Опыт 6. Получение бензолсульфокислоты

Реактивы и материалы: бензол; серная кислота (d = 1,84 г/см³). Оборудование: водяная баня.

В пробирку помещают 3 капли бензола и 5 капель концентрированной серной кислоты. Содержимое пробирки нагревают в кипящей водяной бане при постоянном взбалтывании реакционной смеси. После получения однородного раствора выливают сульфомассу в пробирку с 10 каплями холодной воды. Если сульфирование закончено полностью, образуется прозрачный раствор,

так как сульфокислоты растворимы в воде.

Химизм процесса:

C₆H₆ + H₂SO₄ → C₆H₅-SO₃H + H₂O

Легкость сульфирования при действии серной кислоты так же характерна для ароматических соединений, как способность к нитрованию. Реакция сульфирования, в отличие от реакций галогенирования и нитрования, обратима.

Сульфирующими агентами являются S0₃ и бисульфониевый ион HSO₃⁺, образующиеся в результате реакции молекул серной кислоты между собой:

2H₂SO₄ → SO₃ + H₃O⁺ + HSO₄^-

Это сильные электрофильные реагенты с недостатком электронов у атома серы (смещение электронной плотности к кислороду). При взаимодействии с ароматическим ядром образуется промежуточный карбониевый бензол сульфокислота H-Ar⁺-SO₃^-, отщепляющий с одинаковыми скоростями SO₃^- или Н⁺. Чтобы полностью использовать серную кислоту, реакцию сульфирования ведут в избытке бензола при нагревании.

Опыт 7. Получение трифенилметана

Реактивы и материалы: бензол; хлороформ; хлористый алюминий, безводный порошок.

Специальное указание: опыт проводят в вытяжном шкафу!

В сухую пробирку помещают немного хлорида алюминия, 4 капли бензола и 2 капли хлороформа. Содержимое пробирки слегка нагревают. Реакция идет очень энергично, выделяется дымящий на воздухе хлороводород. В результате реакции образуется густое окрашенное масло.

Химизм процесса:

AlCl₃

3С₆Н₆ + CHCl₃ → (C₆H₅)₃CH + 3HCl

трифенилметан

Хлорид алюминия образует с исходными, а иногда и с конечными продуктами реакции маслообразные комплексные соединения. Для выделения чистого конечного продукта комплекс разрушают соляной кислотой. Три фенильных ядра влияют на атом водорода при третичном углероде, поэтому этот атом водорода обладает особенно высокой реакционной способностью; легко окисляется, легко замещается на атом хлора или брома.

Опыт 8. Возгонка нафталина

Реактивы и материалы: нафталин. Оборудование: микроскоп; предметное стекло; стеклянная палочка; фильтровальная бумага.

В сухую пробирку помешают несколько кристаллов нафталина и укрепляют ее в штативе. Верхнюю половину пробирки обертывают влажной фильтровальной бумагой и начинают очень осторожно нагревать дно пробирки. В охлаждаемой части пробирки образуются кристаллы нафталина.

Стеклянной палочкой переносят кристаллы на предметное стекло и рассматривают под микроскопом. Рекомендуется зарисовать форму кристаллов. Способность нафталина возгоняться используют в промышленности для его очистки.

Опыт 9. Бромирование нафталина

Реактивы и материалы: нафталин; бром, раствор в четыреххлористом углероде.

В сухую пробирку помещают несколько кристаллов нафталина, приливают 4 капли раствора брома и энергично встряхивают содержимое пробирки. Нафталин постепенно растворяется и бромируется на холоду.

Доказательством того, что нафталин бромируется, служит исчезновение окраски брома и выделение пузырьков бромистого водорода, дымящего на воздухе.

В другую пробирку помещают такое же количество нафталина и брома и нагревают содержимое пробирки до кипения. Бромирование нафталина идет значительно быстрее при нагревании.

Химизм процесса:

При действии на нафталин хлора или брома получаются α-галогенпроизводные (β-изомеры получают путем диазореакции). Для нафталина характерна повышенная реакционная способность α -положения в реакциях замещения.