Лабораторная работа № 1 Предельные и непредельные углеводороды (алканы, алкены и алкины)
Теоретические вопросы
Основные положения теории строения органических соединений А.М. Бутлерова.
Классификация органических соединений. Гомологические ряды.
Изомерия органических соединений. Виды изомерии.
Основные способы разрыва химических связей в органических реакциях. Радикалы.
Типы органических реакций.
Гомологический ряд алканов. Виды изомерии, номенклатура.
Основные реакции алканов: галогенирование, нитрование (по Коновалову), сульфохлорирование.
Механизм радикального замещения. Стабилизация радикалов. Избирательность реакции галогенирования алканов.
Алкены. Гомологический ряд, номенклатура, виды изомерии.
Химические свойства алкенов: реакции присоединения галогенов (хлорирование, бромирование), водорода, галогеноводородов, воды.
Механизм электрофильного присоединения. Правило Марковников. Эффект Хараша.
Окисление двойной связи перманганатом калия в нейтральной и кислой среде. Озонирование алкенов.
Полимеризация алкенов, получение полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида.
Диеновые углеводороды. Сопряженные 1,3-диены. Особенности реакции присоединения.
Полимеризация диеновых углеводородов. Каучуки (природный, синтетические), резина.
Изопрен. Природные полимерные производные изопрена – изопреноиды (терпены).
Особенности строения и свойств алкинов.
Химические свойства алкинов – реакции присоединения водорода, галогенов, галогеноводородов, воды (реакция Кучерова), спиртов, карбоновых кислот, HCN.
Получение бензола из ацетилена.
Образование ацетиленидов.
Галогенпроизводные углеводородов. Изомерия и номенклатура.
Гидролиз галогеноалканов. Реакции нуклеофильного замещения SN1 и SN2.
Экспериментальная часть
Цель работы – изучение химических свойств предельных и непредельных углеводородов.
Внимание! Опыты выполняются в вытяжном шкафу!
Опыт 1. Получение метана и изучение его свойств
а) Получение метана. Смесь безводного ацетата натрия и натронной извести в соотношении 6:10 тщательно перемешайте и поместите в пробирку, горизонтально закрепленную в лапке штатива. Пробирку закройте пробкой с газоотводной трубкой. Метан получают нагреванием реакционной смеси в пробирке по реакции:
б) Химические свойства метана. Для изучения химических свойств метана налейте в две пробирки по 0,5 мл 2%-м раствора перманганата калия и бромной воды. Пробирку с газоотводной трубкой, в которой помещен метан, осторожно нагрейте, постепенно усиливая нагревание. Конец газоотводной трубки опустите на 1-2 минуты в раствор перманганата калия, затем на такое же время - в бромную воду. В лабораторном журнале отметьте, изменилась ли окраска растворов в пробирках. Сделайте вывод о взаимодействии метана с водными растворами окислителя и галогена.
Опыт 2. Горение алканов
а) Горение метана. Не прекращая нагревание реакционной смеси, подожгите метан у конца газоотводной трубки, затем прекратите нагревание пробирки. Запишите уравнение реакции и отметьте цвет пламени горящего метана.
В остывшую пробирку добавьте 2N раствор соляной кислоты. Какой газ выделяется в результате реакции? Запишите наблюдения и уравнения реакций.
б) Горение гептана. Налейте в фарфоровую чашечку 2 мл гептана и подожгите. Проследите за характером пламени. Напишите уравнение горения гептана. Сравните цвет и характер пламени при горении метана и гептана. Наблюдения запишите в лабораторный журнал.