Методическое указание к лабораторному практикуму по ХУС

Федеральное агентство по рыболовству
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Астраханский Государственный Технический Университет»
Кафедра «Органическая, биологическая и физколлоидная химия»
ХИМИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов
Специальностей 220301.65 «Автоматизация технологических процессов и
производств», 130602.65 «Машины и оборудование нефтяных и газовых
промыслов»
Астрахань 2010
Методические
указания
разработаны
к.х.н.,
доцентом
кафедры
органической химии Стороженко Валентиной Николаевной.
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры
органической, биологической и физколлоидной химии (протокол № 11 от 24
декабря 2010 г.)
Рецензент: к.х.н., доцент Пащенко Константин Петрович
2
1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА НЕФТЕЙ
Нефти – маслянистые жидкости от желтоватого до темно-коричневого
цвета, практически нерастворимые в воде.
Нефть и нефтепродукты способны флюоресцировать – т.е. светиться в
отраженном
свете
и
люминесцировать
–
светиться
при
облучении
ультрафиолетовым светом.
Нефть и нефтепродукты плохо проводят электрический ток, являясь
диэлектриками.
Это
свойство
используется
на
практике.
Многие
нефтепродукты применяются как изоляционные материалы, например, твердые
парафины, специальные нефтяные масла (трансформаторные, конденсаторные).
Плотность нефтей меньше единицы, т.е. они легче воды. Для
большинства нефтей она находится в пределах 0,81-0,90 г/см3, тяжелые
смолянистые нефти имеют плотность, близкую к 1 г/см 3. В большинстве
случаев, чем больше геологический возраст и, соответственно, больше глубина
залегания пласта, тем нефть имеет меньшую плотность.
Молекулярная масса нефтей и нефтепродуктов – это усредненная
величина, поскольку нефти – это сложные смеси органических соединений
различного строения и молекулярной массы. Молекулярная масса изменяется в
широких пределах, но для большинства нефтей она колеблется в пределах 220300. Для нефтяных фракций она возрастает, также как и плотность, с
повышением температуры кипения фракции.
Вязкость является важнейшей характеристикой нефтей, которая
используется при подсчете запасов нефти, проектировании и разработке
нефтяных месторождений, выборе способа транспорта и схемы переработки
нефти, в химмотологии. Для нефтей обычно определяют кинематическую (или
динамическую) вязкость при температурах от 0 до 50С. На вязкость нефтей и
нефтепродуктов существенное влияние оказывает температура – с понижением
3
температуры вязкость увеличивается. Вязкостно-температурные свойства
нефтепродуктов зависят от их фракционного и углеводородного состава.
Кинематическая вязкость нефтей различных месторождений изменяется
в довольно широких пределах: от 2 до 300 сСт при 200С.
Температура вспышки – это температура возгорания паро-воздушной
смеси. Она зависит от фракционного состава нефти или нефтепродукта, и
прежде всего от содержания в них легких углеводородов, способных испарятся
при данной температуре.
Температура застывания - это температура, при которой нефть или
нефтепродукт в стандартных условиях теряют подвижность. Температура
застывания нефти и нефтепродуктов зависит от их химического состава, прежде
всего от содержания парафиновых углеводородов. Она изменяется, в среднем,
от -620С до +350С. Малопарафинистые нефти имеют низкие температуры
застывания, а высокопарафинистые – высокие температуры застывания.
Элементарный состав нефтей. Основными элементами в составе
нефтей являются углерод (83-87%) и водород (12-14%). Соотношением
углерода и водорода определяются физические свойства нефтей. Горючие
ископаемые – газ, нефть и уголь отличаются друг от друга соотношением
углерода и водорода. Уголь наиболее обеднен водородом, этим объясняется его
твердое состояние.
Кроме того, в нефтях найдены и другие элементы, такие как сера,
кислород, азот. Содержание серы колеблется от сотых долей до 8%, может быть
и больше. Содержание азота изменяется в пределах от тысячных долей
процента до 1,5 %. Содержание кислорода в нефтях меняется в пределах от
десятых долей до 3,6%. Кроме того, в нефтях обнаружены в незначительных
количествах очень многие элементы, например, Fe, Ca, K, Mg, Ni, Mn, V, Ti и
др. (всего более 50).
4
Фракционный состав нефтей определяют путем перегонки, т.е.
разделением на фракции по температурам кипения. При исследовании
химического
состава
новых
нефтей
фракционный
состав
определяют
перегонкой нефти в специальных аппаратах. От начала кипения до 300 0С
отбирают десятиградусные фракции, а затем пятидесятиградусные фракции до
фракций с концом кипения 475-5500С. Или же отмечают температуру начала
кипения и температуры, при которых отгоняется 10, 50, 95 и 97,5 объемн. %, а
также определяют объемную долю остатка и потери.
В условиях промышленной переработки нефть разделяют перегонкой
при атмосферном давлении на фракции со следующими пределами выкипания:
Бензин
н.к. – 180-2000
Лигроин
160-2000С
Керосин
200-3000С
Газойль
270-3500С
Мазут
>3500С
Мазут разгоняют под вакуумом, при этом отбирают масляные фракции.
Остаток после разгонки мазута (выше 5000С) называется гудрон или
полугудрон. Нефти различных месторождений значительно отличаются друг от
друга по фракционному составу, а, следовательно, по потенциальному
содержанию бензиновых, керосиновых, газойлевых и масляных фракций.
Большинство перерабатываемых в промышленности нефтей содержит от 30 до
50% светлых нефтепродуктов, т.е. фракций, перегоняющихся до 300-3500С.
Легкие нефти, не содержащие тяжелых фракций, встречаются достаточно редко.
Найдены также и тяжелые нефти, не содержащие светлых фракций, и богатые
смолистыми веществами.
В промышленности переработка нефти осуществляется по нескольким
направлениям.
5
2. КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕЙ
Главными элементами в составе нефтей являются углерод (82-87%) и
водород (12-14%), следовательно, основными компонентами нефти являются
углеводороды, т.е. соединения, молекулы которых состоят из углерода и
водорода. Их содержание в различных нефтях составляет, в среднем, 30-70%. В
газоконденсатах содержание углеводородов может достигать 100%.
В
нефтях
представлены
углеводороды
трех
классов:
алканы,
циклоалканы и арены. В последние десятилетия в некоторых нефтях Восточной
Сибири и Татарии были найдены алкены. Помимо углеводородов в состав
нефти входят также гетероатомные органические соединения: кислород -, азот-,
серосодержащие соединения и смолисто-асфальтеновые вещества.
В мире насчитывается десятки тысяч нефтяных месторождений. Нефти,
получаемые с этих месторождений, различаются по химическому составу,
свойствам, потенциальным возможностям получения из них нефтепродуктов. В
связи с этим, важное значение имеет классификация нефтей. Удачная
классификация может оказать помощь в решении вопросов генезиса нефтей,
поиске и разведке нефтяных месторождений, а также в выборе путей
переработки нефтей. Основными видами классификации нефтей являются
химическая и технологическая.
В основу химической классификации положен химический состав
нефтей, т.е. преимущественное содержание в нефти какого-либо одного или
нескольких классов углеводородов. Согласно этой классификации различают
нефти: парафиновые, нафтеновые, ароматические, смешанные. При отнесении
нефти к одному из этих типов исходят из того, что представители данного
класса углеводородов содержатся в данной нефти в количестве более 50%.
Например, нефти полуострова Мангышлак – парафиновые, бакинские нефти –
нафтеновые. Большинство перерабатываемых в промышленности нефтей
относятся к нефтям смешанного типа, т.е. когда представители другого класса
6
углеводородов содержатся в нефти в количестве не менее 25% (парафинонафтеновые, нафтено-ароматические). Например, многие Волго-Уральские
нефти
парафино-нафтеновые.
Редко
встречаются
нефти,
в
которых
представители всех трех классов углеводородов содержатся примерно в
одинаковых
количествах:
парафино-нафтено-ароматические
(Майкопская
нефть).
Однако эта классификация нефтей довольно условна, поскольку
углеводородный состав даже нефти одного месторождения меняется при
переходе от одного горизонта залегания к другому.
В
технологической
классификации
нефтей
учитывают
такие
показатели, как плотность нефтей, массовое содержание светлых фракций,
массовое содержание серы, смолисто-асфальтеновых соединений, твердых
парафинов.
7
3. УГЛЕВОДОРОДНЫЙ СОСТАВ ГАЗОВ, НЕФТЕЙ
И НЕФТЕПРОДУКТОВ
Углеводороды – это органические соединения, молекулы которых
состоят из атомов углерода и водорода. Существует несколько типов такого
рода соединений в зависимости от того, как соединены между собой атомы
углерода. Они делятся на соединения с открытой цепью или ациклические, и
соединения с замкнутой цепью или циклические.
*Выделены углеводороды, встречающиеся в нефтях.
Углеводороды с открытой цепью или ациклические углеводороды, в
которых все связи углерод-углерод простые (одинарные): С-С, носят название
алканов (насыщенных или парафиновых углеводородов). Они имеют общую
формулу СnH2n+2. Ряд углеводородов, объединенных общей молекулярной
формулой,
имеющих
схожие
строение
и
химические
свойства,
но
отличающихся на одну или несколько групп –СН2- называется гомологическим
рядом.
Другие типы гомологических рядов ациклических углеводородов – это
алкены, алкадиены и алкины. Алкены (этиленовые углеводороды или олефины),
8
соединения, в молекуле которых помимо простых связей С-С имеются двойные
углерод-углеродные связи С=С. Общая формула этого гомологического ряда
СnH2n. Алкины (ацетиленовые углеводороды) – это углеводороды, в молекулах
которых имеется тройная связь между атомами углерода С ≡ С. Общая формула
гомологического ряда ацетиленовых углеводородов СnH2n-2. В молекулах
углеводородов может быть несколько двойных и тройных связей. Например,
алкадиены – углеводороды с двумя двойными связями в молекуле, с общей
формулой СnH2n-2.
Циклические углеводороды включают два гомологических ряда:
ациклический и ароматический. Углеводороды ациклического ряда содержат
кольца, состоящие из углеродных атомов, связанных между собою простыми
связями, как, например, в циклогексане:
H2C
H2C
CH2
CH2
CH2
CH2
Ароматические углеводороды – соединения, имеющие в молекуле
бензольное кольцо:
CH
CH
HC
HC
CH
CH
9
или
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ В
ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ
Многие из веществ, используемых в практике химических лабораторий,
являются в той или иной мере воспламеняющимися или токсичными, или теми и
другими одновременно. Поэтому при работе в лаборатории необходимо строго соблюдать
основные правила техники безопасности независимо от того, какой выполняют
эксперимент.
1. Категорически запрещается работать одному в лаборатории, так как в
экстренном случае будет некому оказать пострадавшему первую помощь и
ликвидировать последствия неудавшегося эксперимента. Работать следует только в
отведенное время под контролем преподавателя или других сотрудников.
2. Необходимо соблюдать тишину, чистоту и порядок. Поспешность и
неряшливость в работе часто приводят к несчастным случаям. Нельзя
отвлекаться от работы и отвлекать своих товарищей. Запрещается держать на
лабораторном столе посторонние предметы (сумки, учебники и т.д.).
3. Категорически запрещается принимать и хранить пищу, пить воду и
курить.
4. Каждый должен знать, где находятся средства индивидуальной
защиты, аптечка, средства для тушения пожара. Кроме очков, в лаборатории должны
быть защитные маски, респираторы и противогазы. Во всех лабораториях в легко доступных
местах находятся средства для пожаротушения (ящики с песком и совком,
огнетушители, противопожарные одеяла); аптечки, которые снабжены всеми
медикаментами, необходимыми для оказания первой медицинской помощи (растворы
борной кислоты, гидрокарбоната натрия, перманганата калия, танина, нашатырного
спирта, а также вата, бинт, йодная настойка, активированный уголь, мазь от ожогов,
склянка для промывания глаз).
10
5. В лаборатории необходимо находиться в застегнутом хлопчатобумажном халате.
Это обеспечивает некоторую индивидуальную защиту и позволяет избежать загрязнения
одежды.
6. Приступать к работе можно только после усвоения всей техники ее
выполнения. Если вы испытываете какие-либо сомнения в методике проведения
эксперимента или в технике безопасности, прежде чем продолжать работу,
проконсультируйтесь с преподавателем.
7. Нельзя проводить опыты в загрязненной посуде. Посуду следует мыть сразу
после окончания эксперимента.
8. Категорически запрещается пробовать химические вещества на вкус. Нюхать
вещества следует осторожно, не поднося сосуд близко к лицу, а лишь направляя к
себе пары или газы легким движением руки, при этом не следует делать полный
вдох. Жидкие органические вещества и их растворы запрещается набирать в пипетки
ртом, для этого необходимо использовать резиновые груши и другие приспособления.
9. В процессе работы необходимо следить, чтобы вещества не попадали
на кожу, так как многие из них вызывают раздражение и ожоги кожи и слизистых
оболочек.
10. Все банки, в которых хранятся вещества, должны быть снабжены этикетками
с соответствующими названиями.
11. Запрещается нагревать, смешивать и взбалтывать реактивы вблизи лица. При
нагревании нельзя держать пробирку или колбу отверстием к себе или в направлении
работающего товарища.
12. Необходимо пользоваться защитными очками в следующих случаях:
а) при работе с едкими веществами (с концентрированными растворами
кислот и щелочей, при дроблении твердой щелочи и т.д.);
б) при перегонке жидкостей при пониженном давлении и работе с вакуумприборами;
в) при работе со щелочными металлами;
11
г) при определении температуры плавления веществ в приборе с
концентрированной серной кислотой;
д) при работе с ампулами и изготовлении стеклянных капилляров.
13. Запрещено выливать в раковину остатки кислот и щелочей, огнеопасных и
взрывоопасных, а также сильно пахнущих веществ. Для слива этих веществ в вытяжном
шкафу должны находиться специальные сосуды с плотно притертыми крышками и
соответствующими этикетками («СЛИВ КИСЛОТ», «СЛИВ ЩЕЛОЧЕЙ», «СЛИВ
ОРГАНИКИ»).
14. Не разрешается бросать в раковину стекла от разбитой посуды, бумагу и вату.
15. После завершения работы необходимо отключить газ, воду, вытяжные
шкафы и электроэнергию.
Правила техники безопасности при работе с кислотами и щелочами
1. Хранить концентрированные кислоты и щелочи следует в вытяжном шкафу
в прочной посуде на поддоне.
2. Все работы с кислотами и щелочами нужно проводить в защитных очках.
3. Концентрированную соляную и азотную кислоты можно переливать только
в вытяжном шкафу. Разбавление кислот следует проводить в жаростойкой посуде, при
этом кислоту необходимо приливать к воде небольшими порциями, при
перемешивании (нельзя приливать воду к концентрированной кислоте, так как в этом
случае выделяется большое количество теплоты, вода, как менее плотное вещество,
вскипает на поверхности кислоты, и жидкость может быть выброшена из сосуда).
4. При растворении гидроксидов натрия и калия, кусочки щелочи можно
брать только пинцетом или шпателем, но не руками; растворение этих веществ следует
проводить небольшими порциями.
12
Правила техники безопасности при работе с бромом
1. Бром необходимо хранить только в толстостенной посуде из темного стекла,
с плотно притертыми пробками в ящике с песком под тягой, отдельно от
концентрированных кислот и аммиака.
2. Все работы с бромом необходимо проводить в вытяжном шкафу в
резиновых перчатках и защитных очках, так как он является сильно ядовитым
веществом, действующим на слизистые оболочки, вызывающим при попадании на
кожу тяжело заживающие ожоги. Категорически запрещается набирать бром в пипетку
ртом; для этого следует использовать резиновую грушу.
3. Переносить склянки с бромом можно только в емкостях с песком.
Правила техники безопасности при работе с металлическими натрием и
калием
1. Нельзя допускать соприкосновения щелочных металлов с водой и
галогеносодержащими соединениями.
2. Необходимо хранить металлические натрий и калий в толстостенной посуде
из темного стекла под слоем обезвоженного керосина или трансформаторного масла в
вытяжном шкафу.
3. Для работы металлический натрий нужно извлечь пинцетом из-под
защитного слоя, остатки керосина промокнуть сухой фильтровальной бумагой, отрезать
ножом необходимое количество металла и сразу же использовать его по назначению.
4. Большие обрезки натрия следует собрать под слоем керосина, а небольшие
кусочки, посуду и бумагу с остатками металла залить этиловым спиртом.
5. Категорически запрещается выбрасывать остатки металлических натрия и
калия в мусорное ведро и раковину и оставлять их в пустых пробирках и колбах.
6. Для нагревания реакционных смесей, содержащих щелочные металлы,
можно пользоваться только воздушными и песчаными банями.
13
Техника безопасности при работе с легковоспламеняющимися
жидкостями
1. Работы с легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) следует проводить
подальше от огня. Запрещается нагревать летучие и легковоспламеняющиеся жидкости
(ацетон, эфиры, спирты, петролейный эфир, бензин, бензол, сероуглерод) на открытом
пламени. Для нагревания ЛВЖ можно пользоваться водяной баней или электрической
плиткой с закрытой спиралью, при этом колба должна быть снабжена водяным
холодильником.
2. Нельзя нагревать горючие вещества в открытых сосудах. Это следует делать
в колбах с обратным холодильником.
3. Перегонять ЛВЖ следует в приборе с водяным холодильником или на
роторном испарителе. Нельзя перегонять жидкости досуха — это может привести к
взрыву или пожару. Приборы, в которых содержится ЛВЖ, следует разбирать после
удаления всех источников пламени (зажженные газовые горелки, спиртовки,
электрические плитки с открытой спиралью и т.д.) и полного охлаждения колбы.
4. Категорически запрещается выливать ЛВЖ в канализацию, ведра и ящики
для мусора, так как случайно брошенная спичка может вызвать пожар.
5. ЛВЖ должны храниться в металлических шкафах в количествах, не
превышающих дневные потребности.
Техника безопасности при работе под вакуумом
При работе под вакуумом (перегонка под вакуумом, вакуум-эксикаторы)
необходимо пользоваться очками или защитной
маской. При перегонке под
вакуумом запрещено использовать плоскодонные колбы, так как они будут
раздавлены. По окончании работы давление необходимо выравнивать лишь после полного
охлаждения прибора.
14
Меры безопасности при утечке газа и тушении локального пожара
и горящей одежды
1. При обнаружении запаха газа необходимо отключить газовую магистраль,
электроприборы и тщательно проветрить лабораторию. Категорически запрещается
пользоваться спичками и включать электрический свет.
2. При возникновении пожара нужно быстро убрать все горючие
вещества подальше от места возгорания, отключить газовую магистраль, все
электроприборы и прекратить активный доступ воздуха в лабораторию.
3. Пламя следует тушить песком или противопожарным одеялом.
Тушение пламени водой может привести к расширению очага пожара. В случае более
обширной площади возгорания следует пользоваться огнетушителем.
4. Если на ком-либо загорится одежда, необходимо плотно накрыть
загоревшуюся ткань противопожарным одеялом. При возгорании одежды нельзя
бежать, так как это способствует распространению пламени.
Оказание первой медицинской помощи при ожогах и отравлениях
химическими веществами
1. При термических ожогах первой степени (краснота и припухлость) обожженное
место надо обработать спиртовым раствором танина, 96%-ным этиловым спиртом или
раствором перманганата калия. При ожогах второй и третьей степени (пузыри и язвы)
допустимы только обеззараживающие примочки из раствора перманганата калия,
после чего необходимо обратиться к врачу.
2. При ожогах кислотами необходимо промыть пораженное место большим
количеством проточной воды, а затем 3%-ным раствором гидрокарбоната натрия, после
чего — снова водой.
3. При ожогах щелочами нужно промыть очаг поражения проточной водой, а
затем разбавленным раствором борной или уксусной кислоты.
15
4. При попадании щелочи или кислоты в глаза необходимо промыть их проточной
водой (3—5 мин), а затем раствором борной кислоты (в случае попадания щелочи)
или гидрокарбоната натрия (в случае попадания кислоты), после чего
обратиться к врачу.
5. При ожогах фенолом очаг поражения следует обработать 70%-ным
этиловым спиртом, а затем глицерином до исчезновения белых пятен на коже. При
отравлении парами фенола категорически запрещается пить молоко.
6. При ожогах бромом его нужно смыть 96%-ным спиртом или разбавленным
раствором щелочи, после чего место поражения смазать мазью от ожогов и
обратиться к врачу. При отравлении парами брома необходимо несколько раз глубоко
вдохнуть пары этилового спирта, а затем выпить молока.
7. При попадании на кожу едких органических веществ, не растворимых в воде,
их необходимо смыть большим количеством подходящего растворителя. После
оказания первой помощи пострадавший должен быть направлен в медпункт.
16
Лабораторная работа №1.
КАЧЕСТВЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ
Принадлежность органических веществ к определенным классам соединений и
их строение можно установить с помощью элементного и функционального
анализа.
Качественный элементный анализ позволяет определить, из каких элементов
построены молекулы вещества, и установить его простейшую формулу. Наиболее
часто в состав органических веществ, помимо углерода и водорода, входят кислород,
сера, азот и галогены.
При
выполнении
элементного
анализа
органическое
соединение
разлагают таким образом, чтобы исследуемые элементы перешли в состав
неорганических веществ. При этом углерод переходит в оксид углерода (IV), водород —
в воду, азот — в цианид-ион, аммиак или молекулярный азот, сера — в сульфид.
Дальнейшее определение элемента проводят обычными методами аналитической
химии.
Опыт 1. Обнаружение углерода пробой на обугливание
Реактивы и оборудование: сахар (или мука, крахмал), бумага, 1%-ный
раствор серной кислоты, концентрированная серная кислота; фарфоровые
чашки, шпатели, держатели, цилиндры на 50 мл, стеклянные палочки.
Первой пробой на обнаружение углерода в неизвестном органическом
веществе
является
его
прокаливание
или
обугливание
под
действием
водоотнимающих веществ, например концентрированной серной кислоты.
В фарфоровую чашку (тигель) насыпают немного муки, крахмала или сахара
(0,1—1,2 г), закрепляют ее в держателе. Осторожно нагревают чашку в пламени
горелки и прокаливают исследуемое вещество до обугливания (почернения).
17
На листочке фильтровальной бумаги (целлюлозе) при помощи стеклянной
палочки делают надпись 1%-ным раствором серной кислоты. После высыхания такая
надпись будет невидна. После нагревания бумаги над пламенем газовой горелки или
над электрической плиткой надпись, сделанная серной кислотой, проявляется в
виде черных обугленных полос.
В фарфоровой ступке растирают 25 г быстрорастворимого сахара и
добавляют 3 мл воды. Образовавшуюся смесь переносят в стеклянный цилиндр
вместимостью 50 мл и постепенно, непрерывно перемешивая стеклянной палочкой,
добавляют 12,5 мл концентрированной серной кислоты. С началом обугливания
стеклянную палочку приподнимают. Смесь вспучивается, и черная пористая масса
поднимается по палочке (демонстрационный опыт).
Опыт 2. Обнаружение углерода и водорода окислением вещества
оксидом меди (II)
Реактивы и оборудование: сахар (предварительно просушенный), оксид меди
(II) — порошок, известковая (или баритовая) вода — насыщенный раствор
гидроксида кальция или бария, безводный сульфат меди(II) — свежепрокаленный;
изогнутые газоотводные трубки с пробками для пробирок, вата.
Некоторые органические вещества не обугливаются обычным путем.
Например, спирты и эфиры испаряются раньше, чем успевают обуглиться;
мочевина и фталевый ангидрид возгоняются до обугливания. В таких веществах
обнаружить углерод можно при прокаливании их в присутствии оксида меди (II).
Органическое вещество окисляется оксидом меди. При этом углерод превращается
в углекислый газ, а водород — в воду.
В сухую пробирку насыпают порошок оксида меди (II) (около1 г) и 0,1—
0,2 г сахарозы. Избыток оксида меди необходим для того, чтобы органическое
18
вещество полностью было окислено. Смесь перемешивают и сверху добавляют
дополнительно около 0,5—1 г оксида меди.
В верхнюю часть пробирки помещают маленький комочек ваты, на который
насыпают немного обезвоженного сульфата меди (II). Пробирку закрывают
пробкой с газоотводной трубкой (рис. 1).
Пробирку закрепляют в лапке штатива с небольшим наклоном в сторону
пробки. Свободный конец газоотводной трубки опускают в пробирку с известковой
(баритовой) водой. Сначала прогревают всю пробирку, а потом сильно нагревают
часть пробирки с реакционной смесью.
Выделяющиеся в процессе прокаливания пузырьки газа (СО2) вызывают
помутнение известковой воды вследствие образования белого осадка СаСО3:
С02 + Са(ОН)2  СаС03  + Н2О
Рис. 1. Прибор для одновременного обнаружения углерода и водорода в
органическом веществе:
1 — сухая пробирка со смесью сахарозы и оксида меди (II); 2 — вата; 3 —
безводный сульфат меди; 4 — пробирка известковой водой
19
Выделяющаяся в процессе реакции вода окрашивает сульфат меди (II) в синий
цвет в результате образования кристаллогидрата CuSO4 • 5Н2О.
Опыт 3. Обнаружение азота сплавлением вещества с металлическим натрием
(тяга, защитные очки)
Реактивы и оборудование: мочевина, металлический натрий, 5%-ный раствор
сульфата железа (II), 1-%-ный раствор хлорида железа (III), 10%-ная соляная кислота,
этиловый спирт, лакмусовая бумага; пинцеты, скальпели, фильтровальная бумага,
пипетки.
Метод основан на том, что при сплавлении органического вещества,
содержащего азот, с металлическим натрием происходит разложение вещества с
образованием цианида натрия. Для обнаружения цианида натрия используют
реакцию получения берлинской лазури. Свое название цианид натрия получил
от латинского названия cyanus — синий, т.е. способный давать синюю окраску.
В сухую пробирку вносят несколько кристаллов мочевины H2N—СО—NH2
и небольшой кусочек металлического натрия (с небольшую горошину),
предварительно очищенного от корки и не содержащего остатков керосина. Вместо
мочевины можно взять другое органическое вещество, содержащее азот, например
анилин, ацетамид, яичный белок и др.
Смесь осторожно нагревают в пламени горелки (тяга, защитные очки).
Разложение вещества сопровождается вспышкой. После вспышки пробирку
нагревают до красного каления еще 1—2 мин. Необходимо отметить, что натрий
должен плавиться вместе с мочевиной, иначе не будет образовываться цианид натрия, и
опыт окажется неудачным. После охлаждения пробирки на воздухе в нее добавляют
3—5 капель этилового спирта для удаления остатков металлического натрия:
2С2Н5ОН + 2Na → 2C2H5ONa + Н2 
20
Затем в пробирку приливают 1,5 мл дистиллированной воды и нагревают ее до
полного растворения плава при помешивании стеклянной палочкой. На этом этапе
цианид натрия переходит в раствор, который затем переливают в другую пробирку
(при необходимости его фильтруют через маленький складчатый фильтр). Если
органическое вещество разложилось частично, то жидкость будет окрашена в бурый или
черный цвет. В этом случае плавление исследуемого вещества с металлическим натрием
необходимо повторить.
К фильтрату добавляют 2—3 капли 5%-ного раствора сульфата железа (II) и 1
каплю 1%-ного раствора хлорида железа (III) и наблюдают выпадение осадков
гидроксида железа (II) грязно-зеленого цвета и гидроксида железа (III) бурого цвета в
щелочной среде:
FeSO4 + 2NaOH  Fe(OH)2+ Na2SO4
FeCl3 + 3NaOH  Fe(OH)3 + 3NaCl
В случае избытка цианида натрия в растворе будет образовываться
гексацианоферрат (II) натрия:
Fe(OH)2 + 2NaCN  Fe(CN)2 + 2NaOH
Fe(CN)2 + 4NaCN  Na4[Fe(CN)6]
После перемешивания содержимого пробирки его подкисляют 10% -ной
соляной кислотой (несколько капель). Смесь осадков гидроксидов железа (II) и (III)
растворяется, и появляется синяя окраска (берлинская лазурь), а затем выпадает синий
осадок. Берлинская лазурь образуется при взаимодействии гексацианоферрата (II)
21
натрия с ионами трехвалентного железа, которые появляются только в кислой среде. В
щелочной среде обычно содержится недиссоциированный гидроксид железа (III):
Fe(OH)3 + ЗНС1  FеС13 + ЗН2О
4FeCl3 + 3Na4[Fe(CN)6]  Fe4[Fe(CN)6]3 + 12NaCl
Если берлинской лазури образуется очень мало, то раствор окрашивается
в зеленый цвет, переходящий в синий при длительном стоянии.
Опыт 4. Определение серы сплавлением органического вещества с
металлическим натрием (тяга, защитные очки)
Реактивы и оборудование: тиомочевина, металлический натрий, 2%-ный
раствор
ацетата
свинца,
2%-ный
раствор
нитропруссида
натрия
(свежеприготовленный), 10%-ная соляная кислота, уксусная кислота, этиловый
спирт; скальпели, пинцеты, пипетки, стеклянные палочки, фильтровальная бумага.
Принцип метода состоит в том, что при сплавлении металлического
натрия с изучаемым органическим веществом происходит его разложение, и
выделяющаяся сера образует с натрием соответствующий сульфид. Далее сульфидион S2- обнаруживают обычными качественными реакциями.
В сухую пробирку помещают несколько крупинок тиомочевины (или
сульфаниловой кислоты, белого стрептоцида, сухого белка и т.д.) и кусочек
металлического натрия с блестящей поверхностью размером с небольшую
горошину. Далее проводят сплавление (тяга, защитные очки) так, как было описано
в опыте 3 (определение азота). Полученный раствор, содержащий сульфид
натрия, разливают в три пробирки.
22
В первую пробирку добавляют несколько капель уксусной кислоты, а
затем приливают 0,5 мл 2%-ного раствора ацетата свинца. Образуется черный осадок
сульфида свинца. Если образуется черный или бурый коллоидный раствор, то его
нагревают, и образование осадка ускоряется:
Na2S + Pb(CH3COO)2  PbS + 2CH3COONa
4.2.
Во вторую пробирку приливают 0,5 мл 2%-ного раствора
нитропруссида натрия Na2[Fe(CN)5NO]. Появляется интенсивное краснофиолетовое окрашивание раствора, которое постепенно переходит в бурое:
Na2S + Na2[Fe(CN)5NO]  Na4[Fe(CN)5NOS]
Эта реакция значительно чувствительнее реакции с ацетатом свинца.
В третью пробирку с раствором добавляют 10%-ную соляную кислоту,
при этом появляется запах сероводорода:
Na2S + 2НС1  2NaCl + H2S
Опыт 5. Определение галогенов в органических веществах
Реактивы и оборудование: хлороформ, дистиллированная вода, соляная кислота,
этиловый спирт, металлический натрий, 1%-ный раствор нитрата серебра,
концентрированная азотная кислота, синяя лакмусовая бумага; медная проволока
с петлей на конце, вставленная другим концом в корковую пробку, прямые
газоотводные трубки, стаканы на 150 мл, пинцеты, скальпели, фильтровальная бумага.
5.1.
Реакция
Бейлъштейна
на
галогены.
При
прокаливании
галогеносодержащего органического вещества с оксидом меди (II) происходит его
23
окисление, причем галогены (кроме фтора) образуют с медью летучие галогениды,
окрашивающие пламя в ярко-зеленый цвет.
Петлю медной проволоки прокаливают в пламени горелки до прекращения
окрашивания пламени и образования на поверхности черного налета оксида меди (II):
2Си + О2  2СиО
Остывшую петлю смачивают хлороформом или тетрахлоридом углерода, а затем
снова вносят в пламя газовой горелки. Сначала пламя становится светящимся
благодаря сгоранию углерода, а потом окрашивается в ярко-зеленый цвет:
2СНС13 + 5СиО  СиС12 + 4СиС1 + 2СО2 + Н2О
Для очистки проволоку смачивают соляной кислотой и прокаливают.
5.2. Метод Степанова (определение галогенов действием металлического натрия на
спиртовой раствор органического вещества). Для определения галогена в
органическом веществе его восстанавливают водородом в момент выделения, при этом
галоген отщепляется в виде аниона, который можно открыть качественной реакцией с
нитратом серебра.
В пробирку наливают 2—3 мл этилового спирта и добавляют 1 каплю
хлороформа
или
другого
галогеносодержащего
органического
вещества
(тетрахлорид углерода, йодоформ и др.). В полученную смесь вносят кусочек
металлического натрия величиной с небольшую горошину. Начинается энергичная
реакция, сопровождающаяся выделением водорода, причем часть водорода в момент
выделения участвует в восстановлении хлороформа:
2С2Н5ОН + 2Na  2C2H5ONa + 2[Н]
24
СНС13 + 6[Н]  ЗНС1 + СН4 
НС1 + C2H5ONa  NaCl + С2Н5ОН
Пробирку закрывают пробкой с прямой газоотводной трубкой и поджигают
выделяющийся водород.
После окончания выделения водорода и полного растворения натрия к
реакционной смеси добавляют 2 мл дистиллированной воды. Избыток алкоголята
натрия реагирует с водой с образованием гидроксида натрия:
C2H5ONa + Н2О  С2Н5ОН + NaOH
В воде также растворяется белый осадок хлорида натрия, плохо растворимый в
этиловом спирте. Необходимо отметить, что в присутствии щелочи нельзя обнаружить
хлорид-ион реакцией с нитратом серебра, так как при его добавлении будет
образовываться бурый осадок гидроксида серебра. Поэтому полученный щелочной
раствор подкисляют несколькими каплями концентрированной азотной кислоты
(контроль по лакмусовой бумаге) и к кислому раствору добавляют несколько капель
1%-ного раствора нитрата серебра. Наблюдают выпадение белого творожистого осадка
хлорида серебра:
NaCl + AgN03  NaNO3 + AgCl 
Необходимо помнить, что при выполнении опыта нельзя брать избыток
хлороформа, так как хлороформ, не прореагировавший с водородом, при разбавлении
реакционной смеси водой дает стойкую белую эмульсию, которая в дальнейшем будет
маскировать появление белого осадка при проведении качественной реакции с нитратом
серебра.
25
Лабораторная работа №2.
СВОЙСТВА УГЛЕВОДОРОДОВ АЛИФАТИЧЕСКОГО И
АРОМАТИЧЕСКОГО РЯДА
Опыт 1. Реакция углеводородов с бромом
Реактивы и оборудование: жидкие насыщенные углеводороды, жидкие
ненасыщенные углеводороды, бензол, толуол, 5%-ный раствор брома в
четыреххлористом углероде.
В сухие пробирки наливают по 1 мл исследуемого раствора и добавляют по
каплям раствор брома. На край каждой пробирки помещают полоску смоченной
водой синей лакмусовой бумажки и нагревают пробирки
на водяной бане (
осторожно, возможно воспламенение!).
В каких из пробирок жидкость обесцвечивается? Где
изменяется цвет
лакмусовой бумаги?
C
H
3
C
HC
HC
H
r
2 B
2
C
H
3
C
H
3
C
HC
HC
H
2
C
H
3
B
r B
r
B
r
C
H
3
C
H
3
C
HC
H
r
H
3 B
2
2 C
C
H
3
C
H
3
C C
H
H
2C
3
H
B
r
C
H
3
C
H
B
r
2
B
r
2
H
B
r
26
Назовите исходные и конечные продукты реакции. Сделайте вывод о
том, в какие типы реакций способны вступать исследуемые углеводороды.
Опыт 2. Отношение углеводородов к окислению( реакция Вагнера)
Реактивы и оборудование: жидкие насыщенные углеводороды, жидкие
ненасыщенные углеводороды, бензол, толуол, 1%-ный раствор перманганата
калия, 5 %-ный раствор карбоната натрия, 10%-ный раствор серной
кислоты;
пробирки.
В пробирки наливают по 1 – 2 мл исследуемых углеводородов. В пробирки с
алифатическими углеводородами добавляют столько же раствора соды , а в пробирки с
ароматическими углеводородами - раствор серной кислоты. Во все пробирки наливают по
нескольку капель раствора перманганата калия и энергично встряхивают. Отмечают, в
каких пробирках изменилась окраска.
Уравнения реакций окисления:
C
H
3
C
H
3
K
M
n
O
4
+n
+O
C
HC
HC
H
O
H
2 M
2K
C
HC
HC
H
2O
,
H
O
H
C
H
3
C
H
3
O
HO
H
м
е
т
и
л
б
у
т
а
н
д
и
о
л1
3
2
,
C
H
3
C
O
O
H
+K
M
n
O
4
H
S
O
2
4
+S
M
n
S
O
O
4 K
2
4
+
б
е
н
з
о
й
н
а
я
к
и
с
л
о
т
а
Объясните проделанные реакции.
27
Опыт 3. Взаимодействие углеводородов с серной кислотой
Реактивы и оборудование: жидкие насыщенные углеводороды, жидкие
ненасыщенные углеводороды, бензол, толуол, серная кислота – концентрированная.
В четыре пробирки наливают по 4 мл конц. серной кислоты, а затем по
0,5 мл исследуемых углеводородов. Содержимое пробирок тщательно, но
осторожно встряхивают, затем нагревают в бане.
Отметьте различное отношение предельных и непредельных
углеводородов к серной кислоте.
Непредельные углеводороды в кислой среде полимеризуются:
nC
H
2
C
H
H
3 C
2
H
C C
2
C
H
3
C
H
3 ...
C
H
3
C
H
3
C
H
3
+
H
H
C C
2
C
H
H
2 C C
2
C
C
H
2
C
H
2
C
H
3
C
H
3
n
Назовите соединения и дайте определение реакции полимеризации.
Сульфирование бензола происходит только олеумом, а толуол
сульфируется по уравнению:
28
C
H
3
C
H
3
S
O
H
3
C
H
3
H
O
2
H
OS
O
H
3
S
O
H
3
Почему сульфирование толуола происходит по о – и п – положениям ?
Объясните влияние СН3 – ГРУППЫ на бензольное кольцо. Как доказать, что
реакция прошла?
Опыт 4. Получение ацетилена и исследование его свойств
Реактивы и оборудование: карбид кальция (кусочки), насыщенная
бромная вода, 0,5%-ный раствор перманганата калия, аммиачный раствор окиси
серебра, аммиачный раствор закиси меди.
В сухую пробирку помещают кусочек карбида кальция, добавляют 1,5 – 2 мл
воды, пробирку сразу же закрывают пробкой с отводной трубкой.
Реакция начинается мгновенно и протекает очень бурно (осторожно!), поэтому
пробирки с аммиачным раствором окиси серебра аммиачным раствором закиси меди,с
раствором перманганата калия и с бромной водой готовят заранее. Выделяющийся
ацетилен пропускают через приготовленные заранее растворы, погружая в них
поочередно конец газоотводной трубки.
Протекающие при этом реакции можно выразить уравнениями:
29
H
CC
H A
g2O
A
g
C C
H
CC
H+ C
u2O
C
u
C C
r2
H
CC
H+2B
B
r2H
CC
H
B
r2
K
M
nO
4
H
CC
H
H
O
2
A
g
C
u
O
HC
C
H
3
Назовите полученные соединения.
В какие типы реакций способны вступить алкины? В чем их отличие от алкенов?
30
Лабораторная работа №3
ГИДРОКСИПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ
3.1. Алифатические спирты
Опыт 1. Образование и свойства этилата натрия
Реактивы и оборудование: этиловый спирт (абсолютный), металлический натрий,
1%-ный спиртовой раствор фенолфталеина; прямые газоотводные трубки с оттянутыми
концами, пробирки.
В сухую пробирку наливают 2—3 мл абсолютного этилового спирта и аккуратно
вносят кусочек металлического натрия величиной с маленькую горошину. Пробирку
закрывают пробкой с прямой газоотводной трубкой. Реакция идет бурно с выделением
водорода:
2СН3СН2
3СН2ONa + Н2
Почему для этого опыта нужно брать абсолютный спирт, а не ректификат? Какие
свойства спирта (основные или кислотные) проявляются в реакции с металлическим
натрием? Почему этанол взаимодействует с натрием более спокойно, чем вода?
Осторожно нагревая пробирку, доводят реакцию этанола с натрием до конца. На
дне пробирки образуется белый осадок этилата натрия. (В пробирке не должен
оставаться металлический натрий). В пробирку добавляют 1 каплю спиртового
раствора фенолфталеина, а затем 1—2 мл дистиллированной воды. В присутствии воды
происходит гидролиз этилата натрия:
СН3СН2ONa + Н2
31
3СН2ОН + NaOH
Так как при гидролизе этилата натрия образуется щелочь, то фенолфталеин
окрашивает раствор в малиновый цвет.
Опыт 2. Получение глицерата меди
Реактивы и оборудование: глицерин, 2%- ный раствор сульфата меди (II), 10 % - ный
раствор гидроксида натрия, пробирки.
В пробирку наливают 3—4 капли 2%-ного раствора сульфата меди и 2—3
мл 10%-ного раствора гидроксида натрия:
CuSO4 + 2 NaOH
Cu(OH)2
+ Na2SО4
К образовавшемуся осадку голубого цвета добавляют несколько капель
глицерина.
После
васильково-синее
перемешивания
окрашивание
осадок
вследствие
растворяется,
образования
и
появляется
комплексного
соединения — глицерата меди:
Какие свойства глицерина проявляются в опытах с гидроксидом меди
(II)? Объясните образование глицерата меди.
32
Опыт 3. Реакции окисления этилового спирта
Реактивы и оборудование: этиловый спирт, хромовая смесь, перманганат
калия кристаллический, концентрированная серная кислота; пипетки, пробирки.
3.1. Окисление спирта хромовой смесью. В пробирку наливают 1—2 мл
хромовой смеси и добавляют по каплям при встряхивании 0,5мл этилового спирта. Цвет
смеси изменяется от оранжево-красного до зеленого. При этом ощущается запах
уксусного альдегида, напоминающий запах зеленого яблока (нюхать осторожно):
3 СН3СН2ОН + К2Сг2О7 + 4 H2SО4
3СОH + K2SО4 + Cr2(SО4)3 + 7
Н2О
Изменение окраски раствора связано с переходом хрома из степени окисления +6
(оранжево-красное окрашивание) в степень окисления +3 (зеленое окрашивание).
3.2. Окисление спирта перманганатом калия. В сухую пробирку,
закрепленную в штативе, аккуратно пипеткой, не смачивая стенок, вносят 2—3 мл
концентрированной серной кислоты. По стенке пробирки другой пипеткой приливают
2—3 мл этилового спирта таким образом, чтобы получилось два слоя. Затем насыпают
0,5—1 г перманганата калия, который будет размещаться на границе раздела двух слоев.
Через 1—2 мин начинает протекать реакция, сопровождающаяся появлением ярких
вспышек. При этом чувствуется запах уксусного альдегида:
5 СН3СН2ОН + 2 KMnO4 + 3 H2SO4
3СОH + 2 MnSO4
Сделайте вывод о легкости окисления алифатических спиртов.
33
+ K2SO4 + Н2О
Опыт 4. Получение простого диэтилового эфира
Реактивы и оборудование: смесь этилового спирта и концентрированной серной
кислоты в объемном соотношении 1:1, этиловый спирт; пипетки, прямые газоотводные
трубки с оттянутыми концами, пробирки.
В сухую пробирку наливают 2—3 мл смеси этилового спирта и концентрированной
серной кислоты (1:1) и осторожно нагревают до начинающегося кипения. Затем горелку
убирают и к горячей смеси по стенке пробирки добавляют пипеткой 5—10 капель этилового
спирта.
СН3СН2ОН + H2SO4
3СН2OSO3H
+ Н2О
этилсерная кислота
t
СН3СН2OSO3H + СН3СН2
3СН2ОСН2СН3 + H2SО4
диэтиловый эфир
Образование диэтилового эфира обнаруживают по запаху. Потом пробирку
закрывают пробкой с прямой газоотводной трубкой с оттянутым концом, осторожно ее
нагревают и поджигают выделяющийся эфир.
Напишите механизмы реакций образования этилсерной кислоты и диэтилового
эфира (SN2).
34
3.2. Фенолы
Осторожно! Фенолы вызывают ожоги кожи.
Опыт 5. Образование и разложение фенолятов
Реактивы и оборудование: фенол, 10%-ный раствор гидроксида натрия,
10%-ный раствор серной кислоты, пробирки.
К 2 мл смеси фенола с водой прибавляют по каплям при перемешивании
10%-ный раствор гидроксида натрия до полного растворения фенола:
К полученному раствору фенолята натрия по каплям приливают 10%-ный
раствор серной кислоты. Наблюдают помутнение раствора в результате
разложения фенолята натрия серной кислотой и выделения малорастворимого в
воде фенола:
Объясните происходящее. Сравните свойства фенолов с алифатическими
спиртами в данной реакции.
35
Опыт 6. Взаимодействие фенола с бромной водой
Реактивы и оборудование: 5%-ный раствор фенола, бромная вода;
пробирки.
В пробирку наливают 1 мл 5%-ного раствора фенола и по каплям
приливают бромную воду. Наблюдают образование белого осадка. При
добавлении избытка бромной воды осадок становится желтым.
Рассмотрите механизм реакции бромирования фенола (SE). Почему
реакция бромирования фенола идет в более мягких условиях по сравнению с
толуолом и бензолом? Какой продукт образуется при действии избытка
бромной воды на трибромфенол?
Опыт 7. Окисление фенола
Реактивы и оборудование: 5%-ный раствор фенола, 5%-ный раствор
карбоната натрия, 1%-ный раствор перманганата калия; пипетки,
пробирки.
В пробирке смешивают 1 мл 5%-ного раствора фенола и 1 мл 5%ного раствора карбоната натрия. По каплям при перемешивании
приливают
1%-ный
раствор
перманганата
калия.
Наблюдают
обесцвечивание раствора и выпадение бурого осадка оксида марганца
(IV).
Объясните наблюдаемое изменение окраски. Напишите реакцию
окисления фенола.
36
Опыт 8. Взаимодействие фенолов с хлоридом железа (III)
Реактивы и оборудование: 1%-ный раствор фенола, 1%-ный раствор
пирокатехина, 1%-ный раствор резорцина, 1%-ный раствор гидрохинона, 1%ный раствор пирогаллола, 2%-ный раствор хлорида железа (III), 2М раствор
гидроксида натрия; пипетки, фильтровальная бумага.
Реакция с хлоридом железа (III) является качественной на енольные и
фенольные гидроксильные группы.
В четыре пробирки наливают по 1 мл 1%-ных растворов: в первую —
фенола, во вторую — пирокатехина, в третью — резорцина, в четвертую —
гидрохинона. В каждую пробирку добавляют по 3—4 капли 2%-ного раствора
хлорида железа (III). В пробирке с фенолом появляется сине-фиолетовая
окраска, с пирокатехином — зеленая, с резорцином — фиолетовая, с
гидрохиноном — зеленая, очень быстро переходящая в желтую (гидрохинон
окисляется в хинон).
Следует
помнить,
что
растворы
фенолов
должны
быть
приготовлены не ранее, чем за 1-2 дня до проведения реакции, так как фенолы
легко окисляются и их растворы темнеют.
37
Лабораторная работа №4
ОКСОПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ
4.1. Алифатические альдегиды и кетоны
Опыт 1. Получение
уксусного альдегида окислением этилового
спирта дихроматом калия
Реактивы и оборудование: этиловый спирт, дихромат калия К2Сг2О7,
концентрированная серная кислота; изогнутая газоотводная трубка, стакан на
100 мл, лед, пробирки.
В сухую пробирку насыпают 0,5 г дихромата калия, приливают 2 мл
10%-ного раствора серной кислоты и постепенно при встряхивании добавляют
2 мл этилового спирта. Смесь разогревается и происходит изменение ее цвета от
оранжево-красного до зеленовато-бурого.
Уравнение реакции окисления спирта дихроматом калия в кислой среде:
3 СН3СН2ОН + К2Сг2О7 + 4 H2SО4
3СОH + K2SО4 + Cr2(SО4)3 + 7
Н2О
Пробирку закрывают пробкой с изогнутой газоотводной трубкой и
закрепляют в лапке штатива. Конец газоотводной трубки опускают в пробиркуприемник с дистиллированной водой. Приемник предварительно помещают в
стакан со льдом. Пробирку с реакционной смесью осторожно нагревают на
пламени горелки и отгоняют летучие продукты в течение 3—4 мин. Наличие
уксусного альдегида в пробирке-приемнике определяют по запаху.
Опыт 2. Реакции окисления альдегидов
Реактивы и оборудование: раствор ацетальдегида, 10%-ный раствор
гидроксида натрия, 2%-ный раствор сульфата меди (II), 1%-ный раствор
38
нитрата серебра, 5%-ный раствор аммиака (в капельнице); водяные бани,
термометры, пробирки.
2.1. Окисление ацетальдегида аммиачным раствором гидроксида
серебра (реакция «серебряного зеркала»). Реакцию «серебряного зеркала»
проводят в тщательно вымытой пробирке. К прозрачному, бесцветному
аммиачному раствору гидроксида серебра прибавляют несколько капель
раствора ацетальдегида. Пробирку несколько минут нагревают на водяной бане
при температуре воды 70—80 ОС или на газовой горелке до начала побурения
раствора (до кипения не доводить). Далее реакция идет без нагревания, и
металлическое серебро выпадает в виде черного осадка или осаждается на
стенках пробирки в виде блестящего серебряного налета («серебряное
зеркало»):
Вступают ли в эту реакцию кетоны? Приведите объяснение.
2.2. Окисление ацетальдегида гидроксидом
меди (II). В пробирку
наливают 1 мл раствора ацетальдегида и 1 мл 10%-ного раствора гидроксида
натрия, а затем при встряхивании по каплям добавляют 2%-ный раствор
сульфата меди (II) до появления неисчезающей взвеси гидроксида меди (II):
Верхнюю часть смеси нагревают до кипения. Наблюдают появление
желтого осадка гидроксида меди (I), переходящего затем в красный осадок
оксида меди (I):
39
Гидроксид меди (II) может восстанавливаться ацетальдегидом до
металлической меди. В этом случае при использовании очень чистой пробирки
можно наблюдать образование на ее стенках «медного зеркала».
Ацетон и другие кетоны не окисляются мягкими окислителями, в том
числе и гидроксидом меди (II). Поэтому при нагревании гидроксид меди (II)
дегидратируется с образованием черного осадка оксида меди (II):
Опыт 3. Альдольная и кротоновая конденсация уксусного
альдегида и его осмоление
Реактивы и оборудование: уксусный альдегид, 10%-ный раствор гидроксида
натрия; пробирки.
В пробирку наливают 3 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия и
добавляют 5—6 капель уксусного альдегида. Полученную смесь нагревают на
газовой горелке. Сначала образуется альдоль (приятный запах), а затем
непредельный кротоновый альдегид — соединение с резким неприятным
запахом (нюхать осторожно). При достаточно длительном нагревании жидкость
становится бурой, образуется смола.
Альдольная конденсация уксусного альдегида (реакция Бородина):
40
Рассмотрите механизмы реакций альдольной и кротоновой конденсации
в щелочной среде. Какие продукты получатся при конденсации пропионового и
триметилуксусного альдегидов?
Опыт 4. Получение ацетона пиролизом ацетата кальция
Реактивы и оборудование: ацетат кальция (безводный); газоотводные
трубки, изогнутые под тупым углом, пробирки.
В сухую пробирку насыпают безводный ацетат кальция (высота слоя 3—
4 см) и равномерно распределяют его по нижней ее стенке. Пробирку
закрывают пробкой с газоотводной трубкой, изогнутой под тупым углом, и
закрепляют в лапке штатива с наклоном в сторону пробки. Конец газоотводной
трубки
опускают
в
пробирку-приемник,
содержащую
1,5—2
мл
дистиллированной воды. Сначала равномерно прогревают всю пробирку с
ацетатом кальция, а потом прокаливают ее, начиная со дна. Соль плавится, а
затем разлагается с образованием ацетона:
41
Пары ацетона отгоняются и растворяются в воде, находящейся в
пробирке-приемнике.
Через
6—8
мин
объем
жидкости
в
приемнике
увеличивается вдвое. Ощущается характерный запах ацетона.
После прекращения вспенивания в нагреваемой пробирке на ее дне
остается карбонат кальция, который можно обнаружить после охлаждения
пробирки реакцией с 10%-ной соляной кислотой.
Ацетон в пробирке-приемнике можно обнаружить иодоформной пробой
(проба Лебена) или реакцией с нитропруссидом натрия (проба Легаля).
4.2.Ароматические карбонильные соединения
Опыт 5. Окисление бензальдегида (реакция «серебряного зеркала»)
Реактивы и оборудование: бензальдегид, 1%-ный раствор нитрата серебра,
5%-ный раствор аммиака; водяные бани, пробирки.
В пробирку, тщательно отмытую горячим раствором щелочи, наливают 1
мл аммиачного раствора гидроксида серебра и 1—2 капли бензальдегида и
перемешивают. Пробирку помещают в горячую водяную баню (40—50 °С). При
осторожном нагревании на стенках пробирки оседает зеркальный слой
металлического серебра:
Следует отметить, что ароматические кетоны окисляются в значительно
более жестких условиях.
42
Опыт 6. Получение фенилгидразона бензойного альдегида
Реактивы и оборудование: бензальдегид, гидрохлорид фенилгидразина,
ацетат натрия; пробирки.
В пробирке растворяют 0,2 г ацетата натрия и 0,1 г гидрохлорида
фенилгидразина в 3 мл воды и хорошо перемешивают. К полученному раствору
добавляют 2—3 капли бензальдегида. Пробирку
закрывают пробкой и
энергично встряхивают. Через некоторое время наблюдают выпадение желтого
аморфного осадка фенилгидразона:
Ацетат натрия необходим в реакционной смеси для перевода соли
фенилгидразина в свободное основание, которое вступает в реакцию. Следует
помнить, что фенилгидразин — ядовитое вещество, и работать с ним
необходимо осторожно.
Опыт 7. Получение бензальанилина (основание Шиффа)
Реактивы и оборудование: бензальдегид, анилин, этанол; пробирки.
В пробирку наливают 0,5 мл бензальдегида и 0,5 мл анилина. К
полученной смеси добавляют 1—2 капли этанола, пробирку закрывают пробкой
и сильно встряхивают. Через некоторое время масса застывает. Для ускорения
этого процесса пробирку охлаждают. Осадок бензальанилина окрашен в
буровато-розовый цвет.
Где встречаются основания Шиффа?
43
Лабораторная работа №5
ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ
5.1. Одноосновные карбоновые кислоты
Опыт 1. Некоторые свойства уксусной кислоты и ее солей
Реактивы и оборудование: ледяная уксусная кислота, 10%-ный раствор
уксусной кислоты, 10%-ный раствор карбоната натрия, 20%-ный раствор
ацетата натрия, металлический магний, оксид меди (II), 3%-ный
раствор
хлорида железа (III); газоотводные трубки с оттянутым концом, пробирки.
1.1. Взаимодействие уксусной кислоты с карбонатом натрия. К 1—2
мл 10%-ного карбоната натрия приливают 1 мл ледяной уксусной кислоты.
Наблюдают выделение углекислого газа.
Какой вывод можно сделать о кислотных свойствах уксусной и угольной
кислот? Будет ли уксусная кислота взаимодействовать с растворами сульфата
натрия и хлорида натрия?
1.2. Образование и гидролиз ацетата железа (III). В пробирку
приливают 3-4 капли 20%-ного раствора ацетата натрия и добавляют столько же
3%-ного раствора хлорида железа (III). Наблюдают появление желтоватокрасного окрашивания.
44
При кипячении раствора происходит гидролиз полученного ацетата
железа с образованием основной соли (двухзамещенного ацетата железа (III)),
которая выпадает в виде красно-бурого хлопьевидного осадка:
Эту реакцию применяют для удаления ионов трехвалентного железа из
раствора. Аналогичная реакция протекает при взаимодействии хлорида железа
(III) с муравьиной и пропионовой кислотами.
Опыт 2. Получение высших жирных кислот и их свойства
Реактивы и оборудование: мыло (стружки), 1%-ный водный раствор мыла,
10%-ный раствор серной кислоты, 5%-ный раствор хлорида кальция, 5%-ный
раствор ацетата свинца, 5%-ный раствор сульфата меди (II), 5%-ный раствор
гидроксида натрия, 10%-ная соляная кислота, 1%-ный спиртовой раствор
фенолфталеина, диэтиловый эфир, керосин (бензол); стаканы на 50 мл,
пробирки.
2.1. Выделение высших жирных кислот из мыла. В стакане готовят
10—20 мл водного раствора мыла (1г мыльной стружки на 8-10 мл
дистиллированной воды). Большую его часть оставляют для проведения
следующих опытов.
В пробирку наливают 2-3 мл полученного водного раствора мыла и
добавляют 2-3 мл 10%-ного раствора серной кислоты. Раствор мутнеет
вследствие выпадения нерастворимых в воде высших жирных кислот:
Пробирку со смесью нагревают почти до кипения. Расплавившиеся
жирные кислоты всплывают в виде слоя, который затвердевает при
охлаждении.
Какие высшие предельные кислоты входят в состав мыла?
45
2.2. Образование нерастворимых солей высших жирных кислот. Для
опыта используют водный раствор мыла, полученный в опыте 29.1. В три
пробирки наливают по 1 мл водного раствора мыла, затем в первую пробирку
вносят 1 мл 5%-ного раствора хлорида кальция, во вторую — 1 мл 5%-ного
раствора ацетата свинца, а в третью — 1 мл 5%-ного раствора сульфата меди
(II).
В первой пробирке выпадает белый осадок нерастворимых в воде
кальциевых солей высших жирных кислот (кальциевое мыло).
2С17H35COONa + CaCl2
(С17H35COO)2Ca
+ NaCl
К осадку кальциевого мыла прибавляют 1 мл 10%-ного раствора соляной
кислоты. При этом осадок растворяется, а высшие жирные кислоты постепенно
всплывают над жидкой фазой.
(С17Н35—СОО)2Са + 2НС1
2С17Н35—СООН + СаС12
Во второй пробирке образуется белый осадок свинцовых солей высших
жирных кислот.
стеарат свинца
Свинцовое мыло взаимодействует с растворами соляной и уксусной
кислоты так же хорошо, как и кальциевое мыло.
В третьей пробирке выпадает голубовато-зеленый осадок медного мыла.
46
2С17Н35—COONa + CuSO4
17H35— COO)2
2SO4
стеарат меди
Медное мыло разливают в две пробирки. Одну из них нагревают до
начинающегося кипения. Медное мыло расплавляется и всплывает в виде
изумрудно-зеленого кольца. Если кольцо не образуется, то следует добавить
несколько капель раствора сульфата меди (II), а затем снова нагреть смесь.
Нерастворимые в воде мыла высших жирных кислот (кальциевое,
свинцовое,
медное
и
т.д.)
прекрасно
растворяются
в
органических
растворителях. Во вторую пробирку с медным мылом добавляют несколько
капель керосина (бензола) и полученную смесь энергично встряхивают. Над
поверхностью
водного
слоя
образуется
изумрудно-зеленое
колечко
керосинового раствора медного мыла. Объясните растворимость солей высших
жирных кислот.
Опыт 3. Взаимодействие бензойной и салициловой кислот с бромной
водой
Реактивы и оборудование: насыщенные растворы бензойной и салициловой
кислот, бромная вода (насыщенная); пипетки, пробирки.
В две пробирки наливают по 1—2 мл насыщенных растворов бензойной,
салициловой кислот. В каждую пробирку добавляют по несколько капель насыщенной
бромной воды. В пробирке с бензойной кислотой бромная вода не обесцвечивается,
так как бензойная кислота бромируется только в присутствии катализатора. Салициловая
кислота обесцвечивает бромную воду:
47
салициловая кислота
Напишите механизмы данных реакций. Объясните, почему бензойная кислота не
взаимодействует с бромом при данных условиях.
Опыт 4. Отношение бензойной кислоты к перманганату калия
Реактивы и оборудование: бензойная кислота, 10% - ный раствор карбоната
натрия, 5%-ный раствор перманганата калия, пробирки.
Небольшое количество (0,1 г) бензойной кислоты растворяют в минимальном
объеме 10%-ного раствора карбоната натрия. В раствор при перемешивании добавляют
раствор перманганата калия. Что происходит? Объясните.
Опыт 5. Свойства олеиновой кислоты
Реактивы и оборудование: олеиновая кислота, 2%-ный раствор перманганата
калия, 10%-ный раствор карбоната натрия, бромная вода (насыщенная), пробирки.
5.1 Взаимодействие олеиновой кислоты с бромной водой. В пробирку
наливают 1 мл бромной воды и 1 мл олеиновой кислоты. Смесь энергично
перемешивают. Наблюдают обесцвечивание бромной воды.
Рассмотрите механизм этой реакции.
5.2. Окисление олеиновой кислоты перманганатом калия (реакция
Вагнера). В пробирку вносят 1,5 мл 2%-ного раствора перманганата калия, 1,5 мл 10%ного раствора карбоната натрия и 0,5 мл олеиновой кислоты. Полученную смесь
48
энергично встряхивают. Наблюдают, что фиолетовая окраска перманганата калия
переходит в бурую и выпадает осадок оксида марганца (IV):
диоксистеариновая кислота
Какие свойства проявляет олеиновая кислота в данных реакциях?
5.2. Двухосновные карбоновые кислоты
Опыт 6. Свойства щавелевой кислоты
Реактивы и оборудование: кристаллическая щавелевая кислота, насыщенный
раствор щавелевой кислоты, 1М раствор щавелевой кислоты, 2М раствор гидроксида
калия, 10%-ный раствор серной кислоты, 5%-ный раствор перманганата калия,
известковая вода; изогнутые газоотводные трубки, газоотводные трубки с оттянутым
концом, пробирки.
6.1.
Получение калиевых солей щавелевой кислоты. В пробирку
наливают 2 мл 1М раствора щавелевой кислоты и добавляют 1 мл 2М раствора
гидроксида калия. Наблюдают выпадение осадка кислой калиевой соли щавелевой
кислоты:
К осадку добавляют избыток гидроксида калия и наблюдают его растворение
вследствие образования средней соли щавелевой кислоты:
49
6.2. Декарбоксилирование щавелевой кислоты при нагревании. В сухую
пробирку вносят ~ 1 г щавелевой кислоты. Пробирку закрывают пробкой с изогнутой
газоотводной трубкой, конец которой опускают в пробирку с известковой водой, и
нагревают. При нагревании щавелевая кислота декарбоксилируется. Выделяющийся
оксид углерода (IV) обнаруживают по помутнению известковой воды.
муравьиная кислота
6.3. Окисление щавелевой кислоты перманганатом калия. В пробирку
наливают 1 мл насыщенного раствора щавелевой кислоты, добавляют 1 мл 10%-ного
раствора серной кислоты и 2 мл 5%-ного раствора перманганата калия. Пробирку
закрывают пробкой с изогнутой газоотводной трубкой, конец которой погружают в
известковую воду. Реакционную смесь несильно нагревают. Раствор быстро
обесцвечивается, а известковая вода мутнеет.
COOH
5
+ 2KMnO4 + 3 H2SO4
10СO2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
COOH
Сделайте вывод о химических свойствах щавелевой кислоты.
50
Опыт 7. Получение ангидрида янтарной кислоты
Реактивы и оборудование: янтарная кислота; фильтровальная бумага,
пробирки.
В сухую пробирку помещают 0,5 г янтарной кислоты. Верхнюю часть
пробирки обертывают влажной фильтровальной бумагой, а нижнюю осторожно
нагревают на пламени горелки. Янтарная кислота сначала плавится, а затем
происходит ее дегидратация. Пробирку не перегревать, т.к. получаемый ангидрид
легко возгоняется и раздражает верхние дыхательные пути. Образующийся
ангидрид янтарной кислоты осаждается на охлажденных стенках пробирки:
янтарная
янтарный
кислота
ангидрид
Опыт 8. Образование фталевого ангидрида
Реактивы и оборудование: фталевая кислота; пробирки.
В сухую пробирку помещают 0,5 г фталевой кислоты и нагревают на
небольшом пламени. При этом образуется фталевый ангидрид, который
возгоняется и оседает на холодных стенках пробирки в виде белых кристаллов:
51
фталевая кислота
фталевый ангидрид
По опытам 6.2, 7 и 8 сделайте вывод о различном отношении двухосновных кислот
к нагреванию и объясните.
5.3. Сложные эфиры предельных одноосновных кислот
Опыт 9. Получение этилацетата
Реактивы и оборудование: этиловый спирт, ледяная уксусная кислота,
концентрированная серная кислота, насыщенный раствор хлорида натрия; водяная
баня, термометр, лед, пробирки.
В сухую пробирку наливают 2 мл этилового спирта, 2 мл ледяной уксусной
кислоты и 1 каплю концентрированной серной кислоты. Пробирку на водяной бане
5—10 мин при температуре около 70 °С.
Раствор охлаждают. Для выделения этилацетата к содержимому пробирки
приливают 3—4 мл насыщенного раствора хлорида натрия. Этилацетат в процессе
высаливания всплывает, образуя слой бесцветной жидкости с приятным запахом.
Рассмотрите механизм реакции этерификации. В чем заключается роль
серной кислоты? Почему при добавлении избытка концентрированной серной
кислоты сложный эфир карбоновой кислоты не образуется?
Опыт 10. Гидролиз этилацетата
Реактивы и оборудование: этилацетат, 20%-ный раствор серной кислоты, 30%ный раствор гидроксида натрия; водяная баня, пробирки.
52
В две пробирки наливают по 2—3 мл этилацетата. В первую добавляют 1 мл
20%-ного раствора серной кислоты, во вторую — 1 мл 30%-ного раствора
гидроксида натрия. Пробирки энергично перемешивают и нагревают на водяной
бане (t = 70—75 °С) в течение 10 мин.
После окончания опыта сравнивают, насколько уменьшилось количество
этилацетата в каждой пробирке, и делают вывод о скорости гидролиза сложного
эфира в зависимости от рН среды.
Напишите уравнения и механизмы реакций гидролиза этилацетата в кислой
и щелочной средах. Почему реакция щелочного гидролиза сложного эфира
необратима, в отличие от кислотного гидролиза?
5.4. Жиры и масла
Опыт 11. Определение непредельности растительного масла
реакцией с бромом
Реактивы и оборудование: подсолнечное масло, раствор брома в CCl4;
пробирки.
В пробирку вносят 0,5 мл растительного масла и 1—2 мл раствора брома в
CCl4, который при встряхивании содержимого пробирки быстро обесцвечивается
вследствие присоединения брома к остаткам непредельных жирных кислот:
Напишите уравнение реакции присоединения брома к диолеолинолену.
53
Опыт 12. Взаимодействие растительного масла с водным раствором
перманганата калия (реакция Вагнера)
Реактивы и оборудование: подсолнечное масло (нерафинированное), 10%-ный
раствор карбоната натрия, 1%-ный раствор перманганата калия; пробирки.
В пробирку наливают 2—3 капли растительного масла, 1 мл 10%-ного
раствора карбоната натрия и 1 мл 1%-ного раствора перманганата калия. Смесь
энергично встряхивают. При этом розово-фиолетовая окраска перманганата калия
исчезает, что указывает на окисление марганцем остатков непредельных высших
жирных кислот, входящих в состав масла. При этом Mn+7 переходит в Mn+4:
4MnO2
+
КОН
Какие свойства проявляет масло в опытах 35 и 36? Сделайте вывод с
объяснениями.
54
Лабораторная работа №6
ПЕРВИЧНАЯ ПЕРЕГОНКА НЕФТИ
Нефть представляет собой сложную смесь органических веществ,
главным образом углеводородов.
Перегонка нефти – процесс разделения её на фракции по температурам
кипения лежит в основе переработки нефти в моторное топливо, смазочные
масла и другие ценные химические продукты. С перегонки нефти начинают
также изучение её химического состава.
Основные фракции и продукты, которые получают при прямой
перегонке нефти:
1.
Бензиновая фракция (от начала кипения до 180°С) – смесь
легких (С5-С9) парафиновых, ароматических и нафтеновых углеводородов.
2.
Керосиновая фракция (180-270°С) – содержит углеводороды
С10-С15,используется в качестве компонента моторного топлива для реактивных
и дизельных двигателей, для бытовых нужд (осветительный керосин).
3.
Газойлевая фракция (270-350°С) содержит углеводороды С16-
С20, может быть использована в качестве компонента дизельного топлива, а
также в качестве сырья для крекинга.
4.
Мазут – нефтяной остаток, кипящий выше 350°С.
Разгонка
мазута на фракции осуществляется в вакууме для предотвращения его
термического разложения. При этом получают следующие масла: соляровое,
трансформаторное, веретенное, машинное и др.
Порядок работы. В колбу Вюрца объёмом 100 мл наливают 50 мл сырой
нефти. Колбу закрывают пробкой с термометром и через отводную трубку
соединяют с холодильником, к концу которого присоединяют алонж. Массу
взятой нефти вычисляют по формуле:
m=Vρ,
55
где: V – объём нефти
ρ – плотность нефти
В качестве приёмника используют 3 небольшие конические колбы,
которые предварительно взвешивают. Колбу Вюрца осторожно нагревают на
песчаной бане или на асбестовой сетке. Отмечают начало кипения (н.к.) первой
фракции и отбирают продукт, выкипающий до 180°С. При достижении
температуры отгоняющихся паров 135°С прекращают подачу воды в
холодильник. При температуре отгоняющихся паров 180°С колбу-приёмник
меняют. Во второй приёмник отбирают керосиновую фракцию с интервалом
температуры кипения 180-270°С. Газойлевую фракцию (270-350°С) отбирают в
третий приёмник.
Рис.1.1 Установка для перегонки нефти
1-перегонная колба (колба Вюрца); 2-холодильник; 3-алонж; 4-приёмник.
Приёмники с отобранными дистиллятами взвешивают и по разности
определяют массу каждой фракции. Затем при помощи мензурок определяют
объём каждой фракции и вычисляют их плотность (вычисленная плотность).
Убеждаются, что плотность фракций растёт с увеличением температуры их
кипения.
После этого аналогичные фракции от всех опытов сливают в одну
мензурку, и плотность всех фракций определяется с помощью ареометров
56
(экспериментальная
плотность).
Полученные
данные
сравниваются
с
вычисленными. Результаты перегонки заносятся в таблицу 1, и составляется
материальный баланс перегонки.
Таблица 1.1 Материальный баланс фракционной перегонки нефти
Название
продукта
(фракции)
Пределы
Объём,
Масса,
кипения,
см3, мл
г
°С
Плотность
Выход в %
выч.
объм.
вес.
100
100
100
100
эксп
Взято:
Нефть
50
Получено:
1.
Бензин
н.к.-180
2.
Керосин
180-270
3.
Газойль
270-350
Остаток (мазут)
выше
350
Всего получено
57
Лабораторная работа №7
АНАЛИЗ ГРУППОВОГО СОСТАВА БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ
Так как нефть представляет собой смесь большого числа органических
соединений, исследование ее химического состава – весьма сложная задача.
Сравнительно
простым
составом
характеризуются
лишь
самые
легкие
бензиновые фракции нефтей, выкипающие в пределах от начала кипения до
180-200°С. В их состав входят углеводороды и гетероатомные соединения,
содержащие от 5 до 10 атомов углерода в молекуле.
Бензиновые фракции, выделенные из нефтей прямой перегонкой, в
зависимости от состава исходной нефти могут содержать в различных
соотношениях арены, алканы, циклоалканы, а также некоторые гетероатомные
соединения.
В
состав
бензиновых
фракций,
выделенных
из
продуктов
термокаталитической переработки нефтяного сырья, кроме перечисленных
групп соединений входят ещё алкены, а иногда в незначительных количествах
алкины и алкадиены.
При изучении химического состава бензиновых фракций ставятся две
основные задачи:
1)
определение группового состава, когда находят содержание по-
отдельности различных групп углеводородов: алканов, циклоалканов,
аренов и алкенов (если последние содержатся в исследуемом образце);
2)
определение индивидуального компонентного состава, когда в
исследуемой
фракции
идентифицируют
компоненты.
58
все
составляющие
её
1.Определение
группового
углеводородного
состава
методом
анилиновых точек
Метод анилиновых точек, основан на неодинаковой растворимости
углеводородов различных классов в анилине. При смешении нефтяной фракции
с анилином при комнатной температуре обычно образуются два слоя, т.е. не
происходит полного растворения нефтепродукта в анилине. Если эту смесь
нагреть,
постоянно
температуры
перемешивая,
произойдет
полное
то
при
достижении
взаимное
растворение
определенной
анилина
и
нефтепродукта, слои исчезнут и жидкость станет однородной. Температуру,
соответствующую полному взаимному растворению анилина и нефтепродукта,
называют анилиновой точкой или критической температурой растворения
данного нефтепродукта в анилине. Наиболее низкими анилиновыми точками
среди углеводородов характеризуются арены, наиболее высокими – алканы;
циклоалканы занимают промежуточное положение. В пределах одного
гомологического
ряда
анилиновые
точки,
как
правило,
возрастают
с
увеличением молекулярной массы и температуры кипения углеводорода.
Существует два метода определения анилиновых точек: метод равных
объемов и метод максимальных анилиновых точек. Мы будем пользоваться
методом равных объемов, при котором берут равные объемы исследуемой
фракции и анилина и определяют температуру их полного смешения.
При анализе группового химического состава прямогонного бензина
его сначала разгоняют на узкие стандартные фракции, пределы выкипания
которых соответствуют пределам выкипания аренов в смеси с другими
углеводородами:
Фракция, 0С
н. к – 60
не содержащая аренов;
60 – 95
бензольная;
95 – 122
толуольная;
59
122 – 150 ксилольная и этилбензольная;
150 – 200 содержащая арены С9-С10
Каждую фракцию анализируют по отдельности. Сначала определяют
анилиновую точку исходной фракции (Т), затем удаляют арены и для
деароматизированной фракции вновь определяют анилиновую точку (Т1).
Массовую долю аренов А, % рассчитывают по формуле:
А = К (Т1- Т)
где: (Т1- Т) – депрессия анилиновой точки, зависящая от содержания аренов;
К – коэффициент, соответствующий процентному содержанию аренов,
вызывающему понижение анилиновой точки в деароматизированной фракции
на 10С.
Таблица 3.1. Коэффициент для количественного определения
Аренов в бензиновых фракциях, выкипающих до 150 0С
Фракция, 0С
Массовая доля аренов, %
до 20
20-40
60 – 95
1,15
1,14
95 - 122
1,20
1,18
122 - 150
1,26
1,22
Массовую долю циклоалканов Н, %, находят по формуле:
Н = (100-А) Н1/100,
где Н1 – содержание циклоалканов в деароматизированной фракции, %
Значение Н1 находится из таблицы 3.2 по известной анилиновой точке
Т1.
Массовую долю алканов П, %, определяют по формуле:
П = 100 – (А+Н),
где А – массовая доля аренов, %; Н – массовая доля циклоалканов, %
60
Определение анилиновой точки (ГОСТ 12329-77)
Аппаратура, реактивы, материалы:
Пробирка с муфтой вместимостью 15 мл;
Стакан из термостойкого стекла вместимостью 750-1000 мл;
Термометр с длинной ножкой, цена деления 0,050С;
Анилин свежеперегнанный марки «ч»;
Пипетки вместимостью 2 мл;
Бюретки с ценой деления 0,1 мл.
Метод равных объемов. В чистую и сухую
пробирку 1 (рис.3.1) помещают по 2 мл анилина и
анализируемой бензиновой фракции, плотно закрывают
пробкой со вставленным в нее термостатом 3 и мешалкой 4,
укрепляют в муфте и погружают в водяную баню 2.
Термостат помещают так, чтобы середина ртутного шарика
находилась на уровне линии раздела слоев анилина и
продукта. Температуру водяной бани медленно повышают,
при этом непрерывно перемешивают мешалкой продукт с
анилином. Отмечают температуру полного смешения
жидкостей (при этом раствор становится прозрачным), прекращают нагревание
и дают воде медленно остывать. Когда в пробирке 2 появляется муть, что
свидетельствует о начале разделения фаз, снова начинают перемешивать
раствор мешалкой. Вначале при перемешивании муть исчезает, но затем
наступает момент неисчезающего помутнения. Как анилиновую точку
отмечают наивысшую температуру, при которой муть при перемешивании не
исчезает.
Температуры полного смешения и помутнения не должны расходиться
не более чем на 0,10С. Определение анилиновой точки повторяют с новым
61
образцом
исследуемой
фракции.
Расхождение
анилиновых
точек
в
параллельных опытах не должно превышать 0,20С.
Таблица 3.2. Массовая доля циклоалканов, % в деароматизированной
бензиновой фракции в зависимости от анилиновой точки. Соотношение
анилина и фракции 1:1
Анилиновая
Фракция,0С
точка,0С
60 - 95
95 - 122
122 - 150
150 - 200
78
-
-
-
0
77
-
-
-
5
76
-
-
-
10
75
-
-
-
15
74
-
-
-
20
73
-
-
0
25
72
-
-
4
30
71
0
0
9
35
70
3
4
13
40
69
6
8
18
45
68
9
12
22
50
67
12
16
26
55
66
15
19
31
60
65
18
23
35
65
64
21
27
40
70
63
24
31
44
75
62
27
34
48
80
61
30
38
52
85
60
33
42
56
90
59
36
45
60
95
62
58
39
49
65
100
57
42
53
69
-
56
45
56
73
-
55
47
60
77
-
54
50
63
81
-
53
52
67
85
-
52
55
70
88
-
51
58
74
92
-
50
61
77
96
-
49
64
81
100
-
48
67
84
-
-
47
70
87
-
-
46
73
90
-
-
45
75
93
-
-
44
77
97
-
-
43
80
100
-
-
42
82
-
-
-
41
85
-
-
-
40
87
-
-
-
39
90
-
-
-
38
92
-
-
-
37
95
-
-
-
63
2.Удаление аренов адсорбцией на силикагеле
Аппаратура, реактивы, материалы
Стеклянная колонка высотой 650 мм, диаметром 8-10 мм, с
расширением в верхней части;
Этиловый спирт-ректификат;
Силикагель;
Формалин;
Серная кислота 98%;
Мерные цилиндры (градуированные пробирки) с ценой деления 0,1 мл.
Проведение анализа. Колонку заполняют силикагелем (15 г),
укрепляют в штативе, под нижний конец колонки подводят мерный цилиндр
(градуированную пробирку). Исследуемую фракцию в количестве 15 мл
заливают в колонку и после того, как она полностью впитается в силикагель,
добавляют в качестве десорбирующей жидкости 15 мл этилового спирта.
Сначала с низа колонки будет выходить насыщенная (алкано-циклоалкановая)
часть исследуемой фракции, которая адсорбируется силикагелем менее прочно.
Отбирают первую порцию в количестве 1 мл, проверяют ее на отсутствие
ароматики
с
помощью
формалиновой
реакции.
Если
не
происходит
окрашивания формалина (ароматика отсутствует), отбирают вторую порцию – 1
мл и снова проводят формалиновую реакцию.
Формалиновая реакция
В маленькую фарфоровую чашечку помещают 1 мл 98%-ной
бесцветной серной кислоты, добавляют 2-3 капли 10%-го раствора формалина и
столько же продукта. При отсутствии аренов смесь остается бесцветной или
слегка желтеет. Ярко-красное окрашивание указывает на появление в
отобранной фракции аренов.
64
Лабораторная работа№8
АНАЛИЗ СМЕСИ УГЛЕВОДОРОДОВ МЕТОДАМИ ГЖХ И
РЕФРАКТОМЕТРИИ
Сочетание
рефрактометрических
измерений
с
другими
физико-
химическими методами анализа вещества (ГЖХ, ИКС, УФ и др.) позволяет
определить состав многих сложных смесей органических соединений и
природных продуктов.
Задачей данной работы является определение процентного содержания
ароматического углеводорода в смеси гептан: толуол с использованием метода
газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ) и рефрактометрического метода.
1.
Определение процентного содержания компонентов в смеси
методом ГЖХ
Определение процентного содержания толуола в смеси проводится
методом газовой хроматографии на хроматографе с применением набивной
колонки из нержавеющей стали длиной 1 мл, диаметром 0,2 см. Колонка
заполнена неподвижной фазой (15%) Карбовакс на носителе (20%) Хроматон
NAW. Применяют пламенно-ионизационный детектор (соотношение воздуха и
водорода 1:8). Анализ смеси проводится в изотермическом режиме при
температуре хроматографической колонки, равной 110-1400С.
Хроматограмма состоит из двух четко разделенных пиков.
65
Расчет состава анализируемой смеси проводится методом внутренней
нормализации по формуле:
Р1=S1*100%/ S1+S2; Р2= S2*100%/ S1+S2
где: Р1 и Р2 – процентное содержание соответственно гептана и толуола;
S1 и S2 – соответствующие приведенные площади пиков.
Приведенные площади пиков находят по формулам:
S1= S1*Kr; S2= S2* Kr
где S1 и S2 – площади пиков гептана и толуола, определяемы как произведение
высоты пика h на ширину пика на середине высоты μ0,5:
S1=h1*μ1 ; S2=h2*μ2
Kr и Кт – поправочные коэффициенты для гептана (1, 1) и для толуола (1, 0).
2.
Определение процентного содержания компонентов в смеси
методом рефрактометрии
Показатель преломления является характерной константой вещества.
При переходе светового луча А (рис.4.1.) из воздуха на поверхность какоголибо тела он частично отражается (луч Б), а частично проходит внутрь тела (луч
В); при этом он изменяет свое направление, т.е. преломляется.
рис.4.1.
Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления называется
показателем преломления (n):
n=sinα1/sinα2
66
Показатель преломления зависит от длины волны падающего луча.
Чаще всего определяют показатель преломления для желтой линии натрия (D).
Кроме того он зависит от температуры. С повышением температуры показатель
преломления понижается. Поэтому необходимо указывать температуру, при
которой проводилось определение (nDt). Стандартные определения проводят
при температуре 200С. Прибор, с помощью которого проводят определение
показателя преломления называют рефрактометром. Показатель преломления
определяют для того, чтобы установить чистоту индивидуальных соединений, а
также для определения состава бинарных углеводородных смесей. Показатель
преломления входит в расчетные формулы при определении структурногруппового состава фракций 200-5400С.
Рис.4.2 Рефрактометр ИРФ-22
а-вид справа; б-вид слева; 1-измерительная головка; 2-маховик для
измерения положения плоскостей призм; 3-осветительное зеркало
Перед
определением
показателя
преломления
откидывают
измерительную головку 1 рефрактометра и промывают ее поверхность призмы
10 диэтиловым эфиром с помощью пипетки, затем протирают ватой или мягкой
тканью. Затем на поверхность призмы 10 наносят 2-3 капли исследуемого
67
нефтепродукта и накрывают измерительной головкой 1. Наблюдая в окуляр 4
трубы, с помощью специального винта 6 устанавливают четкую границу между
темной и светлой половинами поля и совмещают эту границу с точкой
пересечения креста. По шкале определяют показатель преломления с точностью
до четвертого знака. После определения призму рефрактометра открывают и
снова промывают эфиром. Если при определении показателя преломления
температура окружающей среды отличалась от 200С, необходимо внести
температурную поправку. Для большинства органических жидкостей при
повышении температуры на 10С показатель преломления в среднем понижается
на величину 0,00045.
Зависимость показателя преломления от температуры выражается
следующей формулой:
nD20 = 0,00045(t-20),
где: t-температура, при которой проводилось определение;
0,00045 – поправочный коэффициент
Для индивидуальных углеводородов различных гомологических рядов
показатель преломления растет с увеличением числа атомов углерода и
понижением
температуры.
углеводородов
выше,
чем
Показатели
преломления
циклических
алифатических.
Наибольшими
показателями
преломления обладают ароматические углеводороды, наименьшими – алканы.
Показатель преломления бинарной системы является аддитивной величиной,
поэтому процентное содержание одного из компонентов Х (например, толуола)
может быть рассчитано по формуле:
20
20
20
𝑛𝐷(смеси)
∗ 100 = 𝑛𝐷(𝑇)
∗ 𝑋 + 𝑛𝐷(Г)
∗ (100 − 𝑋),
20
где 𝑛𝐷(Г)
– показатель преломления гептана, равный 1,3878;
20
𝑛𝐷(𝑇)
– показатель преломления толуола, равный 1,4970.
На основании каждого значения 𝑛𝐷20 смеси рассчитывают процентное
содержание н-гептана и толуола. Цель работы – сопоставить результаты
68
определения состава бинарной смеси рефрактометрическим методом и методом
газовой
хроматографии.
Определить
относительную
ошибку
измерения
хроматографическим методом и среднеквадратичную ошибку определения
рефрактометрическим методом.
Расчет среднеквадратичной ошибки производится по формуле:
σ=√
𝛴(𝑎𝑖 −𝑎̅)2
𝑛−1
,
где аi – i-ый результат;
𝑎̅ – среднее арифметическое значение; вычисляется по формуле:
𝑎̅ =
n – число измерений.
69
∑ а𝑖
𝑛
Лабораторная работа №9.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА СМЕСИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ
ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
Октановое
число
–
это
условная
величина,
характеризующая
антидетонационные свойства бензинов. Октановое число бензина зависит от его
компонентного состава, а именно от содержания нормальных и разветвлённых
алканов, нафтенов и ароматических углеводородов. Каждый индивидуальный
углеводород характеризуется своей устойчивостью к самовоспламенению, т.е.
обладает определенным октановым числом. Октановые числа некоторых
углеводородов приведены в таблице 5.1. Зная количественное содержание
отдельных углеводородов в смеси и их октановые числа можно рассчитать
октановое число смеси.
Таблица 5.1
Углеводород
О.Ч.
Углеводород
О.Ч.
н-гептан
0
метилциклогексан
71
2-метилгексан
45
1,2-диметилциклогексан
78
3,3-диметилпентан
84
метилциклопентан
80
2,2,4-триметилпентан
100
этилциклопентан
61
2,2,3-триметилбутан
106
изопропилциклопентан
76
2,2,3,3-
130
бензол
108
циклопентан
85
толуол
104
циклогексан
77
изопропилбензол
99
тетраметилбутан
Количественное
определяется
методом
содержание
отдельных
газо-жидкостной
компонентов
хроматографии,
смеси
описанным
в
лабораторной работе №4.
По полученной хроматограмме методом внутренней нормализации
рассчитывается процентное содержание отдельных компонентов, результаты
70
заносятся в таблицу 5.2 и вычисляется вклад каждого компонента в общее
октановое число. Затем, складывая полученные значения, определяем октановое
число анализируемой углеводородной смеси.
Таблица 5.2
Название
Площадь
%-ное
углеводорода
пика
содержание
О.Ч.
Вклад
компонента
О.Ч. смеси
1.
2.
3.
Октановое число смеси
71
в
Лабораторная работа №10
КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОЛЕФИНОВ В
НЕФТЕПРОДУКТЕ МЕТОДОМ ИОДНЫХ
ЧИСЕЛ
Олефины обычно не содержатся в сырой нефти, нет их и в природных
газах. В значительных количествах они находятся в продуктах деструктивной
переработки нефтяного сырья.
В газах различных процессов крекинга и пиролизе содержание
олефинов зависит от условий процесса и колеблется от 10 до 50%, в газах
пиролиза – до 80%.
В бензинах различных процессов крекинга содержание олефинов
составляет от 10 до 45%.
Из химических методов количественного определения содержание
олефинов в жидких нефтепродуктах наиболее распространенными являются
методы йодных и бромных чисел.
В основе метода йодных или бромных чисел лежит реакция
галоидирования олефинов. Известно, что олефины легко реагируют с
галогенами при комнатной температуре и даже при минусовых температурах.
При этом происходит присоединение молекулы галогена по месту двойной
связи.
Однако
реакциям
присоединения
сопутствуют
также
реакции
замещения водорода в молекуле олефина на галоид.
Для того чтобы провести количественное присоединение галогенов по
двойной связи, реакцию ведут при возможно более низких температурах и в
отсутствие света.
Йодным
числом
называется
количество
граммов
иода,
присоединяющегося при определенных условиях к 100 г исследуемого
вещества. Если непредельность исследуемого вещества выражают в граммах
72
брома, присоединенного к 100 г вещества, то полученную характеристику
называют бромным числом.
Сущность
метода
заключается
в
том,
что
навеска
продукта,
растворенного в соответствующем растворителе, обрабатывается определенным
количеством титрованного раствора галогена, взятым в избытке. По истечении
установленного
времени
непрореагировавший
иод
оттитровывают
тиосульфатом натрия и вычисляют количество иода, вступившего в реакцию:
2Na2S2O3 + I2
2NaI
+ Na2S4O6
Цель данной работы: определение процентного содержания олефинов в
нефтепродукте, которое рассчитывается по следующей формуле:
Р=
И.Ч.∙М
,
254
где Р – содержание олефинов, % вес;
И.Ч. – иодное число;
М – молекулярная масса исследуемой фракции;
254 – молекулярная масса иода.
В случае определения бромных чисел расчёт содержания олефинов
производят по формуле:
Р=
Б.Ч.∙М
160
,
где М – молекулярная масса нефтепродукта;
160 – молекулярная масса брома.
Вычисленное содержание олефинов по иодным и бромным числам
применимо только для бензинов и керосинов. Для более высококипящих
фракций
расчётные
данные
значительно
отличаются
от
фактического
содержания олефинов в нефтепродуктах.
В этом случае на точность определения иодных и бромных чисел
отрицательно влияют неполнота присоединения галогена и значительное
возрастание доли реакций замещения водорода на галоген.
73
Определение иодного числа по Маргошесу
Необходимые приборы и реактивы:
Бюретки для титрования (25 мл) – 2 шт.
Банки с притертыми пробками или конические колбы с притертыми
пробками (на 500 мл) – 3 шт.
Ампулки с оттянутыми горлышками на 0,5-2 мл.
Раствор йода 0,2н в 95%-ном этиловом спирте.
Этиловый спирт 95%-ный.
Раствор тиосульфата натрия 0,1н (Na2S2O3).
Раствор крахмала 0,5%-ный, водный свежеприготовленный.
Проведение опыта и обработка результатов
Берут две параллельные навески исследуемого бензина в ампулки. Для
этого взвешивают на аналитических весах две пустые ампулки (отдельно
каждую). Шарик каждой ампулки слегка нагревают в пламени горелки и
опускают оттянутый конец ампулки в анализируемый бензин. В результате
охлаждения шарика, бензин засасывается в каждую ампулку. После того как
заполнилась 1/2-1/3 объема шарика ампулки, ее переворачивают и осторожно
запаивают оттянутый конец в пламени горелки. После охлаждения каждую
ампулку с бензином взвешивают вновь на аналитических весах. Разница между
вторым и первым взвешиванием составляет навеску испытуемого бензина.
Навеска обычно берется в пределах 0,2-0,3г. Ампулку с веществом вносят в
стеклянную банку с притертой пробкой емкостью 500 мл, в которую заранее
наливают 10 мл этилового спирта – ректификата. Ампулку в банке разбивают
стеклянной палочкой. Смывают палочку через горло банки 5 мл спирта и к
содержимому банки приливают 15 мл 0,2 н раствора йода (избыток йода должен
составлять 85-90% от теоретического) и 170 мл дистиллированной воды (воду
добавляют для образования тонкой эмульсии между йодом и анализируемым
веществом). Банку плотно закрывают пробкой, смесь тщательно взбалтывают 5
74
мин. Затем пробку и стенки банки обмывают 30 мл дистиллированной воды,
снова закрывают банку пробкой и оставляют стоять в темном месте в течение 5
мин. После этого непрореагировавший йод оттитровывают тиосульфатом
натрия до слабо-желтого окрашивания, затем добавляют крахмал и титруют до
обесцвечивания.
Повторяют определение со второй навеской. Параллельно ставят
холостой опыт без навески анализируемого вещества, но с теми же
количествами реактивов. Йодное число рассчитывают по формуле:
И. Ч. =
100(𝑉1 − 𝑉2 ) ∗ 0,012692 ∗ К
,
𝑔
где V1 – количество раствора тиосульфата натрия, израсходованного на
титрование йода в холостом опыте, мл;
V2 – количество раствора тиосульфата, израсходованного на титрование
йода в пробе с навеской исследуемого вещества, мл;
g – навеска вещества, г;
0,01292 – количество йода, эквивалентное 1 мл 0,1н раствора
тиосульфата;
К – поправка к титру тиосульфата натрия.
75
Лабораторная работа №11
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОГО ЧИСЛА
Кислотное число является показателем содержания в нефтепродуктах
соединений кислого характера, к числу которых в первую очередь относятся
нафтеновые кислоты, а также жирные и ароматические кислоты, содержание
которых в нефтепродуктах значительно ниже.
Кислотным числом называется количество мг КОН, необходимое для
нейтрализации 1г анализируемого вещества.
Исследуя химический состав нефти и нефтепродуктов, кислотное число
определяют при изучении:
1) Качества нефтепродуктов;
2) Свойства нафтеновых кислот.
Цель работы состоит в определении кислотного числа нефтепродуктов
и определении процентного содержания нафтеновых кислот.
Определение кислотного числа методом объемно-метрического
титрования
Точную навеску исследуемого образца (нефтепродукта или нафтеновых
кислот), примерно 0,3-0,5 г, взвешенную на аналитических весах, растворяют в
25 мл спирто-бензольной смеси в колбе Эрленмейера и титруют из бюретки 0,1
н раствором КОН в присутствии фенолфталеина до появления малинового
окрашивания. Записывают в рабочий журнал количество мл КОН, пошедшее на
титрование.
Расчет кислотного числа
Кислотное число рассчитывают по формуле:
5,6 ∗ В ∗ К
,
А
где: 5,6 – количество мг КОН в 1 мл 0,1н раствора КОН;
К. ч =
А – вес навески исследуемого образца, г;
76
В – количество мл 0,1н раствора КОН, пошедших на титрование
(нейтрализацию) взятой навески вещества;
К – поправка к титру раствора КОН (получить у лаборанта).
Таким образом, на основании данных, полученных при титровании
исследуемого вещества, мы находим кислотное число этого образца. Зная
кислотное
число,
можно
вычислить
среднюю
молекулярную
массу
исследуемого продукта, в частности молекулярную массу нафтеновой кислоты.
Так как нафтеновые кислоты являются монокарбоновыми кислотами, на
нейтрализацию каждой молекулы кислоты должна быть затрачена одна
молекула КОН. Отсюда при известной молекулярной массе кислоты,
теоретическое кислотное число может быть выражено формулой:
К. ч. =
56 ∗ 1000
.
мол. масса
Зная кислотное число исследуемой кислоты, можно вычислить ее
молекулярную массу:
Мол. масса =
77
56 ∗ 1000
.
К. ч.
Лабораторная работа №12
КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Опыт 1. Образование и гидролиз алкоголятов
2 С 2Н5ОН + 2 Na
2C2H 5ONa + H2
C2H5 ONa + H2O
С2Н5 ОН+NaОН
В сухую пробирку помещают маленький кусочек металлического
натрия. Добавляют 3 мл этилового спирта и наблюдают за растворением натрия
в спирте с выделением водорода. К образовавшемуся этилату натрия приливают
2-3 мл дистиллированной воды, добавляют 1 каплю спиртового раствора
фенолфталеина – появляется малиновое окрашивание.
Алкоголята – подобно солям очень слабых кислот при действии воды
гидролизуются с образованием спирта и щелочи.
Опыт 2. Окисление этилового спирта хромовой смесью
Окисление спиртов в лабораторных условиях чаще всего осуществляют
хромовой смесью. В сухую пробирку помещают 2 мл этилового спирта,
добавляют 1 мл раствора серной кислоты и 2 мл раствора двухромовокислого
калия. Оранжевый раствор нагревают на пламени горелки до начала изменения
окраски на синевато-зелёную. Одновременно ощущается характерный запах
уксусного альдегида.
Опыт 3. Свойства фенола
а) Растворимость фенола в воде
В пробирку помещают 0,5 г фенола и 5 мл воды. Смесь встряхивают и
дают отстояться. Наблюдается расслоение смеси, фенол полностью в воде не
растворяется. Затем смесь встряхивают и нагревают на горячей водяной бане.
Образующийся раствор разливают в две пробирки.
б) Качественная реакция на фенол
78
В пробирку с раствором фенола добавляют 2-3 капли раствора хлорного
железа (FeCl3). Появляется фиолетовое окрашивание за счёт образования
комплексной соли:
OH . FeCl 3
OH
+ FeCl 3
в) Получение трибромфенола
В пробирку с раствором фенола добавляют по каплям раствор брома.
При этом наблюдают появление белой мути за счёт нерастворимого в воде
трибромфенола.
OH
Br
OH
Br
+ 3HBr
+ 3 Br2
l
Br
фенол
2,4,6 – трибромфенол
Опыт 4. Окисление альдегидов оксидом серебра (реакция серебряного
зеркала).
2AgNO3 + 2NH4OH
Ag2O + 2NH4NO3 + H2O
Ag2O + 4NH3 + H2O
2[Ag(NH3)2]+OH–
H C
O
H
+ 2[Ag( NH3 )2OH]
H C
O
H
+ 2Ag + 4NH3 +H2O
Предварительно готовят аммиачный раствор оксида серебра, добавляя к
4-5 мл раствора нитрата серебра разбавленный водный аммиак до растворения
первоначально образующегося осадка.
79
К
раствору
альдегида
приливают
1
мл
свежеприготовленного
аммиачного раствора окиси серебра и добавляют 2-3 капли разбавленного
раствора щелочи. Пробирку встряхивают и ставят в штатив. Если серебро не
выделяется, пробирку нагревают.
Опыт 5. Растворимость в воде различных кислот и взаимодействие со
щелочами
В каждую пробирку поместите несколько капель или кристаллов:
1)
уксусной кислоты,
2)
стеариновой кислоты,
3)
бензойной кислоты,
4)
щавелевой кислоты.
Добавьте по 3-4 мл воды, слегка нагрейте пробирки. Горячие растворы
охладите, и отметьте выделение кристаллов кислот, растворившихся при
нагревании.
Прибавьте немного раствора щелочи. Наблюдается растворение
выпавших в осадок кислот. Соли карбоновых кислот и щелочных металлов, как
правило, растворимые в воде.
80