Практическая работа 1, страница 90 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

Практическая работа 1

Получение этилена и изучение его свойств

Цель работы.

Получение этилена и проведение качественных реакций на двойную связь.

Оборудование и реактивы:

пробирка с газоотводной трубкой, штатив с пробирками, спиртовка, спички, смесь этанола с концентрированной серной кислотой, раствор иода (используется вместо бромной воды), раствор перманганата калия.

Ход работы.

Поместите в пробирку, снабжённую газоотводной трубкой, немного сухого песка (он необходим для обеспечения равномерного кипения содержимого пробирки), затем выданную вам смесь этанола и серной кислоты (примерно $5 \text{ см}^3$). Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, поместите её конец в стаканчик с водой. Проверьте прибор на герметичность, нагрев его руками. Убедившись в герметичности прибора, осторожно начинайте нагревание смеси этанола с серной кислотой с помощью спиртовки. Конец газоотводной трубки поместите сначала в пробирку с раствором иода, затем в пробирку с раствором перманганата калия. Что при этом наблюдается?

$C_2H_5OH$

$H_2SO_4$

(конц.)

$C_2H_4$

$I_2$ (р-р)

$KMnO_4$ (р-р)

Прибор для получения этилена

Опишите наблюдаемые явления, напишите соответствующие уравнения и схемы реакций.

Описание наблюдаемых явлений, соответствующие уравнения и схемы реакций

В ходе эксперимента при нагревании смеси этилового спирта ($C_2H_5OH$) с концентрированной серной кислотой ($H_2SO_4$) происходит реакция внутримолекулярной дегидратации, в результате которой образуется бесцветный газ без запаха – этилен ($C_2H_4$). Серная кислота является катализатором и водоотнимающим средством, а песок обеспечивает равномерное кипение.

Уравнение реакции получения этилена:

$C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4 (конц.), t > 140^\circ C} CH_2=CH_2 \uparrow + H_2O$

Затем газ, выделяющийся из первой пробирки, пропускают через две другие пробирки с реагентами для проведения качественных реакций.

1. При пропускании этилена через пробирку с раствором иода (иодная вода) наблюдается обесцвечивание исходного желто-коричневого раствора. Это происходит из-за того, что этилен, как непредельный углеводород, вступает в реакцию присоединения с иодом. Двойная связь в молекуле этилена разрывается, и по месту разрыва присоединяются атомы иода. В результате образуется бесцветный продукт – 1,2-дийодэтан.

Уравнение реакции с иодом:

$CH_2=CH_2 + I_2 \rightarrow CH_2I-CH_2I$

2. При пропускании этилена через пробирку с раствором перманганата калия ($KMnO_4$) наблюдается исчезновение фиолетовой окраски раствора и образование бурого осадка диоксида марганца ($MnO_2$). Эта реакция (реакция Вагнера) также является качественной на двойную связь. В ходе реакции этилен мягко окисляется до двухатомного спирта — этиленгликоля ($HOCH_2-CH_2OH$), который является бесцветным. Перманганат-ион ($MnO_4^-$), придающий раствору фиолетовый цвет, восстанавливается до диоксида марганца ($MnO_2$).

Схема реакции с перманганатом калия:

$3CH_2=CH_2 + 2KMnO_4 + 4H_2O \rightarrow 3HOCH_2-CH_2OH + 2MnO_2 \downarrow + 2KOH$

Ответ: При пропускании этилена через раствор иода наблюдается его обесцвечивание. При пропускании этилена через раствор перманганата калия наблюдается обесцвечивание фиолетового раствора и образование бурого осадка. Эти явления подтверждают наличие кратной (двойной) связи в молекуле этилена. Соответствующие уравнения реакций: $CH_2=CH_2 + I_2 \rightarrow CH_2I-CH_2I$ и $3CH_2=CH_2 + 2KMnO_4 + 4H_2O \rightarrow 3HOCH_2-CH_2OH + 2MnO_2 \downarrow + 2KOH$.