Лабораторная работа №6
Тема: Непредельные углеводороды.
Цель: Экспериментально получить этилен и ацетилен и изучить их свойства.
Оборудования и реактивы: Пробирки большие и маленькие, пробиркодержатели, пипетки, стеклянные палочки, горелка, газоотводная трубка, песок, фильтровальная бумага, дистиллированная вода (H2O), этиловый спирт (C2H5OH), концентрированная серная кислота (H2SO4), перманганат калия (KMnO4), карбид кальция (CaC2), аммиачный раствор хлорида меди.
Теоретическая часть: Этилен – это газ, без цвета и газа, чуть легче воздуха, в воде нерастворим, с воздухом образуют взрывоопасную смесь, ядовит, в природе в чистом виде не встречается, так же, как и его гомологи.
Химические свойства этилена:
1.Гидрирование
2.Галогенирование
3.Гидрогалогенирование
4. Гидратация
5. Окисление
6. Полимеризация
7. Димеризация
Получение:
Лабораторный
В лаборатории этилен получают нагреванием этилового спирта с концентри-рованной серной кислотой.
Промышленный
а) Крекинг и пиролиз нефти.
С7Н16 → С5Н12 + СН2 = СН2
б) Каталитическое дегидрирование этана.
CH3 – CH3 → CH2 = CH2 + H2
Ацетилен – химическое газообразное соединение углерода с водородом, без цвета, со слабым эфирным запахом и сладковатым вкусом.
Химические свойства:
Ацетилен с водой, в присутствии солей ртути и других катализаторов, образует уксусный альдегид (реакция Кучерова). Ацетилен может полимеризироваться в бензол и другие органические соединения (полиацетилен, винилацетилен).
Кроме того, атомы водорода ацетилена относительно легко отщепляются в виде протонов, то есть он проявляет кислотные свойства.
Физические свойства:
При нормальных условиях – бесцветный газ, легче воздуха. Чистый 100% ацетилен не обладает запахом, однако технический ацетилен содержит примеси, которые придают ему резкий запах. Малорастворим в воде, хорошо растворяется в ацетоне. Температура кипения -83.6°C.
Ацетилен требует большой осторожности при обращении. Может взрываться от удара, при нагревании до 500°C или при сжатии до 1,4 при комнатной температуре. Для хранения ацетилена используются специальные баллоны, заполненные пористым материалом, пропитанным ацетоном.
Получение:
Лабораторный.
В лаборатории, а также в газосварочном оборудовании, ацетилен получают действием воды на карбид кальция.
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2
а также при дегидрировании двух молекул метана при температуре свыше 1400°C.
Промышленный.
В промышленности ацетилен получают из карбида кальция и пиролизом углеводородного сырья – метана или пропана с бутаном. Карбидный метод позволяет получать чистый ацетилен, но требует высокого расхода электроэнергии. Пиролиз менее энергозатратен, но образующийся ацетилен имеет низкую концентрацию в газовом потоке и требует выделения. Экономические оценки обоих методов многочисленны, но противоречивы.
Практическая часть:
1. Проделать опыты:
Опыт №1 « Получение этилена и его горение»
В сухую пробирку помещают несколько крупинок песка, 6 капель этилового спирта, 8 капель концентрированной серной кислоты. Закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой и осторожно нагревают смесь на пламени горелки. Выделяющийся газ поджигают у конца газоотводной трубки. Смесь оставить для следующего опыта.
Опыт № 2 «Отношение этилена к окислителям»
Смесь, находящуюся в пробирке после первого опыта нагревают, опускают конец газоотводной трубки в пробирку с раствором перманганата.
Опыт № 3 «Получение ацетилена и его горение»
В пробирку помещают маленький кусочек карбида кальция и 5 капель воды, закрывают пробкой с газоотводной трубкой. Поджигают выделяющийся газ у конца газоотводной трубкой. Пробирку оставить для 4 и 5 опыта.
Опыт № 4 «Отношение ацетилена к окислителям»
В чистую пробирку помещают одну каплю перманганата калия и 4 капли воды. В пробирку с кусочками карбида кальция добавляют две капли воды и закрывают пробкой с газообразной трубкой, конец которой опускают в пробирку с раствором перманганата калия.
Опыт № 5 «Образование ацетилена меди»
В сухую пробирку помещают карбид кальция и добавляют две капли воды. В отверстие пробирки вводят полоску фильтровальной бумаги, смоченной аммиачным раствором хлорида меди (I).
2. Начертить таблицу и заполнить:
| № | Название опыта | Ход работы | Наблюдения | Уравнения реакции |
Написать уравнение реакции в молекулярном виде.
