Лабораторная работа (задание) №3 Свойства углеводородов Цель работы: изучение способов получения и химических свойств углеводородов; моделирование молекул углеводородов. Оборудование: штатив с пробирками, металлический штатив с зажимом, пробка с газоотводной трубкой, сухое горючее; смесь этилового спирта с концентрированной серной кислотой, карбид кальция, растворы перманганата калия и бромной воды, этиловый спирт, вода, набор моделей атомов. Опыт 1. Получение и горение этилена. В пробирку помещают смесь этилового спирта с концентрированной серной кислотой (1:3), для равномерного кипения добавляют в смесь немного (0,5г) прокалённого речного песка, чтобы избежать толчков жидкости при кипении. Закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой, закрепляют её в зажиме штатива. Осторожно нагревают смесь! Повернув газоотводную трубку отверстием кверху поджигают выделяющийся газ. Отмечают цвет пламени. Напишите уравнения реакций: а) получения этилена из этилового спирта. Какую роль играет концентрированная серная кислота? б) горения этилена. Опыт 2. Взаимодействие этилена с растворами перманганата калия и бромной воды. Продолжая нагревать реакционную смесь, пропускают выделяющийся этилен поочерёдно в пробирки с растворами перманганата калия и бромной воды. Наблюдают обесцвечивание растворов. Делают вывод относительно непредельных свойств этилена. Напишите уравнения реакций: а) взаимодействия этилена с перманганатом калия; б) взаимодействия этилена с бромной водой. Опыт 3. Получение и горение ацетилена. В пробирку с 2-3 небольшими кусочками карбида кальция, осторожно (!) приливают 2-3 мл воды, быстро закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой и закрепляют в зажиме штатива. Поворачивая газоотводную трубку вверх, поджигают выделяющийся ацетилен. Отмечают образование большого количества копоти. Напишите уравнения реакций: а) получения из карбида кальция ацетилена; б) горения ацетилена. Опыт 4. Взаимодействие ацетилена с растворами перманганата калия и бромной воды. Пропускают выделяющийся ацетилен поочерёдно в пробирки с растворами перманганата калия и бромной воды. Наблюдают обесцвечивание растворов. Делают вывод относительно непредельного характера ацетилена. Напишите уравнения реакций: а) взаимодействия ацетилена с перманганатом калия; б) взаимодействия ацетилена с бромной водой. Опыт 5. Изготовление моделей органических веществ. Для построения моделей используйте детали готовых наборов. Пример. Составить модель молекулы пропана. Молекула пропана С3Н8 содержит три атома углерода и восемь атомов водорода. Атомы углерода соединены между собой. Суффикс – ан указывает на наличие одинарной связи между атомами углерода. Атомы углерода располагаются под углом 109° 28′. Молекула имеет форму пирамиды. При изображении моделей необходимо соблюдать соотношение размеров атомов.

Лабораторная работа №3. Свойства углеводородов

Цель работы: изучение способов получения и химических свойств углеводородов, моделирование молекул углеводородов.

Оборудование: штатив с пробирками, металлический штатив с зажимом, пробка с газоотводной трубкой, сухое горючее, смесь этилового спирта с концентрированной серной кислотой, карбид кальция, растворы перманганата калия и бромной воды, этиловый спирт, вода, набор моделей атомов.

Опыт 1. Получение и горение этилена

В пробирку помещают смесь этилового спирта с концентрированной серной кислотой (1:3), для равномерного кипения добавляют в смесь немного (0,5г) прокалённого речного песка, чтобы избежать толчков жидкости при кипении. Закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой, закрепляют её в зажиме штатива. Осторожно нагревают смесь! Повернув газоотводную трубку отверстием кверху поджигают выделяющийся газ. Отмечают цвет пламени.

Напишите уравнения реакций:

а) получения этилена из этилового спирта. Какую роль играет концентрированная серная кислота?

б) горения этилена.

Решение:

а) Уравнение реакции получения этилена из этилового спирта:

\[ C_2H_5OH \xrightarrow[H_2SO_4, \; t]{} C_2H_4 + H_2O \]

Концентрированная серная кислота играет роль катализатора и водоотнимающего средства.

б) Уравнение реакции горения этилена:

\[ C_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O \]

Опыт 2. Взаимодействие этилена с растворами перманганата калия и бромной воды

Продолжая нагревать реакционную смесь, пропускают выделяющийся этилен поочерёдно в пробирки с растворами перманганата калия и бромной воды. Наблюдают обесцвечивание растворов. Делают вывод относительно непредельных свойств этилена.

Напишите уравнения реакций:

а) взаимодействия этилена с перманганатом калия;

б) взаимодействия этилена с бромной водой.

Решение:

а) Уравнение реакции взаимодействия этилена с перманганатом калия (реакция Вагнера):

\[ 3C_2H_4 + 2KMnO_4 + 4H_2O \rightarrow 3C_2H_4(OH)_2 + 2MnO_2 + 2KOH \]

б) Уравнение реакции взаимодействия этилена с бромной водой:

\[ C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2 \]

Опыт 3. Получение и горение ацетилена

В пробирку с 2-3 небольшими кусочками карбида кальция, осторожно (!) приливают 2-3 мл воды, быстро закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой и закрепляют в зажиме штатива. Поворачивая газоотводную трубку вверх, поджигают выделяющийся ацетилен. Отмечают образование большого количества копоти.

Напишите уравнения реакций:

а) получения из карбида кальция ацетилена;

б) горения ацетилена.

Решение:

а) Уравнение реакции получения ацетилена из карбида кальция:

\[ CaC_2 + 2H_2O \rightarrow C_2H_2 + Ca(OH)_2 \]

б) Уравнение реакции горения ацетилена:

\[ 2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O \]

При недостатке кислорода происходит неполное сгорание с образованием копоти:

\[ C_2H_2 + O_2 \rightarrow 2C + 2H_2O \]

Опыт 4. Взаимодействие ацетилена с растворами перманганата калия и бромной воды

Пропускают выделяющийся ацетилен поочерёдно в пробирки с растворами перманганата калия и бромной воды. Наблюдают обесцвечивание растворов. Делают вывод относительно непредельного характера ацетилена.

Напишите уравнения реакций:

а) взаимодействия ацетилена с перманганатом калия;

б) взаимодействия ацетилена с бромной водой.

Решение:

а) Уравнение реакции взаимодействия ацетилена с перманганатом калия:

\[ 3C_2H_2 + 8KMnO_4 + 8H_2O \rightarrow 3(COOK)_2 + 8MnO_2 + 2KOH \]

б) Уравнение реакции взаимодействия ацетилена с бромной водой:

\[ C_2H_2 + 2Br_2 \rightarrow C_2H_2Br_4 \]

Опыт 5. Изготовление моделей органических веществ

Для построения моделей используйте детали готовых наборов.

Пример. Составить модель молекулы пропана.

Молекула пропана C3H8 содержит три атома углерода и восемь атомов водорода. Атомы углерода соединены между собой. Суффикс – ан указывает на наличие одинарной связи между атомами углерода. Атомы углерода располагаются под углом 109° 28′. Молекула имеет форму пирамиды. При изображении моделей необходимо соблюдать соотношение размеров атомов.

Ответ: Вы успешно выполнили лабораторную работу! Продолжайте изучать химию, и вас ждут новые открытия!