一、实验目的
1.熟悉烃、卤代烃的化学性性;
2.掌握醇、酚的主要化学性质及其鉴别方法;
3.掌握饱和烃与非饱和烃的鉴别方法
4.掌握不同类型卤代烯烃鉴别方法。
二、基本原理
饱和链状烃分子的各原子彼此以牢固的σ—键结合,稳定性大,与强酸、强碱、强氧化剂不作用,但在日光照射下可发生卤代反应。
不饱和烃分子中含有碳碳双键,性质活泼,能与卤素等亲电试剂发生亲电加成反应,也易被氧化剂如KMnO4等氧化。
有侧链的芳烃如甲苯,侧链与芳环相互影响,性质发生变化。例如甲烷与KMnO4不反应,而甲苯中侧链甲基却能被氧化为羧基;甲苯与卤素作用因条件不同而不同,有FeCl3催化剂存在时,在环上发生亲电取代;有阳光照射时侧链发生游离基取代。
卤代烃的功能团是卤原子。卤代烃易发生亲核取代,如与AgNO3的醇溶液作用生成硝酸酯。卤代烯烃因结构不同,卤原子活性大小不同,与AgNO3的醇溶液反应,烯丙基型反应很快,一般型卤代烃其次,而卤乙烯型很难反应。
醇的功能团是羟基(—OH),与水相似,能与金属钠等活泼金属作用放出氢气。但醇与水相比,醇反应比较缓和,而水反应非常剧烈,说明醇酸性小于水。但醇钠的碱性大于氢氧化钠。
多元醇有其特性,羟基相邻的多元醇如甘油能与新制的浅蓝色氢氧化铜沉淀作用,生成深蓝色的配合物溶液。
酚有弱酸性,但酸性比碳酸弱。酚在室温时在水中溶解度不大,加入碱如氢氧化钠后生成了易溶于水的酚钠。酚及有烯醇结构的物质,遇三氯化铁产生颜色,不同的酚产生的颜色可以不同。
三、实验仪器与药品
药品:环己烷、环己烯、苯、乙醇、浓硫酸、10%NaOH、广泛 pH试纸、3%溴的四氯化碳、0.5%KMnO4、5%Na2CO3、四氯化碳、5%AgNO3、2%氨水、浓氨水、1:l硝酸、正氯丁烷、仲氯丁烷、叔氯丁烷、正溴丁烷、正碘丁烷、溴化苄、溴苯、l%AgNO3/乙醇溶液、5%HNO3、5%NaOH、5%AgNO3溶液、稀硝酸、甲醇、乙醇、丁醇、钠、酚酞、仲丁醇、叔丁醇、无水ZnCl2、浓盐酸、1% KMnO4、CuSO4、甘油、苯酚、饱和溴水、1%KI、1:5H2SO4、浓HNO3、FeCl3
仪器:常用仪器、软木塞、蒸发皿、恒温水浴锅
四、实验步骤
1、脂肪的烃性质
(1)溴代反应
取二支干燥试管,分别加入10滴液体石蜡[1],松节油[2],然后每支试管加入5滴3%溴的四氯化碳溶液,振摇试管,观察哪支试管褪色?哪支试管不褪色?
(2)将不褪色的那支试管用软木塞塞紧后放置于阳光下照射(若无阳光可放置在日光灯下),20分钟后观察颜色是否消失或减弱?
(3)与KMnO4作用
取2支试管分别各加10滴液体石蜡,10滴松节油。然后每支试管各加入5滴0.05% KMnO4,5滴20%H2SO4,振摇试管。观察哪支试管褪色,哪支试管不褪色?
2、芳香烃性质
(1)溴代反应
取二支试管各加入10滴甲苯,2滴3%溴的四氯化碳液,用软木塞塞紧后,将一支置于阳光下,另一支置于黑暗处。15分钟后观察比较,哪支试管褪色?哪支试管不褪色?
(2)往不褪色的试管中加入一颗小铁钉,塞紧后继续放置于暗处,30分钟后取出观察,颜是否消失或变浅?
3、卤烃活性比较
取三支试管,分别加入4滴氯苯,4滴1—氯丁烷、4滴苄氯。然后每支试管加入10滴2%AgNO3乙醇液,观察有无混浊出现及出现混浊先后次序。若无沉淀可于70℃热水浴中加热5min,观察有无沉淀生成。有沉淀生成时,加入2滴5%HNO3,观察沉淀是否溶解。沉淀不溶者视为正反应;若加热后只稍微出现混浊,而无沉淀,加5%HNO3又会发生溶解者,则视为负反应。根据生成卤化银沉淀的速度排列各卤代烃的反应活性顺序,并解释原因。
(2)另在三支干燥的试管中分别加入正氯丁烷、正溴丁烷、正碘丁烷各 2-3滴,然后给每支试管各加入 1%AgNO3/乙醇溶液1mL,按 (1)的步骤重复上述试验,并比较实验结果。
4、醇的化学性质
(1)醇钠的生成及水解
在一干燥的试管加入1ml无水乙醇,投入1小粒(米粒大小)用滤纸擦干的金属钠,观察有无气体冒出?待反应完后,将试管中反应液倒一半到蒸发皿中,使多余乙醇完全挥发干(必要时可将蒸发皿置水浴中加热),观看残留的固体乙醇钠,在蒸发皿中加几滴水,一滴酚酞,有何现象?
(2)醇与Lucas试剂的作用
在3支干燥的试管中,分别加入0.5ml正丁醇,仲丁醇、叔丁醇、再加入2mlLucas试剂,振荡,保持26-27℃,观察5min及1h后混合物变化。
(3)醇的氧化
在3支干燥的试管中,分别加入2滴正丁醇,仲丁醇、叔丁醇、再加入1滴5%铬酸钾试剂和1滴1:5 H2SO4,摇匀,观察现象。
(4)多元醇与Cu(OH)2作用
取三支试管各加入6滴5%CuSO4、8滴5%NaOH液,生成浅蓝色沉淀。然后分别加入2滴甘油、2滴乙二醇、2滴95%乙醇,振摇试管,比较三支试管颜色变化,沉淀是否消失?
5、酚的性质
(1)苯酚的酸性
在试管中盛放苯酚的饱和溶液6ml,用玻璃棒沾取一滴于pH试纸上试验其酸性。取只试管加入1ml苯酚乳状液,逐滴加入5%NaOH,直至混浊消失。然后逐滴加入5%H2SO4,有何现象发生?
(2)苯酚与溴水作用
取苯酚饱和水溶液2滴,用水稀释至2ml,逐滴滴入饱和溴水,至淡黄色,将混合物煮沸1-2min,冷却,再加入1%KI溶液数滴及1ml苯,用力振荡,观察现象?
(3)苯酚的氧化
取苯酚饱和水溶液3ml,置于赶试管中,加5% Na2CO30.5ml及0.5% KMnO41ml,振荡,观察现象?
(4)苯酚与FeCl3作用
取苯酚饱和水溶液2滴,放入试管中,加入2ml水,并逐滴滴入FeCl3溶液,观察颜色变化。
五、思考题
1. 用卢卡斯试剂检验伯,仲,叔醇的实验成功的关键何在?对于六个碳以上的伯,仲,叔醇是否都能用卢卡斯试剂进行鉴别?
2.与氢氧化铜反应产生绛蓝色是邻羟基多元醇的特征反应,此外,还有什么试剂能起类似的作用?