ЩАВЕЛЕВАЯ КИСЛОТА

Реактивы: Тростниковый сахар.............................2,5 г

Азотная кислота (плотность 1,38)..............20 г (14,5 мл)

Приборы, посуда: хим. стакан на 100 мл, электрическая плитка, фарфоровая чашка, мерный цилиндр

В стакане нагревают под тягой 2,5 г предварительно растертого в порошок тростникового сахара и 20 г азотной кислоты. Как только начнется бурное выделение оксидов азота, нагревание прекращают. Когда выделение оксидов азота прекратится, жидкость выливают в фарфоровую чашку и выпаривают на водяной бане до объема приблизительно 10 мл.

При охлаждении раствора выкристаллизовывается двуводная щавелевая кислота, которую выкристаллизовывают из воды.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ

Азотная кислота разъедает кожу. При попадании на кожу, промыть большим количеством холодной воды. Оксиды азота действуют на организм, как сильно отравляющие вещества типа фосгена. Первая помощь – свежий воздух, кислород.

СИНТЕЗ АЦЕТИЛСАЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ (АСПИРИНА)

Реактивы: Салициловая кислота............1 г

Приборы и посуда: коническая колба емк. на 150 мл, термометр на 150⁰С, воронка Бюхнера, колба Бунзена

В коническую колбу емкостью 150 мл помещают 1 г салициловой кислоты, 1,4 мл уксусного ангидрида и 1 каплю концентрированной серной кислоты. Смесь тщательно перемешивают, нагревают на водяной бане до 60⁰С и выдерживают при этой температуре 20 минут, перемешивая жидкость термометром. Затем дают жидкости остыть, перемешивая ее еще некоторое время. После охлаждения жидкость выливают в 100 мл воды, хорошо перемешивают и отсасывают выделившуюся ацетилсалициловую кислоту на воронке Бюхнера. Сырой продукт перекристаллизовывают из разбавленной (1:1) уксусной кислоты (примечание 1).

Примечание 1: Ацетилсалициловая кислота –бесцветные иглы или пластинки из горячей воды. Температура плавления 136,5⁰С.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Серная и концентрированная уксусная кислоты при попадании на кожу вызывают болезненные, долго не заживающие ожоги.

Реактивы: нитробензол.......................1,4 г (1,2 мл)

Посуда, приборы: стакан фарфоровый на 0,5 л, колба Бунзена, воронка Бюхнера, делительная воронка, колба перегонная, водяной холодильник, электрическая плитка

В фарфоровый стакан наливают раствор 0,75 г хлорида аммония в 22,5 мл воды и 1,4 г нитробензола. Массу энергично перемешивают в течении 15-20 мин., в стакан прибавляют 2,1 г цинковой пыли. По мере того, как идет восстановление, температура самопроизвольно повышается до 60-65°С. В тех случаях, когда разогревание не происходит, реакционную массу нагревают до этой температуры на водяной бане.

После добавления последней порции цинковой пыли раствор перемешивают еще 15 мин. до окончания реакции, о чем судят по исчезновению запаха нитробензола и прекращению саморазогревания реакционной смеси.

Теплый раствор фильтруют, осадок промывают 15 мл горячей воды. Затем фильтрат насыщают хлоридом натрия (8,25 г) и помещают в охлаждающую смесь (смесь льда и соли) на 1 час. Фенилгидроксиламин выделяется в виде длинных светло-желтых игл, которые отсасывают через воронку Бюхнера и сушат.

Полученный фенилгидроксиламин растворяют в пропиловом спирте, исследуют раствор. Капиллярной трубкой наносят раствор на хроматографическую пластинку с намеченной линией старта. Для сравнения наносят на пластинку раствор эталона фенилгидроксиламина. Пластинку помещают в камеру с СССтартовая линия не должна касаться элюента. Хроматограмму подсушивают и проявляют парами йода. Для этого пластинку помещают в камеру с кристаллическим йодом. В тех местах, где находились органические вещества, появятся окрашенные пятна. Для фенилгидроксиламина рассчитать Rf.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ Работать только под тягой!

Посуда и приборы: круглодонная колба емк. на 100 мл, капельная воронка, обратный холодильник, химические стаканы, электрическая плитка, воронка Бюхнера, колба Бунзена,термометр

В круглодонной колбе, снабженной капельной воронкой и обратным холодильником, нагревают до 80-85⁰С раствор 14 г сульфата двухвалентного железа (семиводного) в 14 мл воды и добавляют при энергичном перемешивании раствор 0,83 г п-нитробензойной кислоты в 10 мл 2Н водного раствора аммиака. Вслед за этим вносят в реакционную смесь 10 мл концентрированного раствора аммиака, кипятят ее 5 мин. и осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера через двухслойный фильтр. Подкисляют фильтрат уксусной кислотой до кислой реакции на лакмус, отфильтровывают на воронке Бюхнера выпавшую п-аминобензойную кислоту и высушивают ее на воздухе.

Выход около 0,34 г (50% от теоретического). Температура плавления 186-188⁰С.

Хлорид железа вызывает в водных растворах аминокислот появление красной окраски, исчезающей после подкисления. Реакция не специфична. Присутствие уксусной кислоты может помешать идентефикации синтезированного продукта.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ Аммиак обладает сильным раздражающим действием. Первая помощь: промыть пораженное место водой, свежий воздух. Pаботу проводить под тягой!

Писуда: круглодонная колба, обратный холодильник, электрическая плитка

В круглодонной колбе на 100 мл, снабженной обратным холодильником, смешивают 1,2 г бензамида (температура плавления 130⁰С) с 5 мл 20%-ного раствора едкого натра и кипятят до прекращения выделения аммиака. Охлаждают полученный раствор и подкислением концентрированной соляной кислотой выделяют бензойную кислоту. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, промывают на воронке очень малыми порциями холодной воды и высушивают.

Бензойную кислоту очищают возгонкой. Температура плавления 121,7⁰С.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

При работе со щелочами следует помнить, что едкие щелочи причиняют более тяжелые ожоги, чем кислоты, так как они вызывают набухание кожи и поэтому не могут быть быстро смыты водой с пораженного места. Удалять раствор щелочи с пораженного места рекомендуется не водой, а разбавленным (2Н или 5 %-ным) раствором уксусной кислоты, а при поражении глаз – 0,5 %-ным раствором кислоты.

ПОПАДАНИЕ ЩЕЛОЧИ В ГЛАЗА ПОЧТИ ВСЕГДА ВЫЗЫВАЕТ ПОЛНУЮ СЛЕПОТУ

Посуда: круглодонная колба на 100 мл, ловушка для воды, обратный холодильник, делительная воронка, дефлегматор, мерный цилиндр, холодильник Либиха, алонж, химический стакан на 100 мл.

Приборы: электрическая плитка, термометр на 250⁰С.

В круглодонную колбу, снабженную ловушкой для воды и обратным холодильником (рис.), наливают 20 г бутанола и при перемешивании прибавляют 2,8 мл концентрированной серной кислоты. Затем вносят «кипелки» и смесь осторожно кипятят. Через 3-3,5 ч измеряют количество воды в ловушке (нижний слой). Оно должно быть примерно равно количеству воды, рассчитанному по уравнению. Верхний слой слить в реакционную колбу.

После отделения всей воды, содержимое колбы охлаждают и приливают при перемешивании 12 мл 3Н раствора гидроксида натрия и переносят в делительную воронку. Промывают раствором щелочи (до щелочной реакции промывных вод), затем прибавляют 15 мл воды и 12 мл насыщенного раствора хлорида кальция.

Полученный продукт сушат хлоридом кальция и переносят в перегонную колбу, фильтруя его через складчатый фильтр. Перегоняют с дефлегматором и отбирают фракцию, кипящую до 135⁰С. Затем фракцию охлаждают и перегоняют еще раз, собирая фракцию, кипящую в интервале 140-142⁰С.

Примечание: эфиры перегонять досуха нельзя, так как они содержат перекиси, которые могут взорваться.

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОДУКТА Осуществляется по температуре кипения.

1. Не перегонять досуха! Образующиеся перекиси взрывоопасны. Следует строго соблюдать методику синтеза. При работе с концентрированной серной кислотой следует соблюдать осторожность. При попадании ее на кожу или одежду следует промыть большим количеством воды, нейтрализовать раствором соды.

БЕНЗОЙНАЯ КИСЛОТА

Реактивы: толуол..............................1,5 г

Посуда: круглодонная колба на 250 мл, обратный холодильник, электрическая плитка

В круглодонной колбе, снабженной обратным холодильником, кипятят в течение 4 часов толуол с 80 мл воды и мелко растертым перманганатом калия до исчезновения окраски перманганата. Для равномерного кипения реакционной смеси в колбу бросают несколько кусочков пористой керамики. Если по истечении 4 часов раствор не обесцветился, добавляют в реакционную массу 1-2 мл этилового спирта и кипятят 2-3 мин. до обесцвечивания. После окончания реакции раствор охлаждают, выпавшую двуокись марганца отфильтровывают и дважды промывают ее теплой водой (по 10-15 мл).

Фильтрат упаривают и подкисляют концентрированной соляной кислотой до кислой реакции по Конго (рН 3,0-5,2). При этом осаждается бензойная кислота. Осадок бензойной кислоты отфильтровывают, промывают холодной водой и сушат.

Температура плавления бензойной кислоты 122,5⁰С.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

1. Бензол и его гомологи – яды, действующие на кровь!

2. Концентрированная соляная кислота при попадании на кожу и слизистые оболочки вызывает ожоги! Пары соляной кислоты могут вызвать ожоги слизистых оболочек носа, горла, легких! При попадании кислоты на кожу – смыть ее большим количеством холодной воды. При попадании паров кислоты в легкие – вывести пострадавшего на свежий воздух.

3. Толуол огнеопасен. Перманганат калия разлагается при нагревании.

4. Все работы проводить вдали от открытого пламени и под тягой.

БУТИЛАЦЕТАТ

Реактивы: уксусная кислота (ледяная)...................6 мл

Посуда: круглодонная колба на 100 мл, обратный холодильник, ловушка Дина старка, делительная воронка, прибор для перегонки, электрическая плитка

В круглодонную колбу, снабженную ловушкой Дина-Старка для отделения воды и обратным холодильником (рис.) помещают уксусную кислоту, н-бутиловый спирт и серную кислоту. Затем вносят «кипелки» и нагревают так, чтобы жидкость достаточно интенсивно поступала в ловушку, но в то же время не «захлебывался» холодильник. При этом в ловушке происходит расслаивание жидкости. Верхний слой, содержащий вначале как образовавшийся сложный эфир, так и исходные спирт и кислоту, возвращается в колбу, а нижний водный слой постепенно увеличивается.

Когда воды в ловушке накопится столько, что появится опасность ее попадания в реакционную колбу, воду сливают. Реакция считается законченной, когда количество воды в ловушке перестанет увеличиваться. Полученный эфир охлаждают до комнатной температуры и промывают (в делительной воронке) сначала водой, затем раствором соды до нейтральной реакции по лакмусу и снова водой. Отделив эфир от водного слоя, высушивают его прокаленным сернокислым натрием и перегоняют из колбы с дефлегматором. Главную фракцию собирают при 124-126⁰С.

Выход 7,8 г (67 % от теоретического). Чистый уксуснобутиловый эфир имеет температуру кипения 126⁰С.

Для идентификации сложного эфира проводят качественную реакцию с гидроксиламином. При взаимодействии сложного эфира с гидроксиламином образуется гидроксиламиновая кислота.

Гидроксамовые кислоты образуют с треххлористым железом интенсивно окрашенные соединения. Применение этой качественной реакции ограничено, так как ее дают также ангидриды кислот.

Опыт: В пробирке нагревают 2-3 капли сложного эфира с 2 каплями насыщенного раствора солянокислого гидроксиламина в пропиловом спирте и оставляют стоять 1 мин. Затем добавляют 1 каплю насыщенного спиртового раствора едкого калия и осторожно нагревают до начала кипения. После охлаждения смесь подкисляют 3-4 каплями 1Н соляной кислоты и добавляют 1 каплю 3 %-ного раствора хлорного железа.

Возникает розовая или фиолетовая окраска, указывающая на присутствие сложной эфирной группировки.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Следует помнить, что серная кислота и концентрированная уксусная кислота при попадании на кожу вызывают болезненные ожоги. При попадании на кожу кислоты необходимо удалить сначала водой, а затем промыть место ожога 3%-ным раствором соды. Работу следует выполнять под вытяжным шкафом.