Лабораторная работа № 6 альдегиды и кетоны

Цель работы: получить лабораторным способом ацетальдегид и ацетон. Изучить химические свойства алифатических и ароматических альдегидов, ацетона. Сравнить восстановительную способность альде­гидов и кетонов. Познакомиться с их характерными свойствами.

Реактивы и материалы: карбид кальция; 25%-ный раствор сер­ной кислоты; концентрированная соляная кислота; концентрирован­ный раствор аммиака; 10%-ный раствор гидроксида натрия; 1%-ный спиртовой раствор фенолфталеина; 1%-ный раствор сульфата меди (II); 0,2 н раствор нитрата серебра; насыщенный раствор гидросульфита натрия; оксид ртути (II); 40%-ный водный раствор формальдегида; бензальдегид; фуксинсернистая кислота; ацетон; диэтилкетон; цикло- гексанон; обезвоженный ацетат натрия; солянокислый 2,4-динитрофе- нилгидразин; 1%-ный раствор йода в йодистом калии.

Оборудование: набор пробирок, пробка с газоотводной трубкой, стакан, спиртовка, пробиркодержатель, предметное стекло.

Опыт 1. Реакция с фуксинсернистой кислотой

В пять пробирок помещают по 0,5 мл бесцветного свежеприго­товленного раствора фуксинсернистой кислоты и добавляют по две капли в одну - раствора формальдегида, во вторую - бензальдегида, в третью - ацетона, в четвертую - циклогексанона, в пятую - диэтилке- тона. Встряхивают, через несколько минут появляется окрашивание.

Вопросы и задания

Отметьте окрашивание раствора. Напишите схему протекания реакций.

Является ли реакция с образованием оснований Шиффа каче­ственной на все альдегиды и кетоны?

Опыт 2. Получение ацетальдегида из ацетилена

В пробирку помещают несколько кусочков карбида кальция, не­много (на кончике шпателя) оксида ртути (II) и наливают 2 мл раство­ра серной кислоты. Пробирку быстро закрывают пробкой с газоотвод­ной трубкой, конец которой опускают в другую пробирку с 2 мл воды так, чтобы газоотводная трубка была погружена в воду. Приемную пробирку охлаждают в стакане воды со льдом. Пробирку с карбидом кальция нагревают 3-4 минуты, пропуская газ через воду. Наличие ацетальдегида в пробирке с водой обнаруживают по характерному за­паху и по реакции с двумя каплями фуксинсернистой кислоты.

Вопросы и задания

Напишите уравнения реакций, приводящих к получению ук­сусного альдегида. Кто впервые осуществил данный синтез?

Отметьте характерный запах ацетальдегида.

Опыт 3. Реакция альдегидов и кетонов с гидроксидом диамминсеребра (I)

В три чистые обезжиренные пробирки вносят по две капли ра­створа нитрата серебра и по 3-4 капли концентрированного раствора аммиака (до полного растворения осадка оксида серебра (I)). После этого добавляют по две капли в первую пробирку - раствора формаль­дегида, во вторую - бензальдегида, в третью - ацетона. Содержимое пробирок осторожно нагревают в пламени спиртовки.

Внимание! Раствор гидроксида диамминсеребра после реакции сдать преподавателю или лаборанту и промыть пробирки.

Вопросы и задания

Какое комплексное соединение серебра образуется при взаи­модействии нитрата серебра с избытком аммиака? Как называется этот реактив?

Отметьте изменения, происходящие в пробирках. Объясните происходящие процессы. Является ли данная реакция качественной на альдегиды и кетоны? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Как еще называют данную реакцию?

Опыт 4. Окисление альдегидов гидроксидом меди (II)

В две пробирки помещают по 0,5 мл раствора гидроксида натрия, добавляют по 0,5 мл воды и 2-3 капли раствора сульфата меди (II). В первую пробирку приливают две капли раствора формальдегида, во вторую - две капли бензальдегида. Верхнюю часть пробирок прогре­вают в пламени спиртовки и наблюдают изменение окраски раствора в процессе нагрева.

Вопросы и задания

1. Опишите наблюдаемые процессы и составьте соответствую­щие уравнения реакций.

2. Что общего между реакциями взаимодействия альдегидов с гидроксидом меди (II) и раствором гидроксида диамминсеребра (I)?

Опыт 5. Окисление бензальдегида кислородом воздуха

На предметное стекло наносят каплю бензальдегида и оставляют на воздухе. Через некоторое время появляются кристаллы.

Вопросы и задания

Что представляют собой образующиеся кристаллы? Напишите уравнение реакции окисления бензойного альдегида кислородом.

Отметьте изменение запаха в процессе окисления?

Опыт 6. Получение и гидролиз уротропина

В пробирку помещают каплю раствора фенолфталеина и по 0,5 мл раствора формальдегида и раствора аммиака. Добавляют еще несколько капель раствора аммиака до образования неисчезающего малинового окрашивания (избыток аммиака). Несколько капель раствора переносят на предметное стекло и осторожно упаривают в пламени спиртовки до появления кристаллов уротропина (гексаметилентетрамина). Раствор уротропина делят на две пробирки. В одну пробирку добавляют при встряхивании 1-2 капли раствора гидроксида натрия, в другую - каплю соляной кислоты (при кипячении). Продукты гидролиза можно обнару­жить по запаху или реакцией с фуксинсернистой кислотой.

Вопросы и задания

Напишите уравнения синтеза уротропина. Какого цвета крис­таллы полученного продукта? Кто впервые получил уротропин?

Какова реакция среды водного раствора уротропина?

Почему упаривание необходимо проводить осторожно?

Составьте уравнение гидролиза уротропина.

Опыт 7. Реакция бензальдегида и ацетона с гидросульфитом натрия

В две пробирки наливают по 0,5 мл насыщенного раствора гид­росульфита натрия. В первую добавляют три капли бензальдегида, во вторую - три капли ацетона. Смеси в пробирках энергично встряхива­ют и наблюдают выпадение кристаллов соответствующих веществ. К полученным кристаллам добавляют разбавленный раствор соляной (или серной) кислоты.

Вопросы и задания

Напишите уравнения синтеза и распада гидросульфитов бен­зальдегида и ацетона.

К какому типу относится данная реакция? Является ли данная реакция качественной на карбонильную группу?

Опыт 8. Получение 2,4-динитрофенилгидразона бензальдегида

В пробирку помещают несколько кристаллов солянокислого 2,4- динитрофенилгидразина, ацетата натрия и добавляют 1 мл воды. Со­держимое пробирки встряхивают до полного растворения веществ. К раствору приливают 3-4 капли бензальдегида и встряхивают до выпа­дения кристаллов.

Вопросы и задания

Напишите уравнение реакции.

Можно ли данную реакцию отнести к качественным реакциям на альдегиды и кетоны? Почему?

Опыт 9. Реакция с солянокислым гидроксиламином

В две пробирки помещают по две капли соответственно ацеталь­дегида и ацетона и прибавляют 1 мл раствора солянокислого гидро- ксиламина. Смеси нагревают на водяной бане и добавляют в каждую пробирку по одной капле метилового оранжевого.

Вопросы и задания

Напишите соответствующие уравнения реакций.

Объясните, почему данную реакцию можно использовать для количественного определения альдегидов.

Опыт 10. Получение ацетона из ацетата натрия

В сухую пробирку насыпают обезвоженный ацетат натрия (вы­сота слоя 8-10 мм) и закрывают пробкой с газоотводной трубкой. Конец трубки помещают в пробирку с 1 мл воды. Приемную про­бирку охлаждают в стаканчике с холодной водой. Соль нагревают на пламени спиртовки. Водный раствор ацетона используют для сле­дующего опыта.

Вопросы и задания

1. Напишите уравнение получения ацетона. К какому типу отно­сится данная реакция?

По каким характерным признакам можно доказать образова­ние ацетона?

Какова растворимость ацетона в воде?

Опыт 11. Йодоформная реакция кетонов

В две пробирки приливают по три капли раствора йода в йодис­том калии и по 0,5 мл раствора гидроксида натрия. К обесцвеченным растворам добавляют в одну - две капли раствора ацетона (получен­ного в предыдущем опыте), в другую - две капли диэтилкетона.

Вопросы и задания

По каким признакам можно судить об образовании йодофор­ма? Напишите уравнения реакций.

Характерна ли йодоформная реакция для всех кетонов?

В общем выводе о работе ответьте на следующие вопросы.

Почему низкомолекулярные альдегиды и кетоны хорошо ра­створяются в воде?

Какими еще лабораторными способами можно получить аль­дегиды?

Какие продукты реакции характерны при окислении альдегидов?

Охарактеризуйте способность альдегидов к окислению и объяс­ните ее, исходя из структурных особенностей альдегидной группы. Почему окисление бензальдегида протекает даже на воздухе?

Лабораторная работа № 7