Органическая химия: Лабораторный практикум

М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т

« О РГА Н И Ч Е С К А Я Х И М И Я » Л А Б О Р А Т О РН Ы Й П Р А К Т И К УМ по специа льности 020700 «П очвоведение»(Е Н .Ф .04.3)

В оронеж 2004

У тверждено на учно – м етодическ им советом хим ическ ого ф а к ультета В ГУ , проток ол № 1 от01 сентября 2004 г.

Соста вители:

а сс., к .х.н. М едведева С.М . доц., к .х.н. М оисеева Л .В . а сс. П етров В .В . а сс., к .х.н. П оном а рева Л .Ф . доц., к .х.н. Соловьев А .С.

Л а бора торны й пра к тик ум подготовлен на к а ф едре орга ническ ой хим ии хим ическ ого ф а к ультета В оронежск ого госуда рственного университета . Рек ом ендуется для студентов 2 к урса дневного отделения биологопочвенного ф а к ультета отделения почвоведения.

3

П Л А Н – ГР А Ф И К ВЫ П О Л Н Е Н И Я М А Л О ГО П РА К Т И К УМ А П О О РГА Н И Ч Е С К О Й Х И М И И . №

В ид за нятия

Ч а с.

1.

В водное за нятие. Л а бора торна я ра бота .

2

За да чи пра к тик ум а . Т ехник а И нструк та ж, безопа сности. К а чественны й а на лиз орга ничеотчетв ск их соединений. тетра ди

2.

П ра к тическ а я ра бота . № 1

2

П редельны е и непредельны е углеводороды .

3.

П ра к тическ а я ра бота . № 2

2

А ром а тическ ие углеводороды .

--//--

4.

П ра к тическ а я ра бота . № 3

2

Гидрок силпроизводны е углеводородов.

--//--

5.

П ра к тическ а я ра бота . № 4

2

А льдегиды и к етоны .

--//--

6.

П ра к тическ а я ра бота . № 5

2

К а рбоновы е к ислоты и их производны е.

--//--

7.

П ра к тическ а я ра бота . № 6

2

У глеводы .

--//--

8.

П ра к тическ а я ра бота . № 7

2

А зотсодержа щ ие соединения: а м ины , а м иды , а м инок ислоты , белк и.

--//--

9.

Сем ина рск ое за нятие.

2

Х им ическ ие свойства углеводо- К оллок виум . родов и их производны х.

10. За четное за нятие.

Т ем а

Ф орм а к онтроля

О сновны е к ла ссы орга ническ их соединений.

О тчетв тетра ди

За чет.

4

О С Н О ВН Ы Е П Р А ВИ Л А Р А Б О Т Ы В Л А Б О Р А Т О Р И И О Р ГА Н И Ч Е С К О Й Х И М И И . В о врем я ра боты в ла бора тории соблюда йте чистоту, тиш ину и порядок . Беспорядочность, поспеш ность и неряш ливость ча сто приводятк повторению ра боты и да же к несча стны м случа ям с тяжелы м и последствиям и. П оэтом у за прещ а ется посторонним лица м посещ а ть студентов, ра бота ющ их в ла бора тории, и отвлек а ть их. 2. Н е ра зреш а ется ра бота ть в ла бора тории в отсутствии ла бора нта или препода ва теля. К а тегорическ и за прещ а ется ра бота ть одном у. 3. П риступа йте к к а ждой ра боте тольк о с ра зреш ения препода ва теля и после полного усвоения всех ее опера ций. За прещ а ется производить к а к ие бы то ни бы ло ра боты , не связа нны е непосредственно с вы полнением за да ния. 4. В ла бора тории следует ра бота ть в ха ла та х из хлопча тобум а жной тк а ни, за стегива ющ ихся спереди; та к ой ха ла т в случа е воспла м енения м ожно легк о с себя сбросить. 5. Ра бочее м есто содержите в чистоте и порядк е, не за гром ожда йте его посудой, бум а гой. За прещ а ется держа ть на ла бора торны х стола х портф ели, сум к и и другие посторонние предм еты . 6. В ла бора тории за прещ а ется приним а ть пищ у, пить воду, к урить. 7. В о врем я ра боты не следует к а са ться рук а м и лица : м ногие орга ническ ие вещ ества сильно ра здра жа ют к ожу, а при попа да нии на слизистую оболочк у гла з вы зы ва ютсильное жжение и последующ ее воспа ление. 8. В о врем я на грева ния жидк остей или тверды х тел в пробирк а х (или к олба х) не на пра вляйте отверстие сосуда на себя или на соседей, не за гляды ва йте в пробирк и (к олбы ) сверху, та к к а к в случа е возм ожного вы броса на гретого вещ ества м ожетпроизойти несча стны й случа й. 9. Н а грева ние пробирок и других стек лянны х сосудов следует производить очень осторожно и постепенно; перед на грева нием на пла м ени, песча ной ба не пробирк а или сосуд должны бы ть вы терты сна ружи на сухо. 10. К а тегорическ и за прещ а ется пробова ть к а к ие-либо вещ ества на вк ус. О пределять за па х соединения м ожно, осторожно на пра вляя к себе его па ры легк им движением рук и. 11. П ри ра боте с м ета ллическ им на трием соблюда йте особую осторожность. Н и в к оем случа е не допуск а йте соприк основения его с водой, та к к а к м ожетпроизойти сильны й взры в, пожа р и несча стны й случа й. Н ельзя бра ть на трий рук а м и, а тольк о пинцетом или щ ипца м и. В се ра боты с на трием следуетпроводить, тольк о на дев за щ итны е очк и. 1.

5

12. П ри возник новении пожа ра нем едленно вы к лючите га з и элек троприборы , уберите все горючие вещ ества пода льш е отогня, за сы пьте песк ом или на к ройте войлочны м , ш ерстяны м или а сбестовы м одеялом оча г пожа ра . Больш ое пла м я туш а т с пом ощ ью углек ислотны х огнетуш ителей. 13. Е сли за горится одежда , постра да вш его следует облить водой или нем едленно пова лить на пол и на к ры ть войлочны м или ш ерстяны м одеялом , к оторое не сним а ют до тех пор, пок а не пога снет пла м я. М ожно потуш ить пла м я, перек а ты ва ясь по полу. 14. О сильном пожа ре следует тот ча с же сообщ ить дежурном у (пожа рной охра не). 15. П ри терм ическ их ожога х нем едленно дела йте длительную прим очк у обожженного м еста 0,5%-ны м ра створом перм а нга на та к а лия или этиловы м спиртом , за тем на несите на пора женны й уча сток м а зь от ожогов. 16. П ри ожога х к ислота м и пора женное м есто пром ойте 10-15 м ин. проточной водой, а за тем 3%-ны м ра створом гидрок а рбона та на трия (NaHCO3). Е сли пора жены гла за , то после длительной обра ботк и водой пром ойте 2-3%-ны м ра створом гидрок а рбона та на трия и на пра вьте постра да вш его к вра чу. 17. П ри ожога х едк им и щ елоча м и хорош о пром ойте обожженное м есто проточной водой, за тем 1%-ны м ра створом ук сусной к ислоты . П ри попа да нии ра створов щ елочей в гла за их сра зу же обильно пром ы ва ют водой, а за тем 0,5%-ны м ра створом борной к ислоты ; да лее необходим о нем едленно обра титься к вра чу. 18. Е сли на к ожу попа да ет ра зъеда ющ ее орга ническ ое вещ ество, то пром ы ва ние водой в больш инстве случа ев бесполезно. Н ужно пром ы ва ть подходящ им ра створителем (спиртом , эф иром ). П рим енять ра створитель на до по возм ожности бы стро и в больш ом к оличестве. О рга ническ ие ра створители облегча ют проник новение вредны х вещ еств через к ожу, а потом у на до избега ть обра зова ния на к оже к онцентрирова нны х ра створов. 19. П ри ра здра жении ды ха тельны х путей па ра м и бром а следует вды ха ть па ры этилового спирта , за тем вы йти на свежий воздух. 20. П ри пореза х стек лом уда лите из ра ны видим ы е оск олк и стек ла , обра бота йте ра ну3%-ны м спиртовы м ра створом йода и на ложите повязк у. П ри сильном непрек ра щ а ющ ем ся к ровотечении, особенно в случа е повреждения а ртерии, рек ом ендуется на ложить жгут вы ш е ра ны , после чего постра да вш его следуетна пра вить к вра чу.

6

Л абораторная работа: К А Ч Е С Т ВЕ Н Н Ы Й ЭЛ Е М Е Н Т Н Ы Й А Н А Л И З О Р ГА Н И Ч Е С К И Х ВЕ Щ Е С Т В. К а чественны й элем ентны й а на лиз является одним из способов идентиф ик а ции орга ническ их вещ еств. За да чей его служит определение элем ентов, обра зующ их да нное соединение. Э то м огут бы ть: углерод, водород, к ислород, а зот, сера , га логены и др. Т а к к а к элем енты в орга ническ ой м олек уле связа ны к ова лентны м и связям и, необходим о ра зруш ить м олек улу и преобра зова ть элем енты в ионизирующ иеся в воде неорга ническ ие соединения, либо в просты е вещ ества , к оторы е легк о обна ружить известны м и а на литическ им и реа к циям и. Д ля этого орга ническ ое вещ ество ок исляют( для отк ры тия углерода и водорода ) или спла вляют его с м ета ллическ им на трием ( для отк ры тия серы , а зота и га логенов ). Сущ ествуют и другие способы отк ры тия элем ентов. 1. О ткры тие угл ерод а и в од ород а в органическом в ещ еств е. См еш ива ют на ча совом стек ле ра вны е объем ы исследуем ого орга ническ ого вещ ества и порош к а ок иси м еди, в к а честве ок ислителя. См есь пересы па ют в сухую пробирк у, к оторую за к ры ва ют пробк ой с га зоотводной трубк ой, к онец га зоотводной трубк и вводят в другую пробирк у, содержа щ ую неск ольк о м иллилитров прозра чной известк овой (или ба ритовой) воды , та к , чтобы трубк а бы ла слегк а погружена в жидк ость. См есь на грева ют сна ча ла осторожно, за тем сильнее. П ри этом углерод и водород, входящ ие в соста в исследуем ого вещ ества , переходят в соответствующ ие ок сиды – углек ислы й га з и воду. Н а блюда ют обра зова ние воды по появлению к а пель на холодны х стенк а х пробирк и и обра зова ние углек ислого га за по появлению оса дк а углек ислого к а льция (или ба рия). Э то свидетельствует о том , что исследуем ое орга ническ ое вещ ество содержа ло углерод и водород. У ра внения реа к ций:

7

2[ H ] + CuO [ C ] + 2CuO

t° t°

CO2 + Ca(OH)2

Cu + H2O 2Cu + CO2 CaCO3 + H2O

2. О ткры тие серы , азота и гал огенов в органическом в ещ еств е. Н ебольш ое к оличество исследуем ого вещ ества пом ещ а ют в сухую пробирк у и к ла дут туда же к усочек м ета ллическ ого на трия. П робирк у на грева ют до ра спла вления на трия (после чего на блюда ется вспы ш к а ), а за тем - до к ра сного к а ления. Горячую пробирк у бы стро опуск а ютв ступк у с дистиллирова нной водой та к , чтобы пробирк а ра стреск а ла сь (осторожно, да льш е отлица !). Ч ерны е к усочк и спла ва да льш е ра зм ельча ют пестик ом , перелива ют содержим ое ступк и в пробирк у и, для полноты ра створения спла ва , на грева ют до к ипения. За тем отф ильтровы ва ют, полученную щ елочную жидк ость используют для проб на серу, а зот и га логены . Ж идк ость должна бы ть бесцветной; желта я или к оричнева я ок ра ск а ее ук а зы ва ет на неполное ра зруш ение исходного вещ ества . В этом случа е опы тповторяютс новой порцией вещ ества . 2. 1. О т кры т и е с еры . а ) К I м л ра створа нитра та свинца прилива ютра створ едк ого на тра по к а плям до ра створения первона ча льно обра зующ егося оса дк а и за тем доба вляют неск ольк о к а пель исследуем ой щ елочной жидк ости, полученной, к а к ук а за но вы ш е. П оявление тем но-к оричневой ок ра ск и или обра зова ние черного оса дк а сульф ида свинца ук а зы ва етна то, что исследуем ое вещ ество содержа ло серу. Pb(NO3)2 + 4NaOH → 2NaNO3 + Na2PbO2 + 2H2O Na2S + Na2PbO2 + H2O → PbS ↓ + 4NaOH б) К I м л исследуем ой щ елочной жидк ости доба вляют1-2 к а пли ра створа нитропруссида на трия. В присутствии серы см есь приобрета етярк оф иолетовую ок ра ск у. N a 2[ F e(CN )5N O ] + N a 2S

N a 3[ F e(CN )5ON SN a ]

2. 2. О т кры т и е а зот а .

8

К 2-3 м л исследуем ой щ елочной жидк ости доба вляютк риста ллик железного к упороса , к ипятят см есь 1-2 м ин., для охла ждения да ют постоять 3-5 м ин. и подк исляют ра зба вленной соляной к ислотой. О бра зова ние синего оса дк а - берлинск ой - ла зури ук а зы ва етна то, что исходное вещ ество содержа ло а зот. Е сли а зота м а ло, то ра створ после подк исления ок ра ш ива ется в зелены й цвет. F e(CN)2 + N a 2SO 4

F eSO 4 + 2NaCN

N a 4[ F e(CN)6 ]

F e(CN)2 + 4N aCN 3Na 4[ F e(CN)6 ] + 2F eSO 4

F e4[ F e(CN)6 ]3 + 6Na 2SO 4

2. 3. О т кры т и е га логена . а ) 2-3 м л исследуем ой щ елочной жидк ости подк исляютк онцентрирова нной а зотной к ислотой и к ипятят(в вы тяжном ш к а ф у!) неск ольк о м инут для уда ления сероводорода и синильной к ислоты , к оторы е м еш а ютпоследующ ей реа к ции. К осты вш ей жидк ости доба вляютнеск ольк о к а пель ра створа нитра та серебра . О бра зова ние хлопьевидного оса дк а га логенида серебра ук а зы ва ет на присутствие га логена . NaHal + AgNO3

AgHal + NaNO3

б) П роба Бельш тейна на га логены : М едную проволочк у прок а лива ют в бесцветном пла м ени горелк и до прек ра щ ения ок ра ш ива ния пла м ени. Д а в почерневш ей проволочк е осты ть, погружа ют ее в орга ническ ое вещ ество и снова вводят проволочк у в пла м я. В присутствии га логенов пла м я ок ра ш ива ется в зелены й цвет. О к ра ск а пла м ени объясняется обра зова нием летучих при вы сок ой тем пера туре га логенидов м еди.

О Ф О Р М Л ЕН ИЕ Л АБО РАТО Р Н Ы Х И П Р АК ТИЧЕСК ИХ РАБО Т. Н азв аниеработы . №

И сходны е вещ ества

Х од ра боты

У ра внения реа к ций

Н а блюдения

В ы воды

9

1. 2. 3. … Закл ю чениеп оработе. П О Л УЧ Е Н И Е И С ВО Й С Т ВА О С Н О ВН Ы Х К Л А С С О В О РГА Н И Ч Е С К И Х С О Е Д И Н Е Н И Й . П рактическиеработы : I. П РЕ Д Е Л Ь Н Ы Е И Н Е П РЕ Д Е Л Ь Н Ы Е УГЛ Е ВО Д О Р О Д Ы . I.1. П РЕ Д Е Л Ь Н Ы Е УГЛ Е ВО Д О Р О Д Ы (А Л К А Н Ы ). О браз о вани е и сво йст вам е т ана. В сухую пробирк у пом ещ а ют тщ а тельно ра стертую см есь а цета та на трия и на тронной извести на вы сотуслоя 2 см . У к репляютпробирк угоризонта льно и, присоединив га зоотводную трубк у, на грева ют см есь в пробирк е пла м енем горелк и сна ча ла осторожно, а за тем сильно. Сна ча ла из пробирк и вы тесняется воздух, потом на чина етвы деляться м ета н, к оторы й при поднесении к онца га зоотводной трубк и к пла м ени горелк и горит несветящ им ся голубова ты м пла м енем . Бы стро опуск а я га зоотводную трубк у в отдельны е пробирк и с бром ной водой и ра створом перм а нга на та к а лия, уста на влива ют, изм еняется ли ок ра ск а этих реа к тивов при пропуск а нии пузы рьк ов м ета на , т. е. происходитли бром ирова ние м ета на или его ок исление в да нны х условиях. Реа к ция обра зова ния м ета на из а цета та на трия и на тронной извести (см еси NaOH и Ca(OH)2) идетпо схем е: O CH3 - C

+ NaOH ONa

CH4 + Na2 CO 3

Р е акци я го ре ни я м е т ана:

CH4 + 2O2

CO2 + 2H2O + Q

I.2. ЭТ И Л Е Н О ВЫ Е УГЛ Е ВО Д О РО Д Ы (А Л К Е Н Ы ). О браз о вани е и сво йст ваэт и ле на. П ом ещ а ют в пробирк у I м л. этилового спирта и осторожно, при взба лты ва нии, прилива ют4 м л к онцентрирова нной серной к ислоты . В ра зогревш уюся см есь броса ютк ипятильны й к а м еш ек , присоединяютга зоотводную трубк у и осторожно на грева ют пробирк у до на ча ла ра вном ерного вы деления га за . Реа к ционна я см есь при этом чернеет. О пуск а я га зоотвод-

10

ную трубк у в пробирк и с бром ной водой и ра створом перм а нга на та к а лия, уста на влива ют, происходитли бром ирова ние и ок исление этилена . К к онцуга зоотводной трубк и подносятпла м я. Н а блюда ютгорение этилена . П олучение этилена : CH 3CH 2OH + H OSO2OH

CH 3CH 2OSO 2OH + H 2O CH 2 = CH 2 + H OSO 2OH

CH 3CH 2OSO 2OH

Свойства этилена : 1) При со е ди не ни е бро м а: CH2 = CH2 + Br2

BrCH2 - CH2Br 1,2-дибром эта н

2) О ки сле ни е во дным раст во ро м пе рм анганат акали я – ре акци я Вагне ра: 3CH 2 - CH 2 + 2MnO 2 + 2KOH 3CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 4H 2O OH

OH

этиленглик оль

3) Го ре ни е :

CH2 = CH2 + 3O2

2CO2 + 2H2O + Q

I.3. А Ц Е Т И Л Е Н О ВЫ Е УГЛ Е ВО Д О Р О Д Ы (А Л К И Н Ы ). О браз о вани е и сво йст вааце т и ле на. Н а дно сухой пробирк и пом ещ а ют м а леньк ий к усочек к а рбида к а льция. О сторожно прилива ют воду, за к ры ва ют га зоотводной трубк ой и поочередно опуск а ют к онец га зоотводной трубк и в за ра нее приготовленны е пробирк и: 1) с бром ной водой, 2) с ра створом перм а нга на та к а лия, 3) с а м м иа чны м ра створом гидроок иси серебра , 4) с а м м иа чны м ра створом ок иси м еди. О тм еча ютпроисходящ ие изм енения. Д ля испы та ния взры вча ты х свойств а цетиленидов серебра и м еди лопа точк ой извлек а ют из пробирок по неск ольк у к риста ллов и осторожно вносят их в пла м я горелк и. Д ля на блюдения горения а цетилена его осторожно поджига ют у к онца га зоотводной трубк и. А цетиленсгора ет светящ им ся пла м енем . П олучение а цетилена : HOH

C Ca

CH + Ca(OH)2

+ C

HOH

Свойства а цетилена : 1) При со е ди не ни е бро м а:

CH

11 CH

BrCH = CHBr

CH + Br2

+Br2

1,2-дибром этен

Br2CH - CHBr2 1,1,2,2-тетра бром эта н

2) О ки сле ни е во дным раст во ро м пе рм анганат акали я : CH

CH

KM nO 4 p-p

H COOH + CO 2

3) з ам е щ е ни е во до ро данаА g CH

AgC

CH + 2[ Ag(NH3)2 ]OH

CAg + 4NH 3 + 2H2O

а цетиленид серебра

4) з ам е щ е ни е во до ро данаCu CH

CH + 2[ Сu(NH3)2 ]OH

CuC

CCu + 4NH3 + 2H2O

а цетиленид м еди

5) го ре ни е аце т и ле на

4CH

CH + 5O2

4CO2 + 2H2O + Q

II. А Р О М А Т И Ч Е С К И Е УГЛ Е ВО Д О РО Д Ы (А Р Е Н Ы ). О бра зова ние и свойства бензола и его гом ологов. 1) По луче ни е бе нз о лаи пре вращ е ни е е го в ни т ро бе нз о л: В пробирк у с га зоотводной трубк ой пом ещ а ют см есь ра вны х к оличеств бензоа та на трия и на тронной извести на вы соту слоя ок оло 1 см . П робирк у осторожно на грева ют. К онец га зоотводной трубк и пом ещ а ют в пробирк у, содержа щ ую 3 к а пли к онц. а зотной к ислоты и 5 к а пель к онц. серной к ислоты . Ч ерез неск ольк о м инутна д слоем к ислотпоявляется тем на я к а пля. Д оба вив в эту пробирк у 1 м л. воды , определяют на личие нитробензола по ха ра к терном уза па ху, на пом ина ющ ем уза па х м инда ля. COONa + NaOH

+ Na2CO3 NO2

+ HNO3

H2SO4, t o

+ H2O

2) Ни т ро вани е т о луо ла: В пробирк е готовят нитрующ ую см есь из 1 м л а зотной к ислоты и 1,5 м л серной к ислоты . К охла жденной см еси в неск ольк о прием ов при встряхива нии вносят 3 к а пли толуола . П осле на грева ния (∼ 15 м ин) на водяной ба не и последующ его охла ждения влива ютв пробирк уводу. О бра зующ а я-

12

ся см есь о- и п-нитротолуола оседа ет на дно. О тм етьте ха ра к терны й м инда льны й за па х. CH3

CH3

CH3

NO2

HNO3

+

-H2O; H2SO4

NO2 о- нитротолуол

n - нитротолуол

3) Вз аи м о де йст ви е аре но в с бро м о м : В одну пробирк у пом ещ а ют 2 м л бензола , в другую – 2 м л толуола , за тем в к а ждую доба вляют по 2 м л ра створа бром а в четы реххлористом углероде ( CCl4 ). Содержим ое к а ждой пробирк и делятна две ча сти, в одну пробирк у с бензолом и в одну с толуолом вносятжелезны е опилк и. Т а к им обра зом , изуча ютбром ирова ние бензола и толуола в ра зличны х условиях: без к а та лиза тора и в присутствии к а та лиза тора . О тм еча ют отсутствие призна к ов реа к ции при к ом на тной тем пера туре. П ри осторожном на грева нии (водяна я ба ня) на блюда ют вы деление бром истого водорода (пок ра снение ла к м усовой бум а жк и) во всех пробирк а х, к ром е содержа щ ей бензол без к а та лиза тора . Т а к же отм еча ют ра зны й за па х вещ еств, обра зова вш ихся при бром ирова нии толуола в ра зличны х условиях. Без к а та лиза тора бром ирова ние толуола идетпо бок овой цепи. усиление ок ра ш ива нияя вследствие к ом плек сообра зова ния Br

+ Br2

+

Fe, t°

HBr

CH 2 Br

2

+ 2HBr

2

CH 3

t° бензилбром ид

+ 2Br2

CH 3

CH 3

Br

+ 2HBr

+

Fe, t° о - бром толуол

Br

n - бром толуол

4) О ки сля е м о ст ьаро м ат и че ски х угле во до ро до в: П ом ещ а ют в две пробирк и по 0,5 м л ра створа перм а нга на та к а лия и по 0,5 м л ра зба вленной серной к ислоты и за тем доба вляютв однупробирк у неск ольк о к а пель бензола , а в другую - неск ольк о к а пель толуола . Сильно встряхива ют обе пробирк и в течение неск ольк их м инут. О дна из

13

см есей в этих условиях бы стро м еняет ок ра ск у, что особенно за м етно на поверхности ра здела м еждууглеводородом и водны м слоем . KM nO 4 H 2 SO 4 COOH

CH 3 KM nO 4

бензойна я к ислота

H 2 SO 4

III. ГИ Д РО К С И Л П РО И ЗВО Д Н Ы Е УГЛ Е ВО Д О Р О Д О В. О д ноатом ны е, м ногоатом ны есп ирты и ф енол ы . А. Свойс т ва предельны х одноа т омны х с пи рт ов. 1. О браз о вани е и ги дро ли з алко го ля т а. В пробирк у с 1 м л безводного этилового спирта осторожно погружа ютк усочек чистого м ета ллическ ого на трия ра зм ером с горош ину, присоединяют га зоотводную трубк у. Ч ерез м инуту после на ча ла реа к ции поджига ют вы деляющ ийся га з у к онца га зоотводной трубк и. Ж идк ость в пробирк е постепенно густеет, на трий пок ры ва ется слоем твердого а лк оголята , и реа к ция за м едляется на стольк о, что для ее уск орения требуется слегк а на грева ть пробирк у. П олученны й к онцентрирова нны й ра створ а лк оголята при охла ждении за к риста ллизовы ва ется. П осле исчезновения всего на трия доба вляютв пробирк у5 м л воды и испы ты ва ютф енолф та леином реа к цию полученного ра створа .

2C2 H5 OH + 2Na

2C 2 H5 ONa + H 2

этила т на трия

H2O

H2 + O2 C2 H5 ONa +

H2 O

C2 H5 OH +

NaOH

2. Э т е ри фи каци я . 2.1. О браз о вани е про ст ых эфи ро в. См еш ива ют в пробирк е 1 м л этилового спирта и 1 м л к онцентрирова нной серной к ислоты . Сильно ра зогревш уюся см есь на грева ютдо к ипения, при этом не обна ружива ется ни обра зова ния горючих па ров, ни появления за па ха эф ира . У да лив на гретую пробирк у от горелк и, очень осторожно прилива ют к см еси ещ е 5-10 к а пель спирта , при этом сра зу же появляется за па х эф ира .

14

C2H5OH +

HOSO2OH

C2H5OSO2OH +

C2H5OH

C2H5OSO2OH + H2O t°

H2SO4 C2H5OC2H5 + диэтиловы й эф ир

2.2. О браз о вани е сло ж ных эфи ро в. В сухую пробирк у на лива ют 2 м л ук сусной к ислоты , 2 м л изоа м илового спирта и 1 к а плю к онцентрирова нной серной к ислоты , встряхива ют ее и на грева ют. За тем пробирк у охла жда ют и доба вляют в нее 2-3 м л холодной воды , обра зова вш ийся изоа м ила цета т всплы ва ет на поверхность, при этом ощ ущ а ется за па х груш евой эссенции. O

O CH3 C

+ CH3 CH CH2 CH2OH OH

H2SO4 - H2O

CH3 C O

CH3

CH2 CH2 CH CH3

CH3 изоам иловы й эф ирук сусной к ислоты (изоам илацетат)

3. О ки сле ни е и з о ам и ло во го спи рт а. В см есь из 6 к а пель к онцентрирова нной серной к ислоты и 3 к а пель изоа м илового спирта вносят 0,5 г бихром а та к а лия. См есь встряхива ют и доба вляют 0,5 м л воды . П ри этом изм еняется ок ра ск а см еси и одноврем енно ощ ущ а ется сла дк ова ты й за па х изова лериа нового а льдегида ; при на грева нии появляется неприятны й за па х изова лериа новой к ислоты . O O K2Cr2O7 K2Cr2O7 CH CH CH C CH3 - CH - CH2 - C CH3 - CH- CH2 - CH2OH 3 2 H2SO4 H2SO4 OH CH3 CH3 H CH3 изоам иловы й спирт

изовалериановы й альдегид

изовалериановая кислота

Б. Свойс т ва многоа т омны х с пи рт ов. 1. Ко м пле ксо о браз о вани е м но го ат о м ных спи рт о в. В трех пробирк а х получа ют гидроок ись м еди, для чего в ра зба вленны й ра створ сульф а та м еди вводят ра створ щ елочи. За тем в пробирк и доба вляют по 3-5 к а пель спирта : глицерина , этиленглик оля и этилового спирта . П робирк и встряхива юти отм еча ютпоявление в нек оторы х из них ха ра к терной ок ра ск и жидк ости. За тем доба вляют к этим ра створа м избы ток ра зба вленной соляной к ислоты и снова на блюда ют изм енение ок ра ск и, вследствие ра зруш ения к ом плек сны х соединений.

15 H CH2OH CH2OH

+ Cu(OH)2 +

HO - CH2

CH2 - O CH2 - O

HO - CH2

этиленглик оль

Cu

O - CH2 O - CH2

глик оля тм еди

H

CH2 OH

OH

HO

CH2

CH2 OH

CH OH +

Cu +

HO

CH

CH

H O

CH2

O

CH

O Cu

CH2 OH

OH

HO

CH2 O

CH2

глицерин

+ H2O

H

HO глицера тм еди

CH2

2. Де ги драт аци я гли це ри на. К неск ольк им к а плям глицерина в сухой пробирк е доба вляют1 г. к ислой сернок ислой соли, см есь встряхива юти осторожно на грева ют. О бра зова ние а к ролеина обна ружива ют по появлению ха ра к терного, очень едк ого за па ха . O

CH2 CH CH2 OH OH OH

CH2 CH C

+

2H2 O

H

В. Свойс т ва ф енолов. 1. О браз о вани е и раз ло ж е ни е фе но ля т о в. К 0,5 г исследуем ого ф енола доба вляют ра зба вленны й ра створ щ елочи до полного ра створения. И з полученного прозра чного ра створа при подк ислении ра зба вленной серной к ислотой вы деляется в оса док исходное вещ ество. OH

ONa + NaOH

ф енолят на трия

- H2 O OH

ONa + H2 SO 4

+ NaHSO4

2. Ре акци я фе но ло в с хло рным ж е ле з о м . В пробирк у на лива ют 2-3 м л 2%-ного ра створа ф енола и доба вляют неск ольк о к а пель 3%-ного ра створа хлорида железа . Н а блюда ется появление ха ра к терного ф иолетового ок ра ш ива ния вследствие обра зова ния к ом -

16

плек сного ф енолята железа . О к ра ш ива ние ха ра к терно и для м ногоа том ны х ф енолов гидрохинона , резорцина , пиррога ллола и т. д, опы т с к оторы м и проводята на логично. C 6H 5 H

H

O

OC 6H 5

H 5C 6O 6C 6H 5OH + F eCl3

Fe

+ 3H Cl

H 5C 6O

OC 6H 5 O H C 6H 5

3. Бро м и ро вани е фе но ла. В пробирк у на лива ют 2 м л 2%-ного водного ра створа ф енола и прилива ютизбы ток бром ной воды (∼ 5 м л). В ы деляется хлопьевидны й оса док 2,4,6-трибром ф енола . OH

OH

Br

Br

+ 3HBr

+ 3Br2 Br

VI. А Л Ь Д Е ГИ Д Ы И К Е Т О Н Ы . А. П олуч ени е и с войс т ва а ли ф а т и ч ес ки х а льдеги дови кет онов. 1. П олучение. а) По луче ни е уксусно го альде ги да: В сухую пробирк у пом ещ а ют 3-4 м л спирта . М едную проволок у, свернутую в спира ль, на к а лива ют в ок ислительном пла м ени горелк и. За тем бы стро опуск а ют горячую м едную спира ль в пробирк у со спиртом . Спирт бурно вск ипа ет, происходит восста новление ок сида м еди до ярк ок ра сной м ета ллическ ой м еди, спирток исляется до а льдегида . П олученны й а льдегид (м ожно повторить опы т неск ольк о ра з) используется для последующ их опы тов. 2Cu + O2 C2H5OH + CuO

2CuO O + H2O + Cu

CH3C H

17

В м есто ок сида м еди м ожно использова ть в к а честве ок ислителя бихром а т к а лия с серной к ислотой, по м етодик е ок исления изоа м илового спирта .

C2 H5 OH

O

K2 Cr2 O7

+ H2 O

CH3 C

H2 SO4 , t°

H

б) По луче ни е аце т о на: В сухую пробирк у пом ещ а ют0,5 г безводного а цета та на трия, за к ры ва ютпробк ой с га зоотводной трубк ой и на грева ютее. К онец га зоотводной трубк и пом ещ а ют в пробирк у с 0,5 м л воды , в к оторой к онденсируются па ры обра зующ егося а цетона . П осле осты ва ния в первую пробирк у доба вляют 1 к а плю к онцентрирова нной соляной к ислоты . П ри этом на блюда ется сильное вспенива ние отвы деления двуок иси углерода . О бра зующ ийся во второй пробирк е водны й ра створ а цетона используютв опы те для получения йодоф орм а . H3 C

C

ONa + NaO

O

C

CH3

H3 C

O

Na2CO3 + 2HCl

C

CH3 + Na 2 CO 3

O

CO 2 + 2NaCI + H2 O

2. О к исление а льдегидов - реа к ция “серебряного зерк а ла ” ( каче ст ве нная ре акци я наальде ги дную группу ): В пробирк уна лива ют1 м л ра створа ф орм а льдегида и доба вляют1 м л а м м иа чного ра створа ок иси серебра , на грева ютпробирк унеск ольк о м инут на водяной ба не, при этом обра зуется м ура вьина я к ислота и вы па да ет в оса док серебро. Ч тобы получить оса док серебра в виде зерк а льного слоя на стенк а х пробирк и, перед проведением опы та следует тщ а тельно вы м ы ть пробирк у горячим ра створом щ елочи и за тем ополоснуть дистиллирова нной водой. O H

C

O +

H

+2[Ag(NH3 )2 ] OH

H

C

+

4NH3

OH

3. Ц ветны е реа к ции а льдегидов, к етонов.

+ H2 O + 2Ag

18

а) Р е акци я альде ги до в с фукси нсе рни ст о й ки сло т о й: Н а лива ют в пробирк у 1 м л бесцветного ра створа ф ук синсернистой к ислоты и доба вляют неск ольк о к а пель ра створа ф орм а льдегида . Ж идк ость в пробирк е приобрета еток ра ск у. б) Р е акци я фо рм альде ги да с ре з о рци но м (каче ст ве нная ре акци я на фо рм альде ги д): Н а лива ют в пробирк у 1-2 м л 1%-ного ра створа резорцина , 1 м л ра створа ф орм а льдегида и доба вляют1-2 м л к онц. серной к ислоты . Ж идк ость в пробирк е приобрета еток ра ск у. в) Р е акци я ке т о но в с ни т ро прусси до м нат ри я : В пробирк упом ещ а ют1-2 м л а цетона , приба вляют1-2 к а пли 1%-ного ра створа нитропруссида на трия (Na2NOFe(CN)5) и неск ольк о к а пель 10%ного ра створа щ елочи. О бра зуется ха ра к терное ок ра ш ива ние. 4. О бра зова ние иодоф орм а из а льдегидов и к етонов. В пробирк у на лива ют 1 м л ра створа йода в йодистом к а лии и 5 м л ра створа щ елочи до исчезновения ок ра ск и. П ри доба влении 1 м л водного ра створа а цетона вы па да ет желтова то-белы й оса док с ха ра к терны м за па хом йодоф орм а . А на логичны й опы тпроводится и с водны м ра створом а цета льдегида . NaOI + NaI + H2O

I2 + NaOH 3 NaIO + H3C

C

CH3 + NaO H

CHI3 + CH3COONa + 3NaOH йодоф орм

O 3 NaIO + CH3-CHO

CHI3 + HCOONa + 2NaOH

Б. Свойс т ва а рома т и ч ес ки х а льдеги дов. 1. О к исление бензойного а льдегида . К 1-2 к а плям бенза льдегида доба вляют2-3 м л ра створа перм а нга на та к а лия и на грева ютсм есь на водяной ба не при встряхива нии до исчезновения за па ха бенза льдегида . Ф иолетовую ок ра ск у (избы ток перм а нга на та ) уничтожа ют, доба вляя неск ольк о к а пель спирта . П ри подк ислении реа к ционной см еси ра зба вленной серной к ислотой вы па да етоса док . O

O KMnO4

C 6H5 C H

H+

C 6H5 C OH бензойна я к ислота

19

2. О к исление-восста новление бензойного а льдегида . В пробирк уна лива ют1-2 м л спиртового ра створа гидрок сида к а лия и доба вляют 5-6 к а пель бенза льдегида , за к ры ва ют пробк ой и встряхива ют. П осле охла ждения вы па да етоса док бензоа та к а лия. O 2 C 6 H5

C

O + KOH

C 6 H5

C

H

+ C6 H5 CH2 OH OK

бензоа т к а лия

бензиловы й спирт

V. К А Р Б О Н О ВЫ Е К И С Л О Т Ы И И Х П Р О И ЗВО Д Н Ы Е . А. П редельны е одноос новны е ка рб оновы е ки с лот ы . 1. П олучение. а) По луче ни е уксусно й ки сло т ы и з аце т ат анат ри я : В пробирк у пом ещ а ют 2-3 лопа точк и а цета та на трия, приба вляют к онцентрирова нную серную к ислотудо появления за па ха ук суса . O H3 C

C

O + H2 SO 4

ONa

H3 C

C

+ NaHSO4 OH

б) По луче ни е ж и рных ки сло т и з м ыла: В пробирк у на лива ют 2-3 м л 1%-ного водного ра створа м ы ла (на триевы х солей вы сш их жирны х к ислот) и по к а плям приба вляют10%-ную серную к ислоту. П ри этом происходит вы деление жирны х к ислот, к оторы е при стоянии за твердева ютв верхней ча сти пробирк и. C17 H35 COONa + H 2 SO 4 стеа ра тна трия (м ы ло)

2C17 H35 COOH + Na 2 SO 4

2. Свойства . 2.1. О браз о вани е со ле й карбо но вых ки сло т . а) Вз аи м о де йст ви е карбо но вых ки сло т с м е т аллам и : В две пробирк и на лива ют по ∼2-3 м л ∼50%-ной ук сусной к ислоты . В одну доба вляют стружк у м а гния, в другую – к усочек цинк а . Е сли реа к ция с цинк ом протек а етм едленно, то реа к ционную см есь на грева ют. 2CH3COOH + Mg → Mg(CH3COO)2 + H2 ↑ 2CH3COOH + Zn → Zn(CH3COO)2 + H2 ↑ б) Вз аи м о де йст ви е со ле й карбо но вых ки сло т с со ля м и т я ж е лых м е т алло в:

20

В пробирк упом ещ а ют1 м л ра створа а цета та на трия, приба вляют∼0,5 м л 2%-ного ра створа хлорида железа (III). О бра зуется соль – а цета тжелеза (III), ок ра ш ива ющ а я ра створ в к ра сно-буры й цвет. Е сли полученны й ра створ прок ипятить, то обра зуется основна я соль, вы па да ющ а я в виде к ра сно-бурого оса дк а . 3CH3COONa + FeCl3 → Fe(CH3COO)3 + 3NaCl Fe(CH3COO)3 + H2O → Fe(OH)2(CH3COO) + 2CH3COOH в) О браз о вани е не раст во ри м ых со ле й ж и рных ки сло т : В две пробирк и пом ещ а ют по ∼0,5 м л ра створа м ы ла , в одну доба вляютра створ соли к а льция, в другую – ра створ соли свинца . Н а блюда ется вы па дение оса дк ов к а льциевы х и свинцовы х солей. 2RCOONa + CaSO4 → (RCOO)2Ca ↓ + Na2SO4 RCOONa + (CH3COO)2Pb → (RCOO)2Pb ↓ + 2CH3COONa 2.2. О браз о вани е сло ж ных эфи ро в. П олучение этила цета та : В пробирк у пом ещ а ют ∼0,5 м л этилового спирта и стольк о же ук сусной к ислоты . Д оба вляют∼5-7 к а п. H2SO4 (к онц.) и осторожно на грева ютсм есь до к ипения, через неск ольк о сек унд появляется ха ра к терны й приятны й за па х этила цета та : O

O

+ CH3CH2OH

CH3 C OH

H2SO4 - H2O

CH3 C O

этиловы й эф ир ук сусной к ислоты (этилацетат) CH2CH3

Б. Д вухос новны е ка рб оновы е ки с лот ы . а) О т крыт и е щ аве ле во й ки сло т ы в ви де кальци е во й со ли : В пробирк у пом ещ а ют 1-2 лопа точк и ш а велевой к ислоты и приба вляют воды до полного ра створения. За тем доба вляют ра створ CaCl2. В ы па да ет белы й оса док ок са ла та к а льция. Д елят содержим ое пробирк и (с оса дк ом ) на две ча сти. К одной доба вляют неск ольк о к а пель 10%-ного ра створа HCl, к другой – ук сусную к ислоту. П ри доба влении соляной к ислоты оса док ра створяется, а ук сусной – нет. HOOC – COOH + CaCl2 → Ca(COO)2 + 2HCl ок са ла тк а льция

Ca(COO)2 + 2HCl → HOOC – COOH + CaCl2 б) О ки сле ни е щ аве ле во й ки сло т ы: В пробирк у, сна бженную га зоотводной трубк ой, пом ещ а ют 1-2 лопа точк и ш а велевой к ислоты , доба вляют неск ольк о к а пель H2SO4 и ∼0,5 м л 2%-ного ра створа KМ nO4. В другую пробирк у на лива ют∼0,5 м л известк овой воды . О сторожно на грева ют пробирк у с к ислотой. П роисходит обесцвечива ние ра створа и пом утнение известк овой воды .

21 HOOC

COOH

KMnO4

CO2

H2SO4

Ba(OH)2 + CO 2

+ HCOOH

BaCO3

to

CO2 + CO + H 2O

+ H2O

В. Арома т и ч ес ки е ки с лот ы . 1. Каче ст ве нная ре акци я набе нз о йную ки сло т у и е е со ли . В пробирк у вносятлопа точк у бензойной к ислоты , доба вляют∼0,5 м л 10%-ного ра створа NaOH и встряхива ют пробирк у. П ри этом происходит обра зова ние бензоа та на трия. За тем прилива ютнеск ольк о к а пель 1%-ного ра створа FeCl3. О бра зуется оса док основного бензоа та железа (III): C6H5COOH + NaOH → C6H5COONa + H2O бензоа тна трия

C6H5COONa + FeCl3 → FeOH(C6H5COO)2 + 3NaCl основной бензоа тжелеза (III)

2. О браз о вани е фт але во го анги дри да. Н ебольш ое к оличество (0,1-0,2 г) сухой ф та левой к ислоты на грева ют в сухой пробирк е пла м енем горелк и, держа пробирк у горизонта льно. К ислота , на ча в пла виться, возгоняется. Н а блюда ют появление продук та возгонк и на холодны х стенк а х пробирк и. П рилива ютв туже пробирк у1-2 м л бензола . В другую пробирк у с бензолом пом ещ а ют нем ного ф та левой к ислоты . О тм еча ют ра зличие ра створим ости ф та левой к ислоты и ее а нгидрида в бензоле. O

O

C OH OH C O

t -H 2 O

C O C O

VI. УГЛ Е ВО Д Ы . С в ой ств а м оно-, д и- и п ол исахарид ов . 1. Реа к ции ок исления са ха ров. а) Р е акци я се ре бря но го з е ркала: К а м м иа чном ура створуок сида серебра , на литом ув тщ а тельно вы м ы тую пробирк у, доба вляют ра вны й объем 2%-ного ра створа глюк озы . См есь на грева ютв течение неск ольк их м инутна горячей водяной ба не, на стенк а х пробирк и оса жда ется м ета ллическ ое серебро в виде зерк а льного слоя.

22 HO

O

H

C

C H

OH

HO H

H OH OH

H

O

Ag2O

CH2OH

H

OH

HO

H OH OH

H H

Ag + H2O

+

CH2OH

глюк онова я к ислота

б) В за им одействие са ха ров с гидрок сидом м еди: В три пробирк и на лива ютпо 2-3 м л водны х 1%-ны х ра створов глюк озы , са ха розы и к ра хм а ла , в к а ждую пробирк уприба вляютпо 1 м л 10%-ного ра створа гидрок сида на трия и по 2-3 к а пли 5%-ного ра створа м едного к упороса . В пробирк а х с глюк озой и са ха розой обра зова вш ийся в на ча ле оса док гидрок сида м еди при встряхива нии ра створяется. П ри этом ра створ ок ра ш ива ется в интенсивно синий цвет вследствие обра зова ния к ом плек сны х са ха ра тов м еди. Н а блюда ются ли к а к ие-либо изм енения в пробирк е с к ра хм а лом ? CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4 CH2OH OH

H

H OH H

2 HO

OH

OH

H + Cu(OH)2

OH H

OH H

CH2OH

-H2O

H OH H HO H

O

OH

CH2OH

H

Cu

H HO H OH OH O

За тем осторожно на грева ют в пла м ени горелк и верхнюю ча сть жидк ости до к ипения и на блюда ют за ок ра ск ой см еси. Бла года ря на личию свободного глик озидного гидрок сила (или свободной а льдегидной группы ) глюк оза ок исляется - синий цвет ра створа при на грева нии исчеза ет и появляется желты й или к ра сны й оса док гидрок сида или ок сида м еди (I). в) В за им одействие са ха ров с реа к тивом Ф елинга : В две пробирк и пом ещ а ют по 1 м л реа к тива Ф елинга и доба вляют в одну 1 м л ра створа глюк озы , а в другую пробирк у 1 м л ра створа са ха розы . П ри на грева нии в пробирк е с глюк озой исчеза ет синий цвет и появляется желты й оса док гидрок сида м еди (I) или к ра сны й оса док ок сида м еди (I). Са ха роза не изм еняеток ра ск и ра створа .

23 H

C

H

O

HO COOK

OH

HO

H

H

OH

H

OH

+ 2

HC O HC O

O

C

H HO

Cu + 2H2O

COONa

CH2OH

COOK

OH H

H

OH

H

OH

HC OH + Cu2O +

HC OH COONa

CH2OH

2. Ц ветны е (к а чественны е) реа к ции са ха ров. а ) О бщ а я реа к ция на углеводы (реа к ция М олиш а ): В три пробирк и на лива ютпо 0,5-1 м л воды и вносят 3 ра зны х углевода : 1) неск ольк о к рупинок са ха ра ; 2) – нем ного к ра хм а ла ; 3) – м а леньк ий к усочек ф ильтрова льной бум а ги ( к летча тк и ). За тем в к а ждую пробирк у доба вляютпо две к а пли ра створа α-на ф тола . П осле этого, на к лонив пробирк у, осторожно пипетк ой прилива ют по стенк е пробирк и по 1-1,5 м л к онцентрирова нной соляной к ислоты . Т яжелы й слой к ислоты долженопуститься на дно пробирк и, почти не см еш ива ясь с водны м слоем . Н а гра нице слоев бы стро обра зуется к ра сивое ф иолетовое к ольцо; при взба лты ва нии см есь ра зогрева ется и ок ра ш ива ется по всем уобъем у. г) П роба Селива нова на к етозы : В пробирк у пом ещ а ют 2-3 м л ф рук тозы (или м еда ), 1 м л к онцентрирова нной соляной к ислоты , приба вляют неск ольк о к риста ллов резорцина и на грева ют. П оявляется виш невок ра сное ок ра ш ива ние. OH

HO

HOH2C

O

HCl, to

HO O

CH2 OH - 3H2O

HOCH2

O

резорцин

C

ок ра ск а

H

ок сим етилф урф урол

в) К а чественна я реа к ция на са ха розу: В пробирк у берут 2-3 м л ра створа са ха ра , прилива ют неск ольк о к а пель водного ра створа сульф а та к оба льта (CoSO4) и избы ток щ елочи. П оявляется ф иолетовое ок ра ш ива ние. г) К а чественна я реа к ция на к ра хм а л: В пробирк у на лива ют 1м л к ра хм а льного к лейстера и доба вляютнеск ольк о к а пель ра створа иода . П оявляется синее ок ра ш ива ние. П ри подогрева нии синее ок ра ш ива ние исчеза ет, что ук а зы ва ет на ф изическ ий процесс - а дсорбцию иода к оллоидны м и ча стица м и к ра хм а ла , к ром е того, обра зуется к ом плек сное соединение полиса ха рида с иодом . 3. Гидролиз са ха розы . В пробирк у на лива ют 4-6 м л 1%-ного ра створа са ха розы , неск ольк о

H2 O, C12 H22 O11

t°

H2 SO4

C6 H12 O6 + C6 H12 O6

24

к а пель (2 м л) ра зба вленной серной к ислоты и к ипятят 10-15 м ин. П осле охла ждения к ислоту нейтра лизуют щ елочью и проверяют содержим ое на вы ш еописа нны е ха ра к терны е реа к ции: 1) серебряного зерк а ла , 2) вза им одействие с ф елинговы м ра створом , 3) пробуСелива нова .

VI. А ЗО Т С О Д Е РЖ А Щ И Е С О Е Д И Н Е Н И Я . А м ины , ам ид ы , ам инокисл оты , бел ки. А. Свойс т ва а ми нов. 1. Вз аи м о де йст ви е ани ли нас м и не ральным и ки сло т ам и . В две пробирк и на лива ютпо 1 м л ра створа а нилина . В одну доба вляютнеск ольк о к а пель 10 %-ного ра створа HCl, в другую - 10 %-ного H2SO4. В первой ра створ ста новится прозра чны м вследствие ра створения обра зующ егося гидрохлорида а нилина , во второй вы па да ет белы й оса док труднора створим ой соли – гидросульф а та а нилина . C6H5NH2 + HCl → [C6H5NH3]Cl гидрохлорид а нилина C6H5NH2 + H2SO4 → [C6H5NH3]2SO4 гидросульф а та нилина 2. Бро м и ро вани е ани ли на. В пробирк у пом ещ а ют 1 м л ра створа а нилина и доба вляют 1 м л бром ной воды . П ри этом происходитобесцвечива ние бром ной воды и появляется оса док . NH2

NH2 Br

Br

+ 3Br2

+ 3HBr2 Br 2,4,6-трибром а нилин

Б. Свойс т ва а ми дов. 1. С во йст вам о че ви ны. а) До каз ат е льст во ст ро е ни я м о че ви ны: К 1 м л ра створа м очевины доба вляют 2 м л прозра чной ба ритовой воды и см есь на грева ют. Н а блюда ется обра зова ние двух продук тов реа к ции: га за , обна ружива ем ого по за па ху и посинению ла к м усовой бум а жк и, и нера створим ого оса дк а . NH2 C

NH2 + 2H2O

O CO2 + Ba(OH)2

HO -2NH3 BaCO3

C O

OH

CO2 -2H2O

+ H2O

б) О браз о вани е ни т рат а:

25

К 1 м л ра створа м очевины осторожно доба вляют 1 м л к онцентрирова нной а зотной к ислоты , встряхива ют пробирк у и охла жда ют. П ри этом обра зуется нера створим ы й оса док . + NH2 C NH3 NO3

H2N C NH2 + HNO 3

O

O

2. С во йст вааце т ам и да(ги дро ли з ). а) К 1 м л ра створа а цета м ида доба вляют1 м л 10 %-ного ра створа щ елочи и к ипятят. О тм еча ют вы деление га за по за па ху и посинению ла к м усовой бум а жк и. O

NaOH

H3C C

+ H2O

O H3C C

NH2

+ NH3 ONa

б) К 1 м л ра створа а цета м ида доба вляют 1 м л ра зба вленной серной к ислоты и к ипятят. П остепенно появляется ха ра к терны й за па х, к оторы й сра внива ютс за па хом из преды дущ его опы та . O H3 C C

+ H2 O NH2

H2 SO4

O H3C C

+ + NH4 HSO4

OH

В. Свойс т ва а ми ноки с лот . 1) Де йст ви е ам и но ки сло т наи нди кат о ры: В две пробирк и на лива ют по 0,5 м л м етилового ора нжевого, м етилового к ра сного. Д оба вляют по неск ольк о к а пель в к а ждую из пробирок водного ра створа а м иноук сусной к ислоты (глицина ). О тм еча ют реа к цию среды . NH2CH2COOH ↔ N+H3CH2COO2) Де йст ви е фо рм альде ги данаам и но ки сло т ы: В пробирк у на лива ют2 м л ра створа а м иноук сусной к ислоты и доба вляют по к а плям подк ра ш енны й ф енолф та леином ра зба вленны й ра створ щ елочи до появления не исчеза ющ ей сла бой ок ра ск и. В другую пробирк у пом ещ а ют 2 м л ра створа ф орм а лина и та к же доба вляют1 к а плю ра створа щ елочи (до появления сла бой ок ра ск и). За тем см еш ива ютобе ок ра ш енны е жидк ости из первой и второй пробирок . П ри этом происходитобесцвечива ние см еси, то есть появление к ислой реа к ции в результа те см еш ения щ елочны х ра створов. П ри да льнейш ем постепенном доба влении к этой см еси ок ра ш енного ра створа щ елочи ок ра ск а ф енолф та леина продолжа етисчеза ть. H2C = O + NH2CH2COOH → H2C = NCH2COOH + H2O H2C = NCH2COOH + NaOH → H2C = NCH2COONa + H2O 3) Де йст ви е аз о т и ст о й ки сло т ы наам и но ки сло т ы:

26

В пробирк у на лива ют 0,5-1 м л ра створа а м иноук сусной к ислоты и доба вляют3-5 к а пель нитрита на трия и стольк о же соляной к ислоты . П ри встряхива нии вы деляются пузы рьк и га за . NaNO2 + HCl → NaCl + HNO2 NH2 – CH2 – COOH + HNO2 → HOCH2 – COOH + N2 ↑ + H2O ок сиук сусна я к ислота

4) По луче ни е ко м пле ксно й м е дно й со ли ам и но уксусно й ки сло т ы: К 1-2 м л ра створа а м иноук сусной к ислоты доба вляют 0,5 г ок сида м еди (II). См есь к ипятят. П оявляется ха ра к терное ок ра ш ива ние. NH2 CH2 COOH + CuO

to

CH2 NH2 CO O

Cu

O CO NH2 CH2

Г. Белки . 1. О бра тим ы е реа к ции оса ждения. О т но ш е ни е бе лко в к ки сло т ам и щ е ло чам : К 2-3 м л ра створа белк а доба вляют по к а плям при встряхива нии к онц. ук сусную к ислоту. Н а блюда ется вы па дение белк а в оса док в виде м ути или хлопьев. П ри да льнейш ем доба влении к ислоты оса док белк а снова ра створяется. П олученны й к ислы й ра створ делят на две ча сти. О дну на грева ют до к ипения, при введении 1-2 к а пель ра створа сульф а та а м м ония белок сверты ва ется. К другой ча сти осторожно доба вляют по к а плям при встряхива нии ра зба вленны й ра створ щ елочи. П ри постепенной нейтра лиза ции к ислоты обра зуется оса док белк а , снова ра створяющ ийся в избы тк е щ елочи. 2. Н еобра тим ы е реа к ции оса ждения. О саж де ни е бе лко в ко нце нт ри ро ванным и м и не ральным и ки сло т ам и : Н а лива ют в одну пробирк у 1 м л к онц. а зотной к ислоты , а в другую – 1-2 м л к онц. соляной к ислоты . Н а к лоняя к а ждую пробирк у, осторожно влива ютв нее по стенк е 1-1,5 м л ра створа белк а та к , чтобы онне см еш ива лся с более тяжелы м слоем к ислоты . Н а гра нице ра здела двух жидк остей появляется белое к ольцо оса дк а белк а . П ри встряхива нии к оличество оса дк а , вы па вш его при действии а зотной к ислоты , за м етно увеличива ется, а оса док , вы па вш ий при действии соляной к ислоты , ра створяется в ее избы тк е. 3. К а чественны е реа к ции на белк и. а) Би уре т о вая ре акци я бе лко в: К 1-2 м л ра створа белк а доба вляют ра вны й объем к онц. ра створа щ елочи и за тем к а плю (не больш е) ра створа сульф а та м еди. Ж идк ость ок ра ш ива ется в ярк о-ф иолетовы й цвет. б) Ксант о про т е и но вая ре акци я белк ов: К 1 м л ра створа белк а доба вляют 0,2-0,3 м л к онцентрирова нной а зотной к ислоты ; появляется белы й оса док или ра створ м утнеет. За тем на грева ютсм есь на горелк е до к ипения и к ипятятее 1-2 м инуты ; при этом ра створ и оса док ок ра ш ива ются в ярк ожелты й цвет. П ри к ипячении оса док м ожет ча стично или полностью ра створиться в результа те гидролиза , но ха ра к терна я желта я ок ра ск а ра створа сохра няется. О хла див см есь, осторожно, по к а плям доба вляют к к ислой жидк ости избы ток (1-2 м л) к онцентрирова нного ра створа щ елочи. В ы па -

27

да етоса док к ислотного а льбум ина та , обра зующ ий с избы тк ом щ елочи ярк о-ора нжевы й ра створ.

1. 2. 3. 4.

О С Н О ВН А Я Л И Т Е Р А Т УР А . Н ек ра сов, В .В . Рук оводство к м а лом у пра к тик ум у по орга ническ ой хим ии. / В .В . Н ек ра сов. - М .: Х им ия, 1975. - 328 с. И ва нов, В .Г. П ра к тик ум по орга ническ ой хим ии. / В .Г. И ва нов, О .Н . Гева , Ю .Г. Га верова . - М .: А к а дем ия, 2000. - 288 с. П ота пов, В .М . О рга ническ а я хим ия. / В .М . П ота пов, С.Н . Т а та ринчик . М .: Х им ия, 1980. - 463 с. Гра нберг, И .И . О рга ническ а я хим ия. / И .И . Гра нберг. - М .: В ы сш а я ш к ола , 1987. - 479 с.

Д О П О Л Н И Т Е Л Ь Н А Я Л И Т Е Р А Т УР А . 1. Н ейла нд, О .Я . О рга ническ а я хим ия. / О .Я . Н ейла нд. - М .: В ы сш а я ш к ола , 1990. - 751 с. 2. П етров, А .А . О рга ническ а я хим ия / А .А . П етров, Х .В . Ба льян, А .Т . Т рощ енк о ; под ред. М .Д . Ста дничук а . – 5-е изд. – СП б. : И ва нФ едоров, 2002. – 624 с.

Соста вители: М едведева Светла на М иха йловна , а ссист., к а нд. хим . на ук ; М оисеева Л юдм ила В ик торовна , доцент, к а нд. хим . на ук ; П етров В ла дисла в В ячесла вович, а ссистент. П оном а рева Л юдм ила Ф едоровна , а ссист., к а нд. хим . на ук ; Соловьев А лек са ндр Сергеевич, доцент, к а нд. хим . на ук Реда к тор

Бунина Т .Д .