«Учебно-методический комплекс по дисциплине Органическая химия, специальность 020101 Химия Составитель: д.х.н., профессор кафедры органической, биологической химии и МПХ Горно-Алтайского государственного университета ...»

Объясните причину происходящего явления.

В. Из смесей, содержащих гидрохинон и нафтолы (проба А), отливают немного раствора, отслоившегося над осадком, и добавляют к нему несколько капель раствора красной кровяной соли – гексацианоферрат (III) калия K3[Fe3+(CN)6]; образуется синий осадок (турнбуленова синь – гексацианоферрат (III)- калия (I)- железа (II) KFe2+[Fe3+(CN)6]).

К 0.5-1 мл водного раствора фенола или нафтола добавляют равный объем раствора карбоната натрия и затем приливают по каплям при встряхивании раствор перманганата калия. В обоих случаях обесцвечивание раствора и выделение двуокиси марганца происходит при комнатной температуре весьма быстро. Запишите уравнения реакций.

В пробирку помещают 2 г исследуемого вещества и 3 мл конц. серной кислоты. При встряхивании кристаллы исходного вещества растворяются; однако при смешении нескольких капель этого раствора с 1 мл воды в отдельной пробирке и фенол, и нафтол выделяются в виде мути. Проведя эту пробу, нагревают основную часть реакционной смеси в кипящей водяной бане 3-5 мин, после чего охлаждают содержимое пробирки и осторожно выливают в другую пробирку с 10-12 мл холодной воды.

Образуется однородный раствор, и исходное вещество уже не выделяется.

Раствор смеси, содержавшей фенол, почти совершенно не имеет его характерного запаха. Уравнения реакций запишите.

В пробирку наливают 0.5-1 мл конц. серной кислоты и вводят 2 капли раствора фенола (или маленький кристаллик его). Полученный бесцветный раствор охлаждают и добавляют к нему каплю раствора нитрита. При встряхивании смесь окрашивается в густо-зеленый цвет; при избытке нитрита появляется фиолетово-синяя или пурпурная окраска.

Интенсивно окрашенную жидкость осторожно выливают в другую пробирку с 5 мл воды, при этом образуется розово-красный раствор. При добавлении к мл этого раствора избытка разбавленного раствора щелочи розовая окраска переходит в зеленую и синеватую; при подкислении жидкость снова приобретает розовую окраску. Уравнения реакций запишите.

Опыт 9. Получение и свойства пикриновой кислоты А. В пробирке осторожно смешивают 0.5 г фенола с 1.5 мл конц. серной кислоты (тяга), затем смесь нагревают до получения однородной жидкости. Охлажденную жидкость осторожно переливают в пробирку, содержащую 2 мл воды, и постепенно прибавляют конц. азотную кислоту. Раствор окрашивается в темно-красный цвет. Затем смесь нагревают 15 мин на водяной бане и после охлаждения разбавляют равным объемом воды. Выделяются желтые кристаллы пикриновой кислоты. Напишите уравнение реакции нитрования фенола при получении пикриновой кислоты.

Б. Конц. спиртовой раствор пикриновой кислоты делят на две части. К одной из них прибавляют спиртовой раствор нафталина, к другой -нафтола. Полученные смеси взбалтывают. Выпадают окрашенные осадки молекулярных соединений: пикрат нафталина (желтого цвета) и пикрат нафтола (оранжевого цвета). Уравнения реакций запишите.

В. В пробирку помещают несколько кристаллов пикриновой кислоты, 3 мл раствора карбоната натрия и 0.1 г глюкозы. Смесь нагревают и кипятят несколько мин. Окраска меняется до красной, а при подкислении становится оранжевожелтой.

Г. К насыщенному раствору пикриновой кислоты добавляют несколько капель раствора гидроксида натрия до щелочной реакции по лакмусу. Светло-желтая окраска переходит в темно-оранжевую. Какова причина изменения окраски?

Д. Крашение пикриновой кислотой. В насыщенный водный раствор пикриновой кислоты погружают шерсть или шелк и нагревают на кипящей водяной бане 15-20 мин. Затем жидкость сливают, материал промывают несколько раз в воде, отжимают и высушивают. Материал окрашивается в ярко-желтый цвет.

Пикриновая кислота взаимодействует с аминогруппами белков, давая нерастворимые продукты желтого цвета. Можно ли окрашивать пикриновой кислотой бумагу. Дайте обоснованный ответ.

Опыт 10. Получение фенолформальдегидных смол. Конденсация фенола с В пробирку помещают 1 г фенола и 1.5 мл 40% раствора формалина. Смесь нагревают до растворения фенола. Затем добавляют 2-3 капли соляной кислоты (1:1) и продолжают нагревать 5-10 мин до появления мути и расслаивания.

Верхний водный слой сливают, нижний слой – смолу нагревают 1-2 мин с таким же объемом воды, после этого следует слить воду и вылить смолу на стекло. Она постепенно затвердевает. Получается наволочная смола. Напишите уравнение реакции образования наволочной смолы.

Опыт 11. Взаимодействие многоатомных фенолов с хлоридомжелеза (III) В три пробирки наливают по 1 мл растворов многоатомных фенолов, а затем добавляют несколько капель раствора хлорида железа (III). Пирокатехин окрашивается в изумрудно-зеленый цвет, резорцин – в фиолетовый, гидрохинон – в синий, а пирогаллол – в буро-красный. Напишите уравнения реакций.

В пробирке смешивают 5 мл воды, 0.1 г бромата калия и 0.5 мл 5% серной кислоты. К смеси прибавляют гидрохинон и нагревают в стакане с водой до 50оС, опустив в пробирку термометр. Через некоторое время образуется промежуточное соединение черного цвета – хингидрон. Без дополнительного нагревания смесь самопроизвольно разогревается до 75оС. Постепенно реакционная смесь становится ярко-желтой. Её охлаждают до 0оС и отфильтровывают выпавший бензохинон. Плавящийся при 116оС. Бензохинон раздражает дыхательные пути, вследствие большой летучести его следует держать под тягой.

Напишите формулы продуктов полного и неполного окисления гидрохинона.

Опыт 13. Получение 2-нафтол-6-сульфокислоты В пробирку помещают 2 г исследуемого вещества (фенол, -нафтол) и 3 мл конц. серной кислоты. При встряхивании кристаллы исходного вещества растворяются; однако при смешивании нескольких капель этого раствора с 1 мл воды в отдельной пробирке и фенол, и нафтол выделяются в виде мути. Проведя эту пробу, нагревают основную часть реакционной смеси в кипящей водяной бане 3-5 мин, после чего охлаждают содержимое пробирки и осторожно выливают в другую пробирку с 10-12 мл холодной воды.

Образуется однородный раствор, и исходное вещество уже не выделяется.

Раствор смеси, содержащей фенол, почти не имеет характерного запаха.

В пробирке растворяют 0.1 г -нафтола в 2.5 мл 10 % раствора гидроксида натрия, прибавляют 0.5 мл хлороформа. Смесь сильно встряхивают. При этом раствор сначала окрашивается в синий цвет, затем в зеленый, наконец, в коричневый. Напишите качественную реакцию на -нафтол.

В двух пробирках растворяют по 0.2 г -, -нафтолов в 3 мл раствора карбоната натрия. Постепенно при встряхивании прибавляют раствор перманганата калия. Происходит обесцвечивание растворов. Чем вызвано обесцвечивание?

Объясните происходящие процессы. Изобразите схемы реакций.

Получение и свойства алифатических аминов Оборудование: колбы Вюрца, лед, лучина, лакмусовая бумажка, стеклянные палочки, холодилькик, стаканы, термометр на 200оС, песочная баня, водоструйный насос.

Реактивы: гидроксид натрия (конц), гидроксид кальция, хлорид железа (III), натрий и цинк (металлические), баритовая вода, сульфат меди (раствор), аммиак (раствор), хлорная известь, селедочный рассол, фенолфталеин, лакмус, ацетамид (крист), этилацетат, гидроксиламин солянокислый (5%), кислоты: серная (конц, 50%, разб), соляная (конц), азотная (конц), щавелевая (крист); анилин, мочевина (крист), хлороформ, формалин (конц).

В селедочном рассоле содержится значительное количество аминов, преи с селёдочным рассолом, 3- насадка Вюрца, 4- холодильник Либиха, 5- алонж, 6- пробирка-приёмник, 7- стакан с охладительной смесью, 8,9- направление тока воды.

колько минут образуется раствор, с которым можно проделать следующие опыты, иллюстрирующие основные свойства аминов.

А. К части раствора прибавляют нейтральный раствор лакмуса или фенолфталеина. Лакмус синеет, т. к. образуются гидроксид ионы, а фенолфталеин становится малиновым. Запишите уравнение реакции взаимодействия аммиака и диметиламина с водой, последовательно заполняя таблицу в пункте Б.

Б. Кипятят в пробирке немного полученного раствора с добавкой щелочи и к выделяющимся парам подносят лучинку, смоченную конц. соляной кислотой.

Образуется белый дым хлористоводородной соли амина (черный фон!).

Уравнения реакции запишите.

СВОЙСТВА

Взаимодействие с FeCl3:

В. Предыдущие опыты показывают большое сходство аминов с аммиаком.

Для установления отличия их от аммиака и принадлежности к органическим соединениям демонстрируют горючесть аминов. Кипятят раствор амина и поджигают пары его у отверстия пробирки. Амины горят на воздухе.

Г. Все опыты можно провести проще: нагревают в колбе смесь селедочного рассола со щелочью (см. выше). К отводной трубке колбы подносят влажную лакмусовую бумажку (бумажка синеет). Подносят стеклянную палочку, смоченную конц. соляной кислотой (образуется белое облако хлористоводородной соли амина). Поджигают пары амина у отводной трубки (они горят бледным пламенем). Пропускают пары в раствор хлорида железа, образуется осадок окиси железа.

Опыт 2. Получение метил- или этиламина из хлористоводородной соли В большую пробирку поместите 1.5-2 г. хлористоводородной соли амина и прилейте столько щёлочи, чтобы смочить ею соль. К пробирке присоедините газоотводную трубку. При подогревании смеси выделяется амин. Запишите уравнения реакции. С выделяющимся амином и аммиаком проводят все опыты по методике 1д и дополнительно пропустите выделяющийся амин в пробирку с 3-4 мл воды, к которой добавлено 1-2 капли фенолфталеина (он растворяется в воде, появляется розовая окраска).

Опыт 3. Получение метиламина и этиламина из ацетамида А. В колбочку с отводной трубкой помещают 3г ацетамида и двойное количество смеси хлористой извести с гидроксидом кальция, замешанной на воде.

Вещества перемешивают и нагревают. Выделяется газообразный метиламин. С ним проводят опыты, как указано выше (растворение в воде, окраска лакмуса, горение и т.д.). Уравнение реакции запишите.

Б. В пробирке растворяют 0.5-1 г ацетамида в 6-7 мл спирта; вносят 2- отжатых на фильтровальной бумаге кусочка металлического натрия (размером с горошину) и быстро вставляют заранее подготовленную пробку с отводной трубкой. Конец этой трубки погружают почти до дна во вторую пробирку приемник с 2-3 мл спирта. Обе пробирки держат в руках: первую из них время от времени встряхивают. Реакция идет быстро; когда натрий исчезнет, ставят первую пробирку в штатив. Отмечают запах жидкости в приемнике, куда поступил с током водорода летучие продукты реакции.

В пробирку помещают 3-5 капель этилацетата, 0.5 мл раствора гидрохлорида гдроксиламина, 1-2 мл спирта и 3-5 капель концентрированного раствора щелочи. В другой пробирке смешивают в тех же количествах перечисленные вещества, но этилацетат не вносят. Обе пробирки нагревают до начала кипения смесей, затем охлаждают и добавляют в каждую пробирку сначала разбавленную соляную кислоту до кислой реакции по лакмусу, потом по 1-2 капли раствора хлорида железа (III). Отмечают появление окрашивания жидкости в одной из пробирок. Уравнение реакции запишите.

Готовят раствор 0.5-1г ацетамида в 5-7 мл воды, испытывают на лакмус и применяют для следующих реакций.

А. Часть раствора ацетамида подщелачивают раствором едкого натра и кипятят. Появляется резкий характерный запах. Уравнение запишите.

Б. Часть раствора ацетамида подкисляют разбавленной серной кислотой и кипятят. Постепенно появляется характерный запах, иной, чем в пробе А. Напишите уравнение реакции.

В. К части раствора ацетамида добавляют 1 мл раствора соли гидроксиламина. Отливают половину полученной смеси в другую пробирку, кипятят 2- мин, затем охлаждают. После этого в обе пробирки добавляют по несколько капель раствора хлорида железа. Смесь в одной из пробирок окрашивается в интенсивный красный цвет.

Растворяют 1 г мочевины в 5 мл воды; полученный раствор используют для следующих опытов.

А. К 1мл раствора мочевины осторожно добавляют 1 мл конц. азотной кислоты. На границе слоев двух жидкостей сразу образуется белое кольцо кристаллов. При взбалтывании и охлаждении выделяется обильный кристаллический осадок. Напишите уравнение реакции.

Б. Готовят насыщенный при комнатной температуре раствор щавелевой кислоты (0.1-0.2 г на 1-2 мл воды). При смешивании 1 мл этого раствора с равным объемом раствора мочевины через несколько секунд выделяются кристаллы.

Напишите уравнение реакции.

Опыт 7. Разложение мочевины при гидролизе и при нагревании А. К 1 мл раствора мочевины добавляют 2 мл прозрачной баритовой воды и смесь нагревают. Наблюдается образование двух продуктов реакции: газа, обнаруживаемого по запаху и посинению лакмусовой бумажки, и карбоната бария, выпадающего в осадок. Напишите уравнение реакции.

Б. В сухой пробирке нагревают на пламени горелки 0.2-0.3 г мочевины.

Сначала мочевина плавится, затем наблюдается обильное выделение аммиака;

плав постепенно густеет и, наконец, снова затвердевает, несмотря на продолжающееся нагревание. На холодных частях пробирки оседает незначительный белый возгон. Охладив пробирку, добавляют в нее 1-2 мл теплой воды, взбалтывают и сливают жидкость в другую пробирку. К полученному мутному раствору биурета добавляют 3-4 капли щелочи (до прозрачности) и 1 каплю раствора сульфата меди; появляется характерное окрашивание.

К твердому остатку в первой пробирке после извлечения его теплой водой добавляют ещё 2-3 мл воды и кипятят смесь несколько минут. После охлаждения добавляют в ту же пробирку несколько капель раствора сульфата меди и 1 мл раствора аммиака; образуется фиолетовый осадок. Напишите уравнение реакции.

Лабораторная работа № 15. Химические свойства анилина А. Отношение анилина к индикаторам. К 100 мл воды приливают 1 мл анилина и взбалтывают смесь стеклянной палочкой. Половину раствора отливают в другой стакан. После этого к одной половине раствора приливают раствор фенолфталеина, к другой - фиолетовый раствор лакмуса. Какова окраска индикаторов? Причина ?

Б. Взаимодействие анилина с кислотами. В пробирку с 5 мл воды приливают примерно 0.3 мл анилина. Смесь взбалтывают. Отмечают растворимость анилина в воде. Добавляют по каплям конц. соляную кислоту. Анилин растворяется. Записывают уравнение реакции образования христоводородной соли анилина.

К раствору анилина приливают по каплям конц. раствор гидроксида натрия.

Снова выделяется анилин в виде маслянистой жидкости. Составьте уравнение реакций.

В другую пробирку наливают 5 мл анилина и затем такой же объём 50% серной кислоты. Охлаждают пробирку, при этом выделяются кристаллы соли.

Растворяют соль по возможности в небольшом количестве воды (воду приливают небольшими порциями и встряхивают). Если остался анилин (непрореагированный), то его отфильтровывают, а к раствору соли приливают конц.

раствор гидроксида натрия. Выделяется свободный анилин.

В. Бромирование анилина. К 5-6 мл воды добавляют небольшую каплю анилина и встряхивают до полного растворения анилина. Полученный сильно разбавленный раствор анилина – анилиновую воду применяют для данного опыта.

К 1 мл раствора анилина добавляют по каплям бромную воду. Наблюдается обесцвечивание брома и выделение белой мути. Запишите уравнения реакции.

Г. Реакции анилина с хлорной известью. При взаимодействии анилина с хлорной известью даже при очень сильных разбавлениях образуется характерное фиолетовое окрашивание. Хлорная известь поэтому служит реактивом на анилин. В пробирку помещают 5 мл воды, растворяют в ней несколько капель (2-3 капли) анилина и приливают немного свежеприготовленного раствора хлорной извести. Образуется фиолетовое окрашивание. Напишите уравнение реакции.

Д. Окисление анилина. К 1 мл анилиновой воды добавляют 2-3 капли раствора бихромата калия и 0.5 мл разбавленной серной кислоты. Жидкость окрашивается в интенсивный темно-зеленый цвет, переходящий в синий, а затем в черный.

Е. Окраска ткани черным анилином. Для подготовки к крашению полотняную или хлопчатобумажную ткань прокипятить в 1% растворе гидроксида натрия. Затем растворить в 150 мл воды 2 г дихромата калия, прибавить 1 мл серной ( 1.84), 1 мл соляной ( 1.19) кислот и 1 мл анилина. Смесь перемешивают палочкой, опускают в нее ткань и нагревают до кипения, продолжая помешивание. Затем ткань вынимают и ополаскивают водой (краситель в воде нерастворим).

Ж. Образование и разложение соли анилина. Взбалтывают 6-8 капель анилина с 2-3 мл воды и полученную эмульсию делят на две части. К одной части добавляют по каплям, при встряхивании, конц. соляную кислоту до получения однородного раствора, после чего к нему приливают 2 капли раствора фенолфталеина, а затем по каплям разбавленный раствор щелочи. Помутнение жидкости вследствие выделения капель анилина наблюдается задолго до появления щелочной реакции по фенолфталеину.

К другой части исходной водной эмульсии анилина добавляют по каплям разбавленную серную кислоту; образуется кристаллический осадок. Напишите уравнение реакции.

З. Получение сульфаниловой кислоты. В пробирку вносят пипеткой (стараясь не смачивать стенки) 2 мл анилина и понемногу при встряхивании добавляют 2.5 мл конц. серной кислоты. Смесь сначала затвердевает, затем разжижается. Погрузив пробирку (глубже уровня смеси) в небольшую песочную баню, нагревают ее до 180-190оС (термометр в смеси) в течение 20-25 мин, после чего вынимают, удаляют термометр, дают смеси остыть до начала затвердевания и приливают к ней 10 мл горячей воды. Снова нагревают смесь до полного растворения осадка и дают ей медленно охладиться, желательно до 0оС.

Выделившиеся кристаллы сульфаниловой кислоты отфильтровывают (с отсасыванием) и отжимают. Напишите уравнение реакции.

И. Образование изонитрила (характерна для первичных аминов). Опыт следует проводить в хорошо действующем вытяжном шкафу.

Помещают в пробирку 1 каплю анилина, 2-3 капли концентрированного раствора щелочи, 2 капли хлороформа и 0.5-1 мл спирта и медленно нагревают смесь до начала кипения. Появляется характерный, очень неприятный запах изонитрила. После окончания опыта пробирку необходимо погрузить в поставленную в тот же вытяжной шкаф ванну с разбавленной серной или соляной кислотой для разложения изонитрила.

К. Получение и анилинформальдегидной смолы. Анилин по ряду свойств напоминает фенол (бромирование, нитрование и другие). Подобно фенолу он дает высокомолекулярные смолы с формальдегидом. В зависимости от соотношения исходных веществ и условию реакции анилинформальдегидные смолы имеют различное строение.

В небольшой стакан наливают 10 мл формалина (40%) и такой же объем заранее приготовленного насыщенного раствора хлористоводородного анилина в воде. В середину стакана тотчас же ставят стеклянную палочку. Образуется густая смола. Палочка прочно удерживается в вертикальном положении. За палочку можно поднять стакан с его содержимым. Продукт можно извлечь из стакана и разломать на кусочки. Напишите уравнение реакции.

Оборудование: стаканы, штативы, капиллярные воронки, лед, водяная баня, часовые стекла, воронки с вкладышами, фарфоровые чашки, колбы, газоотводные трубки, медная проволочка, синяя лакмусовая бумажка, микроскоп.

Реактивы: карбонат натрия (безводный крист), бром в четыреххлористом углероде, сульфат натрия (10%, свежеприготовленный), бихромат калия (крист), карбид кальция, гидроксид натрия (раствор), сульфат меди (раствор), аммиак (конц, раствор), нитрат серебра (раствор), иод (спиртовой раствор); кислоты: серная (конц, разб, 0.1-0.2 н), соляная (разб); солянокислый гидроксиламин (крист), фенолфталеин, ацетон, формалин, ацетат кальция (безводный крист), этиловый спирт.

Опыт 1. Образование ацетальдегида при окислении спирта В пробирку с отводной трубкой всыпают 0.5 г бихромата калия, а затем приливают 2 мл разбавленной серной кислоты и 2 мл спирта и смесь встряхивают.

Наблюдается разогревание и изменение окраски смеси.

Закрепляют пробирку наклонно в лапке штатива и присоединяют отводную трубку, конец которой погружают почти до дна другой пробирки-приемника, содержащей 2 мл холодной воды. Приемник помещают в стаканчик с холодной водой (рис. 11). Осторожно нагревают реакционную смесь пламенем, регулируя равномерное кипение смеси, избегая переброса. В течение 2-3 мин объем жидкости в приемнике увеличивается почти вдвое, после чего прекращают нагревание и разбирают прибор. Отгон в приемнике имеет резкий запах ацетальдегида. Раствор используют для последующих опытов.

Опыт 3. Восстановление альдегидами соединений двухвалентной меди К 1 мл исследуемого альдегида (формальдегид, формальдегид, полученный в предыдущем опыте) добавляют 0.5 мл разбавленного раствора щёлочи и затем по каплям сульфата меди до образования осадка. Полученную смесь нагревают до начала кипения, при этом осадок изменяет свою окраску.

Опыт 4. Восстановление альдегидами соединений серебра Предварительно готовят аммиачный раствор окиси серебра, добавляя к 4- мл раствора нитрата серебра разбавленный водный раствор аммиака по каплям до растворения первоначально образующегося осадка.

Раствор альдегида наливают (по 1 мл) в две пробирки и добавляют в каждую по 1 мл свежеприготовленного аммиачного раствора окиси серебра. В одну из пробирок добавляют еще 2-3 капли разбавленного раствора щелочи. Встряхнув пробирки, ставят их в штатив. Отмечают, в какой пробирке изменение наблюдается раньше. Если серебро не выделяется, то нагревают пробирки с жидкостью несколько минут на водяной бане до 50-60оС.

Чтобы получить осадок серебра в виде зеркального слоя на стенках пробирки, перед проведением опыта следует тщательно вымыть пробирку горячим раствором щелочи и затем ополоснуть дистиллированной водой.

По окончании работы с аммиачным раствором окиси серебра необходимо сразу же вымыть посуду, находившуюся в работе, а образовавшиеся осадки и налеты на её стенках растворить в разбавленной азотной кислоте.

А. Взвешивают часовое стекло, помещают на него 3 мл формалина и выпаривают досуха на кипящей водяной бане в вытяжном шкафу. Сняв и вытерев снизу стекло с сухим остатком, дают ему остыть и снова взвешивают. Напишите уравнение реакции.

Б. В пробирку вносят 3 мл формалина, затем при охлаждении в воде и встряхивании добавляют 1 мл концентрированной серной кислоты. Выделяется белый осадок. Через 20-30 мин приливают 5 мл воды, отсасывают продукт на воронке с вкладышем, промывают несколькими каплями воды, отжимают, сушат на бумаге и взвешивают. Напишите уравнение реакции.

В. Сравнивают растворимость в воде полимеров, полученных в опытах А и Б (по отдельности) при комнатной температуре и при нагревании.

Г. Небольшие кусочки того и другого полимера нагревают пламенем горелки в сухих пробирках. Наблюдают возгон на стенках, после чего осторожно нюхают содержимое пробирок.

Опыт 6. Конденсация ацетальдегида в щелочной среде К 1-2 мл раствора ацетальдегида добавляют половинный объем разбавленного раствора щелочи и смесь медленно нагревают до начала кипения. Жидкость постепенно приобретает резкий запах, желтеет и буреет, а на дне пробирки выделяется полужидкая «альдегидная смола». Напишите уравнение реакции.

В тарированную фарфоровую чашку помещают 5-7 мл формалина и взвешивают (с точностью до 0.1 г). При помешивании добавляют к нему конц.

раствор аммиака до появления ясного неисчезающего запаха аммиака. Затем чашку со слегка разогревшейся смесью устанавливают на сетку и выпаривают при помешивании палочкой до небольшого объема, а под конец – досуха на водяной бане. Чашку с сухим остатком взвешивают.

Сухой кристаллический остаток – уротропин получается с практически теоретическим выходом (считая на формальдегид). По массе полученного уротропина рассчитывают содержание формальдегида в исходном формалине.

В пробирку помещают 4-5 г сухого ацетата кальция, присоединяют отводную трубку и укрепляют пробирку в лапке штатива почти горизонтально, так чтобы дно пробирки было несколько выше, чем её отверстие. Легким постукиванием достигают образование канала над слоем соли в пробирке. Отводную трубку погружают почти до дна в пробирку-приемник с 2 мл холодной воды, помещенную в стаканчик с водой (рис. 11).

Пробирку с ацетатом кальция нагревают пламенем сначала осторожно, затем сильнее и, наконец, до красного каления; соль при этом частично обугливается и чернеет. Летучие продукты разложения соли переходят в приемник и первоначальный объем жидкости в нем через 5-7 мин увеличивается вдвое, после чего прекращают нагревание и сразу же разбирают прибор.

Отгон имеет резкий запах, желтую окраску и дает характерную для ацетона иодоформную реакцию. Если отгон мутный (от частичек смолистых примесей), его фильтруют через маленький складчатый фильтр, предварительно смоченный водой.

После полного остывания реакционной пробирки добавляют к её содержимому 2-3 мл разбавленной соляной кислоты. Наблюдается обильное выделение двуокиси углерода. При подкислении исходного ацетата кальция газ не выделяется. Напишите уравнение реакции.

В широкую пробирку наливают 7 мл воды и растворяют в ней 2 г солянокислого гидроксиламина и 1.5 г безводной соды, при этом выделяется много двуокиси углерода. Полученный раствор хорошо охлаждают (лучше в ледяной воде) и при встряхивании добавляют к нему 1.5 мл ацетона. Наблюдается разогревание смеси и снова обильное выделение пузырьков двуокиси углерода; одновременно из раствора выпадают легкие белые кристаллы оксима ацетона, имеющие слабый своеобразный запах. Смесь охлаждают еще несколько минут, после чего отсасывают и отжимают кристаллы в маленькой воронке с вкладышем, промывают их 2-3 каплями холодного спирта и сушат между листами фильтровальной бумаги.

Опыт следует проводить в вытяжном шкафу. В сухую пробирку помещают 0.5 мл раствора брома в четырёххлористом углероде и добавляют каплю ацетона. Ярко окрашенная бромом жидкость при осторожном подогревании внезапно обесцвечивается и выделяется бромистый водород, легко обнаруживаемый обычным путем.

Полученной бесцветной жидкостью смачивают полоску фильтровальной бумаги и дают растворителю почти полностью испариться; обнаруживается характерный запах образовавшегося бромацетона и его слезоточивое действие (лакриматор). Остатки бромацетона в применявшейся посуде уничтожают раствором щелочи.

Опыт 11. Взаимодействие ацетона с бисульфитом натрия В пробирку наливают 3 мл насыщенного раствора гидросульфита натрия и при энергичном встряхивании добавляют 1 мл ацетона. Смесь разогревается.

При охлаждении её в ледяной воде выпадает кристаллический осадок. Если осадок сразу не появляется, то вызывают кристаллизацию потиранием палочкой стенки пробирки. Переносят немного кристаллов гидросульфитного соединения ацетона на предметное стекло и рассматривают их форму под микроскопом.

Часть полученного вещества обрабатывают в пробирке соляной кислотой при слабом нагревании и отмечают запах выделяющегося газа. Другую часть нагревают с 1 мл раствора щелочи; отмечают запах выделяющихся паров и испытывают их горючесть.

Опыт 12. Взаимодействие ацетона с сульфитом натрия К 1 мл раствора сульфита натрия (5-10% водный раствор) добавляют каплю раствора фенолфталеина; если появляется розовая окраска, то её уничтожают, осторожно добавляя несколько капель (без избытка) разбавленной серной кислоты (0.1-0.2 н. раствор).

В другую пробирку помещают 1 мл воды и каплю раствора фенолфталеина.

Затем вносят в обе пробирки по 1-2 капли ацетона. Интенсивное покраснение жидкости, т.е. появление гидроксильных ионов, наблюдается лишь в смеси, содержащей сульфит натрия. Напишите уравнение реакции.

Опыт 13. Образование иодоформа из альдегидов и кетонов К 1-2 мл разбавленного водного раствора исследуемого вещества (ацетон, ацетальдегид, формальдегид) добавляют 1 мл раствора йода и затем несколько капель раствора щелочи до исчезновения окраски. В некоторых растворах немедленно и без нагревания образуется желтый осадок йодоформа с характерным запахом.

Получение, физические и химические свойства карбоновых кислот Оборудование: конго красная бумажка, лед или снег с солью, стеклянные палочки, газоотводные трубки, штатив для широких пробирок, стаканы, водяная баня, стаканы, колбы на 100 мл, обратный воздушный холодильник, фильтровальная бумага, лучинка, бюретки, медная проволочка.

Реактивы: гидроксид натрия (разб, 25%, 0,1н), карбонат натрия (10%), цинк (кусочки), хлорид железа (III), перманганат калия (раствор), известковая (баритовая) вода, индикаторы: лакмус (раствор), метилоранж, фенолфталеин; кислоты: уксусная (конц), серная (конц, разб), азотная (конц) соляная-серная-уксусная (одинаковой концентрации), фумаровая (крист), винная (крист), хлоруксусная, стеариновая (крист), олеиновая, трихлоруксусная, щавелевая, янтарная (крист), молочная (конц), муравьиная (конц); эфир, сыворотка от простокваши, фенол (крист, водный), глицерин (5-10% водный).

Опыт 1. Физические свойства карбоновых кислот А. Определите агрегатное состояние и запах всех имеющихся в наличии карбоновых кислот. Данные занесите в таблицу по мере усложнения углеродного скелета.

Б. Кристаллизация. Муравьиная и уксусная кислоты очень гигроскопичны.

Будучи безводными они кристаллизуются, например уксусная при +16.7оС, поэтому чистая уксусная кислота носит название ледяной. В пробирку наливают несколько миллилитров уксусной кислоты (по возможности безводной) и помещают пробирку в ледяную воду. Вскоре при встряхивании наблюдают образование крупных блестящих кристаллов кислоты, напоминающих замерзшую воду. Если кислота не безводна, то она может не закристаллизоваться, в таком случае лучше пользоваться охладительной смесью снега с поваренной солью.

Вымораживанием кислоты из водного раствора легко получить чистую ледяную уксусную кислоту.

В. Растворимость в воде. Несколько капелек или кристалликов (0.05-0.1 г) каждой из исследуемых кислот взбалтывают с 1-2мл воды в пробирке; если кислота не растворяется при обычной температуре, смесь нагревают. Охладив нагретые смеси, отмечают, выделяются ли снова кристаллы кислоты, растворившейся при нагревании. (Полученные водные растворы кислот используют для следующих опытов). Пробы, содержащие осадок малорастворимой кислоты, взбалтывают, затем часть суспензии отливают в другие пробирки и прибавляют по 2-3 капли разбавленного раствора щелочи; при встряхивании кристаллы кислоты растворяются, образуя соответствующие соли.

Растворимость кислот укажите в таблице (предыдущий опыт). Сделайте вывод о растворимости кислот в зависимости от строения (количества атомов углерода и наличия других функциональных групп).

Для солей кислот запишите уравнения реакций.

Г. Степень ионизации. Испытывают действие на бумажку конго водных растворов различных кислот примерно одинаковой концентрации (полученных в предыдущем опыте). Для этого проводят по сухой бумажке черту стеклянной палочкой смоченной соответствующим раствором; получаются полоски различного цвета и разной интенсивности окраски. Для сравнения испытывают таким же образом воду, растворы глицерина и фенола и серной кислоты (разб). При действии слабых кислот бумажка конго окрашивается в коричнево-черный, а при действии самых сильных – в устойчивый синий цвет. Исследуемые кислоты расположите в ряд по возрастающей степени кислотности. Чем можно объяснить такое расположение? В таблицу вносят анные констант ионизации К1.

Опыт 2. Получение муравьиной кислоты из щавелевой кислоты В широкую пробирку с пробкой, в которую вставлена изогнутая стеклянная трубка (длина отогнутого конца 12-15 см.), помещают 5 г щавелевой кислоты и 5 мл глицерина. Закрепив пробирку наклонно в лапке штатива, осторожно нагревают смесь; щавелевая кислота растворяется, затем начинается обильное выделение газа. Когда в отводной трубке появятся первые капли перегоняющейся жидкости, приостанавливают нагревание и вводят в пробирку еще два грамма щавелевой кислоты. Снова присоединяют отводную трубку и погружают её конец (почти до дна) в пробирку - приемник с 1-2 мл воды, охлаждаемую в стакане с водой (рис. 11). Продолжают нагревать смесь, следя, чтобы её не перебрасывало, и собирают в приемнике отгоняющуюся муравьиную кислоту.

Нагревание ведут до тех пор, пока смесь глицерина и щавелевой кислоты не почернеет, после чего разбирают прибор. Собранный в приемнике раствор муравьиной кислоты (3-4 мл) используют для опыта 7б. Напишите уравнение реакции.

В колбе на 100 мл, снабженной обратным воздушным холодильником, смешивают 1.5 г фенола, 15мл 25% раствора гидроксида натрия и 3.6 г хлоруксусной кислоты (осторожно вызывает ожог!) и нагревают на кипящей водяной бане 1 ч. Реакционную смесь охлаждают, подкисляют (9 мл) 10% соляной кислотой до рН=3-5 по конго красному и экстрагируют эфиром порциями по 8 мл; эфирной вытяжки в стакане осторожно смешивают с 20 мл 10% раствора карбоната натрия, после прекращения выделения углекислого газа встряхивают смесь в делительной воронке. Эфирный слой отбрасывают, а водный медленно и осторожно при размешивании в стакане подкисляют конц. соляной кислотой до рН=3-5 (по конго красному). Выпавшую фенилуксусную кислоту отфильтровывают и промывают водой на фильтре. Сушат на воздухе. Уравнение реакции запишите, укажите продукты реакции.

В три пробирки помещают кусочки цинка и приливают равные количества соляной, серной и уксусной кислот (одинаковые концентрации). Отмечают в какой из них реакция идет быстрее (с уксусной кислотой раствор подогревают).

Уравнение реакции с уксусной кислотой запишите.

При добавлении хлорида железа к растворам некоторых карбоновых кислот (в частности уксусной) образуется окрашенный коллоидный раствор или осадок основной соли. Последняя образуется в результате гидролиза соответствующих солей железа. Наиболее характерна эта реакция для -оксикислот, дающих с хлоридом железа интенсивное ярко-желтое окрашивание в результате образования комплексных солей железа. (При этом -оксикислота связывая железо, разрушает фенолят и фиолетовая окраска раствора переходит в желтую). Опыт проводят с разбавленными растворами кислот. К 1-2 мл раствора каждой кислоты (уксусная, щавелевая, кислая сыворотка от простокваши или творога) добавляют по 2-3 капли раствора хлорида железа, содержащего фенол.

(Для этого перед опытом прибавляют к раствору хлорида железа несколько капель насыщенного водного раствора фенола до появления фиолетовой окраски). В растворах появляется характерное окрашивание. Отметить цвет растворов.

Пробирку с уксусной кислотой после образования уксуснокислого железа (CH3СОO2)2Fe кипятят, отмечают происходящие изменения. Гидролиз в этом случае проходит в значительной степени, так как соль образована слабым основанием и сравнительно слабой кислотой. Уравнение реакции запишите.

Отвешивают около 0.2 г исследуемой кислоты с точностью не менее чем 0.001 г. Навеску переносят в стаканчик или коническую колбу емкостью 50- мл, добавляют 15-30мл воды, 1-2 капли раствора фенолфталеина и полученный раствор титруют раствором щелочи при встряхивании до появления неисчезающей розовой окраски. Находят эквивалент ис- навеска в г х следуемой кислоты по формуле:

Для проверки повторяют титрование с новой навеской кислоты.

Опыт 7. Различие в окисляемости органических кислот А. Готовят водные растворы исследуемых органических кислот, смешивая 0.05 – 0.1 г кислоты и 1-2 мл воды (если кислота не растворяется, при н.у. смесь нагревают). К каждому из полученных растворов добавляют по 1мл разбавленной серной кислоты и раствор перманганата калия по каплям. Различие в ходе окисления отчетливо обнаруживается по изменению окраски раствора сразу же или при стоянии в течение нескольких мин.

Одноосновные предельные кислоты нормального строения, за исключением муравьиной кислоты, устойчивы по отношению к окислителям. Недостаточно чистая уксусная кислота может содержать окисляющие примеси и несколько изменить окраску раствора перманганата калия. Муравьиная кислота, являющаяся по своему строению также и альдегидом, легко окисляется с образованием двуокиси углерода и воды. Напишите уравнение реакции.

Б. В пробирку с газоотводной трубкой наливают 0.5-1мл муравьиной кислоты, 1мл разбавленной серной кислоты и 1-2 мл раствора перманганата калия.

Конец газоотводной трубки погружают в другую пробирку (почти до дна), содержащую 1-2 мл известковой (баритовой) воды, и осторожно нагревают смесь до начала кипения.

Окрашенная перманганатом калия жидкость в первой пробирке быстро обесцвечивается, а во второй пробирке появляется осадок или муть (образуется карбонат кальция или бария). Напишите уравнение реакции.

Налить в пробирку немного уксусной кислоты и нагреть. При 118оС кислота кипит. Продолжая нагревание, поджигают пары лучинкой. Они горят слабо светящимся пламенем. Запишите реакцию горения уксусной кислоты.

А. Разложение муравьиной кислоты серной кислотой. В пробирке с газоотводной трубкой осторожно смешивают 1мл конц. серной кислоты и 0.5 мл муравьиной кислоты или 1 г ее соли. Выделяющуюся при комнатной температуре или слабом нагревании окись углерода собирают над водой и в пробирке сжигают, пламя окиси углерода имеет характерный голубой цвет. Если реакция не прекратилась, зажигают газ у отверстия газоотводной трубки.

Б. Разложение щавелевой кислоты при нагревании Около 1-2 г щавелевой кислоты нагревают в пробирке с газоотводной трубкой, оттянутый конец которой опущен в другую пробирку, содержащую 1-2 мл известковой (баритовой) воды. Когда начнется непрерывное выделение пузырьков газа, трубку вынимают из жидкости и поджигают у её отверстия выделяющийся газ. Содержащаяся в нём окись углерода сгорает характерным голубым пламенем.

Опыт 10. Изомеризация олеиновой кислоты в элаидиновую В пробирку помещают 2 мл олеиновой кислоты и кусочек очищенной и смятой в комок медной проволоки (около 0.1-0.2 г) и добавляют 1 мл конц. азотной кислоты. Закрывают пробирку пробкой и осторожно встряхивают, чтобы выделяющиеся при взаимодействии азотной кислоты с медью окислы азота лучше поглощались олеиновой кислотой. Содержимое пробирки разогревается. Время от времени приоткрывают пробирку, чтобы не допустить возрастания давления внутри пробирки. Через несколько минут, когда вспенивание от выделения газов почти прекратится, плотно закрывают пробирку и оставляют ее в штативе. Примерно через 1 ч вспенившийся слой олеиновой кислоты над посиневшим водно-кислотным слоем сильно загустевает или затвердевает и при опрокидывании пробирки не выливается. Напишите уравнение реакции.

Лабораторная работа № 18. Получение и свойства сложных эфиров Оборудование: водяная баня, пипетки, лакмусовая бумажка, колбы, обратный холодильник, фарфоровые чашки, фильтровальная бумага, термометр, бюретки, колба коническая, предметные стекла, стаканы, бюретки.

Реактивы: сульфат кальция (0,2%), ацетат свинца (2-3%), сажа, гидросульфат калия или сульфат натрия (порошок), хлорид натрия, хлорид железа, бромная вода, перманганат калия (раствор), йод (спиртовой раствор), спирты: этанол, пентанол, бутанол; кислоты: уксусная, серная (конц, разб), соляная; гидроксид натрия (конц., 0,1), фенолфталеин, бензин, эфир, жир, сливочное и растительное масло, топленое масло, семена подсолнечника, крахмал (раствор), олифа, хлороформ, четыреххлористый углерод.

А. Смешивают в двух пробирках по 2 мл спирта и по 2 мл ледяной уксусной кислоты. Во вторую пробирку добавляют 0,5 мл конц. серной кислоты. Встряхнув пробирки, помещают их на 10 мин в горячую (60-70оС, но не кипящую) водяную баню, следя за тем, чтобы жидкость в пробирках не кипела.

Затем охлаждают обе пробирки в холодной воде и добавляют в каждую по мл воды. Отмечают запах образовавшегося сложного эфира и разницу в объёмах отслаивающегося и всплывающего слоя эфира в первой и второй пробирках. Поверхность слоев эфира и воды лучше заметна при осторожном покачивании пробирки. Затем добавляют по 3 мл раствора хлорида натрия и наблюдают изменение объема эфирного слоя.

Б. Сняв пипеткой часть отслоившегося алкилацетата, помещают примерно равные его количества (по 6-8капель) в три чистые пробирки. Приливают во все пробирки по 1 мл воды и добавляют во вторую пробирку 1-2 капли разб. серной кислоты, а в третью – 1-2 капли конц. раствора щелочи. Нагревая при встряхивании одновременно все пробирки в горячей (60-70оС) воде, отмечают различие в скорости исчезновения капель, а также запах сложного эфира во всех трёх пробирках.

Образовавшийся эфир используют в следующем опыте. Запишите уравнение реакции.

Омыление эфиров в очень сильной степени ускоряется в присутствии щелочей, так как они связывают (превращают в соль) образующуюся кислоту, вследствие чего реакция идет до конца в сторону разложения эфира.

А. В три пробирки помещают по несколько капель уксусноэтилового эфира.

В одну пробирку приливают воду в таком количестве, чтобы эфир только растворился в ней, в другую пробирку приливают раствор щелочи, в третью – раствор соляной кислоты. Пробирки встряхивают и оставляют стоять или нагревают на водяной бане и убеждаются, что в пробирке со щелочью запах эфира быстро исчезает; в пробирке с кислотой он ослабевает, а в пробирке с водой остается без изменений.

В пробирке с кислотой удается обнаружить пары уксусной кислоты с помощью влажной лакмусовой бумажки. В пробирке с водой не удается обнаружить кислоту даже в растворе.

Б. В колбочку наливают 1 мл уксусноэтилового эфира и растворяют его в воде (20 мл). Убеждаются, что раствор не изменяет окраски лакмуса. Добавляют к раствору в колбе 2-3 капли фенолфталеина и немного раствора гидроксида натрия, так чтобы только появилось неисчезающее при взбалтывании розовое окрашивание. Закрывают колбу пробкой с обратным холодильником и смесь нагревают до кипения, после чего дают смеси остыть. Окраска фенолфталеина исчезает, так как щелочь нейтрализуется образующейся при гидролизе кислотой. Добавляют еще несколько капель щелочи и снова нагревают смесь до исчезновения окраски.

Прибавляя к образующемуся нейтральному раствору раствор хлорида железа, убеждаются в появлении уксусной кислоты при гидролизе эфира.

Лабораторная работа № 19. Свойства высших жирных кислот Оборудование: пробирки, плитка, водяная баня, пипетки, бюретки, воздушный холодильник, фарфоровые чашки, фильтровальная бумага, термометр, колба коническая, предметные стекла, стаканы, лёд (снег), стеклянные палочки.

Реактивы: дисцилированная вода, оксид свинца (оксид марганца), сульфат кальция (0,2%), ацетат свинца (2-3%), гидросульфат калия или сульфат натрия (порошок), хлорид натрия (насыщ. раствор, крист), бромная вода, йод (спиртовой раствор), фенолфталеин, этиловый спирт, гидроксид натрия (конц, 0,01), семена подсолнечника, растворители: бензин, эфир, четыреххлористый углерод; жир (свежий, прогорклый), сливочное и растительное масло, льняное масло, олифа, крахмал (раствор).

В 4 пробирки наливают по 1 мл воды, спирта, бензина, эфира и помещают по одинаковому кусочку жира (или несколько капель растительного масла). Пробирки встряхивают и наблюдают, где лучше растворяется жир. Пробирки, где растворение идет плохо, подогревают. Убеждаются, что в воде жир не растворяется даже при нагревании.

Растворимостью жиров и масел в органических растворителях пользуются для извлечения их из отходов скотобоен, из семян, а также для удаления жировых пятен с одежды и т.д. В качестве растворителей используются, кроме указанных выше веществ, дихлорэтан, четыреххлористый углерод, трихлорэтилен и другие.

В пробирку помещают 1 г измельченных в ступке семян подсолнечника, приприливают 5 мл бензина и присоединяют воздушный холодильник. Содержимое пробирки энергично взболтайте и нагрейте 5 мин на водяной бане, периодически продолжая взбалтывание, затем слейте жидкость в фарфоровую чашку и поставьте её на кипящую баню. После испарения растворителя в чашке остаются капельки масла, которые можно перенести на фильтровальную бумагу.

Жиры представляют собой смесь различных веществ - эфиров глицерина, потому что они, как и нефть, не имеют постоянной Ткип и Тпл, при которой плавящийся жир превращается в прозрачную жидкость. Температурой застывания считается та максимальная температура, при которой происходит затвер приборе, изображенном на рисунке 17. В пробирку помещают 2-4 г жира и термометр, шарик которого находится в жире. Нагревают пробирку с жиром в стакане Для определения Тзатв в пробирку наливают растительное масло и охлаждают его в стакане со снегом.

Масло перемешивают, чтобы охлаждение его было более равномерным. Когда масло начнет затвердевать, Рис. 17. Прибор для понижение столбика ртути вначале прекращается, затем измерения Тпл и немного повышается, после чего снова начинает падать.

Тзатв жиров.

Масла содержат в своем составе глицериды непредельных кислот – олеиновой, линолевой и другие. Они поэтому обесцвечивают бромную воду, присоединяя бром по месту С=С связи, и обесцвечивают раствор перманганата калия.

А. В пробирку наливают 5 мл растительного масла и конц. раствор бромной воды. При встряхивании пробирки бром обесцвечивается, образуется твердый продукт, присоединение брома к глицериду.

Б. Кроме брома, к непредельным жирам по месту С=С связи присоединяется хлор и иод. К 3-5мл растительного масла прибавляют 5 капель спиртового раствора иода. Встряхивают смесь и прибавляют к ней раствор крахмала. Синее окрашивание не образуется, так как иод вступил в реакцию с жиром.

Реакцию с йодом используют на практике для характеристики жиров, так как по количеству расходуемого иода на насыщение С=С связей по так называемому иодному числу можно судить о степени непредельности жира.

Уравнение реакций запишите с любым глицеридом непредельной кислоты.

Опыт 5. Оценка степени непредельности жиров Опыт проводят одновременно с несколькими различными жирами; твердые жиры предварительно нагревают до разжижения.

В сухой пробирке растворяют каплю каждого из исследуемых жиров в 1 мл четыреххлористого углерода, после чего добавляют при встряхивании раствор брома из бюретки со стеклянным краном или градуированной пипетки до прекращения исчезновения окраски.

Сравнивают объемы раствора брома, необходимые для достижения одинакового светло-оранжевого окрашивания растворов различных жиров, и располагают исследуемые жиры в ряд по возрастающей степени непредельности.

В жирах обычно всегда содержится некоторое количество свободных жирных кислот. Количество кислот возрастает при длительном хранении жиров вследствие частичного их разложения. С разложением жиров связано их прогоркание. О количестве кислот в жире можно судить по количеству щелочи, идущей на нейтрализацию их в определённой навеске жира по так называемому числу кислотности. Можно поставить два параллельных опыта – определение числа кислотности в свежем и прогорклом масле.

В конической колбе растворяют 2 г животного масла в смеси 5 мл спирта и мл эфира. К раствору прибавляют 2 капли фенолфталеина и титруют 0.1М раствором щелочи до появления розовой окраски, остающейся после взбалтывания жидкости. Вычисляют, сколько мл раствора щелочи расходуется в том и другом случае на нейтрализацию 100г жира. Убеждаются, что кислотное число прогорклого масла выше, чем свежего.

Масла делятся на высыхающие (льняное, конопляное) и невысыхающие (оливковое). При высыхании происходит окисление и полимеризация масел в твердые эластичные продукты.

Высыхающие масла (льняное) составляют главную часть олифы, применяющейся в качестве связующего материала при нанесении масляных красок на окрашиваемую поверхность. Однако масла высыхают очень медленно (льняное 4-8 дней, подсолнечное 8-12 дней). Для ускорения высыхания к маслам прибавляют окислы некоторых металлов (МпО4, РbО и другие), сиккативы, катализирующие процесс окисления. Варкой масла с сиккативами получают олифу, высыхающую в течение нескольких часов.

Растирают на стекле в отдельности капли прованского, льняного масла и олифы. Подогревают капли в сушильном шкафу при 60-80оС. Через 30 мин олифа уже твердеет. Льняное масло твердеет только к следующему занятию (при н.у.), а прованское остается жидким.

При отсутствии олифы на стекло можно нанести тонкий слой порошка РbО и в него поместить каплю льняного масла. В этом случае масло затвердевает быстрее обычного. Объясните причину быстрого высыхания масел с использованием уравнений реакций.

Опыт проводят одновременно с различными жирами. В широкую пробирку помещают 3 г жира, 3 мл спирта и 3 мл концентрированного раствора щелочи, перемешивают смесь встряхиванием или при помощи палочки и нагревают пробирку на водяной бане до начала кипения. Смесь быстро становится однородной, и через 3-5 мин омыление уже полностью заканчивается. Через 15- мин проверяют полноту омыления, для чего отливают несколько капель смеси в пробирку, добавляют 5-6 мл дистиллированной воды (лучше горячей) и нагревают раствор при встряхивании на водяной бане или пламенем. Если проба растворяется в воде нацело, не выделяя капель жира, омыление можно считать законченным; в противном случае продолжают нагревать смесь жира и щелочи еще несколько минут, после чего снова проверяют полноту омыления.

К полученной густой жидкости добавляют при перемешивании горячий насыщенный раствор поваренной соли. Жидкость мутнеет и выделяется слой мыла, всплывающий на поверхность. Раствором соли заполняют почти всю пробирку, чтобы высаленный слой мыла поднялся до ее отверстия. Дают смеси отстояться в течение нескольких минут на водяной бане, затем погружают пробирку почти до краев в стакан с холодной водой на 5-10 мин, при этом слой мыла затвердевает. Схематически изобразите химизм получения мыла.

Полученное мыло извлекают из пробирки палочкой или шпателем и используют для следующих опытов.

Опыт 9. Растворимость и обменные реакции мыла А. В две пробирки помещают по 0.1-0.2 г одного мыла, полученного в предыдущем опыте и добавляют в обе пробирки дистиллированную воду: в одну пробирку 1 мл, а в другую 6-8 мл. Нагревая и встряхивая, переводят мыло в обеих пробирках в раствор, после чего охлаждают обе пробирки в стакане с холодной водой. Более концентрированный раствор мыла образует при этом плотный студень; разбавленный же раствор остается жидким и при встряхивании сильно пенится.

Мыло, приготовленное из растительного или коровьего масла, растворяется в воде значительно легче, чем мыло, приготовленное из сала.

Б. Полученный разбавленный, слегка опалесцирующий раствор мыла делят на три части и добавляют в таком же объеме в одну часть водопроводную воду, в другую – раствор сульфата кальция и в третью - раствор соли свинца. При введении двух последних растворов образуются белые осадки кальциевого и свинцового мыла; водопроводная вода, в зависимости от ее жесткости, дает муть или хлопья кальциевого и магниевого мыла. Во всех этих случаях жидкость над полученным осадком, в отличие от исходного раствора мыла, при встряхивании почти не образует пены. Объясните причину наблюдаемого явления.

Около 0.5 г полученного высаливанием твердого мыла растворяют при нагревании в 4-5 мл дистиллированной воды и повторно высаливают горячим насыщенным раствором хлорида натрия. Дав всплывшему мылу застыть, перекладывают его на фильтровальную бумагу и отжимают досуха.

Кусочек очищенного этим путем мыла помещают в сухую пробирку, приливают 1-2 мл спирта, взбалтывают и добавляют 1-2 капли раствора фенолфталеина. Затем осторожно, по стенке, вливают эту жидкость в другую пробирку с 3-5 мл воды и наблюдают изменение окраски на границе двух слоев.

Опыт 11. Эмульгирующие и моющие свойства мыла Встряхивают при нагревании 0.1-0.2 г мыла с 6-8 мл дистиллированной воды, затем охлаждают и с полученным разбавленным раствором мыла проводят следующие опыты.

А. В две пробирки помещают по 1-2 капли жидкого масла и добавляют в одну пробирку 2 мл воды, а в другую – 2 мл раствора мыла. Сильно встряхнув обе пробирки до получения эмульсии масла, ставят их в штатив.

Эмульсия в чистой воде содержит довольно крупные капли масла и при состоянии быстро расслаивается; эмульсия, содержащая мыло, по виду похожа на молоко, она содержит очень мелкие капли масла и гораздо более устойчива.

Б. В Пробирке сильно встряхивают 8-10 мл воды с небольшим количеством тонкой сажи. Полученную взвесь сажи отфильтровывают через бумажный фильтр. Когда вода стечет, вынимают фильтр из воронки, развертывают его и складывают снова так, чтобы покрытая прилипшей сажей внутренняя его поверхность оказалась снаружи, после чего снова вкладывают фильтр в воронку.

Пропускают через этот фильтр в пустую пробирку или в стакан сначала несколько миллилитров чистой воды, а затем, дав воде стечь и сменив приемник, несколько миллилитров мыльного раствора. В первом случае фильтрат прозрачен, во втором – содержит много частиц сажи. Объясните причину наблюдаемого явления.

Опыт 12. Образование акролеина при разложении жира В сухую пробирку помещают около 0.5 г бисульфата и каплю жидкого жира (или кусочек твердого жира). Встряхивая пробирку и слегка нагревая смесь, перемешивают, затем нагревают смесь на пламени более сильно, держа пробирку горизонтально. При этом смесь чернеет, выделяются пары воды и другие летучие продукты, имеющие резкий характерный запах акролеина. Запишите уравнения реакции образования акролеина.

Оборудование: газоотводные трубки, стаканы, хроматографическая бумага, чашки Петри, циркуль, капиллярные пипетки, шприцы, пульверизатор, электроплитки (или термостат).

Реактивы: хлорид железа (III), перманганат калия (раствор), известковая вода, иод (раствор), гидроксид натрия (10%); индикаторы: метилоранж, метиловый красный, лакмус; оксид меди (крист), сульфат никеля (раствор), кислоты: уксусная (конц), серная (конц, раствор), щавелевая (крист), лимонная (крист, раствор), винная (крист), молочная (конц), аминоуксусная (глици, 2%, 1%), аланин, глутаминовая, фенилаланин; сыворотка от простокваши формалин, нингидрин (0,1%, 0,5% в ацетоне), растворитель (н-бутиловый спирт:вода:уксусная кислота (4:5:1), фенол (насыщ.

раствор).

Опыт 1. Реакция оксикислот с хлоридом железа (III) Перед опытом добавляют к раствору хлорида железа (III) несколько капель насыщенного водного раствора фенола до появления фиолетовой окраски.

Опыт проводят с разбавленными водными растворами кислот (несколько капель или кристаллов (0.05-0.1 г) каждой из исследуемых кислот взбалтывают с 1-2 мл воды в пробирке, если кислота не растворяется при обычной температуре, смесь нагревают. К 1-2 мл раствора каждой исследуемых кислот, а также сыворотке из молочных продуктов добавляют по 2-3 капли раствора хлорида железа (III), содержащего фенол. В растворах оксикислот и в сыворотке появляется ярко-желтая окраска, иногда с зеленоватым оттенком. С использованием уравнений реакций обясните появление характерной окраски.

Опыт 2. Разложение молочной кислоты концентрированной серной Смесь равных объемов (по 0.5-1 мл) молочной кислоты и концентрированной серной кислоты осторожно нагревают в пробирке с газоотводной трубкой.

Выделяющуюся окись углерода собирают над водой в пробирки и поджигают сначала в пробирках, затем у отверстия газоотводной трубки.

Опыт 3. Окисление молочной кислоты в кислой среде В пробирку с газоотводной трубкой помещают 0.5-1 мл молочной кислоты, равный объем разбавленной серной кислоты и 1-2 мл раствора перманганата калия. Закрепив пробирку наклонно в лапке штатива, погружают конец газоотводной трубки в пробирку-приемник с 1-2 мл воды (рис. 11), охлаждаемую в стакане с водой; конец трубки должен быть погружен в воду. Осторожно нагревают быстро обесцвечивающуюся смесь почти до кипения. Выделяющийся газ проходит через воду в приемник. Через несколько минут прекращают нагревание и разбирают прибор.

Полученный в пробирке-приемнике водный раствор летучих продуктов реакции имеет запах уксусного альдегида и дает характерные реакции на альдегиды. Запишите уравнения реакций.

Опыт 4. Разложение лимонной кислоты конц. серной кислотой В пробирку с газоотводной трубкой помещают 1 г лимонной кислоты и приливают 2 мл концентрированной серной кислоты.

Пробирку закрепляют в лапке штатива; готовят еще две пробирки – в одну из них (А) наливают 2-3 мл прозрачной известковой (баритовой) воды, в другую (Б) - такое же количество раствора йода с добавлением нескольких капель раствора щелочи до почти полного обесцвечивания раствора йода.

Осторожно нагревают пламенем горелки смесь лимонной и серной кислот.

Масса начинает пениться; при приближении пламени к отверстию отводной трубки выделяющиеся летучие продукты загораются голубым пламенем, характерным для окиси углерода. Не прекращая нагревание, погружают газоотводную трубку сначала в пробирку А, где образуется муть и осадок углекислой соли, а затем в пробирку Б, и наблюдают образование йодоформа при комнатной температуре. Уравнения реакций запишите.

А. Отношение моноаминомонокарбоновых кислот к индикаторам. В три пробирки наливают по 1 мл 2% раствора аминоуксусной кислоты (глицина) и добавляют по 2 капли растворов индикаторов: в одну пробирку – метилового оранжевого, в другую - метилового красного, в третью – лакмуса.

Меняется ли окраска индикаторов? Объясните результаты опыта.

Б. Реакция аминоуксусной кислоты с формальдегидом. В пробирку к 2 мл 2% раствора аминоуксусной кислоты прибавляют 1 каплю индикатора метилового красного. Раствор окрашивается в желтый цвет. (Этот индикатор применяют для обнаружения в растворах кислот: в кислой среде в интервале рН=4.2желтая окраска индикатора меняется на красную.) Водный раствор аминоуксусной кислоты имеет нейтральную реакцию. Укажите причину.

Добавляют к раствору аминоуксусной кислоты 1 мл нейтрализованного формалина. Желтая окраска раствора превращается в красную, следовательно, реакция раствора стала кислой. Формальдегид присоединяется к аминогруппам, и связывает их; карбоксильные группы при этом освобождаются и обуславливают, кислую реакцию раствора.

Напишите уравнения реакций аминоуксусной кислоты с 1 моль формальдегида (образование N-монооксиметиламиноуксусной кислоты) и с 2 моль формальдегида (образование N,N-диоксидиметиламиноуксусной кислоты).

В. Образование медной соли аминоуксусной кислоты. В пробирке нагревают при встряхивании смесь 0.5 г оксида меди (II) и 2-3 мл 2% раствора аминоуксусной кислоты. Через 2-3 мин пробирку ставят в штатив. После отстаивания хорошо видна синяя окраска раствора. Отливают примерно 0.5 мл раствора и добавляют к нему 1-2 капли 10% раствора гидроксида натрия. Выпадает ли осадок гидроксида меди (II)? Укажите причину.

Остальную жидкость сливают с осадка оксида меди (II) в пробирку и охлаждают ее в стакане с ледяной водой. Постепенно выпадают кристаллы медной соли аминоуксусной кислоты. Образование комплексных окрашенных в синий цвет медных солей характерно для -аминокислот.

Напишите уравнение реакции образования комплексной медной соли аминоуксусной кислоты.

Г. Реакция -аминокислот с нингидрином. Реакция с нингидрином очень чувствительна. Её применяют для качественного и количественного анализа аминокислот. Нингидрин разлагает -аминокислоты на альдегиды, оксид углерода (IV) и аммиак. Аммиак конденсируется с избытком нингидрина и с продуктами его восстановления. Продукты конденсации окрашены в розовофиолетовый цвет. Различные -аминокислоты образуют окрашенные соединения, отличающиеся оттенком. Механизм реакции -аминокислот с нингидрином рассматривается в курсе биохимии.

К 2мл 1% раствора аминоуксусной кислоты приливают 2-3 капли 0.1% раствора нингидрина. Содержимое пробирки встряхивают и ставят в штатив.

Через некоторое время появляется фиолетовая окраска с синеватым оттенком.

Объясните причину появления окраски.

Опыт 6. Разделение аминокислот методом радикальной (круговой) распределительной хроматографии на бумаге Для работы получают смесь аминокислот (неизвестных) и набор известных аминокислот (свидетелей). Перед началом работы необходимо вымыть руки с мылом, чтобы на хроматографической бумаге при опрыскивании раствором нингидрина не проявлялись пятна от рук. Бумагу для хроматографии можно брать и держать лишь кусочками фильтровальной бумаги. Прибор для радикальной хроматографии и вид хроматограммы представлены на рис. 18. Из хроматографической бумаги вырезают круг, диаметр которого на 1.5 см больше диаметра чашки Петри, что способствует плотному прижатию к краям чашки и более равномерному радикальному распространению растворителя. Из центра его циркулем проводят окружность диаметром 1.5-2 см. На окружность на расстоянии 1.5-2 см друг от друга наносят капли (диаметром 2-3 мм) растворов Затем хроматограмму слегка подсушивают и снова наносят капли всех растворов в те же точки. Эту операцию повторяют 3-4 раза. После приготовления Рис. 18. 1. а) хроматографическая бума- хроматограммы ее подсушивают. В серега, б) линия старта, в) точки аминокис- дине круга делают отверстие, куда вставлот, 2. чашка Петри с помещённой в неё ляют фитиль из фильтровальной бумаги.

хроматограммой.

Конец фитиля должен касаться растворителя, налитого в чашку Петри. Хроматограмму помещают на чашку Петри, содержащую растворитель (н-бутиловый спирт, вода и ледяная уксусная кислота в отношении 4:5:1). Хроматограмму вынимают из прибора раньше, чем растворитель приблизится к краям круга (на 0.5-1 см). Хроматограмму высушивают и опрыскивают из пульвилизатора раствором нингидрина. При этом он должен лишь смачивать хроматограмму. Затем её высушивают теплым воздухом – в термостате или над электроплиткой;

необходимо следить, чтобы бумага не перегрелась и не обуглилась. После высушивания на бумаге проявляются пятна аминокислот, окрашенные в лиловорозовый цвет. Для закрепления пятен на бумаге хроматограмму смачивают раствором сульфата никеля. Качественный состав смеси устанавливают сравнением Rf компонентов смеси с Rf «свидетелей», вычисленных для данной хроматограммы по формуле:

расстояние от линии старта до середины пятна вещества расстояние, пройденное растворителем от старта до фронта растворителя Лабораторная работа № 21. Свойства моносахаридов Оборудование: фильтровальная бумага, аппарат Киппа, фарфоровые ступки с пестиками, водяная баня.

Реактивы: бромная вода; гидроксид натрия (10%), известковое молоко, сульфат меди (5%), реактив Фелинга (раствор А: сульфат меди в водном растворе (3,5 г CuSO4 5H2O в 50 мл, раствор Б: виннокислый калий-натрий в водно-щелочном растворе (17,3 г сегнетовой соли и 6 г едкого натра в 50 мл), реактив Селиванова (раствор 0,01г резорцина в смеси с 10 мл воды и 10 мл концентрированной соляной кислоты; применяют свежеприготовленным), нитрат серебра (раствор), аммиак (раствор), хлорид железа (III); кислоты: соляная (1:1), уксусная (конц); спирт:серная кислота (смесь 4:1); углеводы: глюкоза (крист, 20%, 2%, 1%), галактоза (крист, 1%), фруктоза (крист, 1%, 2%), сахароза (крист, 1%, 2%), мальтоза (крист, 2%), лактоза (крист), арабиноза (крист); солянокислый фенилгидразин (крист), ацетат натрия (крист), нафтол (5% спиртовой), анилин (конц.), фенол.

Опыт 1. Реакции на гидроксильные группы в моносахаридах А. Реакция с щелочным раствором меди. Опыт проводят одновременно с различными сахарами, растворяя 0.05-0.1 г каждого из них в 2-3 мл воды.

К 2-3мл раствора сахара добавляют 1 мл разбавленного раствора щелочи и 2-3 капли раствора сульфата меди. Выделяющийся осадок гидроокиси меди при встряхивании растворяется, жидкость окрашивается в интенсивно синий цвет.

Затем осторожно нагревают в пламени верхнюю часть жидкости до начала кипения. Если сахар окисляется, то синяя окраска раствора при нагревании переходит в зеленую и затем исчезает. Одновременно появляется желтый, красный или коричневый осадок. Эта реакция является доказательством наличия нескольких гидроксильных групп и характерна для многоатомных спиртов.

Запишите наблюдаемые изменения для всех исследуемых моноз. Для одной из них запишите качественную реакцию.

Б. Реакция с гидроксидом кальция. К 2мл 20% раствора глюкозы прибавляют по каплям при встряхивании известковое молочко. Гидроксид кальция растворяется, образуя сахарат кальция. Прибавляют избыток взмученного известкового молока, при этом в пробирке должен быть осадок не исчезающий при встряхивании. Через 5 минут отфильтровывают 1 мл раствора и через прозрачный фильтрат пропускают медленно ток СО2 из аппарата Киппа. Выделяется осадок карбоната кальция. При длительном пропускании СО2 осадок может раствориться (образуется гидрокарбонат кальция).

Напишите уравнения реакции образования сахарата кальция и взаимодействия его с оксидом углерода.

Опыт 2. Реакции на карбонильные группы в моносахаридах А. Окисление моносахаридов гидроксидом меди (II) в щелочной среде.

В пробирке смешивают 3 мл 1% раствора глюкозы и 1.5 мл 10% раствора гидроксида кальция. Затем по каплям при встряхивании прибавляют 5% раствор сульфата меди до появления не исчезающей при встряхивании мути. Избыток гидроксида меди мешает реакции, т.к. превращается в оксид меди (II) черного цвета. Содержимое пробирки подогревают до начала кипения так, чтобы нагревалась лишь верхняя часть раствора, а нижняя оставалась для контроля. В нагретой части раствора появляется желтый осадок гидроксида меди (I), вскоре переходящий в красный осадок оксида меди (I). Опыт повторяют, но вместо раствора глюкозы берут 1% раствор фруктозы.

Эта реакция объясняется превращением циклической формы углевода в открытую форму при растворении. Напишите уравнения реакции образования глюконовой кислоты.

Б. Окисление раствором Фелинга. Опыт проводят одновременно с растворами различных сахаров.

Точно отмеряют и смешивают равные объёмы растворов А и Б и наливают в пробирки по 2 мл полученной темно-синей жидкости. Число пробирок соответствует числу исследуемых растворов сахаров. Нагревают жидкость в каждой пробирке до начала кипения и добавляют к ней по каплям (при продолжающемся кипячении) 0.5-1.5 мл исследуемого раствора сахара до полного исчезновения синей окраски смеси и выделения красного осадка окиси одновалентной меди. Приливая раствор сахара из градуированной пипетки или бюретки, можно во многих случаях оценить его концентрацию.

В. Окисление аммиачным раствором окиси серебра. Аммиачный раствор окиси серебра готовят, добавляя к 1-2%-ному раствору нитрата серебра по каплям водный аммиак до растворения первоначально образующегося осадка; к полученной жидкости добавляют 1/10 её объёма разбавленного раствора едкого натра. Реактив следует готовить только в нужном количестве перед занятием.

В тщательно вымытой горячим раствором щелочи и ополоснутой водой пробирке смешивают 1 мл аммиачного раствора серебра, 1 мл раствора сахара и пробирку помещают на несколько минут в горячую (60-80оС) воду. Если пробирка была чистой, то выделяющееся при окислении сахара металлическое серебро осаждается на стенках в виде зеркального слоя; в ином случае выпадает черный осадок. Уравнение окисления исследуемого сахара запишите Г. Окисление бромной водой. Опыт проводят одновременно с раствором глюкозы и фруктозы. К 1 мл каждого раствора сахара добавляют по 6 мл бромной воды и смесь нагревают на кипящей водяной бане 15 мин. Если за это время окраска не исчезнет, то кипятят жидкость 0.5-1 мин на пламени до полного обесцвечивания.

Охладив оба полученных раствора в воде до комнатной температуры, добавляют к каждому из них по несколько капель раствора хлорного железа и сравнивают появившуюся в них окраску. Напишите уравнения окисления глюкозы и фруктозы бромной водой.

Д. Реакция замещения карбонильного кислорода в моносахаридах (получение озазонов). Перед опытом смешивают 2 весовые части солянокислого фенилгидразина с 3 весовыми частями ацетата натрия и хорошо растирают в ступке.

Растворяют около 0.2 г глюкозы в 4 мл дистиллированной воды, добавляют около 1 г приготовленной смеси солей и нагревают 5-10 мин на кипящей водяной бане при частом встряхивании. Когда появятся желтые кристаллы озазона, ставят пробирку в штатив и дают ей медленно остыть. Постепенно образуются красивые желтые иглы озазона глюкозы. Уравнения реакции запишите.

А. Реакция Селиванова на кетогексозы. Опыт проводят одновременно с растворами различных сахаров. В пробирки помещают по 0.5-1 мл каждого из исследуемых растворов сахаров и добавляют 2 мл реактива Селиванова, после чего погружают все пробирки на 2 мин в кипящую водяную баню.

Растворы некоторых сахаров быстро окрашиваются в ярко-красный цвет.

При последующем нагревании их на пламени горелки до начала кипения красные растворы мутнеют и выделяют окрашенный осадок. Растворы других сахаров в этих условиях лишь слегка желтеют или розовеют. Объясните причину наблюдаемых явлений.

Б. Реакция Панова на фруктозу. Опыт проводят параллельно с растворами фруктозы и глюкозы.

В две пробирки наливают по 0,5 мл 2%-ных растворов моноз и по 5 мл смеси спирта с конц. серной кислотой (в соотношении 4:1 при охлаждении). Затем в пробирки прибавить по 2-3 капли 5%-ного спиртового раствора -нафтола.

Жидкость перемешивают и нагревают на кипящей водяной бане 5-8 мин.

В пробирке с фруктозой появляется интенсивное фиолетовое окрашивание.

Глюкоза в условиях опыта окрашивания не дает. Объясните причину наблюдаемых явлений.

Г. Реакции на пентозы с уксуснокислым анилином. В пробирку помещают несколько крупинок арабинозы (или другой пентозы) и прибавляют 2 мл раствора соляной кислоты (1:1). На полоску фильтровальной бумаги наносят 1- капли анилина и 1-2 капли уксусной кислоты. Затем бумажку подносят к отверстию пробирки со смесью арабинозы с соляной кислотой и кипятят реакционную смесь. Через 1-2 минуты на бумаге появляется ярко-красное окрашивание.

При нагревании пентоз с соляной кислотой происходит их дегидратация и образование фурфурола, который конденсируясь с анилином образует окрашенное соединение. Напишите уравнения реакций образования фурфурола.

Антиподы (энантиомеры) – оптические (зеркальные) изомеры, обладающие одинаковыми физическими и химическими свойствами, но отличающиеся знаком вращения (противополжные по значению + или –) плоскости поляризованного света.

Аномерный эффект – аномальное преобладание циклической -формы гексоз.

Ароматические соединения – органические соединения, подчиняющиеся правилам ароматичности.

Атропоизомерия – пространственная изомерия, вызванная отсутствием свободного вращения вокруг одинарной связи.

Водородная связь – связь между атомом водорода и другими электроотрицательными атомами (кислород, азот, галоген).

Гетеролиз – неравномерный разрыв ковалентной связи (характерен для ионных реакций).

Гибридизация – выравнивание электронных облаков по форме и энергии.

Гибридизация определяет геометрию молекулы.

Гомолиз – равномерный разрыв ковалентной связи (характерен для радикальных реакций).

Гомологи – соединения сходные по химическим свойствам и отличающиеся друг от друга на СН2 группу (гомологическую разность). Гомологи, расположенные в порядке возрастания их относительной молекулярной массы, образуют гомологические ряды. Состав членов гомологического ряда может быть выражен общей формулой и наличием функциональной группы.

Диастереомеры – устойчивые, изолируемые в индивидуальном состоянии пространственные изомеры, различающиеся физическими (а в какой-то мере и химическими) свойствами.

Изомеры – соединения имеющие одинаковый состав и молекулярную массу, но различное строение, а следовательно различные физические и химические свойства. Изомерия может быть обусловлена изменением структуры углеродного скелета (структурная) или пространственным строением (стереоизомерия).

Индуктивный эффект – смещение электронной плотности к наиболее электроотрицательному атому вдоль сигма связи.

Инверсия цикла (конверсия) – переход конформации кресла I циклогексанового кольца через ряд последовательных стадий в конформацию кресла II, при этом все аксиальные заместители становятся экваториальными и наоборот.

Процесс инверсии осуществляется при 25оС с частотой 100 000 превращений в секунду.

Инверсный сахар – изменение значения и знака угла вращения плоскости поляризованного света сахарозы после её гидролиза.

Интермедиат (промежуточное соединение) – соединение, образующееся на промежуточной стадии (в определённых условиях оно может быть выделено в индивидуальном виде).

Ионная связь (электровалентная, гетропполярная) – обусловлена образованием общих электронных пар за счёт перехода валентных электронов от одного атома к другому.

Ковалентная связь (гомеополярная) – обусловлена обобщением неспаренных валентных электронов с противоположными спинами.

Контроль за ходом реакции – зависимость соотношения альтернирующих (конкурирующих) продуктов от кинетических (кинетический контроль) или термодинамических (термодинамический контроль) факторов.

кинетический контроль соотношение альтернирующих продуктов определяется скоростью их образования, термодинамический контроль – соотношение альтернирующих продуктов определяется их термодинамической устойчивостью.

Крекинг – высокотемпературный разрыв С-С связи в молекулах алканов с длинными цепями и образование менее крупных молекул углеводородов.

Кинетический контроль – см. контроль за ходом реакции.

Конфигурация – закреплённое (кратная связь, цикл) расположение атомов в пространстве без учёта различий, возникающих вследствие вращения вокруг одинарных связей. Как правило, конфигурации имеют большую энергию активации и не могут самопроизвольно (при нормальных условиях) переходить друг в друга. Поэтому конфигурационные изомеры можно выделить в индивидуальном виде, например, цис- и транс- изомеры малеиновой кислоты.

Конформация – одна из многочисленных пространственных (геометрических) форм, которую молекула может принимать в результате вращения вокруг простых (одинарных) связей и других внутримолекулярных движений, проходящих без нарушения целостности молекулы, т.е. без разрыва химических связей. Как правило, конформации имеют небольшую энергию активации и самопроизвольно (при нормальных условиях) переходят друг в друга. По этой причине конформация не может быть выделена в индивидуальном состоянии.

Конформации молекулы называют поворотными изомерами.

Механизм реакции – способ нарушения ковалентной связи как совокупность последовательно осуществляющихся стадий, через которые проходит система «реагент-субстрат», превращаясь в продукты реакции.

Мезомерный эффект – передача электронного влияния заместителя (Х) по сопряжённой системе СН2=СН-Х. При этом заместитель (Х) является участником сопряжённой системы.

Механизм образования ковалентной связи – способ образования химической связи (общей пары электронов); различают донорно-акцепторный и обменный механизмы.

Донорно-акцепторный механизм – для образования химической связи один из взаимодействующих атомов предоставляет пару электронов (донор), а другой – свободную орбиталь (акцептор).

Обменный механизм– для образования химической связи каждый из взаимодействующих атомов предоставляет по одному электрону.

Мутаратация – взаимное превращение циклических - и -форм углеводов через раскрытие цикла.

Напряжение цикла – термодинамическая характеристика устойчивости цикла; возникает в результате отклонения от стандартных характеристик ковалентной связи и приводит к его меньшей устойчивости. Различают несколько видов напряжения в цикле:

Байеровское (угловое) – возникает из-за отклонения от стандартного валентного угла (109о28`); характерно для малых циклов, Питцеровское (торсионное) – возникает вследствие энергетически невыгодной заслонённой конформации двух связанных друг с другом атомов (например, в молекуле циклопропана, в конформации ванна циклогексанового кольца); наиболее характерно для объёмных заместителей, Прелоговское (трансаннулярное) – возникает при взаимодействии в пространстве двух и более атомов водорода при атомах углерода на противополжных концах средних циклов (С8-С11); является причиной трансаннулярных реакций.

Насыщенные (предельные) углеводороды – см. угеводороды.

Ненасыщенные (непредельные) углеводороды – см. углеводороды.

Нуклеофильные реагенты (Nu) – реагенты, которые отдают свою пару электронов (доноры) для образования новой -связи; они могут быть нейтральными молекулами, содержащими свободную пару электронов (вода, спирт, аммиак, амины, сероводород, меркаптаны и др.) или отрицательно заряженными частицами (H, BF, HSO3, ОН, RO, RS, CN, RCOO и др.) Переходное состояние – состояние через которое может проходить система «реагент-субстрат» превращаясь в продукт реакции; его образование является гипотетическим, т.к. до настоящего времени оно не выделено в индивидуальном виде.

Реагирующие органические частицы – химически активные частицы, образующиеся в ходе реакции; они могут быть нейтральными (радикалы, бирадикалы, карбены, нитрены, илиды, диазены, диазосоединения и др.) и заряженными (карбкатионы, катионы оксения, иммония, имения, диазония, катион-радикалы; карбанионы, оксанионы, амиданионы, иминанионы, енаминанионы, диазоанионы, анионрадикалы, дианионы).

Стереоселективность – преимуществнное образование одного из нескольких возможных продуктов реакции.

Стереоизомерия (пространственная изомерия) – вид изомерии, обусловленный различиями в пространственном расположении отдельных групп и атомов в молекулах при одном и том же порядке их связей между собой.

Стереоизомеры (пространственные изомеры) – соединения, молекулы которых при одинаковом составе и одинаковом порядке химической связи атомов (одинаковом строении) имеют различное пространственное строение, проявляющееся в различии физических и химических свойств. Различают геометрические (цис- и транс-) и оптические (зеркальные) изомеры.

Стереохимия – наука о прастранственном строении молекул. Особенности пространственного строения обнаруживаются в появлении стереоизомеров; эти особенности влияют на скорость и направление химических превращений, на физические свойства веществ, на характер их физиологического действия.

Термодинамический контроль – см. контроль за ходом реакции.

Типы реакций: 1) по способу разрыва связи подразделяются на ионные и радикальные; 2) по характеру субстрата – замещения (S), присоединения (Ad), элиминирования (E) и перегруппировки; 3) по характеру действующего реагента – электрофильные и нуклеофильные, 4) по количеству участвующих частиц на скоростьопределяющей (лимитирующей) стадии – моно- и бимолекулярные. 5) по характеру вновь вводимого атома или группы атомов в молекулу исходного соединения:

алкилирование – введение алкильной группы (Alk), ацилирование – введение ацильной группы (Aс), галогенирование – введение атома галогена (Hal), нитрование – введение нитрогруппы (NO2), сульфирование – введение сульфогруппы (SO3H), Углеводороды – органические соединения, состоящие только из атомов углерода и водорода. Различают насыщенные, ненасыщенные, алициклические и ароматические углеводороды:

насыщенные (предельные) – молекулы органических соединений, в которых атомы углерода затрачивают все свои валентности на соединение с другими атомами или группами атомов, ненасыщенные (непредельные) – молекулы органических соединений, в которых имеются кратные связи, алициклические – молекулы органических соединений, в основе которых лежит карбоцикл, ароматические – молекулы органических соединений, подчиняющиеся правилам ароматичности.

Уравнение реакции – показывает химический процесс и характеризуется изображением исходных соединений (в левой части уравнения) и продуктов реакции (в правой части уравнения).

Химическая активность (реакционная способность) – способность вступать в химические реакции. Она определяется строением соединения (наличием кратных связей, функциональных групп).

Химическая связь – перекрывание электронных облаков между реагирующими атомами, сопровождающееся выигрышем энергии.

Химическое строение – определённая последовательность атомов в молекуле (порядок связи) в соответствии с их валентностью.

Электронные эффекты – взаимное влияние заместителей друг на друга. К ним относятся индуктивный, мезомерный и эффект резонанса и поля.

Электрофильные реагенты (Е) – реагенты, которые не дают пары электронов для образования новой связи; они отнимают (акцепторы) эти электроны от атома углерода. В качестве электрофилов могут выступать нейтральные молекулы (BF3, AlCl3, JCl, O3 и др.) или положительно заряженные частицы (H, H3O, NO2, NO, PhN2, R3C, SO3 и др.).

Экзотермическая реакция – реакция, протекающая с выделением энергии (тепловой эффект реакции отрицательный).

Энантиомеры – см. антиподы Эндотермическая реакция – реакция, сопровождающаяся поглощением энергии (тепловой эффект реакции положительный).

Энергетический профиль реакции – энергетическая диаграмма, позволяющая показать энергетические затраты (эндо- и экзотермичность реакции) и путь (с образованием переходного состояния или промежуточных соединений) исследуемой реакции.

Эпимеры – стереоизомеры, отличающиеся друг от друга различным расположением заместителей у одного из асимметрических атомов углерода, как правило, у второго (например глюкоза и манноза).

Эффект поля – передача электронного влияния удалённых друг от друга заместителей через пространство.

Шабаров Ю.С. Органическая химия. М.: Химия, 1994 г, В 2 томах.

РеутовО.А. Органическая химия. И.: Бином, 2004 г, В 4 томах.

Иванов В.Г. Органическая химия. И.: Дрофа, 2008.

Тюкавкина Н.А. Органическая химия. Основной курс. И.: Дрофа, 2008.

Тюкавкина Н.А. Органическая химия. Спецкурс. И.: Дрофа, 2008.

6. Тюкавкина Н.А. Биоорганическая химия. 2008.

1. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А.Начала органической химии. М: Мир, г, Т. 1-2.

2.Физер Л, Физер М. Органическая химия. Изд. М: Химия. 1970 г, Т. 1-2.

3. Марч Дж. Органическая химия. В 4 т. М:, 1987-88 гг.

4. Терней А. Современная органическая химия. М: Мир. 1981, Т. 1-2.

5. Потапов В.М. Стереохимия. М.: Химия, 1988.

6. Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. М: Химия, 1991г.

7. Химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1988г, в 5 т.

8. Яновская Л.А. Современные теоретические основы органической химии. М:

Химия. 1978г.

9. Шарп Д., Госн И., Раум А.М. Практикум по органической химии. М: Мир.

1993г.

10. Кери Ф., Санберг Р. Углубленный курс органической химии. М: Химия.

1981г. Т. 1-2.

11. Берлин А.Е. Техника лабораторных работ в органической химии. М: Изд-во:

АН СССР. 1973г.

12. Васильева Н.В., Буховец С.В. Сборник задач и упражнений по органической химии. М: 1975г.

13. Некрасов В.В. Руководство к малому практикуму по органической химии.

М.: Химия. 1975г.

Методические указания по самостоятельной работе студентов Введение в органическую химию. Основные этапы развития органической химии. Роль русских учёных в развитии органической химии. Теория химического строения Бутлерова. Катализ.

Номенклатура органических соединений. Основные правила Льежской, Женевской номенклатуры (схема построения названия органического соединения ациклического ряда). Понятие о тривиальной номенклатуре; её роль и значение. Важнейшие приставки (префиксы) и окончания (суффиксы) органических соединений.

Алканы. Гомологический ряд алканов. Закономерности изменения физических свойств алканов. Промышленные (гидрирование каменного угля, газификация углекислого газа, алкилирование алкенов) и лабораторные (восстановление алкенов, галогеналканов, взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием, электролиз и щелочное плавление солей карбоновых кислот, через магнийорганические соединения) методы синтеза алканов. Крекинг (термический, каталитический).

Нефть. Ароматизация нефтепродуктов. Важнейшие нефтепродукты: бензин, дизельное и реактивное топливо, керосин, смазочные масла, смазки, битум.

Антидетонаторы. Природный газ. Значение предельных углеводородов.

Алкены. Гомологический ряд и физические свойства алкенов. Основные методы получения алкенов (дегидрирование алканов, дегидратация спиртов – правило Зайцева, термическое расщепление четвертичных аммониевых оснований - реакция Гофмана, замещение карбонильного атома кислорода на метиленовую группу при помощи фосфинметиленов - реакция Виттига). Алкены – сырье в промышленной органической химии и важные объекты в тонком органическом синтезе (синтез акрилонитрила и хлористого винила).

Алкадиены. Гомологический ряд и физические свойства алкадиенов. Способы получения сопряжённых диенов (дегидрирование алкенов – реакция Баландина, Богданова; дегидратация; димеризация уксусного альдегида – реакция Лебедева; из ацетилена и ацетона – реакция Фаворского). Природный и синтетический каучук. Гуттаперча. Полиеновые системы в природе.

Алкины. Гомологический ряд и физические свойства алкинов. Получение ацетилена в промышленном масштабе (карбидный метод, электрокрекинг, из водорода и углекислого газа) и его производных (элиминирование дигалогеналканов). Реакции изомеризации (Фаворского) и винилирования. Значение ацетиленовых углеводородов.

Алкины. Гомологический ряд. Электронное строение. Изомерия, номенклатура. Химические свойства. Реакции АЕ к С С связи алкинов: гидрирование, галогенирование, гидратация (реакция Кучерова, правило Эльтекова-Эрленмейера). Реакции замещения (СН-кислотность, металлирование, реакции Фаворского, Реппе). Окислительные превращения.

Алициклы. Методы синтеза малых (циклизация дигалогеналканов), средних (гидролиз кальциевых солей дикарбоновых кислот, внутримолекулярная сложноэфирная конденсация эфиров дикарбоновых кислот, гидрирование ароматических углеводородов, циклизация непредельных соединений, диеновый синтез) и макроциклов. Значение природных циклических соединений (пинен, камфора, борнеол, витамины группы А и D, стероиды и стероидные алкалоиды, желчные кислоты).

Бензол. Методы синтеза бензола (промышленные методы: риформинг нефти, переработка коксового газа и каменноугольной смолы; лабораторные методы синтеза: реакция Вюрца-Фиттига, декарбоксилирование бензойной кислоты, восстановление кетонов - реакция Кижнера-Вольфа, реакция Клеменсена. Особенности физических свойств бензола и меры безопасности при работе с ним. Бензольное кольцо как составная часть природных соединений (витамины группы К, красители, аминокислоты, ферменты и др).

Алкилбензолы. Методы синтеза алкилбензолов (построение бензольного кольца: ароматизация парафинов по Зелинскому, кротоновая циклическая конденсация; на основе готового бензольного кольца: алкилирование бензола галогеналканами, алкенами, алифатическими спиртами, из галогенаренов, восстановление ароматических кетонов по Клеменсену) и их физические свойства.

Фенилацетилен, стирол. Использование бензола и алкилбензолов.

Арены с конденсированными ядрами. Представители конденсированных ароматических систем фенантрен, триптицен их свойства и значение. Представление о методах синтеза нафталина, антрацена, фенантрена. Представители природных соединений, содержащих систему конденсированных ароматических колец (9,10-антрахиноны, нафтахиноны, стероидные алкалоиды, углеводороды Дильса и Джекобса).

Арены с неконденсированными ядрами. Методы синтеза дифенила (сшивание бензольных ядер, построение одного из бензольных колец), ди- и трифенилметанов (конденсацией бензола с алифатическими и ароматическими карбонильными соединениями, производными бензила, дихлорэтаном, хлороформом). Стильбен. Толан. Красители трифенилметанового ряда (малахитовый зелёный, фиолетовый кристаллический, эозин, аурин).

Галогенпроизводные углеводородов. Общие методы синтеза моногалогенпроизводных алканов (галогенирование алканов и их производных), алкенов, алкинов, полигалогенпроизводных алканов (галоформная реакция, взаимодействие карбонильных соединений с пентахлоридом фосфора и тетрафторидом серы, галогенирование непредельных углеводородов) и алкенов. Значение галогеналканов, -алкенов, -алкинов. Методы синтеза различных галогенаренов. Полихлорпроизводные бензола, дифенила и нафталина. Значение галогенаренов.

Металлорганические соединения. Магнийорганические соединения: физические свойства, способы получения - взаимодействие магния с галогеналканами (реактив Гриньяра, уравнение Шленка, эфираты); с галогеналкенами (реакция Нормана), с галогеналкинами (Реактив Иоцыча). Литийорганические соединения: физические свойства, получение. Диалкил- и диарилкупраты. Получение и применение этих соединений для синтеза предельных углеводородов, диенов, спиртов, несимметричных кетонов и в реакциях присоединения к ненасыщенным карбонильным соединениям.

Спирты. Одноатмные спирты: физические свойства и способы образования спиртовой ОН-группы (гидратация и гидроборирование алкенов, гидролиз связи С–Наl, восстановление карбонильной и сложноэфирной групп, синтезы с использованием металлорганических соединений. Многоатомные спирты: а) гликоли, б) глицерин. Ненасыщенные спирты: а) виниловый спирт; б) аллиловый спирт. Значение спиртов. Циклические эфиры: диоксан, тетрагидрофуран.

Краун-эфиры (получение и применение в синтетической практике). Основные пути применения алкиловых, циклических и краун-эфиров (в лабораторной практике, медицине, органическом синтезе, в качестве добавок к топливу).

Фенолы. Лабораторные и промышленные синтезы фенолов (из ароматических сульфо- и карбоновых кислот, из галоген- и аминоаренов, кумольный способ). Качественные реакции на фенолы. Хиноны. Основные пути использования фенолов. Ароматические спирты.

Альдегиды и кетоны. Методы синтеза карбонильных соединений (окисление алканов, озонолиз и каталитическое окисление олефинов, реакция Кучерова, гидролиз геминальных дигалогенпроизводных и виниловых эфиров, окисление и дегидрирование спиртов, из карбоновых кислот и их производных - реакция Розенмунда-Зайцева, промышленное получение формальдегида, ацетальдегида и высших альдегидов - гидроформилирование). Сравнительная характеристика физических и химических свойств альдегидов и кетонов.

Значение альдегидов и кетонов.

Непредельные альдегиды и кетоны. Классификация. Электронное строение и его взаимосвязь с реакционной способностью,-непредельных карбонильных соединений. Винилогия. Методы синтеза: кротоновая конденсация, дегидратация глицерина, окисление пропилена. Химические свойства: реакции 1,2- и 1,4-присоединения (с галогенводородами, спиртами, водой, синильной кислотой, магнийорганическими соединениями, аммиаком, бисульфитом натрия), участие в реакциях диенового синтеза, полимеризация и окисление акролеина, селективное окисление и восстановление. Представление о кетенах и их значение.

Ароматические альдегиды и кетоны. Строение и номенклатура. Методы синтеза. Химические свойства: реакции окисления, восстановления, замещения в ароматическое кольцо. Взаимодействие альдегидов с аминами, спиртами (ацетали, диоксоланы как защитные группы), реакции Канницаро, Перкина, конденсации с фенолами, бензолом и его гомологами, бензоиновая конденсация. Коричный альдегид. Бензофенон. Дибензоил, бензиловая перегруппировка. Значение ароматических альдегидов и кетонов.

Карбоновые кислоты и их производные. Методы синтеза карбоновых кислот (окисление первичных спиртов, альдегидов и кетонов, алкенов, алкинов;

гидролиз нитрилов и других производных карбоновых кислот; синтез на основе магнийорганических соединений, синтезы на основе малонового и ацетоуксусного эфиров, промышленные способы получения муравьиной и уксусной кислот). Значение карбоновых кислот. Нитрилы. Соли карбоновых кислот и их значение Непредельные монокарбоновые кислоты Основные представители: акриловая, метилакриловая, метакриловая, олеиновая. Химические свойства: присоединение по С=С связи (воды, соляной кислоты, аммиака), реакция Михаэля, реакции полимеризации (полиакрилонитрил, полиметилакрилат), миграция С=С связи. Высшие жирные непредельные кислоты (линолевая, линоленовая, арахидоновая). Липиды, жиры и масла. Понятие о «высыхающих» эфирных и жирных маслах. Жиры и входящие в их состав кислоты. Гидрогенизация и омыление жиров.

Ароматические сульфокислоты. Методы синтеза (сульфирование бензола, алкилбензолов, фенола, анилина, бензосульфокислоты, нафталина, антрацена).

Обратимость и селективность сульфирования аренов. Соли арилсульфокислот в реакциях замещения с помощью электрофильных и нуклеофильных реагентов.

Химические свойства: реакции сульфокислот с электрофильными реагентами (пикриновая, метаниловая, ортаниловая и сульфаниловая кислоты), реакции сульфокислот с нуклеофильными реагентами (синтез фенола, о- и п-крезола, и -нафтола, -нафтилцианида). Производные сульфокислот: хлорангидриды (получение алкиловых эфиров и амидов), амиды (натриевые соли, сульфамидные препараты – белый стрептоцид, альбуцид, сульфидин, сахарин, хлорамины). Тиофенолы. Значение сульфокислот и их производных.

Нитросоединения. Методы синтеза (по Мейеру, по Коновалову, окислением аминов, замещением галогена на нитрогруппу в алкилгалогенидах). Синтез моно- и полинитроаренов. Тротил. Реакционная способность соединений ароатического ряда в реакциях нитрования. Особенности реакций нитрования бензола и его производных, аренов с заместителями II рода, нафталина, антрацена. Полинитросоединения: восстановление и нуклеофильное замещение нитрогрупп, образование комплексов с переносом зарядов (КПЗ). Значение нитроаренов.

Алифатические амины. Методы синтеза (алкилирование аммиака по Гофману, фталимида калия - реакция Габриэля; восстановление нитросоединений, нитрилов, изоцианидов, производных карбоновых кислот). Диамины: путресцин, кадаверин, гексаметилендиамин. Значение диаминов. Соль АГ. Найлон.

Амины ароматического ряда. Методы синтеза (первичных, вторичных и третичных аминов; получение ариламинов из нитро- и хлорбензола - реакция Зинина, Энгельгарта, алкилированием и арилированием ароматических аминов). Бензидин.

Азо - и диазосоединения. Методы синтеза солей диазония: (диазотирование первичных ароматических аминов). Классификация азокрасителей.