2.2.4 Действие концентрированной серной кислоты на предельные углеводороды

В пробирку помещают 2 капли жидкого алкана и 2 капли серной кислоты. Содержимое пробирки энергично перемешивают 1—2 мин, охлаждая пробирку проточной водой. В условиях опыта алканы с серной кислотой не реагируют.

При небольшом нагревании дымящая серная кислота образует с алканами, содержащими третичный углеродный атом, сульфокислоты. При высоких температурах серная кислота действует как окислитель.

2.2.5 Действие концентрированной азотной кислоты на предельные углеводороды

В пробирку помещают 2 капли исследуемого алкана и добавляют 2 капли азотной кислоты. Смесь встряхивают в течение 1—2 мин. Никакого изменения в пробирке не наблюдается.

Концентрированная азотная кислота на холоду не реагирует с алканами, при высокой температуре она действует как окислитель. Реакция нитрования алканов идет хорошо с разбавленной азотной кислотой при нагревании и повышенном давлении. Легче всего нитруются алканы, содержащие в молекуле третичный углеродный атом. Алканы легко нитруются в газовой фазе двуокисью азота или парами азотной кислоты при 250—500° С. Эта реакция идет по радикальному механизму.

2.3 Контрольные вопросы

1. Почему алканы называют также и парафинами?

2. Почему алканы характеризуются высокой стойкостью к окислителям?

3. Почему алканы не вступают в реакции присоединения?

4. Какая геометрическая конфигурация в молекулах алканов?

5. Какие связи имеются в молекулах алканов?

6. Из каких стадий состоит цепной процесс галогенирования алканов?

7. Что такое свободный радикал и почему они обладают повышенной реакционной способностью?

8. Почему при галогенировании алканов, в молекулах которых находятся более чем два атома углерода, образуется смесь галогеналканов?

9. Дайте определение радикально-цепному процессу.

10. Почему в реакции замещения атом водорода у третичного атома углерода замещается легче, чем у вторичного и хуже у первичного?

Лабораторная работа № 3 Тема: алкены

Цель работы: изучить методы получения и химические свойства алкенов.

Оборудование и реактивы: этиловый спирт, 96%-ный; серная кислота (d = 1,84 г/см³); этилен; бромная вода, насыщенный раствор; марганцевокислый калий, 0,1 н. раствор; жидкие алкены (керосин); раствор брома в органическом растворителе; аммиак, 25%-ный раствор; лакмусовая бумага синяя; углекислый натрий, 1 н. раствор; азотная кислота (d = 1,4 г/см³). песок, газоотводная трубка; стеклянная палочка.

3.1 Теоретическая часть

3.1.1 Методы получения

1. При действии спиртовых растворов едких щелочей на галогенпроизводные отщепляется галогенводород и образуется двойная связь:

СН₃-СН₂-CH₂Br СН₃-СН₂=CH₂ + NaBr + H₂O

Если в -положении к атому углерода, связанному с галогеном, находятся третичный, вторичный и первичный атомы водорода, то преимущественно отщепляется третичный атом водорода, в меньшей степени вторичный и тем более первичный (правило Зайцева).

KOH (спирт)

2. Действием на спирты водоотнимающих средств:

а) при пропускании спиртов над окисью алюминия при 300—400^о С

СН₃-CH-СН₂-СН₃ СН₃-CH=СH-СН₃ + H₂O

ОН

б) при действии на спирты серной кислоты в мягких условиях (реакция идет через промежуточное образование эфиров серной кислоты):

СН₃-CH-СН₃ + H₂SO₄ СН₃-CH-СН₃ СН₃-CH=СН₂

│ │

ОН OSO₃H

3. При действии Zn или Мg на дигалогенпроизводные с двумя атомами галогена у соседних атомов углерода:

СН₃-CH-СН₂Cl СН₃-CH=СН₂

│

Сl

4. Гидрированием ацетиленовых углеводородов над катализаторами:

СН₃-С CH СН₃-СН=CH₂

5. Алкены в виде сложных смесей получаются при крекинге нефти

С₁₀Н₂₂ C₅H₁₀ + C₅H₁₂