Лабораторная работа № 12.1

Общая методика проведения всех опытов с использованием капельных реакций приведена на с. 108.

Опыт 1. Обнаружение в растворе и сопоставление силы карбоновых кислот

В опыте используются: 0,5 н растворы муравьиной, уксусной, щавелевой (НООС-СООН) кислот, универсальная индикаторная бумага, свежеприготовленный насыщенный раствор Ca(OH)₂.

Опыт 1а. Наносят разными пипетками по одной капле раствора каждой кислоты на универсальную индикаторную бумагу и отмечают для каждого случая значение рН раствора кислоты.

В лабораторном журнале напишите уравнения реакций электролитической диссоциации в водных растворах всех изученных кислот.

В выводах укажите:

– что является аналитическим сигналом при обнаружении в растворе любой кислоты, в т.ч. и карбоновой;

– в какой последовательности убывает сила изученных кислот, и как это связано с их строением (для этого сопоставьте значения рН растворов данных кислот).

Опыт 1б. На предметное стекло в трех местах наносят разными пипетками по 1 капле растворов данных кислот. В эти же точки добавляют по 1 капле насыщенного раствора Ca(OH)₂ и перемешивают полученные смеси стеклянными палочками.

В лабораторном журнале отметьте наблюдаемые отличия в точках с разными кислотами и напишите уравнение реакции каждой кислоты с Ca(OH)₂, обозначив растворимость или нерастворимость образовавшихся солей.

В выводах укажите:

– как называется реакция кислот со щелочами, в данном случае с Ca(OH)₂;

– для какой органической кислоты из изученного ряда данная реакция является качественной и почему.

При необходимости (в соответствии с рабочей программой изучаемой дисциплины) проводят следующие дополнительные опыты (без капельных реакций).

Опыт 2. Реакция этерификации

Внимание! Опыт проводится в вытяжном шкафу под тягой!

В опыте используются:

– реактивы: этиловый спирт с массовой долей 96 %, ледяная уксусная (или муравьиная) кислота, концентрированная H₂SO₄, насыщенный раствор NaCl;

– посуда и оборудование: пробирка на 10 см³ с обратным воздушным холодильником, держатель пробирок, водяная баня, электроплитка, термометр на 100 ⁰С.

В сухую пробирку наливают 3 см³ этилового спирта и 2 см³ ледяной уксусной (или муравьиной) кислоты, добавляют 2 капли концентрированной H₂SO₄, при этом образуется гомогенная реакционная смесь. Пробирку закрывают пробкой с обратным воздушным холодильником, закрепляют в держателе и помещают в предварительно нагретую до 70 ⁰С водяную баню (так, чтобы уровень воды был выше уровня смеси), нагревают при этой температуре продолжительностью 5-7 мин, производя осторожное перемешивание содержимого пробирки (встряхиванием или вращением без разбрызгивания!).

После этого пробирку снаружи охлаждают проточной водой, добавляют в нее 2 см³ насыщенного раствора NaCl для лучшего отделения (методом высаливания) образовавшегося сложного эфира от одновременно образующейся воды.

На образование сложного эфира (в данном опыте этилацетата) указывает появление в верхней части реакционной смеси бесцветной жидкости с приятным фруктовым запахом. Следовательно, аналитическим сигналом в данной реакции является превращение исходной гомогенной среды в гетерогенную и появление специфического фруктового запаха образовавшегося этилацетата.

Напишите уравнение проведенной реакции.

В выводах укажите:

– к какому типу реакций относится изученная реакция (приведите символ ее механизма);

– какова в ней роль спирта (электрофилом или нуклеофилом он в данном случае является);

– как называется обратная реакция;

– какую роль в прямом и обратном процессах выполняет протон;

– какие факторы позволяют смещать равновесие в прямом и обратном направлениях.

Опыт 3. Декарбоксилирование щавелевой кислоты

В опыте используются:

– реактивы: кристаллическая щавелевая кислота (НООС-СООН), свежеприготовленный насыщенный раствор Ca(OH)₂;

– посуда и оборудование: пробирка на 10 см³ (2 шт.), газоотводная трубка, держатель пробирок, шпатель, спиртовка, спички.

В сухую пробирку помещают полный шпатель (примерно 1 г) щавелевой кислоты и закрывают ее пробкой с газоотводной трубкой. Закрепляют пробирку с кислотой в пробиркодержателе, конец газоотводной трубки опускают в другую пробирку с известковой водой (раствор Ca(OH)₂). Нагревают нижнюю часть пробирки с кислотой над пламенем спиртовки (не касаясь пламенем стекла!).

В лабораторном журнале отметьте, что наблюдается в пробирках с кислотой и с Ca(OH)₂.

Напишите уравнение реакции, наблюдаемой в каждой из двух пробирок.

В выводах укажите:

– к какому типу реакций относится реакция, проходящая при нагревании карбоновых кислот, и как она называется;

– почему для органических кислот эти реакции характерны и являются качественными;

– что в них является аналитическим сигналом.