Oпыт 7. Получение и химические свойства метана

Опыт 7.1. Получение метана

Алканы получают в лаборатории нагреванием натриевых солей карбоновых кислот в смеси с гидроксидом натрия. В сухую пробирку помещают смесь из обезвоженного ацетата натрия и измельченного гидроксида натрия на одну треть объема пробирки. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой и нагревают смесь в пламени газовой горелки. Выделяющийся газ – метан

CH₃COONa + NaOH " CH₄ + Na₂CО₃.

Опыт 7.2. Горение метана

Образующийся в опыте 7.1 метан поджигают. Он горит голубоватым несветящимся пламенем. Если ввести в пламя горящего метана фарфоровую чашечку, то черного пятна от сажи на ней не образуется. Реакция горения метана протекает по схеме

СН₄ + О₂ " СО₂ + Н₂О.

Расставьте коэффициенты в уравнении этой реакции.

Опыт 7.3. Отношение метана к бромной воде

В пробирку помещают 3-5 капель бромной воды и вводят туда газоотводную трубку с выделяющимся метаном (в опыте 7.1). Пропускают метан в течение одной минуты. Обесцвечива-ния раствора не происходит.

Опыт 7.4. Отношение метана к перманганату калия

В пробирку помещают 6 капель раствора перманганата калия и вводят туда газоотводную трубку с выделяющимся метаном (в опыте 7.1). Пропускают метан в течение одной минуты. Обесцвечивания раствора не происходит.

Опыт 8. Химические свойства жидких алканов

Опыт 8.1. Отношение октана к перманганату калия

В пробирку помещают 5 капель октана. Затем в пробирку приливают 5 капель раствора перманганата калия. Обесцвечи-вания раствора не наблюдается, что доказывает устойчивость октана к реакциям окисления

Опыт 8.2. Отношение октана к бромной воде

В пробирку помещают 5 капель октана. Затем в пробирку приливают 3 капли бромной воды. Обесцвечивания раствора не наблюдается, что доказывает устойчивость октана к реакциям присоединения.

Опыт 8.3. Каталитическое бромирование октана и изооктана

В две пробирки помещают небольшое количество речного песка и железных стружек, затем приливают в первую пробирку 5 капель октана и 3 капли раствора брома в ССI₄. Во вторую пробирку приливают 5 капель изооктана (2,2,4-триметилпентан) и 3 капли раствора брома в ССI₄. Содержимое пробирок нагревают на водяной бане. В пробирки пинцетом вносят индикаторную бумажку, смоченную водой. В процессе нагревания во второй пробирке окраска брома исчезает, а индикаторная бумажка краснеет вследствие выделения бромистого водорода. Это свидетельствует о каталитическом бромировании изооктана. Первую пробирку с октаном дополнительно нагревают на газовой горелке до полного обесцвечивания брома. Из этого опыта можно сделать вывод, что каталитическое бромирование октана протекает в более жестких условиях чем изооктана.. Напишите уравнения реакций, соответствующие данным процессам.

Опыт 8.4. Действие концентрированной серной кислоты на алканы

В пробирку помещают 3 капли октана и 2 капли концентри-рованной серной кислоты. Содержимое пробирки перемешивают. По окончанию перемешивания смесь расслаивается на два слоя: верхний – алкан и нижний – серная кислота. Алканы не реаги-руют с концентрированной серной кислотой в обычных условиях.

Опыт 8.5. Действие концентрированной азотной кислоты на алканы.

В пробирку помещают 3 капли октана и прибавляют 2 капли концентрированной азотной кислоты. Смесь перемешивают. Никакого изменения в пробирке не наблюдается.

Контрольные вопросы

1. Сколько литров воздуха при н.у. необходимо для сжигания 5 л пропана?

2. Напишите структурные формулы изомеров гептана и назовите их.

3. Из каких галогенопроизводных можно получить 2,4-диметил-пентан по реакции Вюрца?

4. При сжигании 8,8 г углеводорода образовалось 26,4 г оксида углерода (IV) и 14,4 г воды. Плотность вещества по водороду равна 22. Найдите молекулярную формулу этого углеводорода.

Глава 4. АЛКЕНЫ

Гомологический ряд алкенов имеет общую формулу С_nН_2n. Алкенами называют углеводороды, в молекулах которых между углеродными атомами имеется одна двойная связь. Она состоит из σ- и π-связей. Длина двойной связи С=С составляет 0,133 нм, что существенно меньше длины одинарной связи (0,154 нм). Энергия двойной связи меньше удвоенного значения энергии одинарной связи. Это означает, что π-связь между атомами углерода менее прочна, чем σ-связь. Этим объясняется более высокая реакционная способность алкенов по сравнению с алканами. При действии на двойную связь различных реагентов разрывается π – связь, и происходит присоединение их (реаген-тов) по месту двойной связи. Для алкенов характерны реакции присоединения, окисления и полимеризации.