Лабораторная работа №5. Получение и свойства карбоновых кислот.

Цель: Изучение физических и химических свойств карбоновых кислот на практике.

Вопросы входного контроля:

1. Какие вещества называют карбоновыми кислотами? Приведите примеры. Какую функциональную группу называют карбоксильной?

2. Какой процесс называют электролитической диссоциацией? Напишите уравнение электролитической диссоциации муравьиной кислоты.

3. Напишите молекулярное и сокращенное ионное уравнения реакции уксусной кислоты с карбонатом натрия. Напишите уравнение реакции гидролиза полученной соли. Какую реакцию среды имеет ее водный раствор?

4. Какие признаки верно отражают физические свойства уксусной кислоты: а) при комнатной температуре бесцветная жидкость; б) газообразное вещество; в) без запаха; г) с характерным запахом; д) плохо растворима в воде; е) неограниченно растворима в воде; ж) слабый электролит; з) сильный электролит?

Общие сведения: Карбоновые кислоты и их производные являются одними из самых распространенных в природе, быту и промышленности органических соединений. Ежедневно мы сталкиваемся с самими карбоновыми кислотами и их производными: мылами, жирами, сложными эфирами. Функциональной группой карбоновых кислот является карбоксильная группа. Атом углерода карбоксильной группы находится в состоянии sp²- гибридизации. Общие свойства карбоновых кислот аналогичны свойствам слабых неорганических кислот. Карбоновые кислоты взаимодействуют с активными металлами, с основными и амфотерными оксидами, основаниями, солями более слабых кислот. Кроме того, карбоновые кислоты обладают рядом специфических свойств: образование многочисленных производных и реакции по углеводородному радикалу.

Реактивы и оборудование: ацетат натрия, концентрированная серная кислота, стружки магния и гранулы цинка, гидроксид натрия, индикатор фенолфталеин, этанол, изоамиловый спирт, аммиачный раствор оксида серебра, муравьиная кислота, уксусная кислота; спиртовка (электроплитка), пробирки, колбы плоскодонные, пробка с газоотводной трубкой, трубки – холодильники.

Порядок выполнения работы:

Опыт 1. Получение уксусной кислоты.

Поместите в пробирку 2-3 г ацетата натрия и прибавьте 1,5-2 мл концентрированной серной кислоты. Пробирку закройте пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в другую пробирку (см. рисунок). Смесь нагревайте на пламени до тех нор, пока в пробирке-приемнике соберется 1,0-1,5 мл жидкости.

                                                  

Опыт 2. Взаимодействие уксусной кислоты с некоторыми металлами.

В две пробирки налейте по 1 мл раствора уксусной кислоты. В одну пробирку всыпьте немного стружек магния, а во вторую — несколько гранул цинка. В первой пробирке происходит бурная реакция, а во второй   — реакция протекает  спокойно (иногда она начинается только при нагревании).    

           

Опыт 3. Взаимодействие уксусной кислоты с основаниями.

Влейте в пробирку 1-1,5 мл раствора гидроксида натрия и добавьте несколько капель раствора фенолфталеина. При добавлении уксусной кислоты происходит обесцвечивание.

Опыт 4. Взаимодействие уксусной кислоты со спиртами.

В две пробирки влейте по 2 мл раствора уксусной кислоты. В одну из них прилейте 2 мл этанола, а в другую — 2 мл изоамилового спирта. Затем в обе пробирки осторожно добавьте по 1 мл концентрированной серной кислоты. Пробирки закройте пробками с длинными стеклянными трубками - холодильниками. Смесь осторожно подогрейте. Жидкости из каждой пробирки налейте в два сосуда с насыщенным раствором хлорида натрия.

Опыт 5. Окисление муравьиной кислоты оксидом серебра (I).

В чистую пробирку влейте 2 мл свежеприготовленного  раствора, содержащего в массовых долях 0,02 или 2% нитрата серебра  (I), добавьте немного  разбавленного  раствора аммиака  до растворения появившегося осадка.  Затем добавьте несколько капель муравьиной кислоты и пробирку со смесью нагрейте в колбе с горячей водой.      

                                                                                                      

   Вопросы итогового контроля:

1. Какое вещество образовалось в пробирке-приемнике? Какие признаки это подтверждают?

Составьте уравнение соответствующей реакции.

   2. Как уксусная кислота реагирует с магнием и цинком? Сравните скорость этих реакций и напишите уравнения в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде.

   3. Какие свойства уксусной кислоты сходны со свойствами минеральных кислот?

   4. Какие вещества образуются при взаимодействии уксусной кислоты с основаниями? При помощи каких опытов это можно доказать?

5.  Почему для муравьиной кислоты характерна реакция «серебряного зеркала», а другие карбоновые кислоты не обладают таким свойством? Напишите уравнение соответствующей реакции.

6. Зная, что хлор более электроотрицателен, чем углерод, расположите следующие кислоты: уксусную, пропионовую, хлоруксусную, дихлоруксусную, трихлоруксусную кислоты в порядке усиления кислотных свойств. Обоснуйте свой ответ.

По окончании работы сформулируйте Вывод, основываясь на результатах проделанных опытов. Оформите отчет о проделанной работе.