Сравните анилин и фенол. Укажите распределение электронной плотности в молекулах этих веществ. Что у них общего и в чём различие? Напишите необходимые для сравнения формулы и уравнения реакций.
Формулы: фенол
Электронная плотность. У обоих веществ неподелённая пара электронов атома O (в феноле) или N (в анилине) вступает в сопряжение с π-системой бензольного кольца и смещается к кольцу. В кольце плотность повышается в положениях
Общее:
- Оба вещества содержат бензольное кольцо и группу, отдающую электроны (–OH или –NH₂).
- Оба активно замещаются в орто- и пара-положениях.
- Оба дают белый осадок с бромной водой.
Различие:
- Фенол проявляет кислотные свойства: он реагирует со щёлочью, а анилин не реагирует.
- Анилин проявляет основные свойства: он реагирует с кислотами, а фенол не реагирует.
- Фенол даёт фиолетовое окрашивание с
, анилин — нет.
Общее: сопряжение неподелённой пары O или N с кольцом, повышенная плотность в положениях
Расположите в ряд по усилению основных свойств следующие вещества: диэтиламин, анилин, аммиак, этиламин, триэтиламин. Укажите распределение электронной плотности в молекулах этих веществ.
Основность зависит от электронной плотности на атоме азота.
- В анилине неподелённая пара азота сопряжена с кольцом, плотность на N понижена, основность наименьшая.
- В аммиаке на азоте нет заместителей.
- Алкильные радикалы отдают электроны (+I-эффект), плотность на N растёт: у этиламина она больше, чем у аммиака, а у диэтиламина ещё больше.
- У триэтиламина три радикала, но они экранируют азот, и в воде катион плохо сольватируется. Поэтому он слабее вторичного амина.
Анилин < аммиак < триэтиламин < этиламин < диэтиламин.
Составьте уравнения следующих превращений:
а) CH₄ → C₂H₂ → C₆H₆ → C₆H₅NO₂ → C₆H₅NH₂ →(+HCl) X
б) CaC₂ →(H₂O) X₁ →(C (акт.), t) X₂ →(Cl₂, FeCl₃) X₃ →(NH₃, p, t) X₄ →(Br₂) X₅
Укажите условия протекания реакций и назовите все вещества. Какие из реакций осуществляются в промышленности? С какой целью?
а)
(метан → ацетилен) (ацетилен → бензол) (нитробензол) (анилин; реакция Зинина)
X — хлорид фениламмония (анилиний хлорид).
б)
: X₁ — ацетилен. : X₂ — бензол. : X₃ — хлорбензол. : X₄ — анилин. : X₅ — , , -триброманилин.
Промышленность. Получение ацетилена из метана (или из карбида кальция), нитрование бензола и восстановление нитробензола в анилин, а также аммонолиз хлорбензола. Цель — получение анилина для синтеза красителей, полимеров, лекарств и взрывчатых веществ.
а) X — хлорид фениламмония.
б) X₁ — ацетилен, X₂ — бензол, X₃ — хлорбензол, X₄ — анилин, X₅ —
Как можно различить фенол, анилин, диметиламин, формальдегид, этиленгликоль, уксусную и муравьиную кислоты? Напишите уравнения соответствующих реакций и назовите образующиеся вещества.
- Лакмус.
- Красный цвет у уксусной и муравьиной кислот.
- Синий цвет у диметиламина (сильное основание).
- Остальные вещества лакмус практически не меняют.
-
Кислоты. Аммиачный раствор оксида серебра даёт «серебряное зеркало» только с муравьиной кислотой:
Образуется серебро. Уксусная кислота не реагирует. -
Нейтральные вещества.
- Формальдегид даёт «серебряное зеркало»:
- Этиленгликоль растворяет свежеосаждённый
с образованием ярко-синего раствора гликолята меди(II):
- Фенол даёт фиолетовое окрашивание с
(комплекс железа с фенолом) и белый осадок , , -трибромфенола с бромной водой:
- Анилин с бромной водой даёт белый осадок
, , -триброманилина, но с не даёт фиолетовой окраски.
Диметиламин — синий лакмус. Уксусная и муравьиная кислоты — красный лакмус, муравьиная даёт «серебряное зеркало». Формальдегид — «серебряное зеркало» при нейтральной среде. Этиленгликоль — синий раствор с Cu(OH)₂. Фенол — фиолетовый цвет с FeCl₃. Анилин — белый осадок с бромной водой, FeCl₃ цвета не даёт.
Через 50 г смеси фенола и анилина с бензолом пропустили газообразный хлороводород, при этом выпало 12,95 г осадка. С такой же смесью полностью прореагировал раствор, содержащий 8,4 г гидроксида калия. Вычислите массовые доли (%) веществ в исходной смеси.
С HCl реагирует только анилин. Осадок — хлорид фениламмония:
С KOH реагирует только фенол:
Масса бензола:
Массовые доли:
Анилин —
Проект. Для стенда «Выдающиеся химики мира» подготовьте одну из следующих заметок: «Н.Н. Зинин и В.Ф. Петрушевский: разработка русского динамита», «Казанская химическая школа», «Роль Н.Н. Зинина в развитии химической промышленности в России».
Выбрана заметка «Н.Н. Зинин и В.Ф. Петрушевский: разработка русского динамита». План:
Н.Н. Зинин и В.Ф. Петрушевский: разработка русского динамита
Николай Николаевич Зинин (
Василий Фёдорович Петрушевский (
В
Значение: труды Зинина и Петрушевского помогли развитию отечественной химической промышленности, военной техники и горного дела.
