колбы с отводными трубками – колбы Вюрца .

4. МЕТОДИКИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

4.1. Лабораторная работа № 1 .

Качественный анализ органических соединений Для определения элементов, входящих в состав органических соединений, их предварительно нужно перевести в неорганические продукты. С помощью специальных химических превращений углерод переводят в углекислоту, водород - в воду, азот – в цианид натрия, серу – в сульфид натрия .

При выполнении этой работы необходимо использовать защитные очки, нагревать пробирку, направляя ее отверстие в сторону от себя и от окружающих вас людей .

Материалы: исходное испытуемое вещество (выдается по заданию преподавателя), оксид меди, баритовая или известковая вода (Ba(OH)2 или Ca(OH)2), металлический натрий, сульфат железа (II), 2 н раствор соляной кислоты, раствор нитрата свинца, 2 н раствор гидроксида натрия, раствор нитропруссида натрия .

Опыт 1. Определение углерода и водорода При нагревании вещества, смешанного с оксидом меди, углерод, взаимодействуя с кислородом, образует оксид углерода (IV), водород – воду .

Оксид меди при этом восстанавливается до металлической меди .

Немного испытуемого вещества смешивают на листе бумаги с порошком оксида меди, который берется в избытке. Смесь пересыпают в сухую пробирку с плотной пробкой и газоотводной трубкой. Пробирку закрепляют в лапке штатива (под углом в 45 0), закрывают газоотводной трубкой, и конец трубки вводят в другую пробирку, содержащую 3-4 мл прозрачной известковой или баритовой воды, так чтобы трубка была погружена в жидкость .

Смесь в пробирке нагревают сначала осторожно, затем сильнее. Образование воды обнаруживают по появлению капель на холодных частях пробирки и трубки, а образование углекислоты – по появлению белого осадка карбоната (бария или кальция) .

Опыт 2. Определение азота При сплавлении с органическим веществом металлический натрий отщепляет от него азот и углерод, образуя цианид натрия, который, реагируя с сульфатом железа (II), дает синюю окраску берлинской лазури .

–  –  –

FeSO4 + 2 NaCN Fe(CN)2 + Na2SO4 Fe(CN)2 + 4 NaCN Na4Fe(CN)6 3Na4Fe(CN)6 + 2 Fe2(SO4)3 Fe4[Fe(CN)6]3 + 6 Na2SO4 На дно сухой пробирки помещают немного испытуемого вещества и небольшой кусочек металлического натрия, пробирку осторожно нагревают до обугливания органического вещества .

Натрий должен плавиться вместе с веществом. Слегка встряхивают пробирку, чтобы вещество обволокло натрий. Затем нагревают нижний конец пробирки до темно-красного каления, при этом может быть небольшая безопасная вспышка натрия .

Горячую пробирку резко опускают (разбивают) нижним концом в фарфоровую ступку с 7 мл воды. Эту операцию необходимо проводить в защитных очках, т.к. возможна сильная вспышка от оставшегося кусочка натрия. Содержимое ступки тщательно растирают пестиком, переносят смесь вместе с остатками стекла в другую пробирку, нагревают до кипения и отфильтровывают .

Фильтрат делят на 3 равные части в чистые пробирки. К первой части фильтрата добавляют несколько кристалликов сульфатом железа (II) и кипятят эту смесь 1 минуту, охлаждают, дают постоять 3-4 минуты и подкисляют 2 н раствором соляной кислоты. Образование осадка берлинской лазури указывают на присутствие азота. Если азота мало, то раствор после подкисления окрашивается в зеленый цвет .

Опыт 3.

Определение серы При сплавлении натрий отщепляет от вещества серу с образованием сульфид натрия, который, реагируя с нитратом свинца в щелочной среде, образует сульфид свинца:

(....S) + 2 Na Na2S 2 NaNO3 + 2 H2O + Pb(ONa)2 Pb(NO3)2 + 4 NaOH Na2S + Pb(ONa)2 + 2 H2O PbS + 4 NaOH

1) К 1 мл раствора нитрата свинца приливают 2 н раствор гидроксида натрия по каплям до растворения первоначально образовавшегося осадка гидроксида свинца и затем добавляют вторую часть фильтрата из предыдущего опыта. Появление темно-коричневой окраски или образование черного осадка сульфида свинца указывает, что исследуемое вещество содержало серу .

2) К 1 мл фильтрата (третья часть фильтрата из опыта 2) добавляют 1-2 капли раствора нитропруссида натрия. В присутствии серы смесь приобретает ярко-фиолетовую окраску .

Нитропруссид натрия образует с сульфидом натрия нестойкое комплексное соединение .

Опыт 4. Проба Бельштейна на галогены Тонкую проволоку из красной меди с петлей на конце прокаливают в бесцветном пламени горелки до прекращения окрашивания пламени .

Дав остыть, набирают петлей немного испытуемого вещества и снова вводят петлю в пламя горелки. Присутствие галогенов вызывает появление красивого изумрудного окрашивания пламени. Это обусловлено образованием летучих при высоких температурах галогенидов меди .

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. В виде каких неорганических соединений открывают водород и углерод? Как эти соединения обнаруживают? Зачем в реакционную смесь добавляют оксид меди?

2. Какие неорганические азот- и серосодержащие вещества образуются после сплавления органического вещества с металлическим натрием? Какими качественными реакциями их можно обнаружить?

3. Почему, при наличии галогена в органическом соединении при внесении его на медной проволоке в огонь происходит окрашивание пламени?

4.2. Лабораторная работа № 2 .

Предельные углеводороды и непредельные ряда этилена и ацетилена При обычных температурах алканы малореакционные соединения и практически не вступают в реакции, характеризующие их химические свойства. Нагревание, а иногда и освещение (при галогенировании) значительно повышают химическую активность алканов. Способность атома водорода к замещению зависит от характера атома углерода, с которым он связан. Наиболее явно это проявляется при нитровании по реакции Коновалова – при третичном атоме углерода водород замещается в первую очередь, а при первичном – в минимальной степени .

При низкой температуре алканы устойчивы к действию даже таких энергичных окислителей, как перманганат калия или хромовая смесь. Окисление при повышенной температуре или в присутствии катализаторов приводит к разрыву углеродной цепи. Сгорают алканы, как и другие углеводороды с образованием СО2 и Н2О .

Дегидрирование алканов приводит к образованию непредельных или циклических углеводородов. Большое практическое значение имеют процессы крекинга и пиролиза алканов, содержащихся в нефти и продуктах ее переработки .

Химические свойства непредельных углеводородов в основном определяются легкостью разрыва -связи. Следовательно, для них характерны реакции присоединения. Присоединение галогеноводородов, воды и ряда других соединений осуществляется в соответствии с правилом Марковникова. Последнее нарушается, если реакция протекает в присутствии пероксидов, что связано с изменением ионного механизма реакции на радикальный .

Для алкенов реакции замещения не характерны и протекают (например, при галогенировании) при высоких температурах. В отличие от алкенов, алкины, имеющие атом водорода при углероде с тройной связью, способны к замещению его на металл уже при обычных условиях (проявляют слабые кислотные свойства) .

Непредельные углеводороды достаточно легко окисляются. Продукты окисления определяются видом окислителя и условиями течения процесса. Очень важны продукты полимеризации непредельных углеводородов .

Материалы: а цетат н атрия, ги др о кси д на трия, бр о мная в о да, перм ан ганат ка лия, жидкие алканы, железные опилки, 5 %-ный раствор брома в четыреххлористом углероде, 1 %-ный раствор перманганата калия, концентрированная азотная кислота, чистый прокаленный песок, этанол, концентрированная серная кислота, 0,5 %-ный раствор перманганата калия, 10 %ный раствор Na2CO3, кусочки карбида кальция .

Оп ы т 1. П о лу ч ен и е и с во йс т ва м е та на CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3 Пробирку, снабженную пробкой с газоотводной трубкой, на четверть заполняют смесью равных количеств ацетата натрия и гидроксида натрия .

Закрепив пробирку в штативе в горизонтальном положении, нагревают смесь в пламени горелки сначала осторожно, а затем сильно (работать в очках!). Опускают поочередно конец газоотводной трубки в пробирку с бромной водой и в пробирку с перманганатом калия (пробирки с растворами подготовить заранее) .

Пропускают газ 15 - 20 с. Наблюдают результат. Затем, не прекращая нагревания, поджигают метан у конца газоотводной трубки и наблюдают характер пламени .

Оп ы т 2. О тн ош ен и е а лк ан о в к бр о мн ой в од е В пробирку к 1 мл жидкого алкана (гексан, гептан) или смеси алканов добавляют 1-2 мл бромной воды, встряхивают содержимое пробирки .

Почему после кратковременного отстаивания произошло расслоение жидкости? В каком из слоев находится бром?

Опыт 3. Бромирование алканов В сухую пробирку помещают 4-5 капель жидкого предельного углеводорода или смеси углеводородов, добавляют немного железных опилок и 1-2 капли 5 %-ного раствора брома в четыреххлористом углероде .

Содержимое пробирки перемешивают на холоду. Почему не исчезает окраска брома? Нагревают содержимое пробирки на водяной бане (использовать открытое пламя не допустимо!) до обесцвечивания раствора. Бромирование катализируется добавлением железных опилок, йода, амальгамированного алюминия. Пинцетом вносят в пробирку синюю лакмусовую или универсальную индикаторную бумагу, смоченную водой. В чем причины изменения цвета бумаги на красный? Приведите уравнение реакции монобромирования, взяв в качестве примера 2метилпентан .

Опыт 4. Отношение алканов к водному раствору перманганата калия К I мл жидкого предельного углеводорода добавляет несколько капель 1 %-ного раствора перманганата калия .

Происходит ли исчезновение характерной окраски перманганат-ионов? В каких условиях окисляются алканы?

Опыт 5. Горение алканов В фарфоровую чашку наливают 1 мл гептана и поджигают его .

Почему в отличие от метана гептан горит коптящим пламенем? Вычислите массовую долю углерода в метане и гептане и составьте уравнения их горения .

Опыт 6. Действие концентрированной азотной кислоты на алканы Концентрированная азотная кислота при нагревании действует как окислитель .

Сделайте вывод об отношении алканов к концентрированной азотной кислоте на холоде, для чего к 0,5 мл жидкого углеводорода добавьте 0,5 мл НNO3 (конц.). В каких условиях нитруют алканы? Напишите уравнение реакции .

–  –  –

OH OH В сухую пробирку помещают немного чистого прокаленного песка (для равномерного кипения), 2 мл этанола и осторожно по стенке пробирки приливают 5 мл концентрированной серной кислоты. Закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой, закрепляют наклонно в штативе и осторожно нагревают смесь в пламени горелки до начала равномерного кипения .

Выделяющийся газ пропускают поочередно в отдельные пробирки с бромной водой и 0,5 %ным раствором перманганата калия. Отмечают результат. Затем поджигают этилен у отверстия газоотводной трубки. Наблюдают характер пламени .

Сравните отношение к применяемым реагентам алканов и алкенов .

Опыт 8. Получение ацетилена и его свойства

–  –  –

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Как реагируют метан, этилен и ацетилен на холоде с бромной водой и разбавленным раствором перманганата калия? Сравните активности протекания этих реакций во всех трех случаях. Дайте объяснения .

2. Какие известны лабораторные и промышленные способы получения метана, этилена и ацетилена?

3. Какие алкены получаются при дегидратации: а) 2-бутанола; б) 2-метил-3-пентанола?

4. Для какого алкена, имеющего молекулярную формулу С 4Н8 возможно существование цистранс- изомеров?

5. Что образуется при хлорировании пропена в обычных условиях и в условиях реакции Львова?

6. Приведите схемы реакций полимеризации пропена, дивинила, изопрена .

7. Какие из изомерных алкинов с молекулярной формулой С 5Н8 могут образовывать ацетилениды?

8. Каким образом из ацетилена можно получить диметилацетилен (2-бутин)?

4.3. Лабораторная работа № 3 .

Галогенпроизводные углеводородов Данный класс соединений образуется при замене одного или нескольких атомов водорода в углеводородах на атомы галогенов. Моногалогенпроизводные предельных углеводородов называются алкилгалогенидами, их состав можно выразить общей формулой RX, где X может быть F, Cl, Br, или I. Галогеналканы одни из наиболее реакционноспособных классов соединений. Для них характерны реакции нуклеофильного замещения.

Связь углерод-галоген сильно поляризована (это индуктивный эффект – I – эффект), отрицательный полюс диполя находится на атоме галогена ( ), а пониженная электронная плотность (+) на атоме углерода:

–  –  –

Материалы: изопропиловый и трет-бутиловый спирт, реактив Лукаса, карбонат калия, этанол, порошок йода, ацетон, водный раствор йода, 10 %-ный раствор КОН или NaOH, уксусный альдегид, хлорная известь, резорцин, 20 % - ный раствор азотной кислоты, 1 %-ный раствор нитрата серебра,, концентрированный раствор аммиака, концентрированная серная кислота, бромид калия, хлорид кальция, бромистый этил, хлороформ, четыреххлористый углерод, йодоформ, дихлорэтан, раствор нитрата серебра 1 % - ный, 20 % - ный раствор азотной кислоты, 20 % - ный раствор перманганата калия .

Опыт 1. Получение галогеналканов В две пробирки помещают вторичный и третичный спирты (например, изопропиловый и трет-бутиловый) .

Затем в каждую пробирку добавляют по 5 капель реактива Лукаса (хлорид цинка, растворенный в концентрированной соляной кислоте), взбалтывают содержимое пробирок и оставляют на 1 минуту. В пробирке с вторичным спиртом раствор слегка мутнеет, а в пробирке с третичным спиртом на дне образуется маслянистая капля галогеналкана .

Напишите уравнение реакций и объясните различие в реакционной способности спиртов .

Опыт 2. Получение йодоформа

–  –  –

CH3CH2OH + 4I2 + 3K2CO3 CHI3 + HCOOK + 5KI + 2H2O + 3CO2 В стакан емкостью 150 мл помещают 40 мл воды, 6 г карбоната калия и 10 мл этанола .

Реакционную смесь нагревают на водяной бане до 70 0С и при перемешивании небольшими порциями добавляют 8 г растертого в порошок йода (каждую последующую порцию йода всыпают после исчезновения бурой окраски!). Через некоторое время йодоформ выпадает в виде желтых кристаллов, которые отделяются фильтрованием .

–  –  –

CH3COCH3 + 3I2 CI3 COCH3 + 3HI CI3 COCH3 + NaOH CH3COONa + CHI3 В пробирку наливают 2 мл ацетона и 1 мл воды, затем добавляют 1 мл водного раствора йода и несколько капель раствора щелочи (КОН или NaOH) до исчезновения окраски. Образуется желтый осадок йодоформа с характерным запахом .

3) Из уксусного альдегида CH3CHO + 3I2 CI3 CHO + 3HI CI3 CHO + NaOH HCOONa + CHI3 В пробирку к 2 мл раствора альдегида и 1 мл воды добавляют 1 мл раствора йода и несколько капель раствора щелочи до исчезновения окраски. Образуется желтый осадок йодоформа с характерным запахом .

Опыт 3. Получение хлороформа из спирта 2CH3CH2OH + Ca(OCl)2 2CH3CHO + 2H2O + CaCl2 2 CH3CHO + 3 Ca(OCl)2 2Cl3CCHO + 3 Ca(OH)2 2 2Cl3CCHO + Ca(OH)2 2CHCl3 + (HCOO)2Ca В перегонную колбу объемом 50 мл помещают 25 мл воды, 14 г хлорной извести и 1 мл этанола .

Колбу закрывают пробкой, в которую вставлен термометр, доходящий почти до дна, и соединяют с холодильником. На конец холодильника надевают аллонж, под который подставляют приемник-цилиндр. Затем колбу начинают нагревать на сетке (осторожно!), когда начнется реакция, нагревание прерывают. Температура держится за счет тепла реакции. При этом отгоняется вода в смеси с хлороформом. Хлороформ в виде тяжелой жидкости собирается на дне цилиндра под водой. Его отделяют в делительной воронке и проводят с ним описанные ниже реакции .

Опыт 4. Качественная реакция на хлороформ .

В пробирку с 8 мл воды помещают 1 г резорцина, 1 мл хлороформа (полученного в предыдущем опыте) и 1 мл 10 %-ного раствора гидроксида натрия. Смесь осторожно нагревают и доводят до кипения. Осторожно кипятят, и при кипячении реакционной смеси появляется желтокрасная окраска .

Опыт 5. Гидролиз хлороформа CHI3 + 4NaOH HCOONa + 2H2O + 3NaCl В коническую колбу, объемом 50 мл, помещают 3 мл хлороформа и 10 мл 10 % - ного раствора гидроксида натрия .

Реакционную смесь нагревают несколько минут до начала кипения хлороформа на асбестовой сетке (осторожно!), после охлаждения переливают в две колбы (колбы должны быть чистыми!) .

В одну колбу добавляют 20 % - ной азотной кислоты до кислой реакции и 2-3 мл 1 % - ного раствора нитрата серебра; тотчас образуется обильный осадок хлорида серебра .

В стакан наливают 10 мл 1 % - ного раствора нитрата серебра, а затем концентрированный раствор аммиака до полного растворения гидроксида серебра. Полученный аммиачный раствор гидроксида серебра переливают во вторую колбу со второй частью гидролизата; сразу же выделяется темный осадок металлического серебра вследствие восстановления оксида серебра, образовавшийся муравьиной кислотой .

Напишите уравнения реакции, которые протекают с гидролизатом в двух колбах .

Опыт 6. Получение бромистого этила C2H5OH + HBr H2O + C2H5Br

В широкую пробирку с газоотводной трубкой вливают 3 мл этилового спирта, затем при встряхивании добавляют 3 мл концентрированной серной кислоты. Охлаждают сильноразогревшуюся смесь, добавляют 2 мл воды, снова охлаждают, и при легком встряхивании всыпают 3 г бромида калия. Присоединяют газоотводную трубку и укрепляют пробирку наклонно в лапке штатива. Конец газоотводной трубки погружают в другую пробирку-приемник, содержащую 2 мл воды с кусочком льда или снега, помещенную в стаканчик со смесью воды и снега .

Осторожно нагревают до кипения реакционную смесь пламенем горелки, прогревая сначала верхние слои жидкости. Смесь кипит спокойно и равномерно. Перегонку продолжают в течение 10-12 минут и прекращают её, когда исчезнут кристаллы бромистого калия, а в приёмник перестанут поступать тяжелые капли бромистого этила .

Разобрав прибор, сливают из приемника большую часть верхнего водного слоя. К остатку добавляют чистой холодной воды и, плотно закрыв пробирку, взбалтывают её, после чего дают отстояться тяжелому нижнему слою бромистого этила. Выход около 1-1,5 мл .

Полученный бромистый этил отбирают пипеткой и непосредственно применяют для опытов или переносят в чистую сухую пробирку с отводной трубкой, высушивают кусочком хлористого кальция и перегоняют из колбы (с термометром, колбой Вюрца и холодильником), хорошо охлаждая приемник. Вычислить выход в процентах .

При внесении капли бромистого этила на палочке в пламя горелки оно окрашивается по краям в зеленый цвет – эта окраска пламени характерна для галоидных алкилов .

Опыт 7. Отщепление галогена действием щелочи Опыт проводят параллельно с несколькими различными галогенпроизводными (бромистый этил, хлороформ, четыреххлористый углерод, йодоформ, дихлорэтан) .

Около 0,5 мл каждого из исследуемых соединений взбалтывают в пробирке с 2-3 мл дистиллированной воды и после отстаивания сливают большую часть водного слоя в другую пробирку. Добавляя туда же несколько капель раствора нитрата серебра, устанавливают, появлялись ли в воде ионы галогена. Если с AgNO3 образуется осадок, то повторяют промывание галогенпроизводного новыми порциями дистиллированной воды еще 1-2 раза, снова контролируя появление ионов галогена. Затем добавляют в пробирку с галогенпроизводным и остатками водного слоя 1-2 мл раствора щелочи и осторожно, при частом взбалтывании, нагревают смесь до начала кипения. Во избежание чрезмерного быстрого испарения галогенпроизводного нагревание ведут медленно и сначала прогревают верхний слой жидкости. Дают смеси остыть и отстояться, сливают часть водно-щелочного слоя, подкисляют его разбавленной азотной кислотой и добавляют несколько капель раствора AgNO3 .

Различия подвижности атомов галогена в исследуемых соединениях обнаруживаются весьма четко при сравнении количеств образующихся осадков галогенида серебра .

Опыт 8.

Взаимодействие хлороформа и четыреххлористого углерода со щелочью Гидролиз хлороформа в щелочной среде протекает очень быстро и при этом образуется соль муравьиной кислоты:

–  –  –

Помещают в пробирку несколько капель хлороформа и 2-3 мл разбавленного раствора щелочи, осторожно нагревают смесь в течение 1-2 минут до начала кипения хлороформа при частом взбалтывании, после чего охлаждают пробирку в воде. Полученную щелочную жидкость сливают с остатка хлороформа, если он имеется, и делят на три части .

1) К одной порции гидролизата добавляют разбавленную азотную кислоту до кислой реакции и несколько капель раствора азотнокислого серебра .

2) К 1 мл раствора азотнокислого серебра, в отдельной пробирке, добавляют концентрированный водный аммиак по каплям до растворения первоначально образовавшегося осадка оксида серебра. Полученный раствор приливают ко второй порции гидролизата .

3) К третьей порции гидролизата добавляют несколько капель раствора перманганата калия .

Повторяют опыт, заменив хлороформ четыреххлористым углеродом. Четыреххлористый углерод, в отличие от хлороформа, почти совершенно не гидролизуется в условиях гидролиза хлороформа.

Гидролиз его в более жестких условиях приводит к образованию угольной кислоты, которая, в отличие от муравьиной кислоты, не является восстановителем:

–  –  –

Муравьиная кислота, являясь одновременно альдегидом, легко окисляется до угольной кислоты, восстанавливая, например, оксид серебра в аммиачном растворе до металлического серебра (проба Б).

Перманганат калия в щелочном растворе, окисляя муравьиную кислоту, переходит в ярко-зеленую соль марганцовистой кислоты:

K2MnO4 + 2 H2O + Na2MnO4 + Na2CO3 + 3 NaOH + HCOONa2 KMnO4

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Приведите формулы всех изомеров состава C5H11J .

2. Приведите способы получения 2-хлор-2-метилбутана из различных классов соединений .

3. Что образуется при полном гидролизе:

а) 1,1-дихлорпропана;

б) 2,2-дибром-3-метилпентана;

в) 1,1,1-трихлорпропана .

4. Какие продукты образуются при действии спиртовой щелочи на:

а) 2-хлорбутан;

б) 3-хлор-2-метилпентан .

5. Напишите уравнения реакций йодистого этила с указанными реагентами:

а) HJ (конц.);

б) NaOH (водный раствор);

в) NaOH (спиртовый раствор);

г) Na (эфир), t 0;

д) Mg (эфир);

е) KCN, t 0;

ж) AgNO2 (эфир) .

6. Учитывая природу галогена и его положение в молекуле укажите, какие из галогенпроизводных будут реагировать быстрее с водным раствором щелочи:

–  –  –

Материалы: бензойная кислота; натронная известь (NaOH+CaO), бензол, толуол, ксилол, нафталин, 3 %-ный раствор брома в четыреххлористом углероде, концентрированная серная кислота, раствор перманганата калия, 10 %-ный раствор серной кислоты, концентрированная азотная кислота, хлористый алюминий, хлороформ; антрацен .

–  –  –

Тщательно смешивают 0,5 г бензойной кислоты и 2 г натронной извести (NaOH+CaO), полученной смесью заполняют пробирку на 1/3. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной 45 0С. Легким постукиванием трубкой и закрепляют пробирку в лапке штатива под углом в добиваются образования канала над слоем реакционной смеси в пробирке. Газоотводную трубку погружают почти до дна в пробирку-приемник. Смесь в пробирке нагревают на горелке вначале осторожно, потом сильно. На дне приемника собирается несколько капель жидкого бензола .

Знакомятся с его запахом. Можно поджечь бензол в вытяжном шкафу, он сгорает коптящим пламенем .

–  –  –

В три сухие отдельно пробирки помещают 1 мл бензола, 1 мл толуола, 0,5-1 г нафталина. В каждую пробирку добавляют по 1 мл 3 %-ного раствора брома в четыреххлористом углероде .

После встряхивания делят каждую смесь на две части, отливая половину в чистую сухую пробирку .

Одну часть нагревают в вытяжном шкафу до кипения. Признаками идущей реакции бромирования является исчезновения окраски брома и выделение дымящего на воздухе бромистого водорода .

В условиях опыта бромирование толуола протекает на холоде медленно, но вполне отчетливо. Нафталин постепенно растворяется и тоже бромируется (при нагревании быстрее) .

Бромирование бензола не обнаруживается даже при кипячении .

Опыт 3. Сульфирование ароматических углеводородов

H2O + ArSO2OH H + HO Ar SO2OH Опыт проводят одновременно с бензолом, нафталином и толуолом. К 0,5-1 мл (нафталина около 1 г) каждого из них добавляют по 3 мл концентрированной серной кислоты, после чего нагревают все пробирки в кипящей водяной бане при частом встряхивании. Смесь, содержащую бензол, нагревают более осторожно, не давая вскипать бензолу. Нафталин частично затвердевает на стенках пробирки выше уровня жидкости, и его следует повторно расплавлять осторожным прогреванием этих мест. При нагревании толуол и нафталин довольно быстро растворяются в серной кислоте с появлением слабого окрашивания .

Когда растворение закончилось (после 5-10 минут нагревания), охлаждают все три пробирки в стакане с водой; при этом лишь смесь, содержащая бензол, разделяется на два слоя .

Затем выливают содержимое каждой пробирки в колбочку или стаканчик с 10-15 мл холодной воды. Бензол по-прежнему остается нерастворенным, а толуол и нафталин не выделяются даже при разбавлении водой, и продукты их сульфирования остаются в прозрачном водном растворе .

Опыт 4. Окисляемость ароматических углеводородов

–  –  –

Опыт проводят одновременно с бензолом и толуолом. Помещают в две пробирки по 1 мл раствора перманганата и по 1 мл раствора 10 %-ной серной кислоты. Затем добавляют в одну пробирку несколько капель бензола, а в другую - такое же количество толуола. Энергично встряхивают пробирки несколько минут. Наблюдают изменение окраски в одной из пробирок .

Опыт 5. Взаимодействие ароматических углеводородов с концентрированной азотной кислотой

–  –  –

CH3 CH3 Опыт проводят одновременно с бензолом, ксилолом и толуолом. Помещают в три пробирки по 2 мл концентрированной азотной кислоты, добавляют в них соответственно по 5-7 капель одного из углеводородов. При сильном встряхивании жидкости во всех случаях образуют нестойкую, быстро расслаивающуюся эмульсию. Продолжая частое встряхивание, нагревают смеси в вытяжном шкафу почти до кипения, отмечая различие хода процесса в разных пробирках .

Эмульсии становятся все более стойкими. После 5-7 минут нагревания со встряхиванием пробирки охлаждают и приливают в каждую из них по 6-7 мл холодной воды. Отмечают характерный запах продуктов реакции. Эти продукты в двух пробирках выделяются в виде тяжелого масла .

Определить в пробирках с какими исходными веществами происходит выделение масла .

Опыт 6. Получение -нафталинсульфокислоты

–  –  –

В сухой пробирке нагревают 1 г нафталина до плавления, затем охлаждают и добавляют к затвердевшему нафталину 1 мл концентрированной серной кислоты (опыт проводить в вытяжном шкафу). Очень осторожно нагревают смесь на пламени горелки, при встряхивании, в течение 1-2 минут до достижения полной однородности, затем дают остыть, добавляют к полученной густой темной жидкости 2 мл воды и снова слегка нагревают смесь. При охлаждении до 15-20 0С выделяются кристаллы -нафталинсульфокислоты, которые можно отфильтровать на воронке и затем высушить. При добавлении к смеси, содержащей кристаллы, еще 3-5 мл воды сульфокислота полностью растворяется .

Опыт 7. Получение нитробензола

–  –  –

Готовят нитрующую смесь, смешивая в широкой пробирке или маленькой колбочке 1,5 мл концентрированной азотной кислоты и 2 мл концентрированной серной кислоты. Охладив в воде разогревшуюся смесь кислот, добавляют в нее по каплям 1 мл бензола при сильном, но осторожном встряхивании и охлаждении в воде. Наблюдается значительное разогревание;

постоянным встряхиванием пробирки заставляют отделяющийся верхний слой вновь эмульгироваться в нижнем. Через 3-5 минут выливают реакционную смесь в другую пробирку с 10мл воды, встряхивают ее и дают отстояться. Нитробензол выделяется в виде тяжелого желтоватого масла, мутного от капель воды .

Для удаления остатков кислот из пробирки нитробензол переносят пипеткой в пробирку с чистой водой и встряхивают, затем отделяют на делительной воронке, переносят в маленькую сухую пробирку и сушат кусочком сплавленного хлористого кальция при нагревании на водяной бане до полной прозрачности. После этого в нитробензоле остаются в качестве примеси лишь следы исходного бензола, от которого можно освободиться перегонкой (Т кип. = 211 0С) .

Полученный нитробензол можно непосредственно применять для дальшего нитрования .

Опыт 8. Получение динитробензола

–  –  –

NO2 Работу следует проводить в вытяжном шкафу!

Готовят нитрующую смесь, смешивая в широкой пробирке или маленькой колбочке 1,5 мл концентрированной азотной кислоты и 2 мл концентрированной серной кислоты. В пробирку с нитрующей смесью, не ожидая ее охлаждения, добавляют около 1 мл нитробензола (из опыта №

7) и нагревают 15 минут на кипящей водяной бане, при частом встряхивании, для эмульгирования верхнего слоя. Затем охлаждают реакционную смесь и выливают ее в четырехкратный объем холодной воды. м-Динитробензол выделяется в виде тяжелого масла, которое быстро закристаллизовывается. В водном слое также вскоре появляется много красивых кристаллов динитробензола, окрашенных примесями в желтый цвет. Чистый продукт, перекристаллизованный 90 0С .

из спирта, бесцветен и плавится при Вдыхание паров динитробензола может вызвать головную боль .

Опыт 9. Получение нитронафталина К 2 мл концентрированной азотной кислоты добавляют 0,5 г нафталина в порошке; при встряхивании смесь начинает желтеть уже на холоде .

Нагревают смесь на кипящей водяной бане 5 минут при частом встряхивании, и затем выливают в четырехкратный объем холодной воды .

Нитронафталин выделяется в виде оранжевого масла, быстро твердеющего при встряхивании .

Выход почти теоретический. Продукт очищают перекристаллизацией из водного спирта .

Опыт 10.

Конденсация ароматических углеводородов с галогенпроизводными в присутствии хлористого алюминия Реакция между бензолом и хлороформом ведет в основном к образованию трифенилметана по уравнению:

–  –  –

Опыт проводят в вытяжном шкафу! К 1 мл бензола в сухой пробирке добавляют немного 0,2-0,3 г хлористого алюминия и затем 0,5 мл хлороформа. При легком нагревании, а иногда и на холоде, начинается энергичная реакция, сопровождающаяся разогреванием и обильным выделением хлористого водорода, сильно дымящего на воздухе. Порошок хлористого алюминия превращается в густое окрашенное масло .

Хлористый алюминий образует с исходными, а иногда и с конечными продуктами реакции комплексные соединения, обычно маслообразные. Для выделения конечных продуктов из этих комплексных соединений их приходится по окончании реакции разлагать холодной соляной кислотой (Этот метод разработан французскими химиками Фриделем и Крафтсом в 1877г.) .

Опыт 11. Получение антрахинона из антрацена

–  –  –

O Смесь 0,1-0,2 г антрацена и 2 мл ледяной уксусной кислоты нагревают до кипения для перевода большей части антрацена в раствор, затем охлаждают, добавляют 2 мл концентрированной серной кислоты и приливают по каплям 1 мл 20 %-ного раствора бихромата натрия. Наблюдается сильное разогревание. Позеленевшую смесь кипятят несколько минут, затем охлаждают и выливают в 10-15 мл воды .

Из зеленого водного раствора выпадают желтоватые хлопья; их отфильтровывают через маленький фильтр и промывают горячей водой до обесцвечивания фильтра. Смыв осадок, воде дают стечь, отрывают кончик фильтра с осадком и помещают его в чистую пробирку. Добавив 2-3 мл разбавленного раствора щелочи и немного порошка цинка или алюминия, нагревают смесь до кипения .

Появление ярко-красного окрашивания жидкости, хорошо заметного после прекращения выделения водорода и исчезающего при взбалтывании, обнаруживает присутствие антрахинона .

Нагревая со щелочью и порошком цинка или алюминия пробу исходного антрацена, убедитесь, что он не дает этой характерной для антрахинона реакции .

–  –  –

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Сравните поведение бензола и его гомологов в реакциях бромирования, окисления и нитрования. Охарактеризуйте активность бензола в этих реакциях .

2. Приведите формулы изомерных ароматических углеводородов состава C9H12. Дайте им названия .

3. Напишите схемы реакций бензола с:

а) хлором (в присутствии FeCl3);

б) хлором на свету при нагревании;

в) азотной кислотой в присутствии серной кислоты;

г) концентрированной серной кислотой .

4. В каком из изомерных ксилолов метильные группы проявляют согласованную ориентацию на реакции электрофильного замещения .

5. Какое строение имеют ароматические углеводороды состава C 9H12, если при их окислении образуются:

а) бензойная кислота;

б) терефталевая кислота .

6. Сравните подвижность галогена в хлорэтане, хлорбензоле и хлористом бензиле. Предложите способы получения каждого из этих соединений, исходя из метана .

4.5. Лабораторная работа № 5 .

Спирты Этот класс соединений характеризуется наличием одной или нескольких функциональных групп – ОН. Количество гидроксильных групп определяет атомность спиртов. В зависимости от того, с каким атомом углерода (первичным, вторичным или третичным) связана гидроксильная группа, определяют и характер спирта. Многие свойства спиртов определяются гидроксильной функциональной группой, в которой могут поляризоваться как связь водорода с кислородом, так и связь кислорода с углеводородным радикалом. Однако, кислотные свойства спиртов очень слабо выражены, даже в меньшей степени, чем у воды. При взаимодействии с сильными кислотами спирты проявляют основные свойства и образуют соли оксония. Свойства спиртов также зависят и от характера углеводородного радикала, с которым связана гидроксильная группа. Это определяет различную реакционную способность первичных, вторичных и третичных спиртов. Снижение активности водорода при переходе от первичного к третичному спирту объясняется уменьшением полярности связи О-Н вследствие увеличения электронодонорных свойств алкильных радикалов в сравнении с атомом водорода .

Многоатомные спирты по свойствам близки к одноатомным, однако, в сравнении с последними обладают более выраженными кислотными свойствами. Поэтому, в отличие от одноатомных растворяют гидроксиды тяжелых металлов. Многоатомные спирты находят большое применение в синтезе высокомолекулярных соединений, медицине, технике и др .

Материалы: этиловый, пропиловый, изопропиловый и трет-бутиловый спирты; глицерин, реактив Лукаса; вода, подкрашенная перманганатом калия; бутиловый, изоамиловый спирты;

медный купорос (CuSO45H2O); поташ (K2CO3) (или гипосульфит калия); металлический натрий;

раствор фенолфталеина; концентрированная серная кислота; КМnO4; 5 %-ный раствор бихромат калия (K2Cr2O7); 25 %-ный раствор разбавленной серной кислоты; концентрированная соляная кислота; 2 %-ный раствор сульфата меди; 10 %-ный раствор гидроксида натрия; нитрит натрия;

гидросульфат калия или натрия .

Опыт 1. Определение характера спиртов Помещают в 3 пробирки отдельно первичный, вторичный и третичный спирты (например, пропиловый, изопропиловый и трет-бутиловый) .

Затем в каждую пробирку приливают по 5 капель реактива Лукаса (хлористый цинк, растворенный в концентрированной соляной кислоте), взбалтывают содержимое пробирок и оставляют на 1 мин. В пробирке с первичным спиртом раствор остался прозрачным, раствор вторичного слегка мутнеет, а в пробирке с третичным образуется на дне маслянистая капля галогеналкила .

Напишите уравнения реакций и объясните различие в реакционной способности спиртов .

Опыт 2. Растворимость спиртов в воде В 4 отдельные пробирки наливают по 3 мл воды, подкрашенной перманганатом калия, и добавляет по I мл этилового, бутилового, изоамилового спиртов и глицерина .

Пробирки встряхивают. Как изменяется растворимость одноатомных спиртов с увеличением молярной массы?

Как влияет на растворимость в воде увеличение числа гидроксильных групп? Почему?

Опыт 3. Горение спиртов В фарфоровые чашки наливают по 10 мл этилового, бутилового и изоамилового спиртов и поджигают их .

По мере увеличения молекулярной массы спирты горят более коптящим пламенем .

Почему? Напишите уравнения реакций .

Опыт 4. Обнаружение присутствия воды в спирте и обезвоживание спирта 1,5-2 г медного купороса (CuSO45H2O) нагревают в фарфоровой чашке на пламени горелки, перемешивая медной проволочкой, до полного исчезновения голубой окраски и прекращения выделения паров воды .

Остывший порошок пересыпают в сухую пробирку и добавляют 2-3 мл этанола. При встряхивании и слабом нагревании порошок приобретает голубой цвет .

Опыт 5. Высаливание спирта из его водного раствора Смешивают в пробирке 2 мл этанола и 2 мл воды той же (комнатной) температуры .

Погрузив в смесь термометр, отмечают повышение температуры при смешивании спирта с водой на 6-8 0С. Поместив несколько капель полученного 50 %-ного спирта на стекло, испытывают, горюча ли эта жидкость .

Затем добавляют к смеси 2 г поташа (K2CO3) (или гипосульфита калия) взбалтывают и дают отстояться. Над водным раствором добавленной соли всплывает слой спирта, который снова испытывают на горючесть .

Опыт 6. Образование и гидролиз алкоголята 2RONa + H2 2ROH + 2Na В сухую пробирку помещают кусочек чистого (свежесрезанного, очищенного от корочек и отжатого от керосина) металлического натрия величиной с небольшую горошину, затем добавляют обезвоженный этанол (~5-7 мл) .

Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой и охлаждают в стакане с водой, предотвращая выкипание спирта в результате экзотермической реакции. Когда выделение газа станет спокойным, подносят пробирку отверстием газоотводной трубки к пламени горелки: выделяющийся водород дает в смеси с воздухом вспышку с характерным резким звуком .

Жидкость постепенно густеет, натрий покрывается слоем твердого алкоголята, и реакция замедляется настолько, что для ее ускорения требуется слегка нагреть пробирку. Если выделение водорода почти прекратится, а натрий полностью не растворится, подогревают смесь до разжижения и удаляют из нее оставшийся кусочек натрия при помощи изогнутой проволочки .

Извлеченный натрий помещают в банку для остатков натрия .

Полученный концентрированный раствор алкоголята при охлаждении закристаллизовывается .

Добавляют в ту же пробирку 5-6 мл воды и испытывают фенолфталеином или универсальной индикаторной бумагой реакцию полученного раствора .

–  –  –

концентрированной соляной кислоты с 1 мл воды и также охлаждают смесь до 0 0С. Осторожно, малыми порциями, вливают кислоту в вводно-спиртовой раствор нитрита натрия, все время взбалтывая и тщательно охлаждая смесь. Над водным раствором быстро всплывает желтоватый слой этилнитрита, имеющего приятный фруктовый запах .

Опыт 9. Межмолекулярная дегидратация спиртов В сухую пробирку помещают 1 мл этанола и 1 мл концентрированной серной кислоты .

Смесь осторожно нагревают над пламенем горелки до побурения раствора. К горячей смеси осторожно добавляют еще 1 мл этанола. Ощущается характерный запах диэтилового эфира .

Реакция протекает в две стадии. Вначале образуется этилсерная кислота:

CH3CH2 OH + HOSO3H CH3 CH2 OSO3H + H2O

В избытке спирта образуется простой эфир:

CH3CH2 O CH2CH3 + H2SO4 CH3 CH2 OSO3H + HO CH2CH3 Если в реакцию вступает относительно много серной кислоты и мало спирта, то при нагревании (до 160 0С) происходит внутримолекулярная дегидратация и образуется алкен .

–  –  –

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Приведите структурные формулы изомерных спиртов с молекулярной формулой С 4Н10О .

Назовите их по систематической номенклатуре .

2. Какой спирт можно получить при восстановлении метилэтилкетона .

3. Приведите уравнения реакций внутримолекулярной и межмолекулярной дегидратации 2бутанола .

4. Каким образом из трет-бутилового спирта можно получить: а) галогеналкил; б) алкоголят; в) сложный эфир?

5. Что образуется при окислении: а) 1-пропанола; б) 2-пропанола; в) 2-метил-2-бутанола?

6. Напишите качественные реакции на глицерин .

–  –  –

Альдегиды и кетоны являются производными углеводородов, содержащими в своем составе карбонильную группу C=O. В отличие от кетонов, в альдегидах карбонильный углерод связан с одним атомом водорода. Это предопределяет их более высокую реакционную способность .

Большинство реакций присоединения протекают за счет двойной связи карбонильной группы, которая поляризована.

Реакции нуклеофильного присоединения начинаются с атаки нуклеофильным реагентом ( Nu-) атома углерода и завершаются последующим присоединением электрофильного реагента (чаще всего протона Н+):

–  –  –

Материалы: 40 %-ный раствор формальдегида; метиловый красный; 10 %-ный раствор гидроксида натрия; 1 %-ный раствор нитрата серебра; 5 %-ный раствор аммиака; растворы Фелинга-1 (раствор сульфата меди) и Фелинга-2 (щелочной раствор сегнетовой соли); 1 %-ный раствор формальдегида; фуксинсернистая кислота; солянокислый гидроксиламин; безводный карбонат натрия; ацетон; гидросульфит натрия .

–  –  –

Опыт 2. Реакция «серебряного зеркала»

В чистую пробирку, которую вымыли при нагревании 10 %-ным раствором гидроксида натрия и ополоснули дистиллированной водой, наливают 2-3 мл 1 %-ного раствора нитрата серебра и прибавляют по каплям 5 %-ный раствор аммиака в таком количестве, чтобы образовавшийся вначале осадок снова растворился. К полученному раствору прибавляют 1 мл 40 %-ного раствора формальдегида и смесь осторожно нагревают на водяной бане при температуре 60-70 0С.

Стенки пробирки покрываются слоем металлического серебра-зеркала:

–  –  –

Опыт 6. Присоединение гидросульфита натрия В реакцию с гидросульфитом натрия вступают лишь кетоны, имеющие рядом с карбонильной группой СН3 – группу .

–  –  –

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Приведите структурные формулы карбонильных соединений с молекулярной формулой С5Н10О .

Дайте им названия по систематической номенкулатуре .

2. Для масляного альдегида приведите примеры реакций:

а) присоединения;

б) замещения карбонильного кислорода;

в) замещения водорода в углеводородном радикале;

г) окисления .

3. На примере ацетона приведите уравнения реакций, используемых для выделения и очистки кетонов .

4. В каких реакциях альдегиды и кетоны обнаруживают различие в свойствах?

5. Какие альдоли могут образоваться при взаимодействии этаналя и бутаналя?

–  –  –

O H O Отщепление протона карбоксильной группы ведет к ее превращению в более стабильный анион кислоты, в котором обе связи С-О равноценны. Степень диссоциации кислот связана с величиной и характером радикала, соединенного с карбоксильной группой: с увеличением длины радикала сила кислот падает. Карбоксильная группа определяет повышенную активность атома водорода в положении .

Для карбоновых кислот известно значительное число производных. Те из них, которые образованы в результате замещения группы - ОН в карбоксиле называются функциональ-ными производными (например, амиды и галогенангидриды кислот). Они являются очень реакционноспособными соединениями .

В практическом отношении важны эфиры непредельных кислот, которые используются для получения высокомолекулярных соединений. Аналогичное применение находят двухосновные кислоты и циклические внутренние амиды. Не менее важное значение имеют сложные эфиры глицерина и высших жирных карбоновых кислот – жиры, а также их соли последних – мыла .

Материалы: уксусный ангидрид; ацетат натрия; концентрированная серная кислота;

индикаторная бумага; 0,1 н раствор уксусной кислоты; металлический магний; оксид меди (II);

хлорангидрид уксусной кислоты; ацетамид; 10 %-ный раствор гидроксида натрия; 10 %-ный раствор серной кислоты; щавелевая кислота; янтарная кислота; раствор гидроксида бария;

изоамиловый спирт; ледяная уксусная кислота; изоамиловый спирт; хлористый ацетил; раствор гидроксида натрия; растительный или животный жир; этанол; 40 %-ный раствор гидроксида натрия; 5 %-ный раствор мыла; 2 %-ный раствор хлорида кальция; 10 %-ного раствор серной кислоты; бромная вода .

Опыт 1. Получение уксусной кислоты

1) в пробирку помещают 5 капель воды, 2 капли уксусного ангидрида и взбалтывают .

Уксусный ангидрид в воде нерастворим, поэтому смесь после стояния расслаивается. Осторожно нагревают содержимое пробирки на пламени горелки, в результате чего жидкость становится однородной. Ангидриды кислот реагируют с водой при нагревании .

2) в пробирку помещают 0,5 г ацетата натрия и добавляют 1,5-1,0 мл концентрированной серной кислоты. Пробирку закрывают газоотводной трубкой и осторожно нагревают реакционную смесь. Выделяющуюся уксусную кислоту определяют по изменению окраски влажной индикаторной бумаги, поднесенной к отверстию газоотводной трубки. Уксусная кислота, как более слабая, вытесняется из ее соли серной кислотой .

3) в пробирку помещают 5 капель холодной воды и добавляют 2 капли хлористого ацетила .

Осторожно встряхивают содержимое пробирки, происходит гидролиз хлорангидрида, образуется однородный раствор. Процесс экзотермичен .

Опыт 2. Взаимодействие уксусной кислоты с магнием и оксидом меди (II)

1) в пробирку наливают около 1 мл 0,1 н раствора уксусной кислоты и добавляют немного металлического магния. Пробирку закрывают прямой газоотводной трубкой с оттянутым концом .

Через некоторое время поджигают выделяющийся водород .

2) к 0,2 г оксида меди (II), помещенного в пробирку, приливают 2-3 мл 0,1 н раствора уксусной кислоты, затем пробирку осторожно нагревают. В результате чего происходит изменение цвета раствора. Какое?

–  –  –

В две сухие пробирки, к которым подобраны газоотводные трубки, всыпают в одну – 1 г щавелевой кислоты, в другую – 1 г янтарной кислоты. Конец каждой газоотводной трубки опускают в пробирки – приемники с 2 мл гидроксида бария. Пробирки нагревают. В случае щавелевой кислоты в пробирке появляется осадок, в случае янтарной – нет .

–  –  –

В сухой пробирке смешивают 2 мл изоамилового спирта, 2 мл ледяной уксусной кислоты и 2 1) капли концентрированной серной кислоты. Реакционную смесь нагревают в кипящей водяной бане 5-10 минут, после чего охлаждают и выливают в пробирку с холодной водой. Сложный эфир (изоамилацетат) всплывает. Пары изоамилацетата вызывают раздражение дыхательных путей, они могут вызвать кашель, поэтому содержимое пробирки следует нюхать осторожно .

2) в пробирку помещают 4 капли изоамилового спирта и прибавляют 4 капли хлорангидрида уксусной кислоты при взбалтывании и охлаждении пробирки холодной водой. Продолжая охлаждение, добавляют равный объем воды и осторожно нейтрализуют смесь раствором гидроксида натрия до слабощелочной реакции на лакмус или индикаторной бумаге. На поверхности появляется слой изоамилацетата с характерным запахом .

Опыт 6. Омыление жиров В широкую пробирку помещают 3 г растительного или животного жира (опыты можно проводить параллельно с разными жирами), 3 мл этанола и 3 мл 40 %-ного раствора гидроксида натрия (спирт вводится для увеличения растворимости жира и ускорения реакции гидролиза) .

Перемешивают смесь встряхиванием (или при помощи палочки) и нагревают на водяной бане до начала кипения. Смесь быстро становится однородной, через 3-5 минут омыление заканчивается .

Для проверки полноты омыления отбирают несколько капель смеси в пробирку, добавляют 5-6 мл горячей дистиллированной воды и нагревают раствор. Если проба растворяется в воде полностью, не выделяя капель жира, омыление можно считать законченным. В противном случае смесь нагревают еще несколько минут .

К полученной густой жидкости добавляют при перемешивании горячий насыщенный раствор поваренной соли. Дают смеси отстояться в водяной бане, затем погружают пробирку почти до краев в стакан с холодной водой на 5-10 минут, при этом слой мыла затвердевает .

Полученное мыло извлекают из пробирки палочкой или шпателем .

–  –  –

2) к 1 мл 5 %-ного раствора мыла добавляют 5 капель 10 %-ного раствора серной кислоты и слегка подогревают в пламени горелки. Всплывает маслянистый слой свободных жирных кислот .

+ H2SO4 RCOOH + NaHSO4 RCOONa Опыт 8. Обнаружение непредельных жиров В пробирку наливают 1-2 мл бромной воды, добавляют 2-3 мл растительного масла и хорошо встряхивают. Наблюдают обесцвечивание .

В состав растительного масла входят остатки непредельных кислот, что обуславливает присоединение брома.

Например:

–  –  –

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Приведите сокращенные структурные формулы изомерных предельных одноосновных карбоновых кислот с молекулярной формулой С5Н10О2 .

2. Предложите различные способы получения пропановой кислоты .

3. Каким образом из пропилового спирта можно получить масляную и изомасляную кислоты?

4. Предложите возможные способы получения ангидрида, хлорангидрида и амида пропионовой кислоты .

5. Какие вещества образуются при гидролизе:

а) СН3 – СН(СН3) – ССl3;

б) СН3 – СН2 – СN;

в) СН3 – СН2 – СООС2Н5;

г) НООС – СН2 – СН2 – СОNН2 .

6. Каким образом можно получить полиметилметакрилат, исходя из изомасляной кислоты?

7. Каким образом можно различить растворы акриловой, муравьиной и уксусной кислот?

4.8. Лабораторная работа № 8 .

Фенолы Фенол, его гомологи и производные являются основой для получения самых различный веществ, спектр использования которых простирается от медицины до предприятий текстильной и легкой промышленности. Химические свойства фенолов определяются взаимным влиянием друг на друга фенильного радикала и гидроксильной группы. В сравнении со спиртами фенолы проявляют значительно более ярко выраженные кислотные свойства, хотя как кислоты они слабее угольной и карбоновых кислот. В отличие от бензола фенолы легко вступают в реакции, приводящие к замещению атомов водорода. Под влиянием электрофильных реагентов замещение протекает в орто- и пара-положения по отношению к гидроксилу, т.к. группа – ОН является электродонорным заместителем (заместитель I рода). Достаточно легко протекают реакции конденсации с альдегидами с образованием цепных синтетических смол .

Многоатомные фенолы по своим свойствам близки к одноатомным, особенностью является высокая склонность к окислению. Из двухатомных фенолов получают различные красители, синтетические смолы, лекарственные препараты .

Материалы: фенол; резорцин; пирокатехин; гидрохинон; пирогаллол; 1 %-ный раствор фенола в воде; индикаторная бумага; эмульсия фенола; 2 н раствор гидроксида натрия; бромная вода; – нафтол; – нафтол; 0,1 н раствор хлорида железа (III); 2 н раствор HCl; 2 н раствор NH4OH; насыщенный раствор бромной воды; 2 н раствор гидроксида натрия; 1 %-ный раствор пирокатехина; 1 %-ный раствор резорцина; 1 %-ный раствор гидрохинона; 1 %-ный раствор пирогаллола; 1 %-ный раствор нитрата серебра; 40%-ный раствор формалина; бихромат калия;

фталевый ангидрид; концентрированная серная кислота; фенолфталеин; щавелевая кислота;

сульфат натрия; йодид калия .

Опыт 1. Растворимость и кислотный характер фенолов К 0,5 г фенола в пробирке добавляют 4-5 мл воды и встряхивают .

Испытывают реакцию полученного раствора индикаторной бумагой. Осторожно нагревают содержимое пробирки, затем вновь охлаждают. Что наблюдается?

Отметьте ограниченную растворимость фенола в воде. Объясните усиление кислотных свойств фенола по сравнению с этиловым спиртом .

Опыт 2. Получение и разложение фенолята натрия Перенесите в чистую пробирку 4 капли эмульсии фенола в воде, полученную в опыте 1, добавьте 2 капли 2 н раствора гидроксида натрия .

Что наблюдается?

К полученному раствору добавьте несколько капель разбавленной серной кислоты. Почему вновь образовалась эмульсия? Приведите уравнения реакций .

Опыт 3. Бромирование В пробирку помещают 1 мл раствора фенола, при встряхивании по каплям прибавляют бромную воду .

Раствор обесцвечивается и выпадает белый осадок. Напишите уравнение реакции бромирования фенола, с образованием 2,4,6-трибромфенола .

–  –  –

Опыт 5. Растворимость фенола в воде Поместите в пробирку 1 каплю жидкого фенола, добавьте 1 каплю воды и взболтайте .

Получиться мутная жидкость – эмульсия фенола, которая относительно трудно растворяется в воде. При стоянии такая эмульсия постепенно расслаивается, причем внизу будет раствор воды в феноле, или жидкий фенол, а вверху – раствор фенола в воде, или карболовая вода .

Прибавляйте по каплям воду, каждый раз встряхивая пробирку, пока не получится прозрачный раствор фенола в воде. Определите (приблизительно) растворимость жидкого фенола в воде. Познакомьтесь с характерным запахом фенола. Полученную фенольную воду используют для последующих опытов .

Опыт 6. Цветные реакции на фенольную группу С помощью пипетки поместите 3 капли прозрачной фенольной воды из опыта № 5 в отдельную пробирку и добавьте 1 каплю 0,1 н раствора FeCl 3 – появляется фиолетовое окрашивание .

Это характерная реакция на фенолы, так как все они дают с FeCl 3 различные окрашенные комплексы. После прибавления 1 капли 2 н раствора HCl окраска исчезает .

Более чувствительной реакцией на фенол является индофеноловая проба. Поместите в пробирку 1 каплю прозрачной карболовой воды из опыта № 5. Добавьте к ней 3 капли 2 н раствора NH4OH и затем 3 капли насыщенного раствора бромной воды. Через несколько секунд на белом фоне бумаги можно заметить синее окрашивание, постепенно усиливающееся за счет образования красящего вещества – индофенола .

Появление синей окраски обусловлено возникновением в молекуле индофенола характерной хиноидной группировки:

–  –  –

Опыт с фенолом показывает, что под влиянием гидроксильной группы атомы водорода в бензольном кольце приобретают большую подвижность и очень легко замещаются бромом .

Опыт 8. Доказательство кислотного характера фенола К остатку фенольной воды из опыта № 5 добавьте 1 каплю фенола и взболтайте .

К вновь полученной мутной эмульсии фенола в воде добавьте 1 каплю 2 н раствора гидроксида натрия .

Моментально образуется прозрачный раствор фенолята натрия, так как он хорошо растворяется в воде:

–  –  –

Опыт 9. Разложение фенолята натрия кислотой В прозрачный раствор фенолята натрия из опыта № 8 добавьте 2 капли 2 н раствора HCl .

Жидкость моментально мутнеет вследствие выделения свободного фенола:

–  –  –

В 4 пробирки налейте по 3 капли каждого 1 %-ного раствора фенола. В каждую из пробирок добавьте по 1 капле 0,1 н раствора FeCl 3. В пробирке с пирокатехином появляется зеленое окрашивание; с резорцином – фиолетовое; с гидрохиноном – зеленое, очень быстро переходящее в желтое (окисление гидрохинона в хинон); с пирогаллолом – красное .

Проделайте эти опыты на белой фильтровальной бумаге. Для этого на фильтр нанесите по 1 капле растворов (1 %-ный раствор) фенолов. Когда капли растекутся, в центре каждого пятна поместите по 1 капле раствора хлорида железа (III). В случаях с пирокатехином и пирогаллом удается наблюдать эффект распределительной хроматографии на бумаге – пофазное распределение продуктов окисления в виде концентрических колец. Уловить зеленую окраску от гидрохинона удается лишь в момент попадания капли хлорида железа (III) в раствор гидрохинона при наблюдении на фоне белой бумаги.

Появление быстроизменяющейся зеленой окраски указывает на то, что при окислении гидрохинона в хинон образуется промежуточное соединение одной молекулы гидрохинона с одной молекулой хинона, так называемый хингидрон:

OH O

–  –  –

гидрохинон (бесцветный) + хинон (желтый) = хингидрон (зеленый) Обратите внимание на изменение системы двойных связей в молекуле хинона. Характерная для многих красителей хиноидная группировка получила свое название от хинона .

Приложите образцы полученных хроматограмм к своему рабочему журналу .

Опыт 11. Цветные реакции фенолов с гидроксидом натрия Все фенолы под влиянием кислорода воздуха более или менее быстро окисляются, давая очень сложные смеси окрашенных продуктов .

В присутствии щелочи реакция окисления фенолов значительно ускоряется. Скорость реакции окисления у разных фенолов различна, что позволяет отличать фенолы друг от друга. Реакции окисления фенолов в присутствии щелочи очень удобно наблюдать на фильтровальной бумаге .

На фильтровальную бумагу нанесите через равные промежутки по 1 капле растворов:

пирокатехина, резорцина, гидрохинона и пирогаллола. Когда капли растекутся, в центре каждого пятна поместите по 1 капле 2 н раствора гидроксида натрия. От пирокатехина немедленно образуется зеленое пятно; от пирогаллола (с такой же скоростью) – темно-коричневое, от гидрохинона – желтое с зеленой каемкой по периферии; от резорцина – слабо выраженное кольцо коричневого цвета. Приложите образцы полученных хроматограмм к своему рабочему журналу .

Обратите внимание на то, что зеленое пятно у пирокатехина постепенно начинает желтеть (частичное образование о-хинона). Постепенное изменение окраски пятна от пирогаллола указывает на то, что окисление его протекает не сразу, а пофазно с образованием промежуточных продуктов .

Опыт 12. Реакции фенолов с нитратом серебра Еще более резко отличаются фенолы по своему отношению к азотнокислому серебру, которое они восстанавливают при окислении .

На восстанавливающих свойствах фенолов основано применение многих из них в качестве проявителей в фотографии .

Поместите предметное стекло на белую бумагу. Через равные промежутки нанесите через равные промежутки по 1 капле растворов: пирокатехина, резорцина, гидрохинона и пирогаллола .

Быстрее всего окисляется пирогаллол, затем гидрохинон и пирокатехин. Очень слабо и медленно окисляется резорцин. Появляется только слабое побурение раствора резорцина, в то время как раствор пирогаллола становится уже коричневым, а на поверхности выделяется даже пленка металлического серебра .

–  –  –

В небольшую колбу с отводной широкой холодильной трубкой помещают 1 г гидрохинона, 3 г бихромата калия и 20 мл воды. Смесь постепенно буреет, темнеет и сильно густеет вследствие выделения кристаллов хингидрона. Добавляют в колбу 1 мл концентрированной серной кислоты и кипятильный камешек, вставляют пробку с холодильной трубкой и нагревают смесь до энергичного кипения, собирая отгон в пробирку. Сначала появляются желтые пары хинона, затем быстро отгоняется несколько миллилитров его водного раствора, а в холодильной трубке скапливаются ярко-желтые кристаллы. Прекращают перегонку после того, когда количество образовавшихся кристаллов перестанет увеличиваться. Кристаллы выталкивают из трубки палочкой или проволокой, отфильтровывают их из водного раствора и отжимают на фильтровальной бумаге .

Отмечают характерный запах хинона, а водный раствор используют для определения реакций хинона:

1) несколько кристаллов сульфита натрия растворяют в 1 мл воды и подкисляют раствор разбавленной серной кислотой до появления отчетливого запаха сернистого газа. Часть этой жидкости очень медленно, по каплям, при сильном встряхивании, добавляют к 2-3 мл насыщенного раствора хинона (см. выше). От первых капель образуется коричневая окраска и выделяются темно-зеленые кристаллы хингидрона. При дальнейшем воздействии сернистой кислоты кристаллы постепенно исчезают, достигнув этого прекращают добавление сульфита натрия;

2) к полученному бесцветному раствору (из опыта А) добавляют немного желтого раствора хинона и наблюдают изменения;

3) растворяют немного гидрохинона в 1-2 мл воды, добавляют раствор хинона и сравнивают полученные результаты с данными опыта Б;

4) к 1-2 мл раствора хинона добавляют немного раствора йодида калия, а затем 1-2 капли разбавленной серной кислоты, выделяется йод;

5) к 1-2 мл раствора хинона добавляют равный объем разбавленного раствора щелочи .

Жидкость мгновенно буреет, через несколько минут подкисляют смесь разбавленной серной кислотой. Выделяются коричневые хлопья .

–  –  –

флуоресцеин Опыт проводят с различными фенолами .

Помещают в сухую пробирку 0,1 г фенола и растертого в порошок фталевого ангидрида 1:

2 моль (или резорцина, или -нафтола, -нафтола). Смешивают оба вещества встряхиванием, смачивают смесь 1-2 каплями концентрированной серной кислоты и осторожно нагревают пробирку в пламени горелки. Нагревание прекращают, когда из расплавившейся смеси начнут выделяться пузырьки .

Дают пробирке остыть, приливают в нее 5-7 мл воды и встряхивают. Часть полученного кислого водного раствора отливают в другую пробирку и добавляют к нему по каплям сначала щелочь до изменения окраски раствора, а затем разбавленную кислоту до возвращения первоначальной окраски или до обесцвечивания .

–  –  –

Помещают в сухую пробирку 0,05 г щавелевой кислоты (в порошке) примерно вдвое больше кристаллического фенола. Смешивают оба вещества легким встряхиванием и, смочив смесь 1-2 каплями концентрированной серной кислоты, осторожно нагревают ее в пламени горелки до начала кипения и появления интенсивно желтой окраски .

Охладив пробирку, добавляют к затвердевшему продукту реакции 3-4 мл воды и встряхивают; образуется ярко-желтый раствор. При добавлении разбавленной щелочи желтая окраска жидкости переходит в красную, а при последующем подкислении – снова в желтую .

–  –  –

1. Гиттис С.С. Практикум по органической химии / С.С. Гиттис, А.И. Глаз, А.В. Иванов– М.: Высшая школа, 1991. – 303с .

2. Аверина А.В. Лабораторный практикум по органической химии / А.В. Аверина, А.Я. СнегиреваМ.: Высшая школа, 1980. – 184с .

3. Грандберг И.И. Практические и семинарские занятия по органической химии / И.И. Грандберг М.: Высшая школа, 1987. – 239с .

4. Лабораторные работы по органической химии / под ред. О.Ф. Гинзбурга и А.А. Петрова - М.:

Высшая школа, 1982. – 189с .

5. Некрасов В.В. Руководство к малому практикуму по органической химии / В.В. Некрасов - М.:

Химия, 1975. 328с .

6. Петров А.А. Органическая химия : Учебник для вузов / Под ред. Стадничука М.Д.- 5-е изд.,перераб.и доп. – СПб.: Иван Федоров, 2002- 624с .

7. Рево А.Я. Практикум по органической химии / А.Я. Рево– М.: Высшая школа, 1971. – 208

8. Травень В.Ф. Органическая химия / В.Ф Травень. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2005г.- 1,2 т .

Редактор А.А. Литвинова _________________________________________________________

В печать Объем усл. п. л. Офсет. Формат 60х84/16 .

Бумага тип №3. Заказ № _________. Тираж ____ экз. Цена свободная _________________________________________________________

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия:

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1

3.6 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К

ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОГО

ПРАКТИКУМА (часть 2 – синтез органических соединений) Учебно-практическое пособие

–  –  –

Лабораторный практикум по органической химии (часть 2 – синтез органических соединений). Учебно-практическое пособие. — Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2013. — 34 с .

Учебно-практическое пособие содержит методики лабораторных синтезов некоторых органических соединений. Подобраны простые синтезы, при выполнении которых студенты осваивают основные приемы работы с лабораторной посудой, установками и органическими веществами. Пособие предназначено для студентов направления 240100 Химическая технология .

–  –  –

Рецензент кандидат технических наук, доц. В.П.Кашпарова СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ Правила техники безопасности в лаборатории органической химии Общие методы работы Работа с химической посудой и установками Методы очистки органических соединений и определение их физических констант Выделение и очистка органических соединений

МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Галогенирование Лабораторная работа № 1. Получение бромистых алкилов Лабораторная работа № 2. Йодоформ Ацилирование Лабораторная работа № 3. Получение сложных эфиров Лабораторная работа № 4. Ацетанилид Лабораторная работа № 5. Аспирин Окисление Лабораторная работа № 6. Бензойная кислота Лабораторная работа № 7. Антрахинон Восстановление Лабораторная работа № 8. Анилин Нитрование Лабораторная работа № 9. Паранитроацетанилид Гидролиз (омыление) Лабораторная работа № 10. Паранитроанилин Сульфирование Лабораторная работа № 11. Сульфаниловая кислота Диазотирование Лабораторная работа № 12. Йодбензол Азосочетание Лабораторная работа № 13. -Нафтолоранж Лабораторная работа № 14. Паранитроанилиновый красный Основания Шиффа Лабораторная работа № 15. Азометины Реакция Канниццаро Лабораторная работа № 16. Бензиловый спирт и бензойная кислота из бензальдегида Реакции конденсации Лабораторная работа № 17. Флуоресцеин Реакция Дильса-Альдера Лабораторная работа № 18. Аддукт антрацена и малеинового ангидрида Лабораторная работа № 19. Получение красителя на основе аддукта и резорцина Интерактивная работа. Лабораторная работа № 20 .

ПРИЛОЖЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Учебно-практическое пособие по органической химии (часть 2 – синтез органических соединений) содержит методики лабораторных синтезов органических соединений, сгруппированные по типам органических реакций .

Выбраны простые синтезы, при выполнении которых студенты приобретают навыки работы с химической посудой, приборами и установками, необходимыми для синтеза и очистки получаемого ими органического соединения, а также осваивают важнейшие приемы работы с органическими веществами .

Заключительная интерактивная лабораторная работа позволит студентам проверить свои знания по безопасным методам работы в лаборатории органического синтеза, а также сконцентрировать внимание на анализе возможных ошибок, допущенных при выполнении лабораторных работ .

Лабораторный практикум предназначен для студентов направления 240100 Химическая технология .

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ В ЛАБОРАТОРИИ

ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

–  –  –

1.1. Общие правила .

Работать одному в лаборатории запрещается, так как при несчастном случае некому будет оказать необходимую помощь. Приступать к работе можно только с разрешения преподавателя. При этом следует ознакомиться со свойствами используемых и применяемых в синтезах соединений (токсичность, огнеопасность) .

Категорически запрещается пробовать химические вещества на вкус, нюхать вещества можно лишь направляя к себе пары или газ движением руки, не наклоняясь над сосудом .

Все опыты с пахнущими и ядовитыми веществами проводить в вытяжном шкафу. Проводить опыты в грязной посуде запрещается. Посуду следует вымыть сразу после опытов .

Запрещается применять для опытов реактивы без надписей .

Запрещается принимать в лаборатории пищу и воду .

Запрещается выливать в раковины остатки кислот, щелочей, сернистых соединений, огнеопасных жидкостей и т.д. Сливать их необходимо только в предназначенную для них специальную посуду .

Запрещается наклоняться близко к установке, в которой идет реакция, производится нагревание, перемешивание .

Нагревать жидкости в колбе или пробирке следует постепенно, направляя отверстие пробирки или колбы в сторону от себя и находящихся рядом людей .

О всех замеченных неисправностях немедленно сообщить преподавателю или дежурному инженеру .

Органические вещества нельзя брать руками, так как многие из них вызывают ожоги и отравления .

Нельзя без перемешивания резко нагревать гетерогенные смеси, во избежание местного перегрева или выброса .

Зажимать колбу в лапке штатива следует за самую верхнюю часть горла колбы, при этом левой рукой зажать в лапке горло колбы, а правой - осторожно вращать винт до легкого упора, чтобы не раздавить колбу .

В лаборатории следует работать обязательно в хлопчатобумажном халате и защитных очках. Особенно необходимы очки при работе с концентрированными растворами кислот и щелочей, дроблении твердой щелочи или фенола, при сплавлении органических соединений, т.е. всегда, когда имеется опасность разбрызгивания или разбрасывания едких веществ и осколков стекла .

1.2 Работа с легковоспламеняющимися жидкостям .

Все органические вещества горят, поэтому следует соблюдать осторожность при работе с ними .

Особенно осторожным нужно быть с органическими жидкостями:

работать с ними вдали от открытого огня, не держать большие количества на рабочем столе, выливать в специальную посуду, а не в раковину. Горючие жидкости необходимо нагревать только в колбе с обратным холодильником .

При работе с горючими и легковоспламеняющимися веществами (эфиры, спирты, толуол, ацетон, керосин и др.) следует помнить, что нагревание и отгонка производится на водяной или воздушной бане с электрообогревом с закрытыми нагревательными элементами. Нагревать эти вещества на открытом огне или в его близи запрещено. При перегонке легковоспламеняющихся жидкостей необходимо применять только водяной холодильник, использовать водяную баню, работать вдали от открытого огня .

Нельзя проводить перегонку веществ досуха, так как многие вещества (диэтиловый эфир, диоксан и т.д.) образуют взрывоопасные вещества при соприкосновении с воздухом .

Нельзя упаривать горючие жидкости в открытых сосудах .

Небольшие ожоги на коже обрабатывают специальными медицинскими средствами .

При возникновении пожара необходимо выключить все нагревательные приборы, убрать от огня горючие вещества, затем накрыть пламя асбестом или тряпкой. Если горящая жидкость вылилась на стол, необходимо засыпать пламя песком. Если пожар не гаснет, применяют огнетушитель. При пожаре необходимо звонить по телефону 01 .

1.2. Работа с ядовитыми и едкими веществами Работа с ядовитыми, раздражающими органы дыхания, сильно пахнущими веществами должна проводиться в вытяжном шкафу, обязательно в резиновых перчатках. Нельзя проливать и просыпать эти вещества, в противном случае немедленно все убрать .

К токсичным веществам относится значительное количество органических соединений (фенол, толуол, уксусный ангидрид, метиловый спирт, хлорангидриды низших кислот, гидразины и т.д.), а также ряд неорганических веществ (бром, хлор, сероводород, оксиды азота и т.д.). Они хранятся в вытяжном шкафу, работать с ними необходимо в очках и перчатках .

Бром часто используется в органическом синтезе. Это ядовитое вещество сильно действует на слизистые оболочки и дает трудно заживающие ожоги .

Переносить склянки с бромом можно только в банках или чашках с песком. Кран капельной воронки, из которой приливают бром, должен быть смазан фосфорной кислотой и укреплен резиновым колпачком .

Работать с бромом можно только в вытяжном шкафу, не вдыхать его пары, так как он вызывает ожоги. Обожженное бромом место кожи обработать спиртом или специальными медицинскими средствами .

1.3. Работа с кислотами и щелочами .

Работать с концентрированными кислотами и щелочами следует осторожно и обязательно в защитных очках, в вытяжном шкафу. Не проливать их на рабочий стол, пол и т.д.

Если это случилось, необходимо засыпать пролитое песком, затем эту массу смести, после чего обработать место, где была разлита:

кислота - содой, а затем смыть водой; щелочь - разбавленной уксусной кислотой, а затем смыть водой .

При ожоге кислотами или щелочами нужно быстро промыть обожженное место сильной струей воды, а затем обрабатывать специальными медицинскими средствами .

Смешивать серную кислоту с водой нужно небольшими порциями, помешивая и охлаждая. Правило №1: кислоту льют в воду, а не наоборот .

Кислоты и щелочи нельзя выливать в раковину. Для слива их в лаборатории находятся специальные склянки .

–  –  –

специальном сейфе в герметичной банке под слоем керосина .

Работать со щелочными металлами нужно в защитных очках .

Остерегаться попадания воды на щелочные металлы во избежание взрыва. При работе с ними стол и посуда должны быть сухими .

РАБОТА С ХИМИЧЕСКОЙ ПОСУДОЙ И УСТАНОВКАМИ

Подавляющая часть работ в современных химических лабораториях связана с использованием стеклянной посуды, аппаратов и приборов, которые представлены ниже:

ОБЩИЕ МЕТОДЫ РАБОТЫ

Правильная, тщательная сборка установки для работы в химической лаборатории в значительной степени обеспечивает успех работы. При неплотных соединениях возможна не только потеря части вещества или растворителя, но и воспламенение паров летучих жидкостей, что может привести к пожару или опасному взрыву .

Нагревание При проведении реакций не рекомендуется нагревать реакционный сосуд непосредственно пламенем горелки, так как стеклянная посуда при этом легко может лопнуть; кроме того, вследствие местного нагрева может произойти разложение части вещества. При нагревании до температуры 100 °С пользуются водяной баней. Если ведут нагревание до температур выше 100 °С, то нагревают реакционный сосуд на асбестовой сетке, также можно пользоваться воздушными банями и электроплитками. Для обеспечения большей равномерности нагревания применяют песчаные, масляные или парафиновые бани (до температур не выше 250 0С) .

Охлаждение При проведении экзотермических реакций часто в результате выделения значительных количеств тепла может произойти перегрев реакционной смеси, связанный или с потерей летучих соединений, или с разложением вещества. В таких случаях приходится принимать меры для отвода избыточного тепла. Простейшим способом является погружение сосуда с реагирующей смесью в холодную воду со льдом .

Некоторые реакции, например, диазотирование ароматических аминов, необходимо проводить при температуре около 0 0С. В этих случаях прибегают к охлаждению льдом или снегом .

Конденсация Для конденсации паров чаще всего пользуются шариковым холодильником (рисунок 1), который имеет большую поверхность охлаждения .

Для конденсации паров жидкостей, кипящих выше 130 °С, холодильники с водяным охлаждением применять нельзя, так как вследствие резкого перепада температур трубка холодильника может треснуть. В таких случаях пользуются воздушным холодильником (рисунок 6-в), представляющим собой узкую тонкостенную стеклянную трубку, длина которой определяется температурой кипения жидкости и скоростью перегонки .

Рисунок 1. Установка для получения органического соединения:

1- круглодонная колба; 2 – обратный шариковый холодильник; 3 - асбестовая сетка .

Перемешивание Тем или иным способом приходится добиваться интенсивного перемешивания реакционной смеси в случае, если одно из реагирующих веществ добавляют постепенно в процессе реакции, и местное повышение концентрации может изменить ход процесса. При работе с малыми количествами вещества часто оказывается достаточным перемешивания от руки (стеклянной палочкой) или встряхивания реакционного сосуда. При работе с большими количествами и при реакциях, протекающих в течение длительного времени, приходится прибегать к механическому перемешиванию. Для этого пользуются стеклянной винтовой мешалкой или мешалкой с лопастями, приводимой в движение маленьким электромотором .

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ФИЗИЧЕСКИХ КОНСТАНТ

Синтез органических соединений состоит из двух частей:

1- проведение реакции;

2- очистка полученного вещества .

Часто очистка требует больше труда и времени, нежели сама реакция, т.к. полученное органическое соединение бывает сильно загрязнено продуктами побочных реакций, остатками исходных веществ и т.д. Твердые вещества обычно перекристаллизовывают или возгоняют, жидкости - перегоняют. Существуют и другие способы очистки .

Критерием чистоты органического соединения являются его физические константы (для жидких – температура кипения, для твердых – температура плавления):

Температура кипения. Определение температуры кипения вещества обычно проводят путем перегонки. При падении первой капли дистиллята отмечают температуру и считают ее температурой кипения данного вещества. Чистое вещество перегоняется в интервале 1°С почти полностью. Однако температура кипения в отличие от температуры плавления сильно зависит от давления паров, и ее точное определение связано со значительными трудностями. Часто температурой кипения вещества считают интервал температур кипения, наблюдаемый при перегонке .

Точка плавления. Небольшое количество тонко измельченного и сухого вещества забирают открытым концом стеклянного капилляра и осторожным постукиванием переводят в запаянный конец. Для уплотнения слоя кристаллов капилляр бросают запаянным концом вниз в вертикально поставленную на стеклянную пластину стеклянную трубку диаметром 1-1,5 м. При падении капилляра вещество в нем уплотняется. Высота слоя вещества в капилляре должна быть 3-4 мм. Заполненный капилляр укрепляют на термометре при помощи резинового колечка, при этом вещество должно находиться у середины ртутного шарика. Собранный прибор медленно нагревают, наблюдая за поведением вещества в капилляре. Отмечают температуру начала и конца плавления. Чистое вещество плавится в интервале 1-2 0С. По температуре плавления можно судить о чистоте вещества: пониженная температура, по сравнению с указанной в справочнике, растянутый интервал температуры плавления или нерезкий характер плавления говорят о наличии в веществе примесей. Определение температуры плавления следует проводить в защитных очках .

ВЫДЕЛЕНИЕ И ОЧИСТКА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Синтезируемое вещество, получаемое в результате какой-либо реакции, обычно находится в реакционной смеси совместно с другими веществами. Поэтому возникает задача выделения нужного вещества из сложной смеси. Между методами выделения вещества из сложной реакционной смеси и методами его последующей очистки нет резкой разницы. Обычно используют различие в растворимости или в летучести веществ, имеющихся в смеси. Для очистки пользуются различной способностью разных веществ поглощаться адсорбентами, например активированным углем .

Перекристаллизация Перекристаллизация основана на растворении очищаемого вещества в подходящем растворителе до насыщения при нагревании, фильтровании горячего раствора от нерастворившихся примесей и последующем охлаждении фильтрата, в результате чего из раствора выкристаллизовывается более чистое вещество .

Перекристаллизация проводится следующим образом: подлежащее очистке вещество помещают в колбу, добавляют небольшое количество растворителя, нагревают колбу до кипения (до полного растворения вещества). Полученный концентрированный раствор необходимо отфильтровать на воронке Бюхнера, которая вставляется в толстостенную коническую колбу Бунзена (рисунок 2) .

Фильтр, вкладываемый в воронку Бюхнера, должен быть несколько меньшего размера, чем воронка, полностью закрывать все отверстия воронки и не прилегать к ее стенкам. Перед фильтрованием фильтр нужно смочить растворителем и затем включить насос. Кристаллы из сосуда, в котором производилась кристаллизация, переносят на фильтр с помощью стеклянной палочки, а оставшиеся кристаллы на стенках сосуда смывают небольшими порциями отфильтрованного маточного раствора или воды .

Во избежание кристаллизации во время фильтрования можно также пользоваться воронкой для горячего фильтрования (рисунок 3). Эта воронка имеет двойные стенки, между которыми наливается вода, подогреваемая горелкой. Внутрь этой воронки вставляется обычная стеклянная воронка с фильтром. Очищаемое вещество должно плохо растворяться в холодном растворителе и хорошо при нагревании. Растворитель не должен реагировать с кристаллизуемым веществом, должен легко удаляться с поверхности кристаллов при высушивании. С целью удаления окрашенных примесей в раствор добавляют адсорбент (активированный уголь). Большое значение для успеха работы имеет правильный выбор растворителя .

Рисунок 2 - Рисунок 3 Воронка Бюхнера с конической колбой Бунзена Воронка для горячего фильтрования Экстракция Экстракция, так же как и кристаллизация, основана на использовании различия в растворимости выделяемого вещества и сопутствующих ему примесей .

Выделяемое вещество можно экстрагировать как из примеси твердых веществ, так и из растворов. Для экстракции легко растворимого продукта из смеси твердых веществ можно применить простое промывание смеси растворителем на фильтре .

В случае малорастворимого продукта пользуются специальными приборами экстракторами .

Для извлечения органических веществ, находящихся в водном растворе, пользуются делительной воронкой (рисунок 4), в которой взбалтывают раствор с органическим растворителем, не смешивающимся с водой, и после отстаивания отделяют разделившиеся слои .

Рисунок 4 - Делительная воронка

Высушивание жидкостей .

Перед тем как отгонять вещество и подвергать его дальнейшей очистке, необходимо освободить раствор от содержащейся в нем влаги.

В качестве высушивающих средств чаще всего применяют:

Хлорид кальция (применяют для высушивания углеводородов, галогенпроизводных углеводородов, простых эфиров и многих других органических соединений);

Металлический натрий (применяют для высушивания углеводородов и простых эфиров, не содержащих воду);

Гидроксид калия (твердое кали) или гидроксид натрия (едкий натр) (применяют для высушивания аминов и других азотистых органических оснований);

Карбонат (углекислый) калий (применяют для высушивания спиртов, кетонов и легко окисляющихся органических оснований, которые не рекомендуется сушить щелочами);

Сульфат (сернокислый) натрий, обезвоженный прокаливанием (применяют для высушивания органических кислот, фенолов и сложных эфиров);

Оксид кальция или обезвоженный сульфат меди (применяют для высушивания этилового спирта, трудно отдающего воду) .

Перегонка .

Перегонка или дистилляция является важнейшим методом очистки жидкостей, основанным на различиях их температур кипения (рисунки 5- а, б) .

Перегонка (или дистилляция) заключается в нагревании жидкости до кипения и конденсации ее паров в виде дистиллята в холодильнике, откуда дистиллят стекает в колбу-приемник. Для низкокипящих жидкостей применяется холодильник с водяным охлаждением. Обычную перегонку целесообразно применять для жидкостей с температурой кипения от 40 до 200 0С, так как свыше 200 0С – многие вещества заметно разлагаются, а ниже 40 0С – происходят значительные потери .

Для перегонки применяются круглодонные колбы с газоотводными трубками – (рисунок 5-а) .

Рисунок 5-а - Установка фракционной перегонки:

1 - круглодонная колба; 2 - переходник; 3 - прямой холодильник; 4 - аллонж; 5 - колба-приемник .

жидкость кипит при температуре выше 130 0С, используется Если холодильник с воздушным охлаждением .

Наиболее простым и удобным сосудом для перегонки является перегонная колба Вюрца, в шейке которой при помощи пробки укрепляют термометр так, чтобы верхняя часть шарика термометра была на одном уровне с нижним краем отверстия, к которому припаяна отводная трубка (рисунок 5-б). Колбу соединяют с холодильником, размер и тип выбирают в зависимости от скорости перегонки и температуры кипения отгоняемой жидкости – чтобы обеспечить полную конденсацию паров .

Рисунок 5–б - Установка фракционной перегонки:

1- колба Вюрца; 2– ртутный термометр; 3 – прямой холодильник; 4– аллонж; 5- колба-приемник; 6 - асбестовая сетка

–  –  –

Многие высококипящие органические соединения разлагаются при температурах своего кипения, такое разложение усиливается в присутствии щелочей, кислот и других веществ, реагирующих с основным продуктом. В целях снижения температуры кипения применяют перегонку под уменьшенным давлением или с водяным паром (рисунок 7) .

С водяным паром можно перегонять органические вещества, химически не взаимодействующие и не смешивающиеся с водой или ограничено смешивающиеся с водой при температуре кипения .

Перегонку с водяным паром производят на приборе, состоящем из парообразователя (паровика), снабженного опущенной почти до самого дна предохранительной трубкой, перегонной колбы, водяного холодильника и приемника .

Рисунок 7 - Перегонка с водяным паром:

1- паровик; 2-круглодонная колба; 3- прямой холодильник;

4 – аллонж; 5 - колба-приемник; 6 - переходник .

Во избежание перебросав перегоняемой жидкости в приемник, следует пользоваться колбами с длинным горлом и располагать ее наклонно, чтобы летящие вверх брызги не попадали в пароотводящую трубку; последняя должна лишь на немного выступать из пробки. Колбу наполняют жидкостью не более чем на 1/3. На боковой отросток надевают короткую резиновую трубку. Паровик подогревают горелкой и одновременно через асбестовую сетку подогревают перегонную колбу для того, чтобы избежать значительного увеличения объема жидкости за счет конденсации водяных паров; подогревание колбы продолжают вести все время перегонки. После того как вода в паровике закипит, начинается перегонка. Перегонку заканчивают, когда капли дистиллята будут содержать только воду. По окончании перегонки гасят горелки, тем самым устраняется опасность втягивания жидкости из колбы в паровик. Дистиллят, состоящий из двух слоев, разделяют согласно методике проводимого синтеза .

Возгонка Многие твердые органические вещества можно превратить в пар, не расплавляя, и пар непосредственно сконденсировать с образованием твердого вещества. Такое явление называется возгонкой или сублимацией (рисунок 8) .

Простой прибор для возгонки состоит из фарфоровой чашки, закрытой сверху круглым бумажным фильтром с множеством отверстий, фильтр кладут гладкой стороной вниз, чтобы сублимат-продукт не попадал обратно в чашку;

накрывают стеклянной воронкой, с вложенным в нее сухим фильтром. Воронка должна иметь меньше сечение, чем чашка. Собранный прибор ставят на асбестовую сетку, воронку закрепляют лапкой и нагревают на медленном огне до тех пор, пока на воронке не исчезнут появившиеся при нагревании капли воды, после чего нагревание продолжают еще 10-15 минут .

Затем горелку убирают и дают прибору остыть, не снимая воронки с чашки .

Возогнанное вещество аккуратно собирают и взвешивают .

–  –  –

МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

ГАЛОГЕНИРОВАНИЕ

Процесс введения в молекулу органического соединения галогена с образованием связи углерод – галоген называется галогенированием. Этому процессу подвергаются углеводороды и их различные производные. Многие реакции галогенирования органических соединений используются в промышленности. Галогенпроизводные применяются как растворители, инсектициды, исходные продукты для получения соединений других классов .

–  –  –

Материалы и посуда: бромид калий, спирт (этиловый, пропиловый, изопропиловый, амиловый, изоамиловый, бутиловый, изобутиловый), серная кислота, 10 %-ный раствор карбоната натрия, безводный хлорид кальция;

круглодонная колба емкостью 500 мл, прямой холодильник, обратный холодильник, колба Вюрца, делительная воронка, термометр ртутный, химические стаканы .

Способ 1 .

Собирают установку согласно рисунку 5-а (для этилового, пропилового, изопропилового спиртов в качестве исходных). Холодильник заполняют водой. В колбу-приемник приливают воду, чтобы конец аллонжа на 1 см был опущен в воду .

В круглодонную колбу наливают 0,76 моль спирта и 35 мл воды, затем при постоянном помешивании и охлаждении приливают 75 мл концентрированной серной кислоты. Далее смесь охлаждают до комнатной температуры и добавляют 60 г мелкоизмельченного бромистого калия (или 51,5 г бромистого натрия). Колбу со смесью присоединяют к собранной установке. Нагревают реакционную смесь в колбе на асбестовой сетке; жидкость в колбе может вспениваться (необходимо следить, чтобы слой пены не превышал 1,5 см, в связи с возможным выбросом реакционной смеси из колбы в холодильник и колбу-приемник – в этом случае следует ослабить или прекратить нагревание). Продукт начинает отгоняться и собираться в виде маслянистых капель на дне колбы-приемника. Лишнюю воду отбирают пипеткой от верхнего слоя воды. Реакцию можно считать законченной, если прекратится выделение в колбу-приемник маслянистых капель .

Очистка бромистого алкила. Из колбы-приемника сливают верхний слой воды, а оставшуюся жидкость переливают в делительную воронку (рисунок 4) .

Отделяют нижний маслянистый слой, оставшуюся воду выливают из делительной воронки. К отделенному продукту приливают двойной объем 10 %-ного раствора карбоната натрия, тщательно перемешивают и вновь отделяют при помощи делительной воронки нижний тяжелый слой от водного раствора солей. Снова к отделенному продукту приливают 50-70 мл воды и отделяют продукт от воды при помощи делительной воронки в сухой стакан. Бромистый алкил высушивают безводным хлоридом кальция .

Высушенный продукт переносят в колбу Вюрца, так, чтобы хлорид кальця не попал в перегонную колбу. Собирают установку для перегонки согласно рисунку 5-б. Холодильник заполняют водой. Колбу Вюрца закрывают пробкой с ртутным термометром, осторожно нагревают колбу на водяной бане и перегоняют продукт при необходимой температуре, собирают его в чистый сухой химический стакан. Температурные границы фракции определяют по температуре кипения продукта (приложение-таблица 1) .

Способ 2 .

Собирают установку для перегонки согласно рисунку 5-а (для изобутилового, бутилового, амилового, изоамилового спиртов в качестве исходных). Холодильник заполняют водой. В колбу-приемник приливают воду, чтобы конец аллонжа на 1 см был опущен в воду .

В круглодонную колбу наливают 70 мл воды, 0,5 моль спирта и 75 г мелкоизмельченного бромистого калия. Колбу присоединяют к установке и через верхний конец обратного холодильника при помощи воронки небольшими порциями прибавляют 50 мл концентрированной серной кислоты, каждый раз хорошо перемешивая смесь покачиванием колбы в установке. Работать в защитных очках! В колбу вносят 2-3 кипятильных камешка и кипятят содержимое колбы на асбестовой сетке при слабом кипении 2 часа. По окончании нагревания приступают к отгонке бромистого алкила, заменив обратный холодильник на прямой согласно рисунку 5-б. Сырой продукт содержит примеси воды, эфира, исходного спирта, следы брома, поэтому по окончании отгонки необходима его очистка .

Для этого сливают из колбы-приемника верхний слой воды, а оставшуюся жидкость переливают в делительную воронку (рисунок 4). Отделяют нижний маслянистый слой, воду выливают из делительной воронки. К отделенному продукту приливают двойной объем 10 %-ного раствора карбоната натрия, тщательно перемешивают и вновь отделяют при помощи делительной воронки нижний тяжелый слой от водного раствора солей. К отделенному продукту приливают 50-70 мл воды и отделяют продукт от воды при помощи делительной воронки в сухой стакан. Бромистый алкил высушивают безводным хлоридом кальция .

Высушенный продукт переносят в колбу Вюрца, так чтобы хлорид кальция не попал в перегонную колбу. Собирают установку для перегонки согласно рисунку 5-б. Холодильник заполняют водой. Колбу Вюрца закрывают ртутным термометром, осторожно нагревают колбу на водяной бане и перегоняют продукт при необходимой температуре, собирая его в чистый сухой химический стакан. Температурные границы фракции определяют по температуре кипения продукта (приложение-таблица 1) .

Лабораторная работа № 2 Йодоформ

Материалы и посуда: этиловый спирт, йод кристаллический, 10 %-ный раствор гидроксида натрия (едкого натра), химический стакан емкостью 150 мл, термометр, 1 %-ный водный раствор йода в йодистом калии .

Способ 1 .

Получение из спирта CH3CH2OH + 4J2 + 6NaOH CHJ3 + HCOONa + 5NaJ + 5H2O В стакан помещают 1 г кристаллического йода, 1 мл спирта и встряхивают смесь, после чего добавляют 10 мл воды – при этом растворившийся в спирте йод выпадает в осадок. Затем осторожно приливают по каплям разбавленный раствор щелочи, взбалтывая и нагревая смесь на водяной бане до 60-70 0С .

Щелочь прибавляют до исчезновения кристаллов йода (осторожно, по каплям - этот момент наступает очень быстро!). Одновременно начинает выделяться светло-желтый осадок йодоформа .

Оставляют теплую смесь отстаиваться в течение 5-10 минут, после чего охлаждают, отфильтровывают осадок и высушивают на воздухе, отжимая йодоформ фильтровальной бумагой (листочками), взвешивают и вычисляют выход. Для очистки йодоформ можно перекристаллизовать из ацетона или спирта .

Способ 2 .

Получение из ацетона + CJ3COCH3 + 3 HJ CH3COCH3 3 J2

–  –  –

Материалы и посуда: ацетон, йод кристаллический, 10 %-ный раствор гидроксида натрия (или калия), химический стакан емкостью 150 мл, термометр, 1 %-ный водный раствор йода в йодистом калии .

В пробирку наливают 10 мл ацетона и 5 мл воды, затем добавляют 5 мл водного раствора йода в йодистом калии и несколько капель раствора щелочи (КОН или NaOH) до исчезновения окраски. Образуется желтый осадок йодоформа с характерным запахом .

Йодоформ: зеленовато-желтые кристаллы с неприятным запахом; легко возгораем, летуч с парами воды, растворим – в эфире, хлороформе, уксусной кислоте, плохо растворим в воде .

АЦИЛИРОВАНИЕ

Ацилированием называются реакции замещения водорода спиртовой или аминной групп на остаток карбоновой кислоты (ацил) .

В результате ацилирования спиртов получаются сложные эфиры, при ацилировании аминов – одно- и двузамещенные амиды. Ацилирование можно производить действием на спирты и амиды карбоновых кислот, их ангидридов или хлорангидридов .

Важнейший метод получения сложных эфиров карбоновых кислот – прямая этерификация свободных кислот:

–  –  –

СН3COOH + HOR' СН3COOR' + H2O Материалы и посуда: уксусная кислота, спирт (этиловый, пропиловый, изопропиловый, амиловый, изоамиловый, бутиловый, изобутиловый), серная кислота, 20 %-ный раствор карбоната натрия, безводный хлорид кальция;

круглодонная колба емкостью 500 мл, обратный холодильник, колба Вюрца, термометр, водяной или воздушный холодильник, делительная воронка, химические стаканы .

Собирают установку согласно рисунку 1. Холодильник заполняют водой .

В круглодонной колбе смешивают 0,2 моль уксусной кислоты и 0,2 моль спирта, добавляют 3 мл концентрированной серной кислоты и нагревают смесь на водяной бане с обратным холодильником в течение 2 часов .

По окончании нагревания смесь охлаждают до комнатной температуры, в охлажденную смесь добавляют 100 мл холодной воды и переносят смесь в делительную воронку. При помощи делительной воронки (рисунку 4) отделяют верхний эфирный слой. Промывают эфир в делительной воронке сначала раствором карбоната натрия (объем раствора карбоната натрия такой же, как и объем эфира), затем опять промывают водой. Эфир выливают в сухую колбу, добавляют безводный хлорид кальция и перемешивают (пока раствор не станет прозрачным). Высушенный таким образом эфир переносят, сливая с безводного хлорида кальция, в колбу Вюрца и собирают установку для перегонки (рисунок 5-б) .

Зная температуру кипения полученного эфира по приложению (таблица 1), устанавливают температурный интервал основной фракции и тип используемого холодильника. Эфир перегоняют, замеряют объем и вычисляют выход в процентах .

Эфиры: прозрачные жидкости, с резким запахом, в малых количествах приятным .

2 способ:

(СН3СО)2 + HOR' СН3COOR' + СН3COOH Материалы и посуда: уксусный ангидрид, спирт (этиловый, пропиловый, изопропиловый, амиловый, изоамиловый, бутиловый, изобутиловый), серная кислота, 10 %-ный раствор карбоната натрия, безводный хлорид кальция;

круглодонная колба емкостью 500 мл, обратный холодильник, колба Вюрца, термометр, прямой или воздушный холодильник, делительная воронка, химические стаканы .

Собирают установку согласно рисунку 1. Холодильник заполняют водой .

В круглодонной колбе смешивают 0,2 моль уксусного ангидрида и 0,2 моль спирта, добавляют 2-3 капли концентрированной серной кислоты (Внимание!

Работать в защитных очках), присоединяют к колбе обратный холодильник и ждут пока не произойдет бурная экзотермическая реакция. Только после этого реакционную смесь нагревают на водяной бане или на асбестовой сетке 1 час .

По окончании нагревания смесь охлаждают до комнатной температуры, в охлажденную смесь добавляют 60 мл холодной воды и переносят смесь в делительную воронку. При помощи делительной воронки (рисунок 4) отделяют верхний эфирный слой. Промывают эфир в делительной воронке сначала раствором карбоната натрия (объем раствора карбоната натрия такой же, как и объем эфира), затем опять водой. Эфир выливают в сухую колбу и добавляют безводный хлорид кальция и перемешивают (пока раствор не станет прозрачным). Высушенный таким образом, эфир переносят, сливая с безводного хлорида кальция, в перегонную колбу - колбу Вюрца и собирают установку для перегонки (рисунок 5-б) .

–  –  –

O 1 СПОСОБ:

Материалы и посуда: анилин, уксусный ангидрид, химический стакан емкостью 400 мл, стеклянная палочка, активированный уголь .

Перед началом работы необходимо перевести исходные продукты в объемные единицы, воспользовавшись таблицей 2 из приложения .

В химическом стакане емкостью 400 мл смешивают 75 мл воды и 9,3 г анилина. К этой смеси при постоянном помешивании приливают 12 г уксусного ангидрида. После протекания экзотермической реакции выделяется ацетанилид в виде серого кристаллического осадка. Реакционную смесь охлаждают и отфильтровывают на воронке Бюхнера (рисунок 2). Сырой ацетанилид переносят в стакан и перекристаллизовывают из горячей воды, для чего добавляют к нему 250 мл воды, 0,5 г активированного угля и доводят смесь до полного растворения ацетанилида при нагревании. Отфильтровывают через складчатый фильтр постоянно кипящий раствор ацетанилида (рисунок 3). Полученную смесь хорошо охлаждают на льду. Выпадают белые кристаллы ацетанилида, который отфильтровывают на воронке Бюхнера. Затем продукт сушат на воздухе, взвешивают и вычисляют выход .

Ацетанилид: кристаллы белого цвета, растворим в эфире, хлороформе, метаноле, горячей воде .

–  –  –

O Материалы и посуда: салициловая кислота, уксусный ангидрид, концентрированная серная кислота .



Pages:     | 1 || 3 |
Похожие работы:

«Химия растительного сырья. 2005. №1. С. 59–63. УДК 630*86: 674.031.21:547.47:674.048/049 ЗАЩИТНЫЕ СОСТАВЫ ДЛЯ ДРЕВЕСИНЫ НА ОСНОВЕ СУБЕРИНА КОРЫ БЕРЕЗЫ И.Г.Судакова, И.П.Иванов, Н.М. Иванченко, Б.Н.Кузнецов* © Институт химии и химической технологии CO РАН, ул. К. Маркса...»

«238 XVIII ЕЖЕГОДНАЯ БОГОСЛОВСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ случае утратить (письма, богослужебные предметы, места жизни и служения, могилы и мощи святых). По математическим оценкам База данных может вырасти до 100 тысяч имен4, и, следовательно, мы должны...»

«Брюханова Валентина Владимировна ЛИДАРНЫЙ СИГНАЛ В ПРИБЛИЖЕНИИ ДВУКРАТНОГО РАССЕЯНИЯ ОТ УДАЛЕННЫХ АЭРОЗОЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ специальность 01.04.05 – Оптика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико–математических наук Томск 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном...»

«БУРИКОВ Сергей Алексеевич ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ГИДРАТАЦИИ ИОНОВ В СПЕКТРАЛЬНЫХ ПОЛОСАХ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ ВОДЫ Специальность: 01.04.05 оптика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва 2008 Работа выполнена на кафедре квантовой электроники физического факультета М...»

«Отчет по внешнему аудиту НКАОКО-IQAA Отчет по внешнему аудиту НКАОКО-IQAA СОСТАВ ВНЕШНЕЙ ЭКСПЕРТНОЙ ГРУППЫ Ахметов Канат Комбарович, руководитель группы, д.б.н., профессор, экс/проректор, декан факультета химических технологий и естествознания Павлодарского государственного университета имени С.Торайгырова, Марк...»

«Диссертация допущена к защите Зав. кафедрой “ ” 2012 г. ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ МАГИСТРА Тема: Приближённые алгоритмы решения перестановочных задач Направление: 010600.68 – Прикладные математика и физика Магистерская программа: “Математические и информационные технологии” Выполнил ст...»

«Лейкин Алексей Юрьевич АРОМАТИЧЕСКИЕ ПОЛИБЕНЗИМИДАЗОЛЫ ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРОТОНПРОВОДЯЩИХ МЕМБРАН 02.00.06 – Высокомолекулярные соединения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва – 2009 Работа выполнена в Инжиниринговом центре водородных технологий и альтернативной энергетики На...»

«МУСИН ЛЕНАР ИНАРИКОВИЧ ДЕЗОКСИГЕНИРОВАНИЕ ЦИКЛИЧЕСКИХ ДИКАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРОИЗВОДНЫМИ P(III) 02.00.03 – органическая химия Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук Научный руководитель: чл.-корр. РАН, доктор химических наук, профессор В.Ф. Миронов К...»

«ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2008. №2. С. 35–38. УДК 547.587 ВЛИЯНИЕ ЭКСТРАГЕНТА НА КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ ФЕНОЛЬНОГО КОМПЛЕКСА, ИЗВЛЕКАЕМОГО ИЗ КОРЫ ЛИСТВЕННИЦЫ ГМЕЛИНА И.И. Гордиенко, Т.Е. Федорова*, С.З. Иванова, В.А....»

«Гильмутдинова Алина Азатовна СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НОВЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНО ЗАМЕЩЕННЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ФУЛЛЕРЕНА С60 02.00.03 – органическая химия Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук Научный руководитель: доктор химических наук, профессор Нуретдинов И.А. Казань – 2015 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр....»

«МИХАЙЛЮК Екатерина Андреевна ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР In2Te3/InAs и In2xGa2(1-x)Te3/InAs 01.04.10 – Физика полупроводников Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель – доктор физико-мате...»

«УРАВНЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ НЕКОТОРЫЕ УРАВНЕНИЯ И СИСТЕМЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ. Вывод уравнения малых поперечных колебаний струны. Волновое уравнение. Начальные данные. Краевые условия (закрепленный край, свободный край, упругое соединение). Вывод системы уравнени...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ БИОФИЗИКИ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ТЕЗИСЫ КОНКУРСА-КОНФЕРЕНЦИИ МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ И АСПИРАНТ...»

«Программа дисциплины "Биогеофизика и биогеохимия ландшафтов" Авторы: член-корр. РАН, профессор, д.г.н. Дьяконов Кирилл Николаевич, профессор, д. г. н. Сысуев Владислав Васильевич, доцент, к.г.н. Авессаломова Ирина Анатольевна Цель освоения дисциплины: дать знания о принципах геохимической орган...»

«УДК 544.015.4+538.958 СТРУКТУРНЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИТОВ ПИРОГЕННЫЙ КРЕМНЕЗЕМ /, -Zn2SiO4:Mn Е.И. Оранская, В.М. Богатырев, А.В. Бричка, С.Я. Бричка, Ю.И . Горников Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины, ул. Генерала Наумова, 17, Киев, 03164, Украина, e-mai...»

«Основные понятия и принципы молекулярно-кинетической теории Для решения задач молекулярной физики могут потребоваться молярные массы ряда веществ: молекулярный водород H 2 2 г/моль, гелий He 4 г/моль, углерод C 12 г/моль, молекулярный азот N2 28 г/моль, молекулярный кислород O2 32 г/моль, ртуть Hg 201 г/моль. Вариант 1 12.1.1. Срав...»

«А. А. Заславский, Б. Р. Френкин, А. В. Шаповалов Задачи о турнирах Издательство МЦНМО Москва, 2013 УДК 51(07) ББК 22.1 З36 Заславский А. А, Френкин Б. Р., Шаповалов А. В. З36 Задачи о турнирах. — М.: МЦНМО, 2013.— 104 с.: ил. ISBN 978-5-4439-0601-0 Десятая книжка из серии "Школьные математические кружки" посвяще...»

«методы в физике б ИЗДАТЕЛЬСТВО "НАУКААКАДЕМИЯ НАУК СССР ОТДЕЛЕНИЕ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ И М. П Н. ЛЕБЕДЕВА Теоретико-групповые методы в физике Том I ТРУДЫ МЕЖДУНАРОДНОГО СЕМИНАРА Звенигород, 24-26 ноября 1982 г. Group theoretical methods in physics Volume I PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL SEMINAR...»

«Денисов В. Я., Мурышкин Д. Л. Стереохимия органических соединений: Учеб. пособие/Кемеровский госуниверситет. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2003. – 160 с . ISBN-5-8353-0277-0 -V. Дина...»

«Практикумы Седьмой Международной молодежной научной школы "Приборы и методы экспериментальной ядерной физики. Электроника и автоматика экспериментальных установок" 7-11 ноября 2016 года №1. Практическое знакомство с системой управления...»

«Вестник ВГУИТ, №1, 2014 УДК 66-936.42 Профессор С.Ю. Панов, аспирант М. Химвинга, соискатель А.В. Зинковский (Воронеж . гос. ун-т. инж. технол.) кафедра машин и аппаратов химических производств. тел....»

«поражения. С целью их диагностики целесообразно проводить бронхоскопию всем пострадавшим, у которых имеется подозрение на термохимическое повреждение дыхательных путей. Основными направлениями неотложной помощи...»

«УДК: 004.81: 159.953.52 Разработка и применение пакета расширения Spektr_SM пакета Simulink СКМ Matlab В.В. Рыбин В настоящее время для изучения спектральной формы математического описания систем управлени...»

«СОЛИЕВА Наталья Зоировна КИНЕТИЧЕСКОЕ И ДИНАМИЧЕСКОЕ КИНЕТИЧЕСКОЕ РАСЩЕПЛЕНИЕ РАЦЕМИЧЕСКИХ АМИНОВ ПРОИЗВОДНЫМИ ХИРАЛЬНЫХ КИСЛОТ 02.00.03 Органическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Екатеринбург Работа выполнена в лаборатории асимметрическог...»

«ISSN 0536 – 1036. ИВУЗ. "Лесной журнал". 2015. № 3 ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ УДК 661.183.2 ПОЛУЧЕНИЕ МИКРОПОРИСТЫХ УГЛЕРОДНЫХ АДСОРБЕНТОВ МЕТОДОМ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ХВОЙНЫХ ОПИЛОК С ПРЕДОБРАБОТКОЙ ОРТОФОСФОРНОЙ КИСЛО...»

«В У СО К ИX И НС Т И Т У Т ФИЗИКИ Э ИГ Р Г ИЙ И ФВ Э ОУНК 78-167 А.И.Дрождин, Б.А.Зеленое, К.ГЦИыэккков, В^А.Татаронко, Ю.С.Фвдотов БЫСТРЫЙ РЕЗОНАНСНЫЙ ВЬВОД ПРОТОНОВ В НЕЙТРИННЫЙ КАНАЛ УСКОРИТЕЛЯ ИФВЭ Серпухов 1878 А.И.Дрождхн, Б.А.Зелен...»

«Российская академия наук Сибирское отделение ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ ИМ. Г. И. БУДКЕРА ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ И ГОРЕНИЯ УДК 621.3.038.624; 621.375.826 УТВЕРЖДАЮ Научный координатор проекта директор ИЯФ им. Г.И.Будкера СО РАН академик Скринский А. Н. "" _ 2008 г. ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИС...»

















 
2018 www.new.z-pdf.ru - «Библиотека бесплатных материалов - онлайн ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 2-3 рабочих дней удалим его.