Продолжение. См. № 45, 46, 47, 48/2003 Практическая работа 5.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Порядок работы | Задания | Наблюдения и выводы |
|---|---|---|
| В пробирку
поместить несколько кусочков карбида кальцияи
прилить 5 мл воды, собрать прибор по схеме.
|
Записать уравнения реакций получения ацетилена и его горения в структурной форме. | ... |
| Cобрать
ацетилен в пробирку, поджечь, отметить выделение
копоти. Поджечь газ у отверстия газоотводной
трубки, вдуть в пламя воздух, отметить светимость
пламени. Примечание. Неприятный запах принадлежит примесям H2S и PH3. При необходимости очистки газ пропустить через промывочные склянки с раствором K2Cr2O7 в концентрированной H2SO4 и с раствором щелочи |
Почему при поджигании в сборнике ацетилен горит коптящим пламенем, а у капилляра газоотводной трубки (при достаточном доступе воздуха) – сильно светящимся? Почему сборник располагают вверх дном? | ... |
| Собранный в пробирку ацетилен закрыть, перевернуть пробирку вверх дном, опустить в стаканс водой, подкрашенной метиловым оранжевым, открыть. Наблюдатьза уровнем жидкости | Сравнить растворимость в воде ацетилена и этилена, выводы обосновать особенностями электронной структуры и взаимного влияния атомов | ... |
| Поменять в
реакторе газоотводную трубку на Г-образную,
пропустить выделяющийся ацетилен через: а) бромную воду; б) раствор перманганата калия (подщелоченный раствором соды) |
Объяснить причину замедленного хода обесцвечивания реагентов (сравнительно с этеном), «ступенчатости» процессов. Почему реакции называют качественными? Написать уравнения реакций | ... |
Демонстрационный опыт (выполняет учитель) |
||
| Взрывоопасно!
Надеть защитные очки! Пропустить
ацетилен через газоотводную трубкув пробирку с 2–3 мл аммиачного раствора хлористой меди. Наблюдать покраснение раствора, затем выпадение красного осадка. Примечание. Продукты реакции (для разрушения взрывоопасных ацетиленидов) поместитьв склянку с соляной кислотой (разбавленной 1:4) |
Наблюдать за проведением демонстрационного опыта. Записать уравнение реакции образования ацетиленида меди(I), если с этином реагирует хлорид диамминмеди(I),а в качестве продуктов еще образуются хлорид аммония и аммиак | ... |
Практическая работа 6.
Ознакомление с образцами
продуктов нефтепереработки и
коксования каменного угля
Оборудование. Коллекции «Продукты нефтепереработки», «Продукты коксохимической переработки каменного угля»; учебные схемы «Перегонка нефти. Трубчатая печь и ректификационная колонна», «Фрагмент установки каталитического крекинга нефтепродуктов», «Коксохимическое производство», «Основные научные принципы современного химического производства», «Выход продукта и отходы производства. Экологические проблемы».
|
Схема трубчатой печи (1)
|
Нефть – природная смесь
углеводородов, обычно содержащая три вида
углеводородов (в зависимости от месторождения) –
парафины, цикланы и арены (ароматические).
Крекинг – процесс расщепления
углеводородов нефти с образованием более легких
углеводородов (т. е. с меньшей температурой
кипения).
 |
Схема получения в лабораторных
условиях
|
Термический крекинг протекает при
470–550 °С. Процесс медленный. Образуются
углеводороды с неразветвленной цепью, в том
числе непредельные углеводороды, легко
окисляющиеся и полимеризующиеся. Продукт
неустойчив при хранении.
Каталитический крекинг протекает при
450–500 °С в присутствии катализаторов. Скорость
процесса больше, чем при термическом крекинге.
Происходит изомеризация (разветвление). Продукт
обладает большей детонационной стойкостью.
Непредельных углеводородов в смеси меньше,
следовательно, образующийся бензин более
устойчив при хранении.
Пиролиз – это высокотемпературный (700 °С
и больше) крекинг без доступа воздуха (продукты –
этен, этин, бензол, толуол и др.).
При радикальном разрыве 
-связей (связи С–С примерно в середине
углеродной цепи и связи С–Н в 2-положении от
места разрыва связи С–С) из одной молекулы
алкана образуется две сравнительно короткие
молекулы новых алкана и алкена. Например, из н-октана
получается н-бутан и бутен-1:
Дальнейший пиролиз можно описать такими реакциями:
Схема использования продуктов нефтепереработки
Каменный уголь – твердое горючее
ископаемое растительного происхождения.
Составные части каменного угля:
горючая или органическая часть (основная),
влага и минеральные включения, образующие
при сжигании золу.
Горючая масса содержит элементы С, Н, N, O и S.
В настоящее время ученые разрабатывают экономически выгодные методы получения синтетического жидкого топлива гидрированием угля (с использованием эффективных катализаторов). Другим перспективным способом получения жидкого топлива является его синтез из оксида углерода(II) и водорода.
Продукты пиролиза каменного угля
Схема прокаливания каменного угля
без доступа воздуха
Задание. Рассмотреть выданные коллекции с образцами продуктов нефтепереработки и коксования каменного угля. Охарактеризовать свойства этих продуктов и области их применения.
Практическая работа 7.
Качественная реакция глицерина
Цели. Ознакомить со свойствами
глицерина, важными в повседневной жизни,
показать, что многоатомные спирты вступают в
реакции как характерные для одноатомных спиртов,
так и особенные, присущие только этому классу
веществ.
Оборудование и реактивы. Пипетка (4 шт.),
фильтровальная бумага, держатель для пробирок,
штатив с пробирками, санитарная склянка; NaOH (р-р, 
= 10%), CuSO4 (р-р, = 2%),
Н2О (дистил.), глицерин.
Для демонстрационных опытов. Пипетка,
ножницы, шпатель, держатель для пробирок,
стеклянная воронка, пинцет, спиртовая горелка,
спички, санитарная склянка, фарфоровая чашечка
для выпаривания, фильтровальная бумага, железный
штатив с кольцом и лапкой; охлаждающая смесь (лед
+ NaCl), KHSO4 (безводн.), фуксин, глицерин, H2O
(дистил.), Na (метал.), CuSO4 (безводн.).
Формулы глицерина (пропантриол-1,2,3)
В глицерине под влиянием отрицательного
индуктивного эффекта трех атомов кислорода
увеличена полярность связи О–Н гидроксильных
групп. Это ведет к некоторому усилению кислотных
свойств по сравнению с одноатомными спиртами, к
появлению гигроскопичности. Повышенная
кислотность глицерина обусловлена не только
индуктивным эффектом атомов кислорода, но и
стабилизацией возникающего аниона за счет
водородной связи с соседним гидроксилом.
Заряд 
+ на атомах
углерода облегчает реакции нуклеофильного
замещения групп –ОН.
Обычные для спиртов реакции (с Na, HHal, окислителями
и др.) у глицерина протекают ступенчато.
Характерна и другая группа реакций, связанная с
образованием 8–9-членных циклов. Например, в
отсутствие NаОН глицерин не реагирует с
гидроксидом меди(II), но при избытке щелочи дает
качественную реакцию многоатомных спиртов. В
результате образуется комплексный анион,
окрашенный в темно-синий цвет (аналогично
окрашены многие другие комплексы меди(II),
например [Сu(NH3)4]2+):
Глицерин – бесцветная густая сиропообразная жидкость, сладкая на вкус, тяжелее воды (плотность при 15 °С равна 1,265 г/см3), легко растворим в воде и спирте (в любых соотношениях), нерастворим в эфире и хлороформе. Безводный глицерин очень гигроскопичен. На лакмус – нейтрален, температура кипения равна +290 °С.
Задание 1. Внимательно следить за проведением демонстрационных опытов и постараться объяснить их результаты.
| Демонстрационные опыты | Наблюдения и выводы |
|---|---|
| В пробирку (демонстрационную) налить 5–7 мл глицерина и сверху (по стенке) налить такой же объем подкрашенной фуксином воды, встряхнуть. Объяснить однородность и равномерность окрашивания смеси | ... |
| Пробирку с полученным в предыдущем опыте водным раствором глицерина и пробирку с водой поместить в охлаждающую смесь (лед с поваренной солью). Наблюдать замерзание воды. Обосновать применение глицерина (и этиленгликоля) в качестве антифриза | ... |
| На лист фильтровальной бумаги нанести несколько капель глицерина, а на другой – столько же воды. В конце урока проверить эффект и объяснить причину использования глицерина для смягчения кожи | ... |
| Опыт
проводить под тягой! В пробирку насыпать 1 см3 кристаллического KHSO4 и смочить двумя каплями глицерина. Смесь нагреть до появления тяжелых удушливых паров (нюхать осторожно!). Обосновать эффект. |
Глицерин способен терять воду и переходить в непредельное соединение – акролеин, обладающее резким неприятным запахом. Реакция протекает при нагревании с водоотнимающими агентами и применяется для обнаружения глицерина. Гидросульфат калия KHSO4 при сильном нагревании образует пиросульфат калия K2S2O7, являющийся водоотнимающим веществом. Он отрывает воду от молекулы глицерина и снова переходит в KHSO4. |
 |
|
| Лабораторные опыты | Наблюдения и выводы |
|---|---|
| В пробирку налить 3–4
капли 2%-го раствора сернокислой меди(II) и 2–3 мл
10%-го раствора едкого натра до образования
голубого осадка. K реакционной смеси прилить несколько капель глицерина, перемешать. Объяснить наблюдаемый эффект. Написать уравнения проведенных реакций |
... |
| В фарфоровую чашечку
поместить 1 мл глицерина, нагреть до кипения и
поджечь выделяющиеся пары. Почему пламя почти
бесцветное? (Метан СН4 горит бесцветным
пламенем, этен С2Н4 – коптящим,а в
молекуле глицерина ведь уже 3 атома С.) Записать
уравнение реакции горения глицерина. Вывод
подтвердить сравнительным расчетом массовых
долей (C) для СН4, С2Н4 и
глицерина
|
... |
| Демонстрационный опыт. Собрать прибор, как в предыдущем опыте. Поместить в глицерин несколько крупинок безводного CuSO4, а затем горошину металлического Na (не нагревать). Отметить ускорение хода реакции. Kонец воронки закрыть пробиркой (вверх дном), собрать выделяющийся газ, проверить на чистоту, поджечь водород. Kакие органические продукты образуются в ходе ступенчатого процесса? Записать уравнения реакций, используя структурные формулы веществ. Указать, в чем сходствои различие свойств многоатомных и одноатомных спиртов | ... |
