Реакції окислення органічних речовин. Реакції окислення органічних речовин Рівняння окислення мурашиної кислоти
Взаємодія мурашиної кислоти з аміачним розчиномгідроксиду срібла(Реакція срібного дзеркала). У молекулі мурашиної кислоти НСООН є альдегидная група, тому відкрити її в розчині можна реакціями, характерними для альдегідів, наприклад реакцією срібного дзеркала.
Готують в пробірці аміачний розчин арґентум (Ι) гідроксиду. Для цього до 1 - 2 мл 1-процентного розчину арґентум (Ι) нітрату додають 1 - 2 краплі 10-процентного розчину натрій гідроксиду, що утворився осад арґентум (Ι) оксиду розчиняють, додаючи по краплях 5-відсотковий розчин аміаку. До отриманого прозорого розчину додають 0,5 мл мурашиної кислоти. Пробірку з реакційною сумішшю нагрівають кілька хвилин на водяній бані (температура води в бані 60 0 -70 0 С). Металеве срібло виділяється у вигляді дзеркального нальоту на стінках пробірки або у вигляді темного осаду.
НСООН + 2Ag [(NH 3) 2] ОН → CO 2 + H 2 O + 2Ag + 4NH 3
б) Окислення мурашиної кислоти калій перманганатом.У пробірку поміщають приблизно 0,5 г мурашиної кислоти або її солі, 0,5 мл 10 процентного розчину сульфатної кислоти і 1 мл 5-процентного розчину калій перманганату. Пробірку закривають пробкою з газовідвідною трубкою, кінець якої опускають в іншу пробірку з 2 мл вапняної (або баритовой) води, і нагрівають реакційну суміш.
5НСООН + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 5CO 2 + 8H 2 O + K 2 SO 4 + 2MnSO 4
в) Розкладання мурашиної кислоти при нагріванні зконцентрованої сірчаної кислотою. (Тяга!)У суху пробірку вносять 1 мл мурашиної кислоти або 1 г її солі і 1 мл концентрованої сульфатної кислоти. Пробірку закривають пробкою з газовідвідною трубкою і обережно нагрівають. Мурашина кислота розкладається з утворенням карбон (II) оксиду і води. Карбон (II) оксид підпалюють у отвори газовідвідної трубки. Зверніть увагу на характер полум'я.
Після закінчення роботи пробірку з реакційною сумішшю необхідно охолодити, щоб припинити виділення отруйного чадного газу.
досвід 12. Взаємодія стеаринової і олеїнової кислот з лугом.
У сухий пробірці розчиняють приблизно 0,5 г стеарину в діетиловому ефірі (без нагрівання) і додають 2 краплі 1-процентного спиртового розчину фенолфталеїну. Потім по краплях доливають 10-відсотковий розчин натрій гідроксиду. З'являється спочатку малинова забарвлення зникає при струшуванні.
Напишіть рівняння реакції стеаринової кислоти з натрій гідроксидом. (Стеарин є сумішшю стеаринової і пальмітинової кислот.)
З 17 H 35 COOH + NaOH → З 17 H 35 COONa + H 2 O
натрій стеарат
Повторюють досвід, використовуючи 0,5 мл олеїнової кислоти
З 17 H 33 COOH + NaOH → З 17 H 33 COONa + Н 2 О
олеат натрію
Опит13. Ставлення олеїнової кислоти до бромної воді і розчину перманганату калію.
а) Реакція олеїнової кислоти з бромної водоюУ пробірку наливають 2 мл води і вносять близько 0,5 г олеїнової кислоти. Суміш енергійно збовтують.
б) Окислення олеїнової кислоти калій перманганатом.У пробірку поміщають 1 мл 5-процентного розчину калій перманганату, 1 мл 10-процентного розчину натрій карбонату і 0,5 мл олеїнової кислоти. Суміш енергійно перемішують. Відзначають зміни, що відбуваються з реакційною сумішшю.
досвід 14. Сублімація бензойної кислоти.
Сублімацію малих кількостей бензойної кислоти ведуть в порцеляновій чашці, закритою широким кінцем конічної воронки (див. Рис. 1), діаметр якої трохи менше діаметра чашки.
Носик воронки закріплюють в лапці штатива і щільно закривають ватою, а для того, щоб возгон не попадав назад в чашку, її прикривають круглим листком фільтрувального паперу з декількома отворами в ньому. Порцелянову чашку з дрібними кристалами бензойної кислоти (t пл = 122,4 0 С; переганяється нижче t пл) обережно повільно нагрівають на невеликому пламенігазовой пальника (на азбестового сітці). Можна охолодити верхню лійку, прикладаючи змочену холодною водою шматочок фільтрувального паперу. Після припинення сублімації (через 15 - 20 хв) сублімат осторожнопереносят шпателем в склянку.
Примітка.Для проведення роботи, бензойну кислоту можна загрязнітьпеском.
Пробірку, в якій утворилася емульсія, закривають пробкою зі зворотним холодильником, нагрівають на водяній бані до починається кипіння і струшують. Чи збільшується розчинність масла при нагріванні?
Досвід повторюють, але замість соняшникової олії в пробірки з органічними розчинниками вносять невелику кількість тваринного жиру (свинячого, яловичого або баранячого сала),
б) Визначення ступеня непредельности жиру реакцією з бромноїводою. (Тяга!)У пробірку наливають 0,5 мл соняшникової олії і 3 мл бромної води. Вміст пробірки енергійно збовтують. Що відбувається з бромної водою?
в) Взаємодія рослинного масла з водним розчином калійперманганату (реакція Е. Е. Вагнера).У пробірку наливають приблизно 0,5 мл соняшникової олії, 1 мл 10-процентного розчину карбонату натрію і 1 мл 2-процентного розчину калій перманганату. Енергійно струшують вміст пробірки. Фіолетове забарвлення калій перманганату зникає.
Знебарвлення бромної води і реакція з водним розчином калій перманганату - якісні реакції на присутність кратному зв'язку (ненасиченість) в молекулі органічної речовини.
г) Омилення жиру спиртовим розчином натрій гідроксидуУ конічну колбу ємністю 50 - 100 мл поміщають 1.5 - 2 г твердого жиру і доливають 6 мл 15-процентного спиртового розчину натрій гідроксиду. Колбу закривають пробкою з повітряним холодильником, перемішують реакційну суміш і нагрівають колбу на водяній бані при струшуванні протягом 10 - 12 хв (температура води в бані близько 80 0 С). Для визначення кінця реакції кілька крапель гідролізату виливають в 2-3 мл гарячої дистильованої води: якщо гідролізат розчиняється повністю, без виділення крапель жиру, то реакцію можна вважати закінченою. Після закінчення омилення з гідролізату висолюють мило додаванням 6 - 7 мл гарячого насиченого розчину натрій хлориду. Виділяється мило спливає, утворюючи на поверхні розчину шар. Після відстоювання суміш охолоджують холодною водою, затверділе мило відокремлюють.
Хімізм процесу на прикладі тристеарина:
Досвід 17.Порівняння властивостей мила і синтетичних мийних засобів
а) Ставлення до фенолфталеину.Налийте в одну пробірку 2-3 мл 1-процентного розчину господарського мила, в іншу - стільки ж 1 процентного розчину синтетичного прального порошку. Додайте в обидві пробірки по 2-3 краплі розчину фенолфталеїну. Чи можна використовувати дані миючі засоби для прання тканин, чутливих до лугів?
б) Ставлення до кислот.До розчинів мила і прального порошку в пробірках додайте наскільки крапель 10-процентного розчину кислоти (хлоридної або сульфатної). Утворюється чи піна при струшуванні? Чи зберігаються миючі властивості досліджуваних засобів в кислому середовищі?
C 17 H 35 COONa + HCl → C 17 H 35 COOH ↓ + NaCl
в) ставленнядокальцій хлориду.До розчинів мила і прального порошку в пробірках додають по 0,5 мл 10-процентного розчину кальцій хлориду. Струшують вміст пробірок. Утворюється при цьому піна? Чи можна використовувати дані кошти для прання в жорсткій воді?
C 17 H 35 COONa + CaCl 2 → Ca (C 17 H 35 COO) 2 ↓ + 2NaCl
досвід 18 . Взаємодія глюкози з аміачним розчином аргентум (Ι) оксиду (реакція срібного дзеркала).
У пробірку наливають 0,5 мл 1-процентного розчину аргентум (Ι) нітрату, 1 мл 10-процентного розчину натрій гідроксиду і доливають по краплях 5-відсотковий розчин аміаку до розчинення утвореного осаду аргентум (Ι) гідроксиду. Потім додають 1 мл 1-процентного розчину глюкози і нагрівають вміст пробірки 5 - 10 хв на водяній бані при 70 0 - 80 0 С. Металеве срібло виділяється на стінках пробірки у вигляді дзеркального нальоту. Під час нагрівання пробірки можна струшувати, інакше металеве срібло виділиться нема на стінках пробірок, а у вигляді темного осаду. Щоб отримати гарну дзеркало, в пробірках попередньо кип'ятять 10-відсотковий розчин натрій гідроксиду, потім їх споліскують дистильованою водою.
У пробірку наливають 3 мл 1-процентного розчину сахарози і додають 1 мл 10-процентного розчину сірчаної кислоти. Отриманий розчин кип'ятять протягом 5 хв, потім охолоджують і нейтралізують сухим гідрокарбонатом натрію, додаючи його невеликими порціями при перемішуванні (обережно, рідина спінюється від виділяється оксиду вуглецю (IY)). Після нейтралізації (коли припиниться виділення СО 2) доливають рівний об'єм реактиву Фелінга і нагрівають верхню частину рідини до починається кипіння.
Чи змінюється забарвлення реакційної суміші?
В іншій пробірці нагрівають суміш 1,5 мл 1-процентного розчину сахарози з рівним об'ємом реактиву Фелінга. Порівнюють результати досвіду - реакцію сахарози з реактивом Фелінга до гідролізу і після гідролізу.
З 12 Н 22 Про 11 + Н 2 О С 6 Н 12 О 6 + З 6 Н 12 О 6
глюкоза фруктоза
Примітка. В умовах шкільної лабораторії реактив Фелінга можна замінити купрум (ΙΙ) гідроксидом.
Досвід 20. Гідроліз целюлози.
У суху конічну колбу ємністю 50 - 100 мл поміщають трохи дуже дрібно нарізаних шматочків фільтрувального паперу (целюлози) і змочують їх концентрованою сульфатною кислотою. Ретельно перемішують вміст колби скляною паличкою до повного руйнування паперу і освіти безбарвного в'язкого розчину. Після цього до нього додають невеликими порціями при перемішуванні 15 - 20 мл води (обережно!), Колбу з'єднують з повітряним зворотним холодильником і кип'ятять реакційну суміш 20 - 30 хв, перемішуючи її періодично. Після закінчення гідролізу відливають 2 - 3 мл рідини, нейтралізують її сухим натрій карбонатом, додаючи його невеликими порціями (рідина спінюється), і виявляють присутність відновлюють цукрів реакцією з реактивом Фелінга або купрум (ΙΙ) гідроксидом.
(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6
целюлоза глюкоза
Досвід 21. Взаємодія глюкози з купрум (ΙΙ) гідроксидом.
а) У пробірку поміщають 2 мл 1-процентного розчину глюкози і 1 мл 10-процентного натрій гідроксиду. До отриманої суміші додають 1 - 2 краплі 5-процентного розчину купрум (ΙΙ) сульфату і струшують вміст пробірки. Утворений спочатку блакитний осад купрум (ІІ) гідроксиду миттєво розчиняється, виходить синій прозорий розчин купрум (ΙΙ) сахарата. Хімізм процесу (спрощено): - 
б) Вміст пробірки нагрівають над полум'ям пальника, тримаючи пробірку похило так, щоб нагрівалася тільки верхня частина розчину, а нижня залишалася без нагріву (для контролю). При обережному нагріванні до кипіння, нагріта частина синього розчину забарвлюється в оранжево-жовтий колір внаслідок утворення купрум (Ι) гідроксиду. При більш тривалому нагріванні може утворитися осад купрум (Ι) оксиду.
Досвід 22.Взаємодія сахарози з гідроксидами металів. а) Реакція з купрум (ΙΙ) гідроксидом) в лужному середовищі.У пробірці змішують 1,5 мл 1-процентного розчину сахарози і 1,5 мл 10-процентного розчину натрій гідроксиду. Потім по краплях додають 5-відсотковий розчин купрум (ΙΙ) сульфату. Утворений спочатку блідо-блакитний осад купрум (ΙΙ) гідроксиду при струшуванні розчиняється, розчин набуває синьо-фіолетове забарвлення внаслідок утворення комплексної купрум (ΙΙ) сахарата.
б) Отримання кальцій сахарата.У невеликій стакан (25 - 50 мл) наливають 5 - 7 мл 20-процентного розчину сахарози і по краплях при перемішуванні додають свіжоприготовлене вапняне молоко. Кальцій гідроксид розчиняється в розчині сахарози. Здатність сахарози давати розчинні сахарат кальцію використовується в промисловості для очищення цукру при виділенні його з цукрового буряка. в) Специфічні кольорові реакції.У дві пробірки наливають по 2 - 5 мл 10-процентного розчину сахарози і по 1 мл 5-процентного розчину натрій гідроксиду. Потім в одну пробірку додають кілька крапель 5- процентного розчину кобальт (ΙΙ) сульфату, в іншу - кілька крапель 5- процентного розчину нікель (ΙΙ) сульфату. У пробірці з сіллю кобальту з'являється фіолетове забарвлення, а з сіллю нікелю - зелене, Опит2З. Взаємодія крохмалю з йодом. У пробірку наливають 1 мл 1 -відсотковий розчину крохмального клейстеру і потім додають кілька крапель сильно розведеного водою йоду в калій йодиді. Вміст пробірки забарвлюється в синій колір. Отриману темно-синю рідину нагрівають до кипіння. Забарвлення при цьому зникає, але при охолодженні з'являється знову. Крохмаль є неоднорідним з'єднанням. Він являє собою суміш двох полісахаридів - амілози (20%) і амілопектину (80%). Амилоза розчинна в теплій воді і дає з йодом синє забарвлення. Амилоза складається з майже нерозгалужених ланцюгів глюкозних залишків, що володіють структурою гвинта або спіралі (приблизно 6 глюкозних залишків в одному гвинті). Усередині спіралі залишається вільний канал діаметром близько 5 мк, в який впроваджуються молекули йоду, утворюючи забарвлені комплекси. При нагріванні ці комплекси руйнуються. Амілопектин в теплій воді не розчиняється, набухає в ній, утворюючи крохмальний клейстер. До його складу входять розгалужені ланцюги глюкозних залишків. Амілопектин з йодом дає червоно-фіолетове забарвлення, обумовлене адсорбцією молекул йоду на поверхні бічних ланцюгів. Досвід 24.Гідроліз крохмалю. а) Кислотний гідроліз крохмалю.У конічну колбу ємністю 50 мл наливають 20 - 25 мл 1-процентного крохмального клейстеру і 3 - 5 мл 10-процентного розчину сульфатної кислоти. У 7 - 8 пробірок наливають по 1 мл дуже розведеного розчину йоду в калій йодиді (світло-жовтого кольору), пробірки ставлять в штатив. В першу пробірку вносять 1 - 3 краплі підготовленого для досвіду розчину крохмалю. Відзначають утворилася забарвлення. Потім колбу нагрівають на азбестового сітці невеликим полум'ям пальника. Через 30 секунд після початку кипіння відбирають піпеткою другу пробу розчину, яку вносять в другу пробірку з розчином йоду, після струшування відзначають колір розчину. Надалі відбирають проби розчину через кожні 30 секунд і вносять їх в наступні пробірки з розчином йоду. Відзначають поступова зміна забарвлення розчинів при реакції з йодом. Зміна забарвлення відбувається в наступному порядку, див. Табл.
Після того як реакційна суміш перестане давати забарвлення з йодом, суміш кип'ятять ще 2 - З хв після чого її охолоджують і нейтралізують 10 - процентним розчином натрій гідроксиду, додаючи його по краплях до лужної реакції середовища (появи рожевого забарвлення на фенолфталеїнової індикаторним папером). Частина лужного розчину переливають в пробірку, змішують з рівним об'ємом реактиву Фелінга або свежеприготовленной суспензією купрум (ΙΙ) гідроксиду і нагрівають верхню частину рідини до починається кипіння.
(
розчинна
декстрини
З 6 Н 10 О 5) n (С 6 Н 10 О 5) x (С 6 Н 10 О 5) y
мальтоза
n / 2 З 12 Н 22 O 11 nС 6 Н 12 О 6
б) Ферментативний гідроліз крохмалю.
Добре розжовують маленький шматочок чорного хліба і поміщають його в пробірку. Вносять в неї кілька крапель 5 - процентного розчину купрум (ΙΙ) сульфату і 05 - 1 мл 10-процентного розчину натрій гідроксиду. Пробірку з вмістом нагрівають. 3. Техніка і методика демонстраційних дослідів по отриманню та вивчення властивостей нітрогенсодержащіх органічних речовин.
Устаткування: хімічні склянки, скляна паличка, пробірки, колба Вюрца, крапельна воронка, хімічний стакан, скляні газоотводние трубки, з'єднувальні гумові трубки, лучинка.
Реактиви: анілін, метиламін, розчини лакмусу і фенолфталеїну, концентрована хлоридна кислота, розчин натрій гідроксиду (10%), розчин хлорного вапна, концентрована сульфатна кислота, концентрована нітратна кислота, яєчний білок, розчин мідного купоросу, плюмбум (ΙΙ) ацетат, розчин фенолу , формалін.
досвід 1. Отримання метиламіни. У колбу Вюрца об'ємом 100 - 150 мл внести 5-7 г метиламин хлориду і закрити пробкою зі вставленою в неї крапельної воронкою. Газовідвідну трубку з'єднати гумовою трубкою зі скляним наконечником і опустити в склянку з водою. З воронки краплями додавати розчин калій гідроксиду (50%). Суміш в колбі обережно нагріти. Відбувається розкладання солі і виділення метиламіни, який легко розпізнати за характерним запахом, який нагадує запах аміаку. Метиламін збирається на дні чарки під шаром води: + Cl - + KOH → H 3 C - NH 2 + KCl + H 2 O
Досвід 2.Горіння метиламіни. Метиламін на повітрі горить безбарвним полум'ям. До отвору газовідвідної трубки приладу, описаного в попередньому досвіді, піднести палаючу лучину і спостерігати горіння метиламіни: 4H 3 C - NH 2 + 9O 2 → 4CO 2 +10 H 2 O + 2N 2
Досвід 3. Ставлення метиламіни до індикаторів. Отриманий метиламин пропустити в пробірку, заповнену водою і одним з індикаторів. Лакмус синіє, а фенолфталеїн стає малиновим: H 3 C - NH 2 + H - OH → OH Це свідчить про основні властивості метиламіни.
Досвід 4.Освіта солей метиламіном. а) До отвору пробірки, з якої виділяється газоподібний метиламін, підносять скляну паличку, змочену концентрованою хлоридною кислотою. Паличка огортається туманом.
H 3 C - NH 2 + HCl → + Cl -
б) У дві пробірки наливають по 1 - 2 мл: в одну - З-відсотковий розчин ферум (III) хлориду, в іншу 5-відсотковий розчин купрум (ΙΙ) сульфату. В кожну пробірку пропускають газоподібний метиламін. У пробірці з розчином ферум (III) хлориду випадає бурий осад, а в пробірці з розчином купрум (ΙΙ) сульфату утворюється спочатку осад блакитного кольору розчиняється з утворенням комплексної солі, пофарбованої в яскраво-синій колір. Хімізм процесів:
3 + OH - + FeCl 3 → Fe (OH) ↓ + 3 + Cl -
2 + OH - + CuSO 4 → Cu (OH) 2 ↓ + + SO 4 -
4 + OH - + Cu (OH) 2 → (OH) 2 + 4H 2 O
досвід 5. Взаємодія аніліну з хлоридною кислотою. У пробірку з 5 мл аніліну долити стільки ж концентрованої хлоридної кислоти. Пробірку охолодити в холодній воді. Випадає осад анілін гидроген хлориду. У пробірку з твердим гидроген хлоридним аніліном долити трохи води. Після перемішування, анілін гидроген хлориду розчиняється в воді.
C 6 H 5 - NH 2 + HCl → Cl - Досвід 6. Взаємодія аніліну з бромної водою. До 5 мл води долити 2 -З краплі аніліну і суміш сильно струснути. До отриманої емульсії по краплях додати бромную воду. Суміш знебарвлюється, і випадає білий осад триброманіліну.
досвід 7. Фарбування тканини аніліновим барвником. фарбування вовниі шовку кислотними барвниками.Розчиняють 0,1 г метилового оранжевого в 50 мл води. Розчин розливають в 2 склянки. В один з них додають 5 мл 4н розчину сульфатної кислоти. Потім в обидві склянки опускають шматочки білої вовняної (або шовкової) тканини. Розчини з тканиною кип'ятять 5 хв. Потім тканину виймають, промивають водою, вичавлюють і висушують на повітрі, розвісивши на скляних паличках. Зверніть увагу на відмінність в інтенсивності забарвлення шматочків тканини. Як впливає кислотність середовища на процес фарбування тканини?
досвід 8. Доказ наявності функціональних груп в розчинах амінокислот. а) Виявлення карбоксильної групи. До 1 мл 0,2-процентного розчину натрій гідроксиду, пофарбованого фенолфталеїном в рожевий колір, додають по краплях 1 - процентний розчин аміноацетатной кислоти (гліцину) до знебарвлення суміші HOOC - CH 2 - NH 2 + NaOH → NaOOC - CH 2 - NH 2 + H 2 O б) Виявлення аміногрупи. До 1 мл 0,2-процентного - розчину хлоридної кислоти, пофарбованого індикатором конго в синій колір (кисле середовище), додають по краплях 1 процентний розчин гліцину до зміни забарвлення суміші на рожеву (нейтральне середовище):
HOOC - CH 2 - NH 2 + HCl → Cl -
досвід 9. Дія амінокислот на індикатори. В пробірку внести 0,3 г гліцину і додати 3 мл води. Розчин розлити на три пробірки. В першу пробірку додати 1 - 2 краплі метилоранжа, в другу - стільки ж розчину фенолфталеїну, в третю - розчин лакмусу. Забарвлення індикаторів не змінюється, що пояснюється наявністю в молекулі гліцину кислотної (-СООН) і основний (-NH 2) груп, які взаємно нейтралізуються.
Досвід 10.Осадження білків. а) У дві пробірки з розчином білка додати по краплях розчини мідного купоросу і плюмбум (ΙΙ) ацетату. Утворюються пухкі опади, що розчиняються в надлишку розчинів солей.
б) У дві пробірки з розчином білка додають рівні об'єми розчинів фенолу і формаліну. Спостерігати осадження білка. в) Нагріти розчин білка в полум'я пальника. Спостерігати помутніння розчину, що обумовлено руйнуванням гідратної оболонок біля частинок білка і збільшення їх.
досвід 11. Кольорові реакції білків. а) Ксантопротеиновая реакція. До 1 мл білка додати 5 6 крапель концентрованої нітратної кислоти. При нагріванні розчин і осад забарвлюється в яскраво-жовтий колір. б) Біуретова реакція. До 1 - 2 мл розчину білка додати стільки ж розведеного розчину мідного купоросу. Рідина забарвлюється в червоно-фіолетовий колір. Біуретова реакція дає можливість виявити в молекулі білка пептидних зв'язок. Ксантопротеиновая реакція відбувається тільки в тому випадку, якщо в молекулах білка містяться залишки ароматичних амінокислот (фенілаланін, тирозин, триптофан).
Досвід 12.Реакції з карбамідом. а) Розчинність сечовини у воді.У пробірку поміщають 0,5 г кристалічної сечовини і поступово додають воду до повного розчинення сечовини. По краплі отриманого розчину наносять на червону і синю лакмусовий папір. Яку реакцію (кислу, нейтральну або лужну) має водний розчин сечовини? У водному розчині сечовина знаходиться в вигляді двох таутомерних форм:
б) Гідроліз сечовини.Як і всі аміди кислот, сечовина легко гідролізується в кислому і в лужному середовищах. Наливають в пробірку 1 мл 20-процентного розчину сечовини і додають 2 мл прозорої баритовой води. Розчин кип'ятять до появи в пробірці осаду барій карбонату. Вирізняється з пробірки аміак виявляють по посиніння вологою лакмусового паперу.
H 2 N - C - NH 2 + 2H 2 O → 2NH 3 + [HO - C - OH] → CO 2
→ Н 2 О 
Ba (OH) 2 + CO 2 → BaCO 3 ↓ + H 2 O
в) Освіта біурета.У сухий пробірці нагрівають 0,2 г сечовини. Спочатку сечовина плавиться (при 133 С), потім при подальшому нагріванні розкладається з виділенням аміаку. Аміак виявляють по запаху (Обережно!)і по посиніння вологою червоною лакмусового паперу, піднесеної до отвору пробірки. Через деякий час розплав в пробірці твердне, незважаючи на триваюче нагрівання:
Пробірку охолоджують, додають в неї 1 -2 мл води і при слабкому нагріванні розчиняють біурет. У розплаві, крім біурета, міститься певна кількість труднорастворимой в воді цианурової кислоти, тому розчин виходить каламутним. Коли осад відстоїться, зливають з нього розчин біурета в іншу пробірку, додають кілька крапель 10-процентного розчину натрій гідроксиду (при цьому розчин стає прозорим) і 1-2 краплі 1 процентного розчину купрум (ΙΙ) сульфату. Розчин забарвлюється в рожево-фіолетовий колір. Надлишок купрум (ΙΙ) сульфату маскує характерне фарбування, викликаючи посиніння розчину, тому його слід уникати.
Досвід 13.функціональний аналіз органічних речовин. 1. Якісний елементарний аналіз органічних сполук. Найбільш поширеними елементами в органічних сполуках, крім Карбону, є Гідроген, Оксиген, Нітроген, галогени, Сульфур, Фосфор. Звичайні методи якісного аналізу незастосовні для аналізу органічних сполук. Для виявлення Карбона, Нітрогену, Сульфуру та інших елементів органічна речовина руйнують шляхом сплаву з натрієм, при цьому досліджувані елементи переходять в неорганічні сполуки. Наприклад, Карбон переходить в карбон (IУ) оксид, Гідроген - в воду, Нітроген - в натрій ціанід, Сульфур - в натрій сульфід, галогени - в натрій галогеніди. Далі відкривають елементи звичайними методами аналітичної хімії.
1. Виявлення Карбону і Гідрогену окисленням речовини купрум (II) оксидом.
Прилад для одночасного виявлення Карбона і Гідрогену в органічній речовині:
1 - суха пробірка з сумішшю сахарози і купрум (II) оксидом;
2 - пробірка з вапняною водою;
4 - безводний купрум (ΙΙ) сульфат.
Найбільш загальним, універсальним методом виявлення в органічній речовині. вуглецю і одночасно з ним водню є окислення купрум (II) оксидом. При цьому Карбон перетворюється в карбон (IУ) оксид, а Гідроген - в воду. У суху пробірку з газовідвідною трубкою (рис. 2) поміщають 0,2 - 0,3 г сахарози і 1 - 2 г порошку купрум (II) оксиду. Вміст пробірки ретельно перемішують, зверху суміш засипають шаром купрум (II) оксиду - приблизно 1 м В верхню частину пробірки (під пробку) поміщають маленький шматочок вати, на яку насипають трохи безводного сульфату міді (II). Пробірку закривають пробкою з газовідвідною трубкою і закріплюють її в лапці штатива з невеликим нахилом у бік пробки. Вільний кінець газовідвідної трубки опускаю в пробірку з вапняною (або баритовой) водою так, щоб, трубка майже стосувалася поверхні рідини. Спочатку нагрівають всю пробірку, потім сильно нагрівають ту частину, де знаходиться реакційна суміш. Відзначте, що відбувається з вапняною водою. Чому змінюється колір купрум (ΙΙ) сульфату?
Хімізм процесів: C 12 H 22 O 11 + 24CuO → 12CO 2 + 11H 2 O + 24Cu
Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O
CuSO 4 + 5H 2 O → CuSO 4 ∙ 5H 2 O
2. проба Бейльштейна на галогени.При прожаренні органічної речовини з купрум (II) оксидом відбувається його окислення. Карбон перетворюється в карбон (ІУ) оксид, Гідроген - в воду, а галогени (крім флуорен) утворюють з купрум летючі галогеніди, які забарвлюють полум'я в яскраво-зелений колір. Реакція дуже чутлива. Однак слід мати на увазі, що і деякі інші солі купруму, наприклад ціаніди, утворюються при прожаренні нітргенсодержащіх органічних сполук (сечовини, похідних піридину, хіноліну та ін.), Також забарвлюють полум'я. Мідний дріт тримають за пробку і прожарюють інший кінець її (петлю) в полум'я пальника до припинення фарбування полум'я і освіти на поверхні чорного нальоту купрум (II) оксиду. Остигнула петлю змочують хлороформом, налитим в пробірку, і знову вводять в полум'я пальника. Спочатку полум'я стає світиться (згоряє Карбон), потім з'являється інтенсивне зелене забарвлення. 2Cu + O 2 → 2CuO
2CH - Cl 3 + 5CuO → CuCl 2 + 4CuCl + 2CO 2 + H 2 O
Слід зробити контрольний досвід, використовуючи замість хлороформу речовина, що не містить галоген (бензол, воду, спирт). Для очищення дріт змочують хлоридною кислотою і прожарюють.
II.Відкриття функціональних груп. На підставі попереднього аналізу (фізичні властивості, елементний аналіз) можна орієнтовно визначити клас, до якого належить дане досліджуване речовина. Ці припущення підтверджують якісними реакціями на функціональні групи.
1. Якісні реакції на кратні карбон - карбонові зв'язку.а) приєднання брому. Вуглеводні, що містять подвійні і потрійні зв'язки, легко приєднують бром:
До розчину 0,1 г (або 0,1 мл) речовини в 2 - З мл чотирихлористого карбону або хлороформу додають по краплях при струшуванні 5-відсотковий розчин брому в тому ж розчиннику. Миттєве зникнення забарвлення брому свідчить про наявність кратною зв'язку в речовині. Але розчин брому також знебарвлюється сполуками, що містять рухливий Гідроген (феноли, ароматичні аміни, третинні вуглеводні). Однак при цьому відбувається реакція заміщення з виділенням гідроген броміду, присутність якого легко виявити за допомогою вологої папірці синього лакмусу або конго. б) Проба з калій перманганатом. У слабощелочной середовищі при дії калій перманганату відбувається окислення речовини з розривом кратного зв'язку, розчин при цьому знебарвлюється, і утворюється пластівчастий осад MnO 2 - манган (IУ) оксид. До 0,1 г (або 0,1 мл) речовини, розчиненого у воді або ацетоні, додають по краплях при струшуванні 1-процентний розчин калій перманганату. Відбувається швидке зникнення малиново-фіолетового забарвлення, і з'являється бурий осад MnO 2. Однак калій перманганат окисляє речовини інших класів: альдегіди, багатоатомні спирти, ароматичні аміни. При цьому також знебарвлюються розчини, але окислення протікає здебільшого значно повільніше.
2. Виявлення ароматичних систем.Ароматичні сполуки на відміну від аліфатичних з'єднань здатні легко вступати в реакції заміщення, часто утворюючи забарвлені сполуки. Зазвичай для цього використовують реакцію нітрування і алкілування. Нітрування ароматичних сполук. ( 'Обережно! Тяга !,)Нітрування проводять азотною кислотою або нитрующей сумішшю:
R - H + HNO 3 → RNO 2 + H 2 O
У пробірку поміщають 0,1 г (або 0,1 мл) речовини і при безперервному струшуванні поступово додають З мл нитрующей суміші (1 частина концентрованої нітратної кислоти і 1 частина концентрованої сульфатної кислоти). Пробірку закривають пробкою з довгою скляною трубкою, яка служить зворотним холодильником, і нагрівають на водяній бані 5 хв при 50 0 С. Суміш виливають у склянку з 10 г подрібненого льоду. Якщо при цьому випадає твердий продукт або масло, нерозчинні у воді і відрізняються від вихідної речовини, то можна припустити присутність ароматичної системи. 3. Якісні реакції спиртів.При аналізі на спирти використовують реакції заміщення як рухомого гідрогену в гідроксильної групі так і всієї гідроксильної групи. а) Реакція з металевим натрієм. Спирти легко реагують з натрієм, утворюючи при цьому алкоголяти, розчинні в спирті:
2 R - OH + 2 Na → 2 RONa + H 2
У пробірку поміщають 0,2 - 0,3 мл безводного досліджуваної речовини і обережно додають маленький шматочок металевого натрію завбільшки з просяне зерно. Виділення газу при розчиненні натрію вказує на присутність активного водню. (Однак цю реакцію також можуть давати кислоти і СН-кислоти.) Б) Реакція з купрум (II) гідроксидом. У двох-, трьох- і багатоатомних спиртах на відміну від одноатомних спиртів розчиняється свіжоприготований купрум (II) гідроксид з утворенням темно-синього розчину комплексних солей відповідних похідних (гликолятов, гліцератов). У пробірку наливають кілька крапель (0,3 - 0,5 мл) 3-процентного розчину купрум (ΙΙ) сульфату, а потім 1 мл 10-процентного розчину натрій гідроксиду. Випадає драглистий блакитний осад купрум (ΙΙ) гідроксиду. Розчинення осаду при додаванні 0,1 г досліджуваної речовини і зміна кольору розчину до темно-синього підтверджують присутність багатоатомного спирту з гідроксильних груп, розташованими у сусідніх атомів карбону.
4. Якісні реакції фенолів.а) Реакція з ферум (III) хлоридом. Феноли дають з ферум (III) хлоридом інтенсивно забарвлені комплексні солі. Зазвичай з'являється глибока синя або фіолетове забарвлення. Деякі феноли дають зелене або червоне забарвлення, воно яскравіше проявляється в воді і хлороформі і гірше в спирті. У пробірку поміщають декілька кристалів (або 1 - 2 краплі) досліджуваного речовини в 2 мл води або хлороформу, потім додають при струшуванні 1 - 2 краплі 3 процентного розчину ферум (III) хлориду. У присутності фенолу з'являється інтенсивна фіолетова або синє забарвлення. Аліфатичні феноли з ферум (ΙΙΙ) хлоридом в спирті дають більш яскраве забарвлення, ніж у воді, а для фенолів характерно криваво-червоне забарвлення. б) Реакція з бромної водою. Феноли з вільними орто-і пара-становище в бензольному ядрі легко обесцвечивают бромную воду, при цьому виходить осад 2,4,6- трібромфенола 
Невелика кількість досліджуваної речовини струшують з 1 мл води, потім додають по краплях бромную воду. Відбувається знебарвлення розчину івьпаденіе білого осаду.
5. Якісні реакції альдегідів.На відміну від кетонів все альдегіди легко окислюються. На цій властивості засновано відкриття альдегідів, але не кетонів. а) Реакція срібного дзеркала. Всі альдегіди легко відновлюють аміачний розчин аргентум (Ι) оксиду. Кетони не дають цієї реакції:
В добре вимитого пробірці змішують 1 мл розчину нітрату срібла з 1 мл розведеного розчину натрій гідроксиду. Випав осад аргентум (Ι) гідроксиду розчиняють при додаванні 25-процентного розчину аміаку. До отриманого розчину додають декілька крапель спиртового розчину аналізованого речовини. Пробірку поміщають на водяну баню і нагрівають до 50 0 - 60 0 С. Якщо на стінках пробірки виділяється блискучий наліт металевого срібла, то це свідчить про наявність альдегідної групи в зразку. Слід зазначити, що цю реакцію можуть давати також і інші легко окислюються, з'єднання: багатоатомні феноли, дикетони, деякі ароматичні аміни. б) Реакція з фелінгової рідиною. Альдегіди жирного ряду здатні відновлювати двовалентний купрум до одновалентного:
Пробірку з 0,05 г речовини і З мл фелінгової рідини нагрівають З - 5 хвилин на киплячій водяній бані. Поява жовтого або червоного осаду купрум (I) оксиду підтверджує наявність альдегідної групи. б. Якісні реакції кислот.а) Визначення кислотності. Водно-спиртові розчини карбонових кислот показують кислу реакцію на лакмус, конго або універсальний індикатор. Краплю водно-спиртового розчину досліджуваної речовини наносять на синю вологу папірець лакмусу, конго або універсального індикатора. При наявності кислоти індикатор змінює свій колір: лакмус стає рожевим, конго-синім, а універсальний індикатор в залежності від кислотності - від жовтого до помаранчевого. Слід мати на увазі, чтосульфокіслоти, нітрофеноли і
деякі інші сполуки з рухомим «кислим» гідрогеном, що не містять карбоксильної групи, можуть давати також зміна кольору індикатора. б) Реакція з натрій гідрокарбонатом. При взаємодії карбонових кислот з натрій гідрокарбонатом відбувається виділення карбон (IY) оксиду: У пробірку наливають 1 - 1,5 мл насиченого розчину натрій гідрокарбонату і додають 0,1 - 0,2 мл водно-спиртового розчину досліджуваної речовини. Виділення бульбашок карбон (IY) оксиду вказує на наявність кислоти.
RCOOH + NaHCO 3 → RCOONa + CO 2 + H 2 O
7. Якісні реакції амінів.Аміни розчиняються в кислотах. Багато аміни (особливо аліфатичного ряду) мають характерним запахом (оселедцевий, аміачний та ін.). Основность амінів.Аліфатичні аміни як сильні підстави здатні змінювати забарвлення таких індикаторів, як червоний лакмус, фенолфталеїн, універсальна індикаторна папір. Краплю водного розчину досліджуваної речовини наносять на індикаторну папірець (лакмус, фенолфталеїн, універсальна індикаторна папір). Зміна забарвлення індикатора свідчить про присутність амінів. Залежно від будови аміну основність його змінюється в великому діапазоні. Тому краще використовувати універсальну індикаторну папір. 8. Якісні реакції поліфункціональних з'єднань.Для якісного виявлення біфункціональних з'єднань (вуглеводи, амінокислоти) використовуйте комплекс вищеописаних реакцій.
C 6 H 5 -CHO + O 2 ® C 6 H 5 -CO-O-OH
Утвориться надбензойная кислота окисляє другу молекулу бензойної альдегіду до бензойної кислоти:
C 6 H 5 -CHO + C 6 H 5 -CO-O-OH ® 2C 6 H 5 -COOH
Досвід № 34. Окислення бензойного альдегіду перманганатом калію
реактиви:
Бензальдегід
Розчин перманганату калію
Етиловий спирт
Хід роботи:
У пробірку поміщають ~ 3 краплі бензальдегіду, додають ~ 2 мл розчину перманганату калію і нагрівають на водяній бані при струшуванні до зникнення запаху альдегіду. Якщо розчин не знебарвлюється, то забарвлення знищують декількома краплями спирту. Розчин охолоджують. Випадають кристали бензойної кислоти:
C 6 H 5 -CHO + [O] ® C 6 H 5 -COOH
Досвід № 35. Реакція окислення-відновлення бензальдегіду (реакція Канніццаро)
реактиви:
Бензальдегід
Спиртовий розчин гідроксиду калію
Хід роботи:
У пробірку до ~ 1 мл бензойного альдегіду додають ~ 5 мл 10% -ного спиртового розчину гідроксиду калію і енергійно струшують. При цьому виділяється тепло і рідина твердне.
Окислювально-відновна реакція бензойного альдегіду у присутності лугу протікає за наступною схемою:
2C 6 H 5 -CHO + KOH ® C 6 H 5 -COOK + C 6 H 5 -CH 2 -OH
Утворюється калієва сіль бензойної кислоти (продукт окислення бензойного альдегіду) і бензиловий спирт (продукт відновлення бензойного альдегіду).
Отримані кристали відфільтровують і розчиняють в мінімальній кількості води. При додаванні до розчину ~ 1 мл 10% -ного розчину соляної кислоти випадає в осад вільна бензойна кислота:
C 6 H 5 -COOK + HCl ® C 6 H 5 -COOH¯ + KCl
Бензиловий спирт знаходиться в розчині, що залишився після відділення кристалів калієвої солі бензойної кислоти (розчин має запах бензилового спирту).
VII. КАРБОНОВІ КИСЛОТИ та їх похідні
Досвід № 36. Окислення мурашиної кислоти
реактиви:
Мурашина кислота
Розчин 10% -ний сірчаної кислоти
Розчин перманганату калію
Баритова або вапняна вода
Хід роботи:
У пробірку з газовідвідною трубкою наливають ~ 0,5-1 мл мурашиної кислоти, ~ 1 мл 10% -ного розчину сірчаної кислоти і ~ 4-5 мл розчину перманганату калію. Газовідвідну трубку занурюють в пробірку з розчином вапняної або баритовой води. Реакційну суміш обережно нагрівають, помістивши в пробірку кип'ятильні камінчики для рівномірного кипіння. Розчин спочатку буріє, потім знебарвлюється, виділяється вуглекислий газ:
5H-COOH + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 ® 5HO-COOH + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 3H 2 O
HO-CO-OH ® CO 2 + H 2 O
Досвід № 37. Відновлення аміачного розчину гідроксиду срібла мурашиної кислотою
реактиви:
Аміачний розчин гідроксиду срібла (реактив Толленса)
Мурашина кислота
Ця речовина можна розглядати не тільки як кислоту, а й як альдегід. Коричневим кольором обведена альдегидная група.
Тому мурашина кислота проявляє типові для альдегідів відновні властивості:
1. Реакція срібного дзеркала:
2Ag (NH3) 2ОН ® NH4HCO3 + 3NH3 + 2Ag + H2O.
2. Реакція з гідроксидом міді при нагріванні:
НСООNa + 2Cu (OH) 2 + NaOH ® Na2CO3 + Cu2O¯ + 3H2O.
3. Окислення хлором до вуглекислого газу:
НСООН + Cl2 ® CO2 + 2HCl.
Концентрована сірчана кислота відбирає у мурашиної кислоти воду. При цьому утворюється монооксид вуглецю:
У молекулі оцтової кислоти є метильная група, залишок насиченого вуглеводню - метану.
Тому оцтова кислота (і інші граничні кислоти) буде вступати в характерні для алканів реакції радикального заміщення, наприклад:
СН3СOOH + Сl2 + HCl
джерело відео - http://www.youtube.com/watch?t=2&v=MMjcgVgtYNU
http://www.youtube.com/watch?t=2&v=Hg1FRj9KUgw
http://www.youtube.com/watch?t=2&v=KKkDJK4i2Dw
http://www.youtube.com/watch?t=3&v=JhM2UoC_rmo
http://www.youtube.com/watch?t=1&v=4CY6bmXMGUc
http://www.youtube.com/watch?t=1&v=rQzImaCUREc
http://www.youtube.com/watch?t=2&v=UBdq-Oq4ULc
джерело презентації - http://ppt4web.ru/khimija/muravinaja-i-uksusnaja-kisloty.html
джерело презентації - http://prezentacii.com/po_himii/13798-schavelevaya-kislota.html
http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/10-klass
клас: 10
Презентація до уроку
Назад вперед
Увага! Попередній перегляд слайдів використовується виключно в ознайомлювальних цілях і може не давати уявлення про всі можливості презентації. Якщо вас зацікавила дана робота, Будь ласка, завантажте повну версію.
1. Мета заняття:познайомити учнів із загальними і специфічними властивостями метанової кислоти в ході виконання завдань кросворду «Хімія мурашиної кислоти», в тому числі при вирішенні задач на виведення формули органічної речовини (див. Додаток 1 ) (слайди 1-2).
2. Тип уроку:урок вивчення нового матеріалу.
3. Обладнання:комп'ютер, проектор, екран, відеоролики хімічного експерименту (окислення мурашиної кислоти перманганатом калію і розкладання мурашиної кислоти під дією концентрованої сірчаної кислоти), презентація до уроку, листи для учнів (див. Додаток 2 ).
4. Хід уроку
При вивченні будови мурашиної кислоти учитель повідомляє, що ця кислота відрізняється від інших членів гомологічного ряду граничних монокарбонових кислот, тому що карбоксильная група пов'язана не з вуглеводневим радикалом -R, а з Н-атомом ( слайд 3). Учні приходять до висновку, що мурашина кислота проявляє властивості як карбонових кислот, так і альдегідів, тобто є альдегідокіслот (слайд 4).
Вивчення номенклатури проводиться в процесі виконання завдання ( слайд 5): « Солі граничної одноосновної карбонової кислоти називаються Форміат. Встановіть назву цієї кислоти (по номенклатурі ІЮПАК), якщо відомо, що вона містить 69,5% кисню». Рішення завдання оформляється одним з учнів класу на дошці. Відповідь - мурашина або метановакислота ( слайд 6).
Далі вчитель повідомляє учням ( слайд 7), Що мурашина кислота зустрічається в їдких виділеннях жалких гусениць і бджіл, в пекучої кропиві, хвої, деяких фруктах, в поті і сечі тварин і в кислих виділених мурах, Де її виявив в 1794 році німецький хімік Маргграф Андреас-Сигізмунд ( слайд 8).
при вивченні фізичних властивостеймурашиної кислоти учитель повідомляє, що це безбарвна, їдка рідина з гострим запахом і пекучим смаком, що має температуру кипіння і плавлення близькі за значеннями до води (t кип. = 100,7 o С, tпл. = 8,4 o С). Як і вода утворює водневі зв'язки, тому в рідкому і твердому стані утворює лінійні і циклічні асоціати ( слайд 9), Змішується з водою в будь-яких співвідношеннях ( «подібне розчиняється в подібному»). Далі одному з учнів пропонується вирішити задачу біля дошки: « Відомо, що щільність парів мурашиної кислоти по азоту становить 3,29. Тому можна стверджувати, що в газоподібному стані мурашина кислота існує у вигляді ...»У результаті виконання завдання навчаються приходять до висновку, що в газоподібному стані мурашина кислота існує у вигляді димарів- циклічних ассоциатов ( слайд 10).
Отримання мурашиної кислоти ( слайд 11-12) Вивчаємо на наступних прикладах:
1. Окисленням метану на каталізаторі:
2. Гідролізом синильної кислоти (тут слід нагадати учням, що у атома вуглецю одночасно не може бути більше двох гідроксильних груп - відбувається дегідратація з утворенням карбоксильної групи):
3. Взаємодією гідриду калію з оксидом вуглецю (IV):
4. Термічним розкладанням щавлевої кислоти в присутності гліцерину:
5. Взаємодією чадного газу з лугом:
6. Найбільш вигідним способом (з точки зору економічних витрат - безвідходний процес) отримання мурашиної кислоти є отримання складного ефіру мурашиної кислоти (з подальшим кислотним гідролізом) з чадного газу і граничного одноатомного спирту:
Так як останній спосіб отримання мурашиної кислоти є найбільш перспективним, то які навчаються далі пропонується вирішити у дошки наступне завдання ( слайд 12): «Встановіть формулу спирту, який багаторазово (повертаючи в цикл) використовують для реакції з оксидом вуглецю (II), якщо відомо, що при згорянні 30 г ефіру утворюється 22,4 л вуглекислого газу і 18 г води. Встановіть назву цього спирту ».В результаті виконання завдання навчаються приходять до висновку, що для синтезу мурашиної кислоти використовується метиловийспирт ( слайд 13).
При вивченні дії мурашиної кислоти на організм людини ( слайд 14) Учитель повідомляє учням, що пари мурашиної кислоти подразнюють верхні дихальні шляхи і слизові оболонки очей, виявляє подразнюючий ефект або роз'їдаюче дію - викликає хімічні опіки (слайд 15). Далі школярам пропонується знайти в засобах масової інформації або в довідкових виданнях способи усунення печіння, викликані дією кропиви і укусами мурах (перевірка здійснюється на наступному уроці).
Хімічні властивості мурашиної кислоти починаємо вивчати ( слайд 16) З реакцій з розривом зв'язку О-Н(Заміщення Н-атома):
Для закріплення матеріалу пропонується вирішити наступне завдання ( слайд 18): « При взаємодії 4,6 г мурашиної кислоти з невідомим граничним одноатомних спиртом утворилося 5,92 г складного ефіру (використовується як розчинник і добавка до деяких сортів рому, щоб зрадити йому характерний аромат, застосовується у виробництві вітамінів B1, А, Е). Встановіть формулу ефіру, якщо відомо, що вихід реакції становить 80%. Назвіть складний ефір по номенклатурі ІЮПАК ».В результаті виконання завдання десятикласники приходять до висновку, що отриманий складний ефір це - етілформіат (слайд 19).
Учитель повідомляє ( слайд 20), Що реакції з розривом зв'язку С-Н(У α-С-атома) для мурашиної кислоти не характерні, Тому що R = Н. А реакція з розривом зв'язку С-С (декарбоксилирование солей карбонових кислот призводить до утворення алканів!) Призводить до отримання водню:
Як приклади реакцій відновлення кислоти наводимо взаємодія з воднем і сильним відновником - іодоводородной кислотою:
Знайомство з реакціями окислення, що протікають за схемою ( слайд 21):
доцільно провести в ході виконання завдання ( слайд 22):
« Зіставте формули реагентів, умов проведення реакцій з продуктами реакції»(Учитель може показати як приклад перше рівняння, а інші запропонувати учням як домашнє завдання):
| НСООН + | Реагент, умови проведення реакції | продукт 1 |
продукт 2 |
|||
| 1) | Ag 2 O, NH 3, t o C | 1) | CO | 1) | – | |
| 2) | Br 2 (р-р) | 2) | CO, H 2 O | 2) | K 2 SO 4, MnSO 4 | |
| 3) | KMnO4, Н 2 SO 4, t o C | 3) | H 2 O | 3) | Cu 2 Ov | |
| 4) | Сl 2 (р-р) | 4) | CO 2 | 4) | HCl | |
| 5) | Cu (OH) 2 (свіжий), t o C | 5) | CO 2, H 2 O | 5) | Agv | |
| 6) | Ir або Rh | 6) | CO 2, H 2 | 6) | HBr | |
| 7) | H 2 O 2 | 7) | CO, H 2 | 7) | H-C (O) OOH | |
Відповіді слід записати у вигляді послідовності цифр.
відповіді:
| 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) |
5 4 5 4 5 6 3 |
5 6 2 4 3 1 7 |
При складанні рівнянь навчаються приходять до висновку, що у всіх цих реакціях відбувається окисленнямурашиної кислоти, тому що вона є сильним відновником ( слайд 23).
Вивчення питання «Застосування мурашиної кислоти» здійснюється при ознайомленні зі схемою ( слайд 24).
Ті, що навчаються уточнюють використання в медицині «мурашиного спирту» (можна вийти в мережу Інтернет) і називають захворювання - ревматизм(слайд 25).
При наявності вільного часу вчитель повідомляє школярам ( слайд 26) Про те, що раніше «мурашиний спирт» готували настоюванням мурах на спирту.
Повідомляє, що загальний обсяг світового виробництва мурашиної кислоти в останні рокистав рости, тому що у всіх країнах світу спостерігається загибель бджіл від кліщів (Varroa): прогризаючи у бджіл хітиновий покрив, вони висмоктують гемолімфу, і бджоли гинуть (дієвим засобом проти цих кліщів є мурашина кислота).
5. Підсумки уроку
В кінці уроку учні підводять підсумки: оцінюють роботу однокласників біля дошки, пояснюють, з яким новим навчальним матеріалом(Загальні та специфічні властивості мурашиної кислоти) познайомилися.
6. Література
1. Дерябіна Н.Є.Органічна хімія. Книга 1. Вуглеводні та їх монофункціональні похідні. Підручник-зошит. - М .: ІПО «Біля Нікітських воріт», 2012. - С. 154-165.
2. Казеннова Н.Б.Довідник школяра по органічної хімії/ Для середньої школи. - М .: Акваріум, 1997. - С. 155-156.
3. Левітіна Т.П.Довідник з органічної хімії: Навчальний посібник. - СПб .: «Паритет», 2002. - С. 283-284.
4. Репетитор з хімії / За ред. А.С. Єгорова. 14-е изд. - Ростов н / Д: Фенікс, 2005. - С. 633-635.
5. Рутзітіс Г.Є., Фельдман Ф.Г.Хімія 10. Органічна хімія: Підручник для 10 кл. середньої школи. - М., 1992. - С. 110.
6. Чернобельская Г.М.Хімія: навч. посібник для мед. образоват. установ / Г.М. Чернобельская, І.М. Чертков.- М .: Дрофа, 2005. - С.561-562.
7. Еткінс П.Молекули: Пер. з англ. - М .: Світ, 1991. - С. 61-62.
В окисно-відновних реакціях органічні речовиничастіше виявляють властивості відновників, а самі окислюються. Легкість окислення органічних сполук залежить від доступності електронів при взаємодії з окислювачем. Всі відомі фактори, що викликають збільшення електронної щільності в молекулах органічних сполук (наприклад, позитивні індуктивний і мезомерного ефекти), будуть підвищувати їх здатність до окислення і навпаки.
Схильність органічних сполук до окислення зростає зі зростанням їх нуклеофильности, Що відповідає наступним рядах:
Зростання нуклеофильности в ряду
Розглянемо окислювально-відновні реакціїпредставників найважливіших класів органічних речовинз деякими неорганічними окислювачами.
окислення алкенів
При м'якому окисленні алкени перетворюються в гліколі (двоатомні спирти). Атоми-відновники в цих реакціях - атоми вуглецю, пов'язані подвійним зв'язком.
Реакція з розчином перманганату калію протікає в нейтральній або слабко лужному середовищі наступним чином:
3C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 4H 2 O → 3CH 2 OH-CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH
У більш жорстких умовах окислення призводить до розриву вуглецевого ланцюга по подвійному зв'язку і утворення двох кислот (в сильно лужному середовищі - двох солей) або кислоти і діоксиду вуглецю (в сильно лужному середовищі - солі і карбонату):
1) 5CH 3 CH = CHCH 2 CH 3 + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5C 2 H 5 COOH + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 17H 2 O
2) 5CH 3 CH = CH 2 + 10KMnO 4 + 15H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 10MnSO 4 + 5K 2 SO 4 + 20H 2 O
3) CH 3 CH = CHCH 2 CH 3 + 8KMnO 4 + 10KOH → CH 3 COOK + C 2 H 5 COOK + 6H 2 O + 8K 2 MnO 4
4) CH 3 CH = CH 2 + 10KMnO 4 + 13KOH → CH 3 COOK + K 2 CO 3 + 8H 2 O + 10K 2 MnO 4
Дихромат калію в кислотною середовищі окисляє алкени аналогічно реакцій 1 та 2.
При окисленні алкенів, в яких атоми вуглецю при подвійному зв'язку містять по два вуглецевих радикала, відбувається утворення двох кетонів:
окислення алкинов
Алкіни окислюються в кілька більш жорстких умовах, ніж алкени, тому вони зазвичай окислюються з розривом вуглецевого ланцюга по потрійний зв'язку. Як і в разі алкенов, атоми-відновники тут - атоми вуглецю, пов'язані кратної зв'язком. В результаті реакцій утворюються кислоти і діоксид вуглецю. Окислення може бути проведено перманганатом або дихроматом калію в кислотному середовищі, наприклад:
5CH 3 C≡CH + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 12H 2 O
Ацетилен може бути окислений перманганатом калію в нейтральному середовищі до оксалату калію:
3CH≡CH + 8KMnO 4 → 3KOOC -COOK + 8MnO 2 + 2КОН + 2Н 2 О
У кислотному середовищі окислення йде до щавлевої кислоти або вуглекислого газу:
5CH≡CH + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5HOOC -COOH + 8MnSO 4 + 4К 2 SO 4 + 12Н 2 О
CH≡CH + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 2CO 2 + 2MnSO 4 + 4H 2 O + K 2 SO 4
Окислення гомологів бензолу
Бензол, що не окислюється навіть в досить жорстких умовах. Гомологи бензолу можуть бути окислені розчином перманганату калію в нейтральному середовищі до бензоату калію:
C 6 H 5 CH 3 + 2KMnO 4 → C 6 H 5 COOK + 2MnO 2 + KOH + H 2 O
C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4KMnO 4 → C 6 H 5 COOK + K 2 CO 3 + 2H 2 O + 4MnO 2 + KOH
Окислення гомологів бензолу дихроматом або перманганатом калію в кислому середовищі приводить до утворення бензойної кислоти.
5С 6 Н 5 СН 3 + 6КMnO 4 +9 H 2 SO 4 → 5С 6 Н 5 СООН + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H 2 O
5C 6 H 5 -C 2 H 5 + 12KMnO 4 + 18H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 5CO 2 + 12MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 28H 2 O
окислення спиртів
Безпосереднім продуктом окислення первинних спиртів є альдегіди, а вторинних - кетони.
Утворені при окисленні спиртів альдегіди легко окислюються до кислот, тому альдегіди з первинних спиртів отримують окисленням дихроматом калію в кислотному середовищі при температурі кипіння альдегіду. Випаровуючись, альдегіди встигають окислюватися.
3C 2 H 5 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 → 3CH 3 CHO + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O
З надлишком окислювача (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7) в будь-якому середовищі первинні спиртиокислюються до карбонових кислот або їх солей, а вторинні - до кетонів.
5C 2 H 5 OH + 4KMnO 4 + 6H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 4MnSO 4 + 2K 2 SO 4 + 11H 2 O
3CH 3 -CH 2 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 → 3CH 3 -COOH + 2K 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4) 3 + 11H 2 O
Третинні спирти в цих умовах не окислюються, а метиловий спирт окислюється до вуглекислого газу.
Двоатомний спирт, етиленгліколь HOCH 2 -CH 2 OH, при нагріванні в кислому середовищі з розчином KMnO 4 або K 2 Cr 2 O 7 легко окислюється до щавлевої кислоти, а в нейтральній - до оксалату калію.
5СН 2 (ОН) - СН 2 (ОН) + 8КMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5HOOC -COOH + 8MnSO 4 + 4К 2 SO 4 + 22Н 2 О
3СН 2 (ОН) - СН 2 (ОН) + 8КMnO 4 → 3KOOC -COOK + 8MnO 2 + 2КОН + 8Н 2 О
Окислення альдегідів і кетонів
Альдегіди - досить сильні відновники, і тому легко окислюються різними окислювачами, наприклад: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, OH, Cu (OH) 2. Всі реакції йдуть при нагріванні:
3CH 3 CHO + 2KMnO 4 → CH 3 COOH + 2CH 3 COOK + 2MnO 2 + H 2 O
3CH 3 CHO + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 → 3CH 3 COOH + Cr 2 (SO 4) 3 + 7H 2 O
CH 3 CHO + 2KMnO 4 + 3KOH → CH 3 COOK + 2K 2 MnO 4 + 2H 2 O
5CH 3 CHO + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O
CH 3 CHO + Br 2 + 3NaOH → CH 3 COONa + 2NaBr + 2H 2 O
реакція «срібного дзеркала»
C аміачним розчином оксиду срібла альдегіди окислюються до карбонових кислот які в аміачних розчинах дають солі амонію (реакція «срібного дзеркала»):
CH 3 CH = O + 2OH → CH 3 COONH 4 + 2Ag + H 2 O + 3NH 3
CH 3 -CH = O + 2Cu (OH) 2 → CH 3 COOH + Cu 2 O + 2H 2 O
Мурашиний альдегід (формальдегід) окислюється, як правило, до вуглекислого газу:
5HCOH + 4KMnO 4 (хат) + 6H 2 SO 4 → 4MnSO 4 + 2K 2 SO 4 + 5CO 2 + 11H 2 O
3СН 2 О + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 → 3CO 2 + 2K 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4) 3 + 11H 2 O
HCHO + 4OH → (NH 4) 2 CO 3 + 4Ag ↓ + 2H 2 O + 6NH 3
HCOH + 4Cu (OH) 2 → CO 2 + 2Cu 2 O ↓ + 5H 2 O
Кетони окисляються в жорстких умови сильними окислювачами з розривом зв'язків С-Сі дають суміші кислот:
Карбонові кислоти.Серед кислот сильними відновними властивостями володіють мурашина і щавлева, які окислюються до вуглекислого газу.
НСООН + HgCl 2 = CO 2 + Hg + 2HCl
HCOOH + Cl 2 = CO 2 + 2HCl
HOOC-COOH + Cl 2 = 2CO 2 + 2HCl
Мурашина кислота, Крім кислотних властивостей, проявляє також деякі властивості альдегідів, зокрема, відновлювальні. При цьому вона окислюється до вуглекислого газу. наприклад:
2KMnO4 + 5HCOOH + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5CO2 + 8H2O
При нагріванні з сильними водовіднімаючих засобами (H2SO4 (конц.) Або P4O10) розкладається:
HCOOH → (t) CO + H2O
Каталітичне окислення алканів:
Каталітичне окислення алкенів:
Окислення фенолів:
