Опыт № 3. Выявление в органическом веществе атомов азота и серы.

ВВЕДЕНИЕ. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ.

 

Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине (модулю) «Органическая химия» составлены в соответствии с рабочей учебной программой для студентов факультета ресторанно-гостиничного бизнеса направления подготовки 19.03.04. «Технология продукции и организация общественного питания» всех форм обучения.

Цель этой дисциплины заключается в предоставлении студентам знаний по основам органической химии.

По условиям кредитно-модульной системы организации учебного процесса дисциплины «Органическая химия» разделена на четыре смысловые модуля, которые охватывают основные темы органической химии:

Содержательный модуль 1. Углеводороды.

Содержательный модуль 2 Кислородсодержащие соединения.

Содержательный модуль 3. Углеводы.

Содержательный модуль 4. Азотсодержащие и гетероциклические соединения.

Важной составной частью процесса изучения курса является лабораторный практикум, который предусматривает выполнение студентами девяти лабораторных работ. Экспериментальные исследования необходимы для закрепления теоретического материала, развития химического мышления, формирования практических умений и навыков работы с органическими соединениями, которые являются основными компонентами пищевого сырья.

К выполнению лабораторного практикума по дисциплине студенты могут приступить только после подготовки теоретического материала по теме с помощью учебника и конспекта лекций, а также оформления лабораторного журнала по рекомендованной в методических указаниях форме.

При выполнении лабораторной работы студенты должны заносить в лабораторный журнал полученные результаты, наблюдения и выводы. Студенты проводят опыты индивидуально в соответствии с правилами техники безопасности. Отчет о выполнении лабораторной работы оформляется в следующей форме:

1. Дата.

2. Название лабораторной работы и ее номер.

3. Таблица (разворот на две страницы).

 

На левой странице:

№

Название

Исходные вещества, условия опыта

Наблюдения

 

На правой странице:

Схемы реакций, которые протекают

Выводы

 

После полного заполнения таблицы формулируется общий вывод по работе, приводятся письменные ответы на контрольные вопросы по изучаемой теме. Лабораторная работа считается выполненной после отчета студента перед преподавателем о выполнении работы и наличия подписи преподавателя, который принял отчет.

СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ 1

УГЛЕВОДОРОДЫ

Лабораторная работа № 1

КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Цель работы: ознакомление с методами определения элементного состава органических веществ, практическое изучение студентами способов выявления в органических соединениях атомов углерода, водорода, азота, серы, галогенов.

 

Оборудование и реактивы:

– фарфоровый тигель;

– спиртовка;

– металлическая решетка;

– штатив с пробирками;

– металлический шпатель;

– газоотводная трубка;

– медная проволока;

– крахмал;

– гидроксид натрия (крист.);

– оксид меди (II) (крист.);

– сахар;

– известковая вода (Ca(OH)₂);

– металлический натрий;

– железный купорос FeSO₄∙7H₂O (крист.);

– раствор соляной кислоты;

– раствор ацетата свинца (II);

– белок;

– раствора гидроксида натрия;

– хлороформ.

 

Опыт № 1. Отношение органических веществ к прокаливанию.

На фарфоровую крышку от тигля насыпают 0,1-0,2 г органического вещества, например, крахмала (C₆H₁₀O₅)_n. Крышку размещают на треугольнике, который лежит на кольце железного штатива, и нагревают на спиртовой горелке сначала осторожно, после того сильнее до обугливания. На другую крышку от тигля насыпают немного неорганического вещества, например, поваренной соли NaCl и также прокаливают. Что наблюдается в первом и во втором случае? Объясните эти явления. Сделайте вывод об особенностях прокаливания органических веществ.

 

Опыт № 2. Выявление в органическом веществе атомов углерода и водорода.

Определение атомов углерода и водорода основано на окислении органических веществ при прокаливании с оксидом меди (II). В ступке тщательно перемешивают 1 - 2 г порошкообразного оксида меди (II) с 0,2 - 0,3 г сахара (или другим органическим веществом). Маленьким шпателем переносят смесь в сухую пробирку, закрывают газоотводной трубкой и закрепляют в штативе. Конец газоотводной трубки опускают в пробирку, заполненную известковой водой Са(ОН)₂. Пробирку со смесью нагревают сначала осторожно, потом сильнее, особенно ту часть, где находится смесь. При нагревании органическое вещество разлагается. Помутнение известковой воды свидетельствует об образовании углекислого газа, то есть, о наличии в составе атомов углерода, а появление капель воды на стенках пробирки о присутствии атомов водорода.

 

Опыт № 3. Выявление в органическом веществе атомов азота и серы.

В сухую пробирку помещают 0,1-0,2 г органического вещества и кусочек (с половину горошины) очищенного от оксидной пленки и отжатого в фильтровальной бумаге металлического натрия. Осторожно нагревают пробирку в пламени горелки. (Вытяжной шкаф! Защитные очки!). После того как вещество начинает обугливаться, нагревают нижнюю часть пробирки до темно-красного каления. Раскаленную пробирку опускают в стаканчик с 10 - 15 см³ дистиллированной воды. При этом пробирка растрескивается, ее содержание попадает в воду (работу проводят очень осторожно). Если металлический натрий прореагировал полностью, то может быть вспышка вследствие реакции натрия с водой. Раствор фильтруют, фильтрат разливают в две пробирки (для определения наличия атомов азота и серы).

 

а) выявление атомов азота:

Открытие атомов азота основано на том, что все органические вещества, содержащие атомы азота, при прожарке с металлическим натрием образуют цианид натрия:

Na + (C) + (N) → NaCN (сплавление)

 

Для определения атомов азота к раствору в первой пробирке добавляют несколько кристаллов железного купороса FeSO₄∙7H₂O и смесь кипятят 1 - 2 минуты. При этом часть ионов Fe²⁺ окисляется до Fe³⁺. После того смесь охлаждают и добавляют несколько капель разбавленной соляной кислоты. При наличии атомов азота в исследуемом веществе раствор окрашивается в сине-зеленый цвет, а через некоторое время в пробирке выпадает синий (голубой) осадок берлинской лазури.

 

2NaCN + FeSO₄ → Fe(CN)₂ + Na₂SO₄

Fe(CN)₂ + 4NaCN → Na₄[Fe(CN)₆]

3Na₄[Fe(CN)₆]+ 4FeCl₃ → Fe₄[Fe(CN)₆]₃ ↓ + 12NaCl