Тема: Углеводороды

Демонстрационные эксперименты

Получение метана

Реактивы: Ацетат натрия (безводный!), гидроксид натрия.
В сухую пробирку вносят тщательно прокаленный ацетат натрия и гидроксид натрия в соотношении 1:3 (по объему пробирки). В пробирку вставляют пробку с газоотводной трубкой и проверяют прибор на герметичность. После проверки прибор начинают нагревать, сначала умеренно, затем все более и более сильно. Образующийся метан собирают в пробирку методом вытеснения воды, а затем поджигают газ в пробирке. Он сгорает подобно водороду. Если был получен не чистый метан, он сгорит с таким же звуком как и "гремучий газ". Тогда можно пояснить, что легкая воспламеняемость смесей метана с воздухом - причина взрывов бытового газа. Если же в пробирке был чистый метан, а его выделение из прибора проходит активно, то можно поджечь ее прямо у газоотводной трубки. В этом случае можно наблюдать красивое пламя метана. По окончании эксперимента пишут уравнение горения метана, реакцию получения обычно не указывают.

Получение этилена и его свойства

Реактивы: Этанол (96%), серная кислота конц., перманганат калия, бромная вода.
В пробирку или, что лучше в колбу Вюрца наливают 5 мл этанола и 2 мл кислоты (или другие количества в соответствующем отношении). Смесь нагревают до 180 градусов, когда начинает выделяться этилен (температурный режим следует соблюдать; при другой температуре образуется эфир). Сначала этилен собирают в пробирку методом вытеснения воды и поджигают (газ сгорает). Затем газоотводную трубку последовательно опускают в стаканчики или ванночки со слабыми растворами перманганата калия и с брома (бромной водой). Наблюдают исчезновение (или значительное ослабление окраски). Процессы комментируют, пишут уравнения реакций.

Получение ацетилена

Реактивы: Карбид кальция, перманганат калия, вода.
В коническую колбу объемом 100 мл кладут кусочек карбида кальция, наливают воду и затыкают пробкой с резиновой трубкой. Сначала выделяющийся газ пропускают в подкисленный раствор перманганата калия, затем резиновую часть трубки снимают и собирают газ в пробирку, после чего поджигают. Газ сгорает коптящим пламенем.

Свойства бензола

Реактивы: Бензол, перманганат калия, бром, азотная кислота (65%), серная кислота конц., железные опилки.

1. Запах бензола. Учащимся дают понюхать в пробирке бензол, и отмечают, что название "ароматические углеводороды" на прямую не связано с "ароматом" бензола, а связано со свойствами других родственных веществ. Например бензальдегид имеет запах миндаля.
2. Отношение к воде и перманганату калия. В химический стакан наливают раствор перманганата калия (не слишком концентрированный), а затем бензол. Смесь расслаивается, причем граница раздела двух фаз становится зеркальной, но перманганат не обесцвечивается.
3. Горение бензола (под тягой!). В фарфоровую чашку наливают 1 мл бензола и поджигают горящей лучинкой. Бензол сгорает ярким коптящим пламенем. Примечание: категорически советую проводить опыт под тягой, т.к. в нашей школе пришлось отмывать потолок от копоти!
4. Бромирование бензола. В круглодонную колбу с длинной вертикальной трубкой ("обратный холодильник") наливают 4 мл бензола и 2 мл чистого (!) брома. Реакция не протекает. Затем в смесь на кончике ножа добавляют железных опилок (катализатор) и закрывают пробкой с холодильником. Начинается довольно бурная реакция, по окончании которой на дно оседает тяжелый слой бромбензола.
5. Нитрование бензола. В колбу с обратным холодильником наливают 8 мл концентрированной серной кислоты и 5 мл азотной (65%). Полученную нитрующую смесь охлаждают под сильной струёй воды. Затем добавляют 5 мл бензола. Смесь встряхивают. Если реакция пойдет медленно. Всплывающий желтый слой и есть нитробензол. Его можно отделить на делительной воронке и использовать для дальнейших опытов (получение анилина и др.). Внимание! Нитробензол ядовит! (ТЯГА!).

Горение нефти и продуктов её переработки

Реактивы: Нефть сырая, керосин, бензин, бензол. На фарфоровые пластинки поочередно наносят по несколко капель указанных веществ. Отмечают, закономерность состава фракции и характера горения (коптящее/не коптящее).

Практическая работа №1

Определение углерода и водорода в парафине

Реактивы: Парафин, оксид меди (2), сульфат меди (безводный), известковая вода.
В пробирку кладут оксид меди и парафин в отношении 1:5. На стенку пробирки аккуратно кладут сульфат меди. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой и проверяют на герметичность. Пробирку начинают нагревать. Когда парафин расплавится, трубку опускают в стаканчик с известковой водой. Нагревание продолжают 5-10 минут, при этом: известковая вода мутнеет, сульфат меди синеет, на дне пробирки образуются зернышки металлической меди.