Інструкція для виконання лабораторної роботи № 4

Тема: Добування ацетилену із карбіду кальцію і вивчення його властивостей

1 Мета:

1.1Ознацомитися з лабораторним методом одержання ацетилену-представника ненасичених вуглеводнів.

1.2Вивчити властивості ацетилену.

1.3Закріпити теоретичні знання на практиці.

2 Матеріально-технічне та навчально-методичне забезпечення:

2.1 Інструкція для виконання лабораторної роботи № 4

2.2 Прилад для добування ацетилену.

2.3 Кальцій карбід (у кусочках), насичений розчин бромної води, 1%-ний розчин калій перманганату, мило. (Дослід проводять під витяжною шафою.)

3 Теоретичні відомості:

Ацетиле́н — найпростіший і найважливіший представник ненасичених вуглеводнів з одним потрійним зв'язком (алкінів).

Ацетилен — при нормальних умовах — безбарвний газ без запаху, малорозчинний в воді, легший за повітря. При сильному охолодженні переходить відразу в білу кристалічну речовину, минаючи рідкий стан. При —83,6°С випаровується (сублімує), не плавлячись. При стисненні розкладається з вибухом, зберігають в балонах, заповнених активованим вугіллям, що просочене ацетоном, в якому ацетилен розчиняється під тиском в великих кількостях. Вибухонебезпечний. C2Н2 виявлений на Урані і Нептуні.

Молекулярна формула C2Н2. У хімічному відношенні ацетилен активніший, ніж етилен. Висока хімічна активність ацетилену обумовлюється наявністю в його молекулі потрійного зв'язку. Для ацетилену, як і етилену, характерні реакції окиснення, приєднання і полімеризації.

Так, ацетилен легко знебарвлює бромну воду, приєднуючи при цьому бром за місцем розриву спочатку одного, а потім і другого зв'язку з утворенням відповідно диброметилену С2Н2Br2, а потім тетраброметану С2Н2Br4

 

У присутності порошку нікелю як каталізатора ацетилен легко вступає і в реакцію гідрогенізації. При цьому, як і в попередньому випадку, реакція відбувається у дві стадії. Спочатку утворюється етилен, а потім етан:

При взаємодії з хлороводнем у присутності каталізатора ацетилен утворює хлорвініл СН2=CHCl:

Ця реакція має велике практичне значення, оскільки хлорвініл широко використовується для одержання полімерних матеріалів.

Ацетилен вступає також у реакцію гідратації з утворенням ацетальдегіду і реакції полімеризації з утворенням бензолу. На повітрі ацетилен горить чадним полум'ям, а в атмосфері кисню — сліпучо-яскравим полум'ям з виділенням значної кількості тепла. З повітрям ацетилен утворює вибухову суміш.

Застосування: головною галуззю застосування ацетилену є хімічна промисловість. Ацетилен служить вихідною сировиною для синтезу таких важливих хімічних продуктів, як пластмаси, бензол, ацетатна кислота і ін. У техніці значні кількості ацетилену використовуються при автогенному зварюванні і різанні металів.

4 Хід роботи:

4.1 Одержання ацетилену. Ацетилен добувають у такому самому приладі, що й етилен. У пробірку поміщають 2-3 кусочки кальцій карбіду і закріплюють її в штативі вертикально. Наливають розчин сульфатної кислоти (1:3) об’ємом до 3 мл. Ацетилен, що при цьому виділяється, використовують для вивчення його хімічних властивостей. Записати рівняння реакції.

4.2 Взаємодія ацетилену з бромною водою. У пробірку вносять 1 мл бромної води і через неї пропускають ацетилен. Що спостерігають? Оскільки бром приєднується за місцем потрійного зв’язку ацетилену з утворенням тетраброметану. Реакція приєднання брому відбувається у дві стадії. Які продукти утворюються, записати рівняння реакцій.

4.3 Взаємодія ацетилену з водним розчинам калій перманганату. У пробірку вносять 1 мл 1%-ного розчину калій перманганату і через нього пропускають ацетилен. Що спостерігають? Під час окиснення ацетилену також розривається потрійний зв'язок.

4.4 Горіння ацетилену. Кінець газовідвідної трубки, з якої виділяється ацетилен, опускають у фарфорову чашку, наповнену мильною водою (1 г мила, 30-40 мл води). До мильних бульбашок, які при цьому утворюються, підносять запалену скалку. Спостерігають, як ацетилен горить кіптявим полум'ям, про що це свідчить?

5 Висновки:

6 Контрольні питання:

6.1 Напишіть рівняння реакції горіння ацетилену і розставте коефіцієнти. Обчислити масові частки карбону (у процентах) у та порівняйте їх.

6.2 Скільки літрів повітря потрібно для повного згоряння 1л метану, етилену і ацетилену?

6.3 Чим відрізняються за складом ацетиленові вуглеводні?

6.4 Яка найхарактерніша хімічна властивість ненасичених вуглеводнів?

Література:

1 Потапов В.М., Татаринчик С.Н. Органическая химия, учебник для учащихся химических и химико-технологических специальностей техникумов. -Москва: «Химия», 1989.

2 Буринська Н.М., Величко Л.П. Хімія. Підручник 10 клас для загальноосвітніх навчальних закладів.- Київ: «Перун», 2002.