ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 20
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лабораторна робота № 13
Тема: Властивості бензену та його аналогів
Мета: вивчити методи одержання, фізико-хімічні властивості ароматичних вуглеводнів.
Реактиви: бензол, толуол, 1%-ний розчин перманганату калію, 2н розчин сірчаної кислоти, 10%-ний розчин гідроксиду натрію, 10%-ний розчин сірчаної кислоти, бромна вода, 5%-ний розчин карбонату натрію, концентрована сірчана кислота, концентрована нітратра кислота,.
Обладнання: вигнуті газовідвідні трубки, ступки, скляні палички, стакани на 50 і 100 мл, пробірки, зворотні холодильники до пробірок, водяні бані, піпетки, лід, фільтрувальний папір, предметне скло.
Хід роботи
Дослід 1. Дія бромної води на бензол
У пробірку вносять 1 мл бензолу і 1 мл бромної води. Реакційну суміш у пробірці добре перемішують і відстоюють. Спостерігають, що бром краще розчиняється в бензолі, тому бензол екстрагує його з водного розчину. Верхній шар (бензольний) забарвлюється в коричневий колір. При цьому не відбувається знебарвлення бромної води.
Дослід 2. Дія перманганату калію на бензол та толуол
У 2 пробірки вносять по 1 мл бензолу та толуолу, додають1 мл 1%-го розчину перманганату калію, 0,5 мл 2н розчину сульфатної кислоти. Вміст пробірки інтенсивно перемішують. Знебарвлення перманганату калію не спостерігається. Пробірки нагрівають на киплячій водяній бані. Відбувається окиснення розчину перманганату калію при взаємодії його з толуолом.
Про що це свідчить? Чому перманганат калію окислює толуол і не взаємодіє з бензолом? Відповідь обґрунтуйте. Запишіть рівняння окиснення перманганатом калію толуолу, етилбензолу, пропілбензолу.
Дослід 3. Горіння бензолу.
В фарфорову чашку внесіть 1–2 краплі бензолу й підпаліть його (дослід проводьте під тягою!). Складіть рівняння горіння бензолу. Чому бензол горить кіптявим полум’ям?
Дослід 4. Окислення толуолу в лужному середовищі.
У пробірку поміщають суміш 0,5 мл толуолу і 0,5 мл 0,1 %-го розчину перманганату калію з содою. Суміш, постійно збовтуючи, нагрівають на водяній бані. Рожеве забарвлення розчину поступово зникає, перетворюючись на буре. Які продукти утворюються в результаті цієї реакції?
Дослід 5. Окислення бічних ланцюгів гомологів бензолу KMnO4 у кислому середовищі.
У пробірку з 5 краплями води поміщають 1 краплю 0,1 н. KMnO4 і 1 краплю конц. H2SO4. Додають 1 краплю толуолу C6H5CH3 й, енергійно струшуючи, нагрівають над полум’ям пальника. Які зміни спостерігають під час нагрівання?
Дослід 7. Отримання бензолсульфокислоти.
У пробірку поміщають 0,5 мл бензолу і 0,5 мл концентрованої сульфатної кислоти. Вміст пробірки нагрівають на водяній бані до отримання однорідного розчину, а потім виливають у пробірку з водою. Якщо сульфування закінчене, утворюється прозорий розчин.
Дослід 8. Нітрування толуолу.
У пробірку поміщають 3 краплі концентрованої сульфатної кислоти та 2 краплі концентрованої нітратної кислоти, додають 2 краплі толуолу, обережно перемішують, струшуючи пробірку, протягом 2–3 хвилин та обережно нагрівають на полум’ї газового пальника або електроплитці (із закритим нагрівальним елементом).
Через деякий час вміст пробірки охолоджують, а потім виливають у пробірку, яка містить приблизно 10 краплин води. Збовтавши вміст пробірки, обережно визначають запах продукту реакції – нітротолуол має запах, який нагадує запах гіркого мигдалю.
Завдання для самостійної роботи
1. Розрахуйте об’єм повітря (н.у.), необхідний для повного спалювання 4,6 кг толуолу.
Для розрахунку об'єму повітря (н.у.), необхідного для повного спалювання 4,6 кг толуолу, спочатку потрібно знайти мольну масу толуолу, використовуючи його молярну масу. Молярна маса толуолу дорівнює 92,14 г/моль.
Маса толуолу: 4,6 кг = 4600 г
Мольна маса толуолу: 92,14 г/моль
Тепер знаходимо кількість молей толуолу:
Кількість молей = Маса / Молярна маса
Кількість молей = 4600 г / 92,14 г/моль
Знайдемо об'єм повітря (н.у.), який містить необхідну кількість молей толуолу. Для цього використовується стехіометрія реакції спалювання толуолу.
Збалансоване рівняння реакції спалювання толуолу:
C7H8 + 9O2 -> 7CO2 + 4H2O
З рівняння видно, що для спалювання 1 моля толуолу потрібно 9 молей кисню. Таким чином, об'єм повітря (н.у.) буде дорівнювати кількості молей толуолу помноженій на 9.
Об'єм повітря (н.у.) = Кількість молей толуолу * 9
Підставимо значення:
Об'єм повітря (н.у.) = (4600 г / 92,14 г/моль) * 9
Виконуємо розрахунок:
Об'єм повітря (н.у.) = 50 моль * 9 = 450 моль
Таким чином, для повного спалювання 4,6 кг толуолу необхідно 450 моль повітря (н.у.).
2. Знайдіть масу бромобензолу, котру можна одержати при взаємодії 166 г бензолу із 110 мл брому (густина 3,1 г/см3) у присутності каталізатора.
3. Який об’єм водню (н.у.) виділиться при одержанні толуолу під час дегідроциклізації 5,66 мл н-гептану (густина 0,708 г/см3)?
4. Розрахуйте масу бензолу, яку можна одержати з ацетилену, добутого з 128 г кальцій карбіду (масова частка домішок у ньому 3,4%).