Лабораторна робота № 2

ДОБУВАННЯ Й ВЛАСТИВОСТІ

НАСИЧЕНИХ ВУГЛЕВОДНІВ (АЛКАНІВ), ЕТИЛЕНОВИХ (АЛКЕНІВ)

 ТА АЦЕТИЛЕНОВИХ (АЛКІНІВ) ВУГЛЕВОДНІВ

Реактиви й матеріали:

Реактиви й матеріали: безводний ацетат натрію; бромна вода; пентан; гексан; натронне вапно; розчин калій перманга­нату; лакмус, етиловий спирт; концент­рована сульфатна кислота; пісок або пемза, карбід кальцію; суль­фатна та фуксинсульфітна кислоти; 0,5 %-ний розчин калій перман­ганату; нітрат аргентуму; амоніак; хлорид купруму (І); вата; сода.

Дослід 1.  ДОБУВАННЯ МЕТАНУ

 І ВИВЧЕННЯ ЙОГО ВЛАСТИВОСТЕЙ

У суху пробірку з газовідвідною трубкою насипають на 1/4 її об'єму суміш із однієї частини безводного ацетату натрію і двох частин натронного вапна (суміш гідроксиду натрію й гідрокси­ду кальцію). Пробірку закріплюють на штативі з невеликим нахилом у бік пробки і нагрівають на полум'ї пальника. Спочат­ку нагрівають всю пробірку, а потім сильно нагрівають її ниж­ню частину із досліджуваною речовиною.

Коли газ починає виділятися, його пропускають через окремі пробірки із. бромною водою  і 0,5 %-ним розчином калій перманганату. Забарвлення цих розчинів не зміниться, що засвід­чить нездатність метану до реакцій окислення і приєднання брому за звичайних умов.

На закінчення досліду газ підпалюють. Відмічають характер полум'ям (колір, кіптяве чи ні). Розклад ацетату натрію відбувається за таким рівнянням: CH₃COONa + NaOH → CH₄ + Na₂CO₃.

Рівняння горіння метану таке: CH₄ + 2O₂ → 2H₂O + CO₂.

 

Дослід 2.  ВЗАЄМОДІЯ  АЛКАНІВ ІЗ БРОМНОЮ ВОДОЮ

І РОЗЧИНОМ КАЛІЙ ПЕРМАНГАНАТУ

У дві пробірки (окремо) наливають по 2–3 мл бромної води і 2–3 мл 0,5 %-ного розчину калій перманганату. В кожну добавляють по 2 мл гексану (гептану). Енергійно збовтують. Чи змінюється забарвлен­ня бромної води й розчину калій перманганату? Пояснити, з точки зору хімічних властивостей алканів.

Дослід 3.  ДОБУВАННЯ ЕТИЛЕНУ І ВИВЧЕННЯ ЙОГО ВЛАСТИВОСТЕЙ

Добування етилену. У пробірку з газовідвідною трубкою наливають 5–6 мл заздалегідь приготовленої суміші з однієї частини етилового спирту і трьох частин концентрованої суль­фатної кислоти і кидають маленький шматочок пемзи для рівно­мірного кипіння суміші. Пробірку закривають пробкою з газо­відвідною трубкою, закріплюють на штативі з невеликим нахи­лом у бік пробки і обережно нагрівають на полум'ї пальника.

Реакція проходить у дві стадії: на першій утворюється етилсульфатна кислота: CH₃–CH₂OH + HOSO₂OH → СH₃–СН₂OSO₂ОH + H₂O;

на другій — під час нагрівання до температури 170°С етилсульфатна кислота розкладається з виділенням етилену:

CH₃–CH₂OSO₂OH → СН₂=СН₂ + H₂SO₄.

Дослід 4. Знебарвлення бромної води.

 Реакційну суміш продовжують обережно нагрівати (щоб не було викидів із пробірки) і утво­рюваний етилен пропускають через бромну воду. Бромна вода знебарвлюється в результаті приєднання брому за місцем розри­ву подвійного зв'язку з утворенням симетричного диброметану:

CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH₂Br.

               Дослід 5. Окислення етилену в нейтральному розчині

. Продовжуючи нагрівання суміші етилену, пропускають через розчин 0,5 %-ний калій перманганату. Фіолетове забарвлення розчину калій перманганату зникає й утворюється бурий осад оксиду мангану (ІV), що вказує на окислення етилену:

3CH₂=CH₂ + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3CH₂OH–CH₂OH + 2MnO₂ + 2KOH.

Дослід 6. Горіння етилену.

Продовжуючи нагрівання суміші, до кін­ця газовідвідної трубки підносять запалений сірник. Етилен спалахує яскравим полум'ям. Спостерігають горіння етилену з утво­ренням вуглекислого газу і води:

CH₂=CH₂ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O.

Дослід 7. ДОБУВАННЯ АЦЕТИЛЕНУ З КАРБІДУ КАЛЬЦІЮ

ТА ВИВЧЕННЯ ЙОГО ВЛАСТИВОСТЕЙ

У колбу Вюрца вносять кілька шматочків карбіду кальцію і закривають її пробкою із крапельною лійкою, наповненого водою. Відвідну трубку колби Вюрца з'єднують із зігнутою газовідвід­ною трубкою. З крапельної лійки краплями приливають воду. Вода реагує з карбідом кальцію, з утворенням ацетилену:

CaC₂ + 2H₂O → CH≡CH + Ca (OH) ₂.

З ацетиленом, що при цьому утворюється, проводять харак­терні реакції.

Дослід 8. Приєднання брому до ацетилену

. У пробірку приливають 5 мл бромної води і пропускають через неї ацетилен. Бромна вода при цьому знебарвлюється — відбувається реакція приєд­нання брому до ацетилену з утворенням тетраброметану. Реак­ція приєднання брому відбувається у дві стадії — спочатку утво­рюється диброметилен: CH≡CH + Br₂ → HCBr=CHBr,

що потім реагує з другою молекулою брому й утворює тєтраброметан: HCBr=CHBr + Br₂ → CHBr₂–CHBr₂.

Дослід 9. Окислення ацетилену.

У пробірку наливають 3–4 мл розбав­леного розчину калій перманганату, що має лужне середовище завдяки добавленій соді, і пропускають через нього ацетилен. При цьому забарвлення розчину змінюється й утворюється бурий осад оксиду мангану (IV), що вказує на окислення ацетилену.

Реакція окислення ацетилену калій перманганатом проходить досить складно. Протягом реакції утворюються щавлева, мураши­на кислоти і в кінцевому результаті — вуглекислий газ і вода.

Дослід 10. Горіння ацетилену.  

До кінця газовідвідної трубки підно­сять запалений сірник. Ацетилен горить кіптявим полум'ям з утворенням вуглекислого газу і води:

2 CH≡CH + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O.