2020-04-07
65
| вещество | Т. Кип. | Т. Пл. | nD20 | d20 |
| спирты | ||||
| пентанол-1 | 138,5 | 1,4101 | 0,8144 | |
| 2-метилбутанол-1 | 128,7 | 1,4107 | 0,8193 | |
| гексанол-1 | 157 | 1,4158 | 0,8186 | |
| гептанол-1 | 176 | 1,4232(22) | 0,8219 | |
| 5-метилгексанол-1 (изогептиловый) | 175 | 1,422 | 0,823(25) | |
| фенолы | ||||
| фенол | 41-43 | |||
| п-бромфенол | 63,5 | |||
| о-нитрофенол | 45 | |||
| п-хлорфенол | 43 | |||
| п-нитрофенол | 114 | |||
| карбоновые кислоты | ||||
| бензойная кислота | 122 | |||
| о-хлорбензойная кислота | 140-142 | |||
| м-хлорбензойная кислота | 158 | |||
| м-бромбензойная кислота | 155 |
Ход работы.
В плоскодонную колбу (50 мл) помещают 6,5 г исследуемой смеси трех веществ и при встряхивании, постепенно добавляют 5% водный раствор гидрокарбоната натрия (NaHCO3), наблюдается вспенивание, выделение CO2. Добавление гидрокабоната натрия производят порциями до прекращения выделения CO2 и достижения слабощелочной реакции (рН 8 – 9) по универсальной индикаторной бумажке. Смесь оставляют на 5–10 мин. до завершения реакции, затем переносят в делительную воронку (см. Работу 1) и отделяют водный слой (нижний), собирая его в стаканчик.
|
|
|
К оставшейся в делительной воронке смеси постепенно прибавляют (прямо в воронке!) 10% водный раствор гидроксида натрия (NaOH примерно 3 мл) до сильнощелочной реакции, периодически встряхивая. Смесь выдерживают для расслоения 5–10 мин. Отделяют водный (нижний) раствор фенолята натрия в стаканчик.
К оставшему в делительной воронке спирту добавляют 18 мл диэтилового эфира, промывают водой (3 раза по 2мл), насыщенным раствором NaCl и высушивают над безводным Na2SO4. После высушивания (1,5–2 часа) смесь переносят в прибор для перегонки (см. работу 1) и на водяной бане отгоняют сначала диэтиловый эфир, и затем перегоняют спирт, фиксируя температуру кипения спирта (заносят в таблицу) и собирая его в мерную пробирку для определения его обьема. Для идентификации спирта определяют показатель преломления (заносят в таблицу).
Выделение кислоты. К водному раствору соли карбоновой кислоты осторожно, при перемешивании добавляют 10% водный раствор соляной кислоты до кислой реакции (pН 1–2). При этом наблюдается вспенивание и выделение CO2 и выпадает осадок кислоты, которую отделяют на фильтре Шотта (см. работу №3 рис. 3), промывают холодной водой, отжимают и высушивают. После высушивания взвешивают и определяют температуру плавления для идентификации кислоты (заносят в таблицу).
Выделение фенола. Водный раствор фенолята обрабатывают 10% водным раствором соляной кислоты до четко выраженной кислой среды (pН 1 – 2), как и в случае с выделением карбоновой кислоты. Для полного выделения фенола раствор насыщают хлоридом натрия, выдерживают 5 – 10 мин. Если при этом выделяется осадок, то его отделяют на фильтре Шотта, промывают водой (3 раза по 1 мл), отжимают, высушивают, взвешивают и определяют температуру плавления вещества для идентификации (заносят в таблицу).
|
|
|
Если фенол выделяется в виде маслянистой жидкости, то смесь переносят в делительную воронку, отделяют маслянистый слой, а водный экстрагируют диэтиловым эфиром (или дихлорметаном) (3 раза по 5мл). Эфирные вытяжки объединяют с ранее отделенным фенолом, промывают в делительной воронке водой (3 раза по 2мл), высушивают безводным хлоридом кальция. После высушивания переносят раствор в перегонную колбу и на водяной бане отгоняют растворитель (эфир, дихлорметан). Остаток из перегонной колбы переносят в плоскодонную колбу или стаканчик и охлаждают при перемешивании в бане со льдом для кристаллизации. Отделяют кристаллы, как описано выше, высушивают, взвешивают и определяют температуру плавления для идентификации.
Сравнивают полученные константы с литературными данными и идентифицируют компоненты смеси (записывают в таблицу названия и формулы веществ).
| вещество | выход (г) | физ.-хим. Характеристики внешний вид, Т. пл. (для тв.) или Т.кип., nD20 (для ж.) | вывод (структурная Формула, название) | |
| установленные в работе | лит. | |||
| спирт | ||||
| фенол | ||||
| кислота | ||||
Вопросы для самоподготовки.
1.Какие ограничения имеет данный метод разделения смеси веществ?
2.Какие факторы влияют на кислотно-основные свойства спиртов, фенолов, карбоновых кислот?
3.Чем обусловлена предлагаемая последовательность разделения?
4.Что такое «процесс высаливания», на чем он основан?
5.Почему при выделении соединений во всех случаях необходимо контролировать pН среды?
6.Почему соли лучше растворимы в воде, чем сами вещества?
7.Что такое «хороший» растворитель?
8.Что такое экстракция? каковы условия максимально эффективного извлечения вещества из реакционной смеси?
9.На чем основан процесс перегонки вещества?
10.Требования к оборудованию, предъявляемые при проведении перекристаллизации, экстракции, перегонки?
11.Как и почему температура кипения, плавления, показатель преломления могут служить критерием индивидуальности, чистоты вещества?
Литература
1. А.Терней Современная органическая химия. т.2.Мир.1981.
2. А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. Химия 1974.
3. Дж. Шарп, И. Тосна, А. Роули. Практикум по органической химии. Мир.1993.
4. Практикум по органической химии под ред. Н.С. Зефирова. Москва. Бином. Лаборатория знаний.2010.
5. Органикум. 2т. Мир. Бином 2008.
6. С. Гитис, А.И. Глаз, А.В. Иванов. Практикум по органической химии. Органический синтез. М. Высшая школа. 1991.
[1] Делительную воронку необходимо закрепить в штативе
[2] В начале каждой перегонки до установления постоянной температуры должен быть предгон, который отбрасывают. Если температура установилась сразу, то все равно необходимо собрать небольшое количество вещества в предгон.
[3] Нельзя отгонять из колбы досуха, так как в перегоняемой жидкости могут содержаться нелетучие примеси которые при концентрировании и перегревании способны разлагаться со взрывом.
[4] В начале каждой перегонки до установления постоянной температуры должен быть предгон, который отбрасывают. Если температура установилась сразу, то все равно необходимо собрать небольшое количество предгона.
[5] Нельзя отгонять из колбы досуха, так как в перегоняемой жидкости могут содержаться нелетучие примеси которые при концентрировании и перегревании способны разлагаться со взрывом.
|
|
|
[6] В ходе этого процесса необходимо постоянно замерять и записывать объем добавляемого растворителя, для определения суммарного количества растворителя.
[7] При этом необходимо соблюдать осторожность и избегать попадания капель растворителя на плитку.
[8] Будьте внимательны, если органическое вещество содержит нерастворимые примеси, добиться полного растворения осадка не удастся.
[9] В лабораторной практике для подбора растворителя для перекристаллизации полезно также использовать справочные данные по растворимости органических соединений.
[10] Смотри также работу №3.
[11] При этом необходимо соблюдать осторожность и избегать попадания капель растворителя на плитку.
