Практическая работа 2. Получение этилена и изучение его свойств.
Реактивы: смесь серной кислоты (конц.) и этилового спирта (3 : 1), бромная вода, кварцевый песок или пемза.
Оборудование: штатив, пробирки, пробка с газоотводной трубкой, спиртовка.
Соберите прибор, изображённый на рисунке 148, и проверьте его герметичность. Для этого нагрейте рукой пробирку, закреплённую в лапке штатива. Если прибор герметичен, то из газоотводной трубки выйдет несколько пузырьков воздуха, расширившегося от тепла руки. В пробирку налейте 5 мл выданной вам смеси, приготовленной смешиванием трёх объёмов концентрированной серной кислоты и одного объёма этилового спирта. Чтобы обеспечить равномерное кипение смеси при нагревании, бросьте в пробирку немного прокалённого кварцевого песка или кусочек пемзы. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой и вновь укрепите в штативе. Осторожно нагрейте пробирку со смесью пламенем спиртовки, сначала прогрев её по всей длине. При быстром нагревании возможно попадание жидкости в газоотводную трубку, кроме того, пробирка может треснуть, а разлившаяся кислота — вызвать ожог. (Будьте осторожны!)
Когда реакция начнётся, выделяющийся газ будет поступать в пробирку с бромной водой через газоотводную трубку. Следите за тем, чтобы нагревание не прекращалось, иначе жидкость из пробирки с бромной водой может попасть в пробирку со смесью. Что вы наблюдаете? Когда раствор обесцветится, испытайте действие этилена на раствор перманганата калия, подкисленный серной кислотой.
После завершения опыта с перманганатом калия (по какому признаку можно судить об окончании реакции?) выньте газоотводную трубку из пробирки с бромной водой и поверните её отверстием кверху. Не прекращайте нагревания! Выделяющийся газ подожгите, воспользовавшись зажжённой лучинкой. Отметьте цвет и характер пламени (бесцветное, светящееся, коптящее).
Потушите спиртовку. Выделение этилена постепенно прекратится.
Напишите уравнения реакций получения этилена и его взаимодействия с бромной водой и раствором перманганата калия.
Ход работы.
- Проверяем герметичность: греем пробирку рукой — из газоотводной трубки выходят пузырьки расширившегося воздуха, значит, прибор плотно закрыт.
- В пробирку наливаем
мл смеси ( объёма конц. и объём ), кладём кусочек пемзы (чтобы кипение было равномерным), закрываем пробкой с газоотводной трубкой, нагреваем сначала всю пробирку, затем смесь. - Конец газоотводной трубки опускаем в бромную воду.
Наблюдения.
- Из смеси выделяется бесцветный газ — этилен. Смесь постепенно темнеет (серная кислота частично обугливает спирт).
- Бромная вода обесцвечивается: бром присоединяется по двойной связи.
- Подкисленный раствор
тоже обесцвечивается: этилен окисляется, фиолетовые ионы превращаются в почти бесцветные ионы . Об окончании реакции судим именно по исчезновению фиолетовой окраски: пока этилен поступает, раствор обесцвечивается, когда перманганат израсходован, окраска пропадает совсем. - Этилен на воздухе горит светящимся, слегка коптящим пламенем (в нём
, % углерода, для полного сгорания воздуха у основания пламени не хватает).
Уравнения реакций.
- Получение этилена — внутримолекулярная дегидратация этанола (конц.
отнимает воду, ):
- С бромной водой — реакция присоединения по двойной связи (в воде вместе с бромом присоединяется и группа OH):
(в неводной среде получается, -дибромэтан: ). - С подкисленным раствором перманганата — мягкое окисление до этиленгликоля. Проверяем баланс: C (−
) в этилене → C (− ) в гликоле, каждая молекула отдаёт e⁻, принимает e⁻, наименьшее общее кратное : на молекул этилена — иона :
- Горение этилена:
Вывод. Этилен получают дегидратацией этанола; он обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата — это качественные реакции на двойную связь, т. е. на непредельные углеводороды.
