Опыт № 8. Обнаружение углерода и водорода

 

Для обнаружения углерода и водорода исследуемое органическое вещество нагревают в пробирке с сухим оксидом меди (II). При этом из углерода органического вещества и кислорода оксида меди образуется углекислый газ, а из водорода органического вещества и кислорода оксида меди образуется вода. Оксид меди при этом восстанавливается до металлической меди.

 

Рис. 2.1. Прибор для обнаружения углерода и водорода

в органических соединениях

1- пробирка с испытуемым веществом;

2 – пробирка с баритовой или известковой водой

Реактивы:

Сахароза

Оксид меди

Баритовая или известковая вода (водный раствор Ва(ОН)₂ или Са(ОН)₂)

Ход работы:

В сухую чистую пробирку помещают хорошо перемешанную смесь 2,5 г (0,031 моль) сухого порошка оксида меди (II) и 1 г (0,003 моль) измельченного органического вещества (например, сахарозы), плотно закрывают пробкой со вставленной в неё согнутой под прямым углом газоотводной трубкой (рис. 2.1). Пробирку закрепляют держателем, а свободный конец газоотводной трубки опускают в другую пробирку с раствором известковой воды. Известковую воду наливают в пробирку в таком количестве, чтобы конец газоотводной трубки был погружен в раствор. Пробирку с испытуемым веществом осторожно нагревают на пламени горелки:

 

C₁₂H₂₂O₁₁ + 24CuO ® 12CO₂­ + 11H₂O + 24Cu¯

 

Углерод окисляется за счет оксида меди (II) до углекислого газа, который, проходя через известковую воду, образует осадок карбоната кальция:

Сa(OH)₂ + CO₂ ® СaCO₃¯ + H₂O

 

Помутнение раствора известковой воды указывает на присутствие углерода в испытуемом веществе. Появление капель воды на холодной части пробирки с испытуемым веществом указывает на присутствие в органическом веществе водорода.

Опыт № 9. Обнаружение азота

 

Реактивы:

Мочевина

Натронная известь (смесь равных количеств NaOH и Ca(OH)₂ )

Ход работы:

В сухую пробирку помещают 1 г (0,017 моль) мочевины, прибавляют 3 г натронной извести и хорошо перемешивают. На открытый конец пробирки помещают полоску индикаторной бумаги, смоченную водой, и осторожно нагревают на пламени горелки. Если в веществе содержится азот, то он выделяется в виде аммиака, который с влагой лакмусовой бумажки образует гидроксид аммония и изменяет цвет индикатора на синий.

 

NH₃ + H₂O ® NH₄OH ® NH₄⁺ + OH^- (щелочная реакция)

 

Опыт № 10. Обнаружение галогенов (проба Бейльштейна)

 

Реактивы:

Хлороформ (СHCl₃)

Медная проволока

Ход работы:

Медную проволоку, согнутую в виде спирали, прокаливают в пламени спиртовки до исчезновения окрашивания пламени. Проволока покрывается чёрным налётом оксида меди (II). Проволоку охлаждают на воздухе, затем смачивают хлороформом и снова вносят в пламя горелки. Пламя окрашивается в ярко-зеленый цвет парами образовавшихся галогенидов меди.

 

Cu_(т) + Cl·_(г) ® CuCl_(г)

 

Опыт № 11. Обнаружение серы

 

Реактивы:

Тиомочевина

Оксид свинца (PbO)

30%-раствор гидроксида натрия

Ход работы:

В сухую пробирку берут 1г (0,013 моль) тиомочевины, прибавляют 1г (0,005 моль) оксида свинца. Смесь перемешивают, добавляют 2 мл 30%-ного раствора щелочи (0,0015 моль) и осторожно нагревают. Образование черного осадка PbS указывает на наличие серы. В случае небольшого количества серы вместо выпадения осадка раствор окрашивается в коричневый цвет.

 

III. УГЛЕВОДОРОДЫ

 

Углеводородами называются соединения, состоящие из углерода и водорода. Углеводороды делятся на предельные и непредельные; предельные содержат только простые одинарные связи между атомами углерода, непредельные содержат также и кратные связи – двойные или тройные.

Общая формула предельных углеводородов (алканов, парафинов) С_nH_2n+2. Они образуют гомологический ряд алканов:

СН₄ метан СН₃-(СН₂)₄-СН₃ гексан

СН₃-СН₃ этан СН₃-(СН₂)₅-СН₃ гептан

СН₃-СН₂-СН₃ пропан СН₃-(СН₂)₆-СН₃ октан

СН₃-(СН₂)₂-СН₃ бутан СН₃-(СН₂)₇-СН₃ нонан

СН₃-(СН₂)₃-СН₃ пентан СН₃-(СН₂)₈-СН₃ декан.

 

При отнятии одного атома водорода от алкана, образуется радикал, называемым алкилом, имеющий формулу С_nH_2n+1. При образовании названий соответствующих радикалов суффикс –ан алкана заменяется на суффикс –ил:

СН₃- метил; СН₃-СН₂- этил и т.д.

Углеводороды с двойной связью называются алкенами (олефинами). Они имеют общую формулу С_nH_2n. Названия алкенов образуются от соответствующих алканов путём замены суффикса –ан на суффикс –ен, положение двойной связи указывается цифрой:

СН₂=СН₂ этен СН₂=СН-СН₂-СН₃ бутен-1

СН₃-СН=СН₂ пропен СН₃-СН=СН-СН₃ бутен-2.

Когда в молекуле имеется две двойные связи, перед суффиксом – ен прибавляют умножающий префикс ди- (два). Такие углеводороды называются диенами:

СН₂=СН-СН=СН₂ бутадиен-1,3.

Углеводороды с тройной связью, называемые алкинами, имеют общую формулу С_nH_2n-2. Названия алкинов образуются от названий алканов с тем же числом атомов углерода, путём замены суффикса –ан на – ин:

СН≡СН этин (ацетилен) СН≡С-СН₂-СН₃ бутин-1

СН≡С-СН₃ пропин СН₃-С≡С-СН₃ бутин-2

Для предельных углеводородов характерны реакции замещения. Непредельные углеводороды значительно более реакционноспособны, для них характерны реакции присоединения, окисления, полимеризации. Алкины, кроме того, способны к реакциям замещения водорода при тройной связи («псевдокислоты»).