Лабораторная работа №5.
Цель работы: познакомиться с физическими и химические свойства бензола.
Задание: изучить физические свойства бензола: сравнить способность бензола растворяться в воде, спирте, эфире и масле; изучить процесс замерзания бензола;
изучить химические свойства аренов на примере бензола и толуола в реакциях с перманганатом калия и бромной водой,
Оборудование и реактивы: Мультимедийная установка для просмотра видеозаписи экспериментов.
Выполнение эксперимента: Бензол и его пары ядовиты!
Практическое выполнение эксперимента школьниками не предусмотрено. Выводы о физических и химических свойств аренов на примере бензола и толуола делают после ознакомления в видеозаписью экспериментов.
Опыт 1. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЕНЗОЛА
https://www.youtube.com/watch?v=zvDSySOCf_Y
А) изучение способности бензола растворяться в неорганических и органических растворителях
В трех пробирках последовательно смешивают бензол с подкрашенной водой, бензол со этанолом, бензол с эфиром. Наблюдают явления, происходящие в пробирках. Делают заключения о способности бензола растворяться в воде, спирте и эфире.
Запишите наблюдения, происходящие в пробирках. Объясните эти наблюдения на основании гидрофильности и гидрофобности используемых веществ.
Пробирка №1_________________________________________________________________________
Пробирка №2 _________________________________________________________________________
Пробирка №3 __________________________________________________________________________
Бензол ________________________, поэтому _______________ растворяется в гидрофильных
растворителях (__________) и ______________в гидрофобных (___________________________)
Б) изучение способности бензола растворять органические вещества
В пробирке смешивают бензол с касторовым маслом. Наблюдают явления, происходящие в пробирке. Делают заключения о способности бензола растворять масла.
Запишите наблюдение, происходящие в пробирке. Объясните это наблюдение на основании гидрофильности игидрофобности используемых веществ.
Бензол ________________________, поэтому _______________ растворяет гидрофильные
вещества (__________), но ______________ гидрофобные вещества (___________________________)
В) изучение процесса замерзания бензола
Для изучения процесса замерзания бензола пробирку с бензолом помещают в стакан с тающим льдом. Наблюдают явления, происходящие в пробирке.
Запишите температуру замерзания бензола ________________________. Сравните эту температуру с
температурой замерзания воды (______) ______________________________________________
______________________________________________________________________________________
Опыт 2. Бромирование бензола в присутствии катализатора (бромид трехвалентного железа)
https://www.youtube.com/watch?v=MURsDwNTXgQ
А) В круглодонную колбу, закрепленную лапкой на лабораторном штативе помещают бензол, затем добавляют бром (отмечают агрегатное состояние брома при комнатной температуре). Отмечают явления, происходящие в колбе. Затем в колбу, к смеси бензола с бромом, добавляют порошок железа. Колбу закрывают пробкой с газоотводной трубкой. Для поглощения паров брома в начале газоотводной трубки помещают фильтр с активированным углем. Отмечают изменения, происходящие в колбе. Подвижный газ - продукт реакции собирают в стакане с водой.
Что происходит при смешивании бензола с бромом?
________________________________________________________________________________
Что изменяется при добавлении катализатора?
________________________________________________________________________________
Уравнения химических реакций:
________________________________________________________________________
Б) Для анализа полученного раствора после пропускания газ- продукта реакции в стакан с водой, содержимое стакана разливают в две пробирке. В первой пробирке добавляют раствор лакмуса, а ко второй - раствор нитрата серебра. Наблюдают изменения, происходящие в пробирках.
Какой цвет полученного раствора при добавлении к нему раствора лакмуса? Что это доказывает?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Уравнение химической реакции:
________________________________________________________________________
(при добавлении нитрата серебра)
В) Для анализа газа - продукта реакции, оставшегося в колбе, открывают колбу и изучают ее содержимое. Для этого, палочку, смоченную в растворе аммиака, подносят к горлышку колбы. Газ-продукт реакции, оставшийся в колбе, реагирует с аммиаком. Дым - это кристаллики соли.
Уравнения химической реакции:
________________________________________________________________________
Г) Для очистки органического продукта реакции от примесей брома, смесь выливают в воду. Тяжелая жидкость (какая) опускается на дно стакана. Органический продукт реакции окрашен остатками брома. Для удаления остатков брома от бромбензола, к жидкости добавляют раствор соды. При перемешивании происходит связывание брома, окраска брома исчезает.
Какая жидкость опускается на дно стакана.
_________________________________________________
Какой процесс протекает при добавлении соды?
_________________________________________________________________________
Опыт 3. НИТРОВАНИЕ БЕНЗОЛА
https://www.youtube.com/watch?v=X0T5Sjwe7F0
В круглодонную колбу помещают 5 мл азотной кислоты и 5 мл концентрированной серной кислоты (нитрующая смесь). При приготовлении нитрующая смесь разогревается. Для охлаждения смеси колбу помещают в стакан с колотым льдом. К охлажденной до комнатной температуры смеси, добавляют бензол. Закрывают колбу пробкой с обратным холодильником, чтобы предотвратить улетучивание бензола. Бензол – легкая жидкость, он всплывает наверх. Чтобы реакция началась, смесь аккуратно нагревают на водяной бане. Чтобы жидкости перемешивались, колбу изредка встряхиваем. Реакция заканчивается примерно через 10 минут. Содержимое колбы выливают в стакан с водой. На дне наблюдают капли продукта реакции нитрования бензола.
Какую роль играет серная кислота в реакции нитрования?
________________________________________________________________________________
Уравнение химической реакции:
________________________________________________________________________
Опыт 4. ХЛОРИРОВАНИЕ БЕНЗОЛА ПОД ИСТОЧНИКОМ УФ СВЕТА
ttps://www.youtube.com/watch?v=Td9cnyj8Y4g
В предварительно заполненную колбу с хлором наливают бензол. Пока колба слабо освещена, реакция бензола с хлором не происходит. Плотно закрывают колбу и направляют на нее яркий свет. Наблюдают изменения цвета газа в колбе. Белый дым – это кристаллики продукта реакции.
Что происходит с окраской хлора после освещения реакционной смеси?
________________________________________________________________________________
Уравнение химической реакции:
________________________________________________________________________________
Какую роль играет гексахлорциклогексан в быту?
________________________________________________________________________________
Опыт 5. БРОМИРОВАНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ
https://www.youtube.com/watch?v=R4dV2G0yXXg
В 2 кварцевые кюветы помешают одинаковый объем (по 5 мл) бензола и толуола. В каждую кювету добавляют по 5 капель водного раствора брома (приготовление бромной воды – см. лабораторную работку №1, опыт 1) до одинаковой окраски. Содержимое каждой кюветы перемешивают стеклянной палочкой. Кюветы помещают под источник УФ-света (кварцевую лампу). Наблюдают окраску содержимого каждой кюветы. Записывают наблюдения и уравнения проведенных реакций.
Уравнения химических реакций:
1) ________________________________________________________________________
(взаимодействие бензола с бромной водой)
Наблюдения:
Сравните реакции бромирования бензола в присутствии катализатора и с бромной водой. Какая из вышеназванных реакций протекает. Назовите механизм реакции.
________________________________________
2) __________________________________________________________________________
(схема реакции взаимодействие толуола с бромной водой)
Наблюдения:
Напишите реакцию бромирования метана.
________________________________________________________________
Сравните данную реакцию с реакцией взаимодействие толуола с бромной водой. Назовите механизм реакции.
__________________________________________________________________________________
Опыт 6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БЕНЗОЛА И ТОЛУОЛА С ПЕРМАНГАНАТОМ КАЛИЯ
https://www.youtube.com/watch?v=64j5Ry2zJKo
В две пробирки помещают по 1 мл подкисленного серной кислотой раствора перманганата калия и нагревают пробирки до кипения. Добавляют в одну пробирку примерно 0,5 мл бензола, а в другую такой же объем толуола. Закрывают пробирки пробками и энергично перемешивают содержимое каждой пробирки. Наблюдают за изменением окраски растворов.
Уравнения химических реакций:
1) ________________________________________________________________________
(взаимодействие бензола с подкисленным раствором перманганата калия)
Наблюдения:
2) __________________________________________________________________________
(схема реакции взаимодействие толуола с подкисленным раствором перманганата калия)
Наблюдения:
Объясните, почему это происходит:
Опыт 7. ГОРЕНИЕ БЕНЗОЛА
https://www.youtube.com/watch?v=p8rWP8ytdu4
В фарфоровую испарительную чашку наливают 5 мл бензола и поджигают. Наблюдают характер горения и цвет пламени.
Уравнения химической реакции:
________________________________________________________________________