Опыт 4. Получение йодоформа из этилового спирта

Лабораторная работа №7

Галогенпроизводные углеводородов

Цель: экспериментальное получение и изучение свойств галогенпроизводных углеводородов.

Опыт 1. Получение бромистого этила.

Реактивы и материалы: этиловый спирт; бромид калия (порошок); серная кислота (d = 1,84 г/см³).

В пробирку с отводной трубкой помещают 3 капли спирта, 2 капли воды и 3 капли серной кислоты. Охладив разогревшуюся спирто-кислотную смесь, в нее помещают на конце микролопатки несколько кристаллов бромида калия.

Пробирку укрепляют наклонно в лапке штатива и осторожно нагревают содержимое пробирки до кипения. Конец отводной трубки погружают в другую пробирку, содержащую 6-7 капель воды и охлаждаемую льдом.

Нагревание ведут до исчезновения кристаллов бромида калия в реакционной пробирке. В приемнике образуется два слоя: нижний – бромистый этил, верхний – вода. С помощью пипетки удаляют верхний слой.

Стеклянной палочкой вносят 1 каплю бромистого этила в пламя горелки. Пламя окрашивается по краям в зеленый цвет.

Химизм процесса:

С₂Н₅ОН + НО—SO₃Н → С₂Н₅ – О – S0₃H + Н₂О

этилсерная кислота

КВr + H₂SO₄ → НВr + KHSO₄

гидросульфат калия

С₂Н₅ – О – S0₃H + HBr → C₂H₅Br + H₂SO₄

бромистый этил

Наиболее удобным способом получения галогеналкилов является замещение гидроксильной группы спиртов R—ОН на галоген. Получение галогенопроизводных из спиртов применяется в больших масштабах, так как спирты – легкодоступные и хорошо изученные соединения. В некоторых случаях при получении галогеналкилов вместо галогеноводородов применяют галогениды фосфора.

Опыт 2. Получение хлористого этила.

Реактивы и материалы: этиловый спирт; серная кислота (d = 1,84 г/см³).

В пробирку насыпают мелкие кристаллы хлорида натрия (слой высотой 1 мм), затем добавляют 3 капли этилового спирта, 3 капли концентрированной серной кислоты и нагревают смесь в пламени горелки.

Время от времени подносят отверстие пробирки к пламени горелки. Выделяющийся хлористый этил загорается, образуя характерное колечко, окрашенное в зеленый цвет.

Химизм процесса:

С₂Н₅ОН + НО—SO₃Н → С₂Н₅ – О – SO₃H + Н₂О

NaCl + H₂SO₄ → HCl + NaHSO₄

С₂Н₅ – О – SO₃H + HCl → C₂H₅Cl + H₂SO₄

Хлористый этил — газ, легко сгущается в жидкость с т. кип. 12,4°С.

Опыт 3. Определение хлора действием металлического натрия на спиртовой раствор органического вещества (метод А. В. Степанова).

Реактивы и материалы: хлороформ; этиловый спирт; металлический натрий; нитрат серебра, 0,1 н. раствор; азотная кислота, 0,1 н. раствор.

В пробирку помещают 3 капли хлороформа, 3 капли этилового спирта и взбалтывают. Затем вводят в раствор кусочек металлического натрия величиной со спичечную головку. Смесь в пробирке начинает бурно кипеть, и для охлаждения пробирку погружают в холодную воду.

Жидкость в пробирке мутнеет или из нее выпадает осадок плохо растворимого в спирте хлорида RC1. По окончании выделения пузырьков водорода проверяют, полностью ли растворился металлический натрий. Если натрий растворился, приливают к смеси 3-4 капли дистиллированной воды и добавляют разбавленную азотную кислоту до кислой реакции.

Затем прибавляют 2-3 капли раствора нитрата серебра – выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра.

Химизм процесса:

2С₂Н₅ОН + 2Na → 2C₂H₅ONa + Н₂

этилат натрия

RC1 + 2H⁺ → R-H + HC1

углеводород

R-Cl + C₂H₅ONa → R-O-C₂H₅ + NaCl

простой эфир

HC1 + C₂H₅ONa → C₂H₅OH + NaCl

NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃

Реакцию образования нерастворимых серебряных солей галогеноводородных кислот при действии азотнокислого серебра непосредственно нельзя использовать для определения галогена в органических соединениях, так как они не диссоциируют на ионы и в растворе нет ионов галогена.

Необходимо сначала перевести галоген в неорганическое соединение – в данном случае хлорид натрия. При действии водорода в момент выделения происходит отщепление галогена.

Опыт 4. Получение йодоформа из этилового спирта.

Реактивы и материалы: этиловый спирт; едкий натр, 2 н. раствор; раствор йода в йодиде калия. Оборудование: микроскоп; предметное стекло.

В пробирку помещают 1 каплю этилового спирта, 3 капли раствора йода в иодиде калия и 3 капли раствора едкого натра. Содержимое пробирки нагревают, не допуская закипания раствора, так как в кипящем растворе йодоформ расщепляется щелочью.

Появляется беловатая муть, из которой постепенно при охлаждении образуются кристаллы йодоформа. Если муть растворяется, то добавляют еще 3-4 капли раствора йода к теплой реакционной смеси и тщательно перемешивают содержимое, пока не начнется выделение кристаллов.

Две капли осадка переносят на предметное стекло и рассматривают их под микроскопом (рис. 5). Кристаллы йодоформа имеют вид шестиугольников или шестиконечных снежинок. Химизм процесса:

I₂ + 2NaOH → NaOI + NaI + Н₂O Рис. 4.

NaOI → NaI + [О]

CH₃CH₂OH + [O] → CH₃COH + H₂O

CH₃COH + 3I₂ → CI₃COH + 3HI

CI₃COH + NaOH → CHI₃ + HCOONa

Йодоформ образует кристаллы желтого цвета с температурой плавления 119°С, обладает сильным, очень навязчивым запахом. Это прекрасный антисептик.

Опыт 5. Получение бромбензола.

Реактивы и материалы: бензол; бром; железо (опилки); натронная известь; едкий натр, 2 н. раствор. Оборудование: пробирка с плотно вставленной изогнутой отводной трубкой: стеклянная трубка-поглотитель; ватный тампон; водяная баня, термометр.

Специальное указание: опыт проводят в вытяжном шкафу!

В сухую пробирку помещают немного железных опилок, 5 капель бензола и 2 капли брома. Отверстие пробирки сразу же закрывают пробкой с газоотводной трубкой, к которой прикреплена стеклянная трубка-поглотитель с натронной известью (рис.5). Рис. 5.

Реакция начинается немедленно, смесь при этом почти не разогревается. После того как в реакционной пробирке прекратится выделение пузырьков НВr и исчезнут окрашенные пары брома, ее помещают в водяную баню и нагревают 2 мин при температуре 60-70⁰С.

Полученный бромбензол охлаждают и промывают от следов брома раствором едкого натра почти до обесцвечивания. Верхний водный слой отбирают при помощи пипетки. С бромбензолом проводят качественную реакцию на галоген. Химизм процесса:

2Fe + ЗВr₂ →2FeBr₃

FeBr₃

С₆Н₆ + Вr₂ → С₆Н₅Вr + НВr