Получение и химические свойства углеводородов

Опыт 1. Получение метана. Химические свойства метана.

Реактивы и оборудование: смесь кристаллического безводного ацетата натрия и натронной извести (смесь гидроксида натрия и оксида кальция),
2 % раствор перманганата калия, бромная вода, три пробирки, газоотводная трубка с пробкой, штатив, спички, спиртовка.

Ход работы: в сухую пробирку насыпают (на ¼ объёма) смесь ацетата натрия и натронной извести. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой, закрепляют в штативе, как показано на рис. 10 (а) (с небольшим наклоном отверстия пробирки вниз во избежание растрескивания пробирки при нагревании из-за выделяющейся в ходе опыта воды) и нагревают сначала осторожно всю пробирку, а затем сильно всю смесь. Уравнение реакции процесса имеет вид:

              СН₃СООNa + NaОН — ^t →

Через 1-2 минуты выделяющийся газообразный метан поджигают у конца газоотводной трубки, как показано на рис. 10(а). Метан сгорает _____________пламенем.

Уравнение реакции горения метана имеет вид:

 

Не прекращая нагревания смеси, газоотводную трубку последовательно вводят (см. рис. 10(б) в пробирку с бромной водой (1-2 мл), пропуская несколько минут метан, а затем в пробирку с раствором перманганата калия, пропуская метан 1-2 минуты. Наблюдаем, что ____________________________________________________________________

    Вывод:

Рис. 10(а). Установка для получения метана и демонстрации его горения	Рис. 10(б). Установка для получения метана и демонстрации его химических свойств

                            

Опыт 2. Получение этена. Химические свойства этена.

Реактивы и оборудование: смесь этилового спирта и концентрированной серной кислоты (в объёмном соотношении 1:2), 2 % раствор перманганата калия, бромная вода, 10 % раствор соды, кипятильники, три пробирки, газоотводная трубка с пробкой, штатив, спички, спиртовка.

Ход работы:   а) в сухую пробирку наливают 5 мл смеси для получения этилена. Затем в реакционную смесь помещают несколько кипятильников – для равномерного кипения реакционной смеси, закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой и закрепляют пробирку в штативе как показано на рис. 11(а) (с небольшим наклоном отверстия пробирки вверх). В штатив ставят пробирки с 2 мл бромной воды и 2 мл 2 % раствора перманганата калия, в который добавлено 0,5 мл 10 % раствора соды. Пробирку со смесью для получения этилена осторожно нагревают, следя за тем, чтобы вспенивающуюся жидкость не перебросило в газоотводную трубку. Уравнение реакции получения этилена имеет вид:

__________________________________________________________________

Рис. 11(а). Установка для получения этена и демонстрации его химических свойств	Рис. 11(б). Установка для получения этена и демонстрации его горения

                  

б) выделяющийся этилен пропускают через бромную воду (рис. 11(а). В результате реакции наблюдаем ________________________________________

Это качественная реакция на кратные связи.

Уравнение реакции взаимодействия этилена с бромной водой имеет вид:

 

    в) выделяющийся этилен затем пропускаем (рис. 11(а)) во вторую пробирку с водным 2 % раствором перманганата калия (реакция Е. Е. Вагнера). Наблюдаем

 

 

Уравнение реакции окисления этилена водным 2 % раствором перманганата калия –  качественная реакция на кратные связи – имеет вид:

 

    г) прекращаем пропускание этилена через растворы и поджигаем его у конца газоотводной трубки (рис. 11 (б)), наблюдая, что этилен горит _______________ пламенем.

Уравнение реакции горения этилена имеет вид:

 

 

    Вывод:

 

Опыт 3. Получение этина. Химические свойства этина.

Реактивы и оборудование: карбид кальция, насыщенный раствор хлорида натрия, 2 % раствор КМnO₄, бромная вода, 10 % раствор соды, аммиачный раствор оксида серебра (I), пробирки, прибор для получения газов, газоотводные резиновые трубки со стеклянным наконечником, воронка для фильтрования, фильтры, асбестовая сетка, электрическая плитка, штатив, спички.

Ход работы:   а) в штатив ставят пробирки с 2 мл бромной воды, 2 мл раствора перманганата калия, в который добавлено 0,5 мл раствора соды и 2 мл аммиачного раствора оксида серебра. В сухую колбу осторожно помещают несколько кусочков карбида кальция (размером ≈ 0,5 см³), закрепляют её в штативе (см. рис. 12(а)) и приливают из капельной воронки немного насыщенного раствора хлорида натрия. Наблюдаем _____________________________________________________

Уравнение реакции получения ацетилена имеет вид:

__________________________________________________________________   

              

Рис. 12(а). Установка для получения ацетилена и демонстрации его химических свойств	Рис. 12(б). Установка для получения ацетилена и демонстрации его горения

б) пропускаем выделяющийся ацетилен через аммиачный раствор оксида серебра (I) ([Ag(NH₃)₂]OH) (рис. 12(а)). Наблюдаем _______________________

Выделяющееся вещество – это _________________________. Уравнение реакции имеет вид: HC≡CH + [Ag(NH₃)₂OH] →__________________________________

Осадок отфильтровывают и высушивают между листками фильтровальной бумаги. Небольшой кусочек ацетиленида серебра кладут на асбестовую сетку, покрывают другой сеткой и нагревают на плитке. Через некоторое время ацетиленид серебра взрывается.

в) выделяющийся ацетилен пропускают через бромную воду (рис. 12(а)). В результате реакции наблюдаем ______________________________________

Это качественная реакция на кратные связи.

Уравнение реакции взаимодействия ацетилена с бромной водой имеет вид:

 

 

    г) выделяющийся ацетилен затем пропускаем (рис. 12(а)) во вторую пробирку с водным раствором перманганата калия. Наблюдаем________________________________________________________

Уравнение реакции окисления ацетилена водным раствором перманганата калия –  качественная реакция на кратные связи – имеет вид:

 

    д) прекращаем пропускание ацетилена через растворы и поджигаем его у конца газоотводной трубки (рис. 12(б)), наблюдая, что ацетилен горит _______________ пламенем, так как ____________________________________.

Уравнение реакции горения ацетилена имеет вид:

 

 

    Вывод:

Опыт 4. Химические свойства бензола и его гомологов.

А. Горение бензола

Реактивы и оборудование: бензол, фарфоровая чашка, спички.

Ход работы: в фарфоровую чашку вносят 1-2 капли бензола и поджигают (под тягой). Наблюдаем, что бензол горит ____________________

Уравнение реакции горения бензола имеет вид:

 

 

Вывод:

Б. Нитрование бензола

Реактивы и оборудование: бензол, концентрированная серная и азотная кислоты, вода, охлаждённая до 0^о С, пробирка с пробкой и воздушным холодильником, водяная баня, электрическая плитка, стакан.

Ход работы: в пробирку с пробкой и воздушным холодильником налить 1 мл концентрированной серной и 1 мл концентрированной азотной кислоты. Охладить эту смесь. К охлаждённой смеси прилить небольшими порциями 0,5 мл бензола, постоянно встряхивая пробирку. Закрыть пробирку пробкой с воздушным холодильником и поставить на водяную баню, нагретую до 60^оС на 10 мин, периодически встряхивая. После этого реакционную смесь охладить и вылить в стакан с 20 мл ледяной воды. Кислоты растворяются в воде, а полученное вещество ___________________ в виде ___________________________________________________собирается на дне стакана. Вещество имеет запах горького миндаля. Уравнение реакции нитрования бензола имеет вид:

 

Вывод:

  В. Действие окислителей на бензол и толуол.

Реактивы и оборудование: бензол, толуол, раствор перманганата калия, серная кислота, пробирки, водяная баня, электрическая плитка, воздушный холодильник.

Ход работы: работа ведётся под тягой. В две пробирки налить по 1 мл в одну бензола, в другую – толуола и в обе добавить по 1 мл раствора перманганата калия, слегка подкисленного серной кислотой. Смеси взболтать, закрыть пробирки воздушным холодильником и нагреть на водяной бане. Наблюдаем, что фиолетовая окраска исчезла только в пробирке с _______________. Уравнение реакции окисления ________________ имеет вид:

 

 

Вывод: