ТЕМА: Нітросполуки. Аміни. Реакції діазотування і азосполучення.

2. МЕТА: Порівняти умови нітрування бензену, нітробензену і фенолу. Добути метиламін і вивчити його властивості. Вивчити властивості аніліну. Д обути метилоранж (геліантин) і вивчити його властивості.

3. МАТЕРІАЛИ І ОБЛАДНАННЯ:

3.1. Бензен, нітробензен, фенол, азотна кислота (ρ = 1,4 г/см³ ).

3.2. Водяна баня, термометр, газовідвідна трубка.

3. 3. Ацетамід (порошок), розчин брому, їдкий натр 2н і концентрований р-ни, розчин хлорного вапна.

3.4. Купрум (ІІ) сульфат, хлоридна кислота концентрована, ферум (ІІІ) хлорид, анілін.

3.5. Велика пробірка, лакмусовий папір червоний.

3.6. Сульфанілова кислота.

3.7. Натрію нітрит 0,5н розчин.

3.8. Натрію гідроксид (1 н і 2н р-ни).

3.9. Сульфатна кислота (ρ = 1,84 г/см³).

3.10. Диметиланілін, оцтова (льодяна) кислота.

 

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ.

Одержання нітробензену.

4.1.1 Хід роботи: в суху пробірку поміщають 2 краплі концентрованої нітратної кислоти і 3 краплі концентрованої сульфатної кислоти. Одержану нітруючу суміш охолоджують і додають 2 краплі бензену. Пробірку поміщають у водяну баню, яка нагріта до 50-55°С, на 2-3 хв, постійно збовтують вміст пробірки. Після цього виливають реакційну суміш в приготовлену пробірку з водою.

4.1.2 Спостереження: на дно опускається крапля жовтуватого нітробензену.

NO₂

4.1.3 Хімізм реакцій: + НО – NO₂ → + Н₂О

 

НО – NO₂ + 2H₂SO₄ = NO₂⁺ + 2HSO₄^- + [H₃O]⁺

4.1.4 Висновок: швидкість реакції нітрування залежить від об’єму нітрування і складу нітруючої суміші.

 

 

Одержання динітробензену.

4.2.1 Хід роботи: в пробірку поміщають 2 краплі HNO₃ і 3 краплі H₂SO₄. До гарячої нітруючої суміші додають 2 краплі нітробензену і нагрівають на водяній бані, яка кипить, при постійному збовтуванні 3-4 хв. Потім реакційну суміш охолоджують і виливають в пробірку з водою. Для одержання мононітробензену потрібно температуру 50°С, а для одержання динітробензену - 90°С.

4.2.2 Спостереження: динітробензен спочатку виділяється у вигляді тяжкої маслянистої краплі, потім швидко переходить в кристалічний стан.

NO₂ NO₂ NO₂

4.2.3 Хімізм реакцій: + HO – NO₂ → + H₂O

 

4.2.4 Висновок: нітрогрупа відноситься до замісників ІІ роду.

Нітрування фенолу.

4.3.1.Хід роботи: в пробірку поміщають декілька кристалів фенолу, 2-3 краплі води і мішають до утворення однорідного розчину. В круглу пробірку поміщають 3 краплі НNО₃ (конц.) і 3 краплі води. Розбавлену НNО₃ краплинами додають до рідкого фенолу, весь час взбовтуючи і охолоджуючи реакційну пробірку. Потім реакційну суміш виливають в пробірку з декількома краплями води. Отвір пробірки закривають корком з газовідвідною трубкою і відганяють о-нітрофенол в чисту, суху пробірку-приймач.

4.3.2. Спостереження: мутний розчин має гіркий запах.

 

OH

ОН NO₂

4.3.3. Хімізм реакцій: + НО – NO₂ – + H₂O

OH

NO₂

4.3.4.Висновок: реакції заміщення фенолів проходять значно легше, ніж у ароматичних вуглеводнів.

Одержання метиламіну з ацетаміду.

4.4.1. Хід роботи: в пробірку з газовідвідною трубкою помістити на кінчику мікролопатки ацетамід, 4 краплі води і 2 краплі брому. Вміст пробірки обережно збовтати, охолодити водою і доливати по краплині концентрований розчин лугу до знебарвлення брому.

Потім добавити таку ж кількість крапель 1н розчину лугу. Вміст пробірки нагрівати в полум’ї пальника, занурити кінець газовідвідної трубки в пробірку з водою, що охолоджується льодом.

4.4.2. Спостереження: відгін має характерний для метиламіну запах сирої риби і аміаку.

4.4.3. Хімізм реакцій:

O O

СН₃ – С + Вr₂ + NaOH → CH₃ – C + NaBr + H₂O

NH₂ NHBr

 

O

CH₃ – C → CH₃ – N = C = O

NHBr

CH₃ – N = C = O + H₂O → CH₃ – NH₂ + CO₂

4.4.4. Висновок: розпад амідів протікає через декілька стадій.

 

Властивості амінів жирного ряду.

4.5.1. Хід роботи: перевірка водного розчину на індикатори:

а) До отвору газовідвідної трубки приладу для отримання метиламіну піднести вологий червоний лакмусовий папірець.

б) В пробірку поміщаємо 2 краплі водного розчину метиламіну і добавити 1 краплю розчину фенолфталеїну.

4.5.2. Спостереження: рожевий колір та характерний запах.

4.5.3. Хімізм реакцій:

СН₃NH₂ + HOH D [CH₃NH₃]⁺OH^- D [CH₃NH₃]⁺ + OH^-

H Cl H

CH₃ – N + C → CH₃ – N = C + 3HCl

H Cl Cl

CH₃ – N = C + HCl + 2H₂O → [CH₃NH₃]⁺ Cl^- + HCOOH

4.5.4. Висновок: ця реакція є специфічною для первинних амінів.