Тема: «Получение этилена и изучение его свойств»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ДОНЕЦКИЙ ТЕХНИКУМ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ И ФАРМАЦИИ»

Методическая разработка лабораторного занятия

для студентов

Тема: «Получение этилена

 и изучение его свойств»

Дисциплина ОП.09. Органическая химия

                                                        Донецк, 2020

Разработчик: Голоперова И.И., преподаватель, специалист высшей квалификационной категории   ГПОУ «Донецкий техникум химических технологий и фармации»

Занятие №6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Тема: Получение этилена и изучение его свойств.

Цель: получить этилен и установить с помощью качественных реакций наличие двойной связи в его молекуле.

Реактивы и оборудование: этиловый спирт (96%-ный), серная кислота (ρ=1,84 г/см³), бромная вода (насыщенный раствор), 0,1 н раствор перманганата калия, песок, газоотводная трубка, горелка, штатив с пробирками.

Литература:

Основные источники:

1. Зурабян, С.Э.,Лузин,А.П. Органическая химия: учебник/Под редакцией Н.А.  Тюкавкиной. - М.:ГЭОТАР – Медиа,  2011.-384 с.: ил.

2. Габриелян О.С., Остроумова И.Г. Химия: учебник для студентов СПО. –  9-е  изд.,стер.-М.:ИЦ.Академия, 2011.              

   -336 с.; [16 л.] цв. ил.

 Дополнительные источники:

1.Габриелян О.С.,Лысова, Г.Г. Химия: учебник.11 класс.-М.:Дрофа, 2011.-398 с.:  ил.

2.Ерохин,Ю.М. Химия.- М.: Издательство центр Академия, 2009.-318 с.: ил.

Презентация  на тему «Алкены»:

 https://drive.google.com/file/d/1MCrFc4VEDrgSEO1AhiZ-KxWDXklTk4mt/view?usp=sharing

Видео-опыты посмотреть по ссылке:

https://www.youtube.com/watch?v=V19KN-R92AU

Техника безопасности:

Соблюдать правила техники безопасности при работе с нагревательными приборами, кислотами.

Работу проводить в вытяжном шкафу. Концентрированную серную кислоту приливать к этиловому спирту тонкой струей при перемешивании. Приливать спирт в кислоту запрещается. Разлитую кислоту нейтрализуют, после чего проводят уборку.

Алкены, или ненасыщенные углеводороды этиленового ряда (иногда их называют олефинами), содержащие в составе своей молекулы одну двойную связь. Двойная связь – это сочетание ковалентных σ-связей и π-связей. Самый первый представитель алкенов – этилен СН₂=СН₂. Атомы углерода, соединенные между собой двойной связью, находятся в состоянии sp²-гибридизации. Гибридизованные орбитали расположены в одной плоскости и направлены друг к другу под углом 120º, образуя равносторонний треугольник. Ненасыщенные углеводороды имеют общую формулу С_nН_2n. Они способны вступать в реакции присоединения водорода, галогенов, галогенводородов (по правилу Марковникова). Эти соединения легко окисляются. При наличии катализаторов вступают в реакции полимеризации и изомеризации. Горят.

Задание:

1) получить этилен; 2) установить, реагирует ли этилен с бромом и перманганатом калия в условиях опыта; 3) написать уравнения всех реакций; 4) сделать вывод о реакционной способности этилена в сравнении с метаном.

Опыт 1. Получение этилена

Этилен и его гомологи в лабораторных условиях чаще всего получают дегидратацией соответствующих спиртов. В частности, этилен получают из этилового спирта действием на него концентрированной серной кислоты при нагревании (реакцию можно ускорить добавлением в смесь оксида алюминия Аl₂О₃).

Выполнение опыта:

В сухую пробирку вносят 1 г сухого промытого речного песка, 3 мл этилового спирта и 9 мл концентрированной серной кислоты (ρ = 1,84 г/см³). Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой и закрепляют в штативе. Песок добавляют к смеси для равномерного кипения и для предотвращения выбросов веществ из пробирки. Конец газоотводной трубки погружают в пробирку с водой. Смесь нагревают.

Опыт 2. Присоединение брома к этилену

Этилен легко вступает в реакции присоединения.

Выполнение опыта:

Полученный в опыте 1 этилен через газоотводную трубку пропускают в пробирку, в которую предварительно налито 1-2 мл раствора бромной воды.

Опыт 3. Окисление этилена раствором перманганата калия

Реакция разработана Е.Е.Вагнером (1888). С ее помощью в молекулах органических веществ обнаруживают двойную связь.

Выполнение опыта:

Полученный в опыте 1 этилен через газоотводную трубку пропускают в пробирку, в которую предварительно налито 1-2 мл раствора перманганата калия и 5-10 мл воды.

Опыт 4. Горение этилена

Этиленовые углеводороды горят.

Выполнение опыта:

Смесь продолжают нагревать в пламени горелки. К отверстию газоотводной трубки подносят зажженную спичку или лучину, полученный газ поджигаем.

Оформите работу в тетради в виде таблицы:

Название опыта	Ваши наблюдения	Уравнение реакции, выводы
1	Какой газ выделяется?	Закончите уравнение реакции: CH3-CH2-OH    t>140°C, H2SO4(конц.)  →      Укажите тип реакции, назовите продукты реакции?
2	Что происходит с раствором марганцовки?	Закончите уравнение реакции: CH2=CH2 + [O] + H2O KMnO4→ Назовите продукты и тип реакции?
3	Почему происходит обесцвечивание бромной воды?
4.	Почему этилен горит более светящимся пламенем, чем этан?	Закончите уравнение реакции:                   C2H4 + O2  t → Назовите тип реакции и продукты?

Вывод:

Вопросы для самоконтроля:

1. Дайте определение понятию «бромная вода».

2. Какими качественными реакциями можно доказать наличие кратных углерод-углеродных связей в ряду непредельных углеводородов?

3. Что такое «кипелки» и для чего они нужны в данных условиях протекания опыта?

4. Перечислите основные способы получения этилена в промышленности.

5. Объясните, почему при горении этилена образуется налёт сажи.

6. Какие типы реакций наиболее характерны для этилена и почему?

7. Сравните реакционную способность метана и этилена. Чем обусловлены такие различия?

 Задания для защиты лабораторной работы:

1. Какие виды изомерии характерны для алкенов? Напишите формулы возможных изомеров пентена-1.

2. Из каких соединений может быть получен: а) изобутен (2-метилпропен); б) бутен-2;     в) бутен-1? Напишите уравнения соответствующих реакций.

3. Перечислите области применения этилена и пропилена.

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

5. На полное гидрирование 2,8 г алкена израсходовано 0,896 л водорода (н. у.). Какова молекулярная масса и структурная формула этого соединения, имеющего нормальную цепь углеродных атомов?  Ответ: 70.