Лабораторная работа этилен и его свойства. Урок применения знаний на практике


Цель работы получить этилен и провести опыты, характеризующие его свойства. Оборудование и реактивы спиртовка, спички, штатив лабораторный, пробка с газоотводной трубкой, штатив с пробирками, бумага фильтровальная; этанол, речной песок, H 2 SO 4 (конц), бромная вода, раствор перманганата калия.


Порядок выполнения 1. В пробирку налейте 2 мл этилового спирта, осторожно добавьте 5 мл концентрированной серной кислоты. Затем насыпьте немного речного песка, чтобы избежать толчков жидкости при кипении. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, закрепите ее в штативе. C 2 H 5 OH песок Посмотреть видео опыт




Порядок выполнения 3. Для получения этилена нагрейте смесь в пробирке до кипения. Продолжая нагревание, опустите конец газоотводной трубки в пробирку с раствором перманганата калия (ниже уровня раствора). Пропускайте выделяющийся этилен через раствор перманганата калия до полного обесцвечивания раствора. Сделайте вывод о реакционной способности этилена. Рисунок установки




Порядок выполнения 4. Опустите конец газоотводной трубки в пробирку с бромной водой (ниже уровня раствора). Пропускайте выделяющийся этилен через бромную воду до полного обесцвечивания. Сделайте вывод о непредельном характере этилена. Сделайте вывод о реакционной способности этилена. Рисунок установки 4.



Практическая работа № 1

Получение этилена и изучение его свойств

Повторите технику безопасности при выполнении практической работы! (распишитесь в тетради по ТБ)

Цель работы: научиться получать этилен в лаборатории и проводить качественные реакции на непредельные углеводороды этиленового ряда.

Ход работы:

1. В пробирку налейте 2-3 мл этилового спирта и осторожно добавьте 6-9 мл концентрированной серной кислоты. Затем всыпьте немного прокаленного песка (песок или мелкие кусочки пемзы вводят для того, чтобы предотвратить толчки жидкости при кипении). Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, закрепите ее в штативе и осторожно нагрейте содержимое пробирки (рис. 7, стр. 44). Что вы наблюдаете?

2. В другую пробирку налейте 2-3 мл бромной воды, опустите газоотводную трубку до дна этой пробирки и пропустите через бромную воду выделяющийся газ. Что вы наблюдаете?

3. В третью пробирку налейте 2-3 мл разбавленного раствора перманганата калия, и пропустите через него газ. Что при этом наблюдаете?

4. Вынув газоотводную трубку из раствора и повернув ее отверстием кверху, подожгите выделяющийся газ. Каким пламенем горит этилен? Почему?

5. Потушите спиртовку – выделение газа постепенно прекратится.

Оформление выполненной работы:

Запишите уравнения проделанных химических реакций.

Вывод:

    При взаимодействии этилена с бромной водой, красно-бурый раствор бромной воды обесцвечивается. Эта реакция является качественной на двойную связь.

    При окислении этилена водным раствором перманганата калия образуется этиленгликоль. Заметно, что фиолетовая окраска раствора исчезает. Реакция является качественной на двойную связь.

    В отличие от метана этилен горит светящимся пламенем, что обусловливается повышенным содержанием углерода.

Задание:

Смесь этана и этилена объёмом 0,8 л (н.у.) обесцветила 200 г бромной воды с массовой долей 1,6%. Определите объёмную долю каждого газа в смеси.

    ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить способы получения и свойства непредельных углеводородов на примере этилена (этена).

    РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ:

    получить этилен;

    провести качественные реакции на непредельные углеводороды и реакцию горения этилена;

    получить и выделить из реакционной смеси 1,2-дибромэтан.

    ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

К непредельным относят углеводороды, содержащие в мо­лекулах кратные связи между атомами углерода. Непредель­ными являютсяалкены, алкины, алкадиены (полиены). Не­предельнымхарактером обладают также циклические угле­водороды, содержащие двойную связь в цикле (циклоалкены), а также циклоалканы с небольшим числом атомов углерода в цикле (три или четыре атома). Свойство «непре­дельности» связано со способностью этих веществ вступать в реакции присоединения, прежде всего водорода, с образовани­ем предельных, или насыщенных, углеводородов - алканов.

Алкены (этиленовые углеводороды, олефины) – непредельные углеводороды, в молекулах которых между атомами углерода имеется одна двойная связь. Общая формула алкенов C n H 2 n .

Химические свойства этилена (этена) и его гомологов в основном определяются наличием в их молекулах двойной связи. Для них характерны реакции присоединения, окисления и полимеризации. Большинство реакций протекают по механизму электрофильного присоединения (реакции, протекающие под действием электрофилов – частиц, имеющих недостаток электронной плотности, например незаполненную орбиталь).

1. Гидрирование алкенов . Алкены способны присоединять водород в присутствии катализаторов гидрирования – металлов – платины, палладия, никеля:

бутен бутан

2. Галогенирование (присоединение галогенов) . Взаимодействие алкена с бромной водой или раствором брома в органическом растворителе (ССl 4) приводит к быстрому обесцвечиванию этих растворов в результате присоединения молекулы галогена к алкену и образованию дигалогеноалканов:

этен 1,2-дибромэтан

3. Гидрогалогенирование (присоединение галогеноводорода).

пропен 2-бромпропан

Эта реакция подчиняется правилу Марковникова: при присоединении галогеноводорода к алкену водород присоединяется к более гидрированному атому углерода, т. е. атому, при котором находится больше атомов водорода, а галоген - к менее гидрированному.

4. Гидратация (присоединение воды) . Гидратация алкенов приводит к образованию спиртов. Например, присоединение воды к этену лежит в основе одного из промышленных спосо­бов получения этилового спирта:

5. Полимеризация. Особым случаем присоединения явля­ется реакция полимеризации алкенов:

этен полиэлитен

Эта реакция присоединения протекает по свободнорадикальному механизму.

6.Окисление. Как и любые органические соединения, алкены горят в кис­лороде с образованием СО 2 и Н 2 О:

В общем виде:

В отличие от алканов, которые устойчивы к окислению в растворах, алкены легко окисляются под действием водных растворов перманганата калия. В нейтральных или слабоще­лочных растворах происходит окисление алкенов до диолов (двухатомных спиртов), причем гидроксильные группы при­соединяются к тем атомам, между которыми до окисления существовала двойная связь.

Этилен и его гомологи легко окисляются, например кислородом перманганата калия; при этом раствор последнего обесцвечивается:

этиленгликоль

Промышленные способы синтеза алкенов основаны на реакциях дегидрирования соответствующих алканов. Так этилен на производстве получают из природного газа и при процессах крекинга и пиролиза нефти.

Лабораторный способ получения этилена – дегидратация этилового спирта под действием серной или фосфорной кислот при нагревании:

    ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ:

    1. для опыта №1 - металлический штатив с лапкой, три пробирки, газоотводная трубка с пробкой, горелка (спиртовка), спички; оксид алюминия (Al 2 O 3) или маленький кусочек пемзы, концентрированная серная кислота, этиловый спирт, бромная вода Br 2 (на 50 мл воды 2 капли брома), раствор перманганата калия KMnO 4 (0,005%, подкисленный);

      для опыта №2 - прибор для получения этилена, лаборатор­ный штатив, спиртовка (горелка), делительная воронка, шта­тив с пробирками, стакан с подсоленной холодной водой, про­мытый и прокаленный речной песок, вата, спички; этанол, серная кислота (ρ = 1,84 г/см 3), насы­щенный раствор брома в этаноле С 2 Н 5 ОН, бромид калия крис­таллический, раствор щелочи (10%-ный).

    ХОД РАБОТЫ

Опыт №1. Получение и свойства этилена (этена)

В пробирку (рис. 6) поместите 2 мл концентрированной серной кислоты, 1 мл этилового спирта (лучше, если исполь­зуется смесь, приготовленная учителем заранее) и несколько крупинок оксида алюминия (А1 2 О 3) или маленький кусочек пемзы для равномерного кипения смеси при нагревании, чтобы избежать толчков жидкости при кипении.

За­кройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой и нагрейте пробирку в пламени горелки. Выделяющийся газ пропустите в отдельные пробирки с бромной водой и раствором перманганата калия. Убедитесь в том, что бромная вода и раствор перман­ганата калия быстро обесцвечи­ваются. Продолжая нагревать пробирку, поверните газоотводную трубку концом вверх и подожгите газ у конца газоотводной трубки. Отметьте цвет пламени. (Этен горит светя­щимся пламенем.)

Рис. 6. Получение этена

Опыт №2. Получение и выделение дибромэтана из реакционной смеси

Соберите прибор для получения этилена (рис. 7). Приготовьте реакционную смесь: к 1,5 мл этанола при­лейте 4 мл серной кислоты и в полученную смесь присыпьте немного песка (для чего?).

Рис. 7. Прибор для получения этилена и 1,2-дибромэтана

Примечание. Для экономии времени смесь этанола с сер­ной кислотой можно приготовить до начала работы.

В предыдущем опыте при обесцвечивании этиленом бромной воды продуктом реакции был 1,2-дибромэтан, но из-за малой концентрации брома в воде его получи­лось очень мало, для получения его в большем количестве необходимо использовать раствор брома в этаноле, в котором он растворяется значительно лучше, чем в воде.

Прилейте в сухую пробирку около 2 мл спиртового раство­ра брома. Добавьте в этот раствор несколько кристаллов бро­мида или хлорида калия, выполняющих роль катализатора.

Получите этилен и пропустите его через спиртовой рас­твор брома до полного обесцвечивания последнего.

Примечание. Непрореагировавшие пары брома нейтра­лизуют 10%-ным раствором щелочи.

По окончании реакции в растворе брома в пробирке об­разуется 1,2-дибромэтан, который становится хорошо види­мым, если его спиртовой раствор перелить в пробирку, на 2/3 наполненную подсоленной холодной водой. Продукт реакции оседает на дне в виде маслянистых капель. (Плотность 1,2-дибромэтана 2,18 г/см 3 , температура кипения 131 °С.)

Выделите полученный 1,2-дибромэтан при помощи дели­тельной воронки и сдайте его учителю или лаборанту.

Опыты проводить под тягой! Необходимо соблюдать осторожность при работе с бромной водой, т.к. это вещество относится к ядовитым и раздражающим веществам. Необходимо помнить, что получаемый этен (этилен) является чрезвычайно легко воспламеняющимся веществом. Соблюдать осторожность при работе с концентрированной серной кислотой.

    КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Чем отличаются реакции горения этена и этана?

2. Приведите примеры реакций, с помощью которых можно различить предельные и непредельные углеводороды.

2. Как получают этен в лабо­ратории и промышленности? На­пишите уравнения реакции.

3. Почему этен обесцвечивает растворы бромной воды и перманганата калия? Напишите уравнения соответствующих реакций.

4. Расшифруйте следующую цепочку превращений. Назовите соединения А, Б, В:

5. Решите задачу: смесь этана и этена объемом 5,6 л (н.у.) обесцвечивает раствор бромной воды массой 1000 г с массовой долей брома 3,2%. Определите массовую долю (в процентах) этена в исходной смеси. Ответ: 79%.

    СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА

    1. Цель работы, рабочее задание

      Материалы, оборудование, реактивы

      Химические реакции, подтверждающие опыты

    2. Ответы на контрольные вопросы

Цель:

Оборудование:

Просмотр содержимого документа
«Химия 10 класс Практическая работа №2. «Получение этилена и опыты с ним»»

Практическая работа 2.

«Получение этилена и опыты с ним»

Цель:

    закрепить знания учащихся по теме «Алканы. Алкены», научить получать этилен и проводить с ним опыты;

    совершенствовать умение получать газообразные вещества в простейших приборах, соблюдая правила техники безопасности;

    воспитывать чувство ответственности, коллективизма.

Оборудование: на столах учащихся: лабораторный штатив с лапкой, спиртовка, спички, пробирки в штативе, газоотводная трубка, песок, бромная вода, раствор перманганата калия, этиловый спирт, концентрированная серная кислота.

Ход урока

1. Инструктаж по технике безопасности под роспись.

Затем вместе разбираем ход практической работы по пунктам, останавливаюсь

подробно на предельной осторожности при проведении практической работы.

2. Учащиеся начинают оформлять практическую работу в тетрадях для

практических работ: записывают число, тему, цель, оборудование.

3. Затем выполняют практическую работу. Выданную пробирку с уже готовой

смесью этилового спирта (2 – 3 мл), концентрированной серной кислоты

(6 – 9 мл) и прокаленного песка закрывают газоотводной трубкой, укрепляют

в лабораторном штативе и начинают осторожно нагревать, начиная с прогрева

всей пробирки.

а) C 2 H 5 OH → H 2 C = CH 2 + H 2 O

этиловый спирт этилен

Конец газоотводной трубки опускают в пробирку, в которую налито 2-3 мл

бромной воды. Через некоторое время выделяющийся газ обесцвечивает

бромную воду. Это значит, что произошла химическая реакция, и образовалось

новое вещество:

б) H 2 C = CH 2 + Br 2 → CH 2 Br – CH 2 Br

этилен 1,2 – дибромэтан

4. После того, как обесцветилась бромная вода, в другую пробирку налить 2-3 мл

разбавленного раствора перманганата калия, подкисленного серной кислотой,

и также пропустить через него образующийся газ. Через некоторое время

окраска исчезает, раствор становится прозрачным, значит также здесь

произошла химическая реакция и образовалось новое вещество:

H 2 C = CH 2 + [O] + H 2 O → CH 2 – CH 2

этилен ׀ ׀

этиленгликоль

5. После проделанных опытов вынуть газоотводную трубку из пробирки и

выделяющийся газ поджечь, он горит светящимся пламенем. Этилен, как и все

углеводороды горит с образованием углекислого газа и воды:

C 2 H 4 +3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

6. После окончания работы на рабочем столе навести порядок и приступить к

оформлению работы в тетради: описать весь ход работы, зарисовать

рисунок 19 на стр. 56, по ходу работы написать уравнения соответствующих

реакций, в конце работы сделать вывод, при этом ответить на все вопросы для

самостоятельных выводов, в конце урока тетради сдаются на проверку.

Задания. 1. Получите этилен из этилового спирта.

2. Проведите характерные реакции для этилена как представителя непредельных углеводородов.

Оборудование. Прибор для получения этилена, штатив с пробирками, стеклянные трубки с оттянутым концом, лучинка, фарфоровая пластинка или чашечка, чашка с песком, лабораторный штатив, горелка, спички, мензурка, свернутая спирально медная проволока, которая должна быть вложена в газоотводную трубку.

Вещества. Этиловый спирт, серная кислота (конц.), раствор бромной воды и розовый раствор подкисленного перманганата калия, промытый и прокаленный речной песок.

Выполнение работы

1. Получение этилена. Соберите прибор для получения этилена (рис. 22.6) и проверьте его на герметичность.

Для получения этилена в пробирку поместите 1,5 мл этилового спирта, затем осторожно прилейте 4 мл концентрированной серной кислоты и добавьте в смесь немного прокаленного песка. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой и закрепите прибор в штативе.

2. В две пробирки прилейте по 2 мл растворов бромной воды и перманганата калия. Нагрейте в приборе для получения этилена смесь до кипения и, не переставая нагревать, но не перегревая, опустите конец газоотводной трубки сначала в

пробирку с бромной водой, а затем в пробирку с раствором перманганата калия.


Что вы наблюдаете? Составьте уравнения химических реакций: а) получения этилена из этилового спирта; б) взаимодействия этилена с бромной водой.

Направьте конец газоотводной трубки прибора вверх и подожгите лучиной выделяющийся этилен. Отметьте характер пламени. Внесите в пламя этилена на несколько секунд фарфоровую пластинку или чашу. Что вы наблюдаете?

Вдувайте воздух через стеклянную трубку с оттянутым концом в среднюю часть пламени этилена. Как изменяется яркость пламени? Почему? Составьте уравнение реакции горения этилена.

Получение этилена.

Концентрированная серная кислота обладает свойством отбирать воду у других веществ. Это свойство использовано для получения этилена.


Вода частично конденсируется на стенках пробирки и скатывается обратно в раствор. Этилен уходит по газообразной трубке. Свойства этилена.

Похожие публикации