Производные кислот. Жиры. Мыла.

Опыт 1. Образование и гидролиз сложных эфиров

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

 

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

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

 

Опыт 2. Омыление жиров щелочью в водном растворе

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

 

Опыт желательно проводить одновременно с различными жирами.

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

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

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

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

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

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

 

Опыт 3. Омыление жиров щелочью в водноспиртовом растворе

Материалы: те же, что и в опыте 2.

Опыт проводят одновременно с различными жирами.

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

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

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

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

 

Опыт 4. Растворимость и обменные реакции мыла

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

 

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

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

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

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

 

Опыт 5. Гидролиз мыла

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

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

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

Лабораторная РАБОТА №

Химические свойства АМИНов,

АМИНОКИСЛОТ И АМИДов КИСЛОТ

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

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

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

Напишите уравнение реакции.

 

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

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

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

 

Опыт 3. Гидролиз ацетамида

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

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

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

 

Опыт 4. Разложение мочевины при гидролизе и при нагревании

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

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

Напишите уравнение реакции.

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

Напишите схему образования биурета.

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

 

Опыт 5. Конденсация мочевины с формальдегидом.

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

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

 

Опыт 6. Цветные реакции аминокислот

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

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

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

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

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

Некоторые аминокислоты могут давать желтую, красную или синюю окраску.

Лабораторная работа №

 

УГЛЕВОДЫ

 

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

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

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

 

Опыт 2. Взаимодействие сахаров с солями в щелочном растворе

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

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

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

 

Опыт 3. Взаимодействие сахаров с аммиачным раствором окиси серебра

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

Опыт проводят одновременно с растворами различных сахаров.

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

Что происходит? Напишите уравнение реакции.

 

Опыт 4. Образование озазона глюкозы

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

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

Напишите уравнение реакции.

 

Опыт 5. Реакция Селиванова на фруктозу

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

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

 

Опыт 6. Гидролиз (инверсия) сахарозы

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

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

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

Что наблюдается? Объясните, почему раствор приобрел восстанавливающую способность.

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

Напишите уравнение реакции гидролиза сахарозы.

 

Опыт 7. Проба на крахмал

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

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

 

Опыт 8. Кислотный гидролиз крахмала

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

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

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

Напишите схему гидролиза крахмала с указанием промежуточных продуктов.

Лабораторная РАБОТА №

 

Синтез b-Пентаацетилглюкозы

Реактивы:

Глюкоза безводная - 3 г

Уксусный ангидрид - 18 мл

Ацетат натрия безводный - 1,5 г

Этанол (для перекристаллизации)

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

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

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

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

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

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