fenolis (hidroksibenzenas,karbolio rūgštis) – taiOekologiškasaromatinis junginys su formulėmisOiC6H5OH. Priklauso to paties pavadinimo klasei – fenoliai.
Savo ruožtu Fenoliai- tai aromatinių serijų organinių junginių klasė, kurioje yra hidroksilo grupės OI− susietas su aromatinio žiedo anglimi.
Pagal hidroksilo grupių skaičių yra:
- monohidriniai fenoliai (arenoliai): fenolis ir jo homologai;
- dvihidriniai fenoliai (arendioliai): pirokatecholis, rezorcinolis, hidrochinonas;
- trihidroksiliai fenoliai (arentrioliai): pirogalolis, hidroksihidrochinonas, florogliucinolis;
- polihidriniai fenoliai.
Atitinkamai, iš tikrųjų fenolis, kaip medžiaga, yra paprasčiausias fenolio grupės atstovas ir turi vieną aromatinį branduolį ir vieną hidroksilo grupę JIS.
Fenolio savybės
Šviežiai distiliuotas fenolis yra bespalviai į adatą panašūs kristalai, kurių lydymosi temperatūra 41 °С ir virimo temperatūra 182 °С. Laikant, ypač drėgnoje atmosferoje ir esant nedideliam kiekiui geležies bei vario druskų, greitai įgauna raudoną spalvą. Fenolis bet kokiu santykiu maišosi su alkoholiu, vandeniu (kai kaitinama aukščiau 60°C), gerai tirpsta eteryje, chloroforme, glicerolyje, anglies disulfide.
Dėl prieinamumo -OI hidroksilo grupė, fenolis turi cheminių savybių, būdingų tiek alkoholiams, tiek aromatiniams angliavandeniliams.
Pagal hidroksilo grupę fenolis patenka į šias reakcijas:
- Kadangi fenolis turi šiek tiek stipresnių rūgščių savybių nei alkoholiai, veikiant šarmams susidaro druskos - fenolatai (pvz. natrio fenolatas - C 6 H 5 ONa):
C 6 H 5 OH + NaOH -> C 6 H 5 ONa + H 2 O
- Dėl fenolio sąveikos su metaliniu natriu taip pat gaunamas natrio fenolatas:
2C 6 H 5 OH + 2Na -> 2C 6 H 5 ONa + H 2
- Fenolis nėra tiesiogiai esterinamas su karboksirūgštimis; esteriai gaunami fenolatams reaguojant su anhidridais arba rūgščių halogenidais:
C 6 H 5 OH + CH 3 COOH -> C6H 5 OCOCH 3 + NaCl
- Distiliuojant fenolį su cinko dulkėmis, vyksta hidroksilo grupės pakeitimo vandeniliu reakcija:
C 6 H 5 OH + Zn -> C 6 H 6 + ZnO
Fenolio reakcijos į aromatinį žiedą:
- Fenolis patenka į elektrofilines pakeitimo reakcijas aromatiniame žiede. OH grupė, būdama viena stipriausių donorų grupių (dėl elektronų tankio sumažėjimo funkcinėje grupėje), padidina žiedo reaktyvumą šioms reakcijoms ir nukreipia pakaitalą į orto- ir pora- nuostatas. Fenolis lengvai alkilinamas, acilinamas, halogeninamas, nitrintas ir sulfoninamas.
- Kolbe-Schmitto reakcija tarnauja salicilo rūgšties ir jos darinių (acetilsalicilo rūgšties ir kitų) sintezei.
C 6 H 5 OH + CO 2 - NaOH -> C 6 H 4 OH (COONa)
C 6 H 4 OH (COONa) - H2SO4 -> C 6 H 4 OH (COOH)
Kokybinės reakcijos į fenolį:
- Dėl sąveikos su bromo vandeniu:
C6H5OH + 3Br2 -> C6H2Br3OH + 3HBr
susiformavo 2,4,6-tribromfenolis yra balta kieta medžiaga.- Su koncentruota azoto rūgštimi:
C6H5OH + 3HNO3 -> C6H2(NO2)3OH + 3H2O
- Su geležies (III) chloridu (kokybinė fenolio reakcija):
C 6 H 5 OH + FeCl 3 -> ⌈Fe (C 6 H 5 OH) 6 ⌉Cl 3
pridėjimo reakcija
- Fenolio hidrinimas, esant metaliniams katalizatoriams Pt/Pd , Pd/Ni , gauti cikloheksilo alkoholio:
C 6 H 5 OH -> C 6 H 11 OH
Fenolio oksidacija
Dėl to, kad fenolio molekulėje yra hidroksilo grupės, atsparumas oksidacijai yra daug mažesnis nei benzeno. Priklausomai nuo oksiduojančio agento pobūdžio ir reakcijos sąlygų, gaunami įvairūs produktai.
- Taigi, veikiant vandenilio peroksidui ir esant geležies katalizatoriui, susidaro nedidelis kiekis diatominio fenolio - pirokatecholio:
C 6 H 5 OH + 2H 2 O 2 - Fe> C 6 H 4 (OH) 2
- Sąveikaujant su stipresnėmis oksiduojančiomis medžiagomis (chromo mišiniu, mangano dioksidu rūgščioje terpėje), susidaro parachinonas.
Gauti fenolį
Fenolis gaunamas iš akmens anglių deguto (kokso produkto) ir sintetiniu būdu.
Kokso gamybos akmens anglių deguto sudėtyje yra nuo 0,01 iki 0,1 proc. fenoliai, pusiau koksavimo produktuose nuo 0,5 iki 0,7%; alyvoje, susidarančioje hidrinant, ir nuotekose kartu paėmus - nuo 0,8 iki 3,7 proc. Sudėtyje yra rudųjų akmens anglių deguto ir pusiau koksuojančių nuotekų nuo 0,1 iki 0,4 proc. fenoliai. Akmens anglių derva distiliuojama, pasirenkant fenolio frakciją, kuri užvirsta 160-250 °С temperatūroje. Į fenolio frakcijos sudėtį įeina fenolis ir jo homologai (25-40%), naftalenas (25-40%) ir organinės bazės (piridinas, chinolinas). Naftalenas atskiriamas filtruojant, o likusi frakcija apdorojama 10-14 % natrio šarmo tirpalu.
Gauti fenolatai atskiriami nuo neutralių aliejų ir piridino bazių pučiant gyvais garais ir apdorojami anglies dioksidu. Išskirti neapdoroti fenoliai yra rektifikuojami, paeiliui atrenkant fenolį, krezolius ir ksilenolius.
Didžioji dalis šiuo metu pramoniniu mastu gaminamo fenolio gaunama įvairiais sintetiniais metodais.
Sintetiniai fenolio gavimo būdai
- Autorius benzensulfonato metodas benzenas sumaišomas su vitriolio aliejumi. Gautas produktas apdorojamas soda ir gaunama benzensulfonrūgšties natrio druska, po to tirpalas išgarinamas, atskiriamas nusodintas natrio sulfatas, o benzensulfonrūgšties natrio druska sulydoma su šarmu. Gautą natrio fenolatą prisotinkite anglies dioksidu arba įpilkite sieros rūgšties, kol pradės išskirti sieros dioksidas, ir distiliuokite fenolį.
- Chlorobenzeno metodas susideda iš tiesioginio benzeno chlorinimo dujiniu chloru, esant geležies arba jos druskų, ir gauto chlorbenzeno muilinimo natrio hidroksido tirpalu arba hidrolizės metu, esant katalizatoriui.
- Modifikuotas Rašigo metodas pagrįstas oksidaciniu benzeno chloravimu vandenilio chloridu ir oru, po to chlorbenzeno hidrolizė ir fenolio išskyrimas distiliuojant.
- kumeno metodas susideda iš benzeno alkilinimo, gauto izopropilbenzeno oksidavimo iki kumeno hidroperoksido ir vėlesnio jo skilimo į fenolį ir acetoną:
Izopropilbenzenas gaunamas apdorojant benzeną grynu propilenu arba propano-propileno frakcija iš naftos krekingo, išgryninto nuo kitų nesočiųjų junginių, drėgmės, merkaptanų ir vandenilio sulfido, nuodijančio katalizatorių. Pavyzdžiui, kaip katalizatorius naudojamas aliuminio trichloridas, ištirpintas polialkilbenzene. diizopropilbenzene. Alkilinimas atliekamas 85 ° C temperatūroje ir pertekliniame slėgyje 0,5 MPa, kuris užtikrina proceso tekėjimą skystoje fazėje. Izopropilbenzenas oksiduojamas į hidroperoksidą su atmosferos deguonimi arba techniniu deguonimi 110-130°C esant kintamo valentingumo metalų druskoms (geležis, nikelis, kobaltas, manganas) Išskaidykite hidroperoksidą praskiestomis rūgštimis (sieros arba fosforo) arba nedideliu kiekiu koncentruotos sieros rūgšties 30-60 °С temperatūroje. Po distiliavimo fenolis, acetonas ir tam tikras kiekis α-metilstirenas. SSRS sukurtas pramoninis kumeno metodas yra ekonomiškai naudingiausias, palyginti su kitais fenolio gamybos būdais. Fenolio gamyba naudojant benzensulfonrūgštį yra susijusi su dideliu chloro ir šarmų kiekiu. Oksidacinis benzeno chlorinimas yra susijęs su dideliu garo suvartojimas 3-6 kartus daugiau nei naudojant kitus metodus; be to, chloruojant atsiranda stipri įrangos korozija, todėl reikia naudoti specialias medžiagas. Kumeno metodas yra paprastas techninės įrangos konstrukcijoje ir leidžia vienu metu gauti du techniškai vertingus produktus: fenolis ir acetonas.
- Vykstant oksidaciniam benzenkarboksilinimui pirmiausia atliekama skystos fazės katalizinė tolueno oksidacija į benzenkarboksirūgštį, kuri, dalyvaujant Сu 2+ paverčiamas benzenalicilo rūgštimi. Šį procesą galima apibūdinti tokia diagrama:
Benzoilsalicilo rūgštis su vandens garais skyla į salicilo ir benzenkarboksirūgštis. Fenolis susidaro dėl greito salicilo rūgšties dekarboksilinimo.
Fenolio taikymas
Fenolis naudojamas kaip žaliava polimerų gamybai: polikarbonatas ir (pirmiausia sintetinamas bisfenolis A, o vėliau šie), fenolio-formaldehido dervos, cikloheksanolis (po to gaminamas nailonas ir nailonas).
Naftos rafinavimo procese fenolio pagalba aliejai valomi iš dervingų medžiagų, sieros turinčių junginių ir policiklinių aromatinių angliavandenilių.
Be to, fenolis yra žaliava jonolių, neonolių (), kreozolių, aspirino, antiseptikų ir pesticidų gamybai.
Fenolis yra geras konservantas ir antiseptikas. Naudojamas dezinfekcijai gyvulininkystėje, medicinoje ir kosmetologijoje.
Toksinės fenolio savybės
Fenolis yra toksiškas (II pavojaus klasė). Įkvėpus fenolio, funkcijos sutrinka nervų sistema. Dulkės, garai ir fenolio tirpalas, patekę ant akių, kvėpavimo takų, odos gleivinės, sukelia cheminius nudegimus. Patekęs ant odos, fenolis absorbuojamas per kelias minutes ir pradeda veikti centrinę nervų sistemą. Didelės dozės gali sukelti kvėpavimo centro paralyžių.Mirtina dozė žmogui prarijus 1-10 g, vaikams 0,05-0,5 g.
Bibliografija:
Kuznecovas E.V., Prokhorova I.P. albumas technologines schemas polimerų ir jų pagrindu pagamintų plastikų gamyba. Red. 2-oji. M., Chemija, 1975.74 p.
Knop A., Sheib V. Fenolinės dervos ir jų pagrindu pagamintos medžiagos. M., Chemija, 1983. 279 p.
Bachmanas A., Mulleris K. Fenoplastai. M., Chemija, 1978. 288 p.
Nikolaev A.F. Plastikų technologija, L., Chemija, 1977.366 p.
Benzeno pagrindu. At normaliomis sąlygomis yra kietos toksiškos medžiagos, turinčios specifinį aromatą. Šiuolaikinėje pramonėje šie cheminiai junginiai atlieka svarbų vaidmenį. Pagal naudojimą fenolis ir jo dariniai yra tarp dvidešimties paklausiausių cheminių junginių pasaulyje. Jie plačiai naudojami chemijos ir lengvosios pramonės, farmacijos ir energetikos pramonėje. Todėl fenolio gamyba pramoniniu mastu yra viena iš pagrindinių chemijos pramonės užduočių.
Fenolio pavadinimai
Pradinis fenolio pavadinimas yra karbolio rūgštis. Vėliau šis junginys išmoko pavadinimą „fenolis“. Šios medžiagos formulė parodyta paveikslėlyje:
Fenolio atomai numeruojami pradedant nuo anglies atomo, kuris yra prijungtas prie OH hidrokso grupės. Seka tęsiasi tokia tvarka, kad kiti pakeisti atomai gautų mažiausius skaičius. Fenolio dariniai egzistuoja kaip trys elementai, kurių charakteristikos paaiškinamos jų struktūrinių izomerų skirtumais. Įvairūs orto-, meta-, parakrezoliai yra tik benzeno žiedo ir hidroksilo grupės junginio pagrindinės struktūros modifikacija, kurios pagrindinis derinys yra fenolis. Šios medžiagos formulė cheminiu žymėjimu atrodo kaip C 6 H 5 OH.
Fizinės fenolio savybės
Vizualiai fenolis yra kieti bespalviai kristalai. Atvirame ore jie oksiduojasi, suteikdami medžiagai būdingą rausvą atspalvį. Įprastomis sąlygomis fenolis gana blogai tirpsta vandenyje, tačiau temperatūrai pakilus iki 70 ° C, šis skaičius smarkiai padidėja. Šarminiuose tirpaluose ši medžiaga tirpsta bet kokiais kiekiais ir bet kokioje temperatūroje.
Šios savybės išsaugomos ir kituose junginiuose, kurių pagrindinis komponentas yra fenoliai.
Cheminės savybės
Unikalios fenolio savybės paaiškinamos jo vidine struktūra. Molekulėje šio cheminis deguonies p-orbitalė sudaro vieną p-sistemą su benzeno žiedu. Ši glaudi sąveika padidina aromatinio žiedo elektronų tankį ir sumažina deguonies atomo tankį. Tokiu atveju hidrokso grupės ryšių poliškumas žymiai padidėja, o vandenilis jo sudėtyje yra lengvai pakeičiamas bet kokiu šarminiu metalu. Taip susidaro įvairūs fenolatai. Šie junginiai nesuyra su vandeniu, kaip alkoholiatai, tačiau jų tirpalai labai panašūs į stiprių bazių ir silpnų rūgščių druskas, todėl turi gana ryškią šarminę reakciją. Fenolatai sąveikauja su įvairiomis rūgštimis, dėl reakcijos sumažėja fenolių. Cheminės šio junginio savybės leidžia jam sąveikauti su rūgštimis, todėl susidaro esteriai. Pavyzdžiui, dėl fenolio ir acto rūgšties sąveikos susidaro fenilo esteris (fenilacetatas).
Plačiai žinoma nitrinimo reakcija, kurios metu fenolis, veikiamas 20% azoto rūgšties, sudaro para- ir ortonitrofenolių mišinį. Jei fenolis apdorojamas koncentruota azoto rūgštimi, gaunamas 2,4,6-trinitrofenolis, kuris kartais vadinamas pikrino rūgštimi.
Fenolis gamtoje
Kaip nepriklausoma medžiaga fenolis gamtoje randamas akmens anglių dervoje ir tam tikrų rūšių aliejuje. Tačiau pramonės reikmėms ši suma nevaidina jokio vaidmens. Todėl gaunamas fenolis dirbtinai tapo daugelio mokslininkų kartų prioritetu. Laimei, ši problema buvo išspręsta ir gautas dirbtinis fenolis.
savybės, gavimas
Naudojant įvairius halogenus galima gauti fenolatų, iš kurių kada tolesnis apdorojimas susidaro benzenas. Pavyzdžiui, kaitinant natrio hidroksidą ir chlorbenzeną, susidaro natrio fenolatas, kuris, veikiamas rūgšties, skyla į druską, vandenį ir fenolį. Šios reakcijos formulė pateikta čia:
C 6 H 5 -CI + 2NaOH -> C 6 H 5 -ONa + NaCl + H 2 O
Aromatinės sulfonrūgštys taip pat yra benzeno gamybos šaltinis. Cheminė reakcija atliekama vienu metu lydant šarmą ir sulfonrūgštį. Kaip matyti iš reakcijos, pirmiausia susidaro fenoksidai. Apdorojus stipriomis rūgštimis, jie redukuojami iki daugiahidrozės fenolių.
Fenolis pramonėje
Teoriškai fenolio gavimas paprasčiausiu ir perspektyviausiu būdu atrodo taip: naudojant katalizatorių, benzenas oksiduojamas deguonimi. Tačiau iki šiol šios reakcijos katalizatorius nerastas. Todėl šiuo metu pramonėje naudojami kiti metodai.
Nepertraukiamas pramoninis fenolio gamybos metodas susideda iš chlorbenzeno ir 7% natrio hidroksido tirpalo sąveikos. Gautas mišinys praleidžiamas per pusantro kilometro ilgio vamzdžių sistemą, įkaitintą iki 300 C. Temperatūros ir palaikomo aukšto slėgio įtakoje pradinės medžiagos reaguoja į 2,4-dinitrofenolį ir kitus produktus.
Ne taip seniai buvo sukurtas pramoninis fenolio turinčių medžiagų gavimo kumeno metodu metodas. Šis procesas susideda iš dviejų etapų. Pirma, izopropilbenzenas (kumenas) gaunamas iš benzeno. Norėdami tai padaryti, benzenas alkilinamas propilenu. Reakcija atrodo taip:
Po to kumenas oksiduojamas deguonimi. Antrosios reakcijos rezultatas yra fenolis ir kitas svarbus produktas – acetonas.
Iš tolueno galima gaminti fenolį pramoniniu mastu. Norėdami tai padaryti, toluenas oksiduojamas dėl deguonies, esančio ore. Reakcija vyksta dalyvaujant katalizatoriui.
Fenolių pavyzdžiai
Artimiausi fenolių homologai vadinami krezoliais.
Yra trys krezolių tipai. Metakrezolis normaliomis sąlygomis yra skystis, parakrezolis ir ortokrezolis yra kietos medžiagos. Visi krezoliai blogai tirpsta vandenyje, o savo cheminėmis savybėmis beveik panašūs į fenolį. Krezolių natūraliai yra akmens anglių dervoje, jie naudojami pramonėje dažų ir kai kurių rūšių plastikų gamyboje.
Dvihidrolių fenolių pavyzdžiai yra para-, orto- ir metahidrobenzenai. Visi jie yra kietos medžiagos, lengvai tirpsta vandenyje.
Vienintelis trihidrolio fenolio atstovas yra pirogalolis (1,2,3-trihidroksibenzenas). Jo formulė parodyta žemiau.
Pirogalolis yra gana stiprus reduktorius. Jis lengvai oksiduojasi, todėl naudojamas iš deguonies išgrynintoms dujoms gauti. Ši medžiaga yra gerai žinoma fotografams, ji naudojama kaip ryškalas.
Priklausomai nuo OH grupių skaičiaus molekulėje yra vieno, dviejų, trijų atomų fenolių (1 pav.)
Ryžiai. vienas. VIENO, DU IR TRIJŲ ATOMO FENOLAI
Pagal susiliejusių aromatinių ciklų skaičių molekulėje yra (2 pav.) patys fenoliai (vienas aromatinis žiedas – benzeno dariniai), naftoliai (2 susilieję žiedai – naftaleno dariniai), antranoliai (3 susilieję žiedai – antraceno dariniai) ir fenantroliai (2 pav.).
Ryžiai. 2. MONO- IR POLIBRANDUOLINIAI FENOLAI
Alkoholių nomenklatūra.
Istoriškai trivialūs pavadinimai plačiai naudojami fenoliams. Priešdėliai taip pat vartojami pakeistų monobranduolinių fenolių pavadinimuose orto-,meta- ir pora -, naudojamas aromatinių junginių nomenklatūroje. Sudėtingesnių junginių atomai, sudarantys aromatinius žiedus, numeruojami, o pakaitų padėtis nurodoma naudojant skaitinius indeksus (3 pav.).
Ryžiai. 3. FENOLŲ NOMENKLATŪRA. Pakaitinės grupės ir atitinkami skaitiniai indeksai aiškumo dėlei paryškinti skirtingomis spalvomis.
Cheminės fenolių savybės.
Benzeno branduolys ir OH grupė, susijungę fenolio molekulėje, veikia vienas kitą, žymiai padidindami vienas kito reaktyvumą. Fenilo grupė atitraukia vienišą elektronų porą nuo deguonies atomo OH grupėje (4 pav.). Dėl to didėja dalinis teigiamas šios grupės H atomo krūvis (rodomas d+), didėja O–H ryšio poliškumas, kuris pasireiškia šios grupės rūgščių savybių padidėjimu. Taigi, palyginti su alkoholiais, fenoliai yra stipresnės rūgštys. Dalinis neigiamas krūvis (žymimas d-), pereinantis į fenilo grupę, susikoncentruoja padėtyse orto- ir pora-(atsižvelgiant į OH grupę). Šias reakcijos vietas gali užpulti reagentai, linkę į elektronegatyvius centrus, vadinamieji elektrofiliniai („elektronus mylintys“) reagentai.
Ryžiai. 4. ELEKTRONINIS TANKIO PASKIRSTYMAS FENOLUOSE
Dėl to fenoliams galimos dviejų tipų transformacijos: vandenilio atomo pakeitimas OH grupėje ir H-atomobenzeno branduolio pakeitimas. O atomo elektronų pora, patraukta į benzeno žiedą, padidina C–O jungties stiprumą, todėl reakcijos, atsirandančios nutrūkus šiam ryšiui, būdingos alkoholiams, fenoliams nėra būdingos.
1. Vandenilio atomo pakeitimo reakcijos OH-grupėje. Šarmams veikiant fenolius, susidaro fenolatai (5A pav.), dėl katalizinės sąveikos su alkoholiais susidaro eteriai (5B pav.), o dėl reakcijos su anhidridais arba karboksirūgšties chloridais susidaro esteriai (pav.). 5C). Sąveikaujant su amoniaku ( pakilusi temperatūra ir slėgis), OH grupė pakeičiama NH 2, susidaro anilinas (5D pav.), redukuojantys reagentai fenolį paverčia benzenu (5E pav.)
2. Vandenilio atomų pakeitimo reakcijos benzeno žiede.
Halogeninimo, nitrinimo, sulfoninimo ir fenolio alkilinimo metu atakuojami centrai su padidintu elektronų tankiu (4 pav.), t.y. pakeitimas daugiausia vyksta orto- ir pora- padėties (6 pav.).
Esant gilesnei reakcijai, benzeno žiede pakeičiami du ir trys vandenilio atomai.
Ypač svarbios yra fenolių kondensacijos reakcijos su aldehidais ir ketonais; iš esmės tai yra alkilinimas, kuris vyksta lengvai ir švelniomis sąlygomis (40-50 ° C temperatūroje, vandeninėje terpėje esant katalizatoriams), o anglies atomas yra metileno grupės pavidalu CH2 arba pakeista metileno grupė (CHR arba CR2) yra įterpta tarp dviejų fenolio molekulių. Dėl šios kondensacijos dažnai susidaro polimeriniai produktai (7 pav.).
Diatominis fenolis (prekinis pavadinimas bisfenolis A, 7 pav.) naudojamas kaip preparato komponentas. epoksidinės dervos. Fenolio kondensacija su formaldehidu yra plačiai naudojamų fenolio-formaldehido dervų (fenolinių plastikų) gamybos pagrindas.
Fenolių gavimo būdai.
Fenoliai išskiriami iš akmens anglių deguto, taip pat iš rudųjų anglių ir medienos (dervos) pirolizės produktų. Pramoninis būdas Pačio C 6 H 5 OH fenolio gamyba pagrįsta aromatinio angliavandenilio kumeno (izopropilbenzeno) oksidavimu atmosferos deguonimi, o po to suskaidomas gautas hidroperoksidas, praskiestas H 2 SO 4 (8A pav.). Reakcija vyksta dideliu išeigumu ir patraukli tuo, kad leidžia iš karto gauti du techniškai vertingus produktus – fenolį ir acetoną. Kitas būdas – halogenintų benzenų katalizinė hidrolizė (8B pav.).
Ryžiai. aštuoni. FENOLIO GAMYBOS METODAI
Fenolių naudojimas.
Fenolio tirpalas naudojamas kaip dezinfekavimo priemonė (karbolio rūgštis). Dviatominiai fenoliai – katecholis, rezorcinolis (3 pav.), taip pat hidrochinonas ( pora- dihidroksibenzenas) naudojami kaip antiseptikai (antibakteriniai dezinfekantai), įvedami į odos ir kailių rauginimo medžiagų sudėtį, kaip tepalinių aliejų ir gumos stabilizatoriai, taip pat apdorojant fotografijos medžiagas ir kaip reagentai analitinėje chemijoje.
Atskirų junginių pavidalu fenoliai naudojami ribotai, tačiau plačiai naudojami įvairūs jų dariniai. Fenoliai naudojami kaip pradiniai junginiai gaminant įvairius polimerinius produktus, tokius kaip fenolio-aldehidinės dervos (7 pav.), poliamidai ir poliepoksidai. Fenolių pagrindu gaunama daugybė vaistų, pavyzdžiui, aspirinas, salolis, fenolftaleinas, be to, dažikliai, kvepalai, polimerų plastifikatoriai ir augalų apsaugos produktai.
Michailas Levitskis
1. Fenoliai- aromatinių angliavandenilių dariniai, kurių molekulėse hidroksilo grupė (-OH) yra tiesiogiai susijusi su anglies atomais benzeno žiede.
2. Fenolių klasifikacija
Priklausomai nuo OH grupių skaičiaus molekulėje, yra vieno, dviejų, trijų atomų fenoliai:
Pagal susiliejusių aromatinių ciklų skaičių molekulėje išskiriami patys fenoliai (vienas aromatinis žiedas – benzeno dariniai), naftoliai (2 sulieti žiedai – naftaleno dariniai), antranoliai (3 susilieję žiedai – antraceno dariniai) ir fenantroliai:
3. Fenolių izomerizmas ir nomenklatūra
Yra 2 izomerizmo tipai:
- pakaitų padėties benzeno žiede izomerija
- šoninės grandinės izomerija (alkilo radikalo struktūros ir radikalų skaičius)
Istoriškai trivialūs pavadinimai plačiai naudojami fenoliams. Priešdėliai taip pat vartojami pakeistų monobranduolinių fenolių pavadinimuose orto-,meta- ir pora -, naudojamas aromatinių junginių nomenklatūroje. Sudėtingesnių junginių atomai, sudarantys aromatinius žiedus, yra sunumeruoti, o pakaitų padėtis nurodoma naudojant skaitmeninius indeksus.
4. Molekulės sandara
Fenilo grupė C 6 H 5 - ir hidroksilo -OH veikia vienas kitą
- vienišą deguonies atomo elektronų porą traukia benzeno žiedo 6 elektronų debesis, dėl to O–H ryšys dar labiau poliarizuotas. Fenolis yra stipresnė rūgštis nei vanduo ir alkoholiai.
- Benzeno žiede pažeidžiama elektronų debesies simetrija, padidėja elektronų tankis 2, 4, 6 padėtyse. bendravimas C-H 2, 4, 6 padėtyse ir yra benzeno žiedo jungtys.
Dauguma monohidrogeninių fenolių normaliomis sąlygomis yra bespalvės kristalinės medžiagos, turinčios žemą lydymosi temperatūrą ir būdingą kvapą. Fenoliai blogai tirpsta vandenyje, lengvai tirpsta organiniuose tirpikliuose, yra toksiški ir dėl oksidacijos laikant ore palaipsniui tamsėja.
Fenolis C 6 H 5 OH (karbolio rūgštis ) - bespalvė kristalinė medžiaga oksiduojasi ore ir tampa rausva, įprastoje temperatūroje mažai tirpsta vandenyje, aukštesnėje nei 66 ° C temperatūroje bet kokiu santykiu maišosi su vandeniu. Fenolis yra toksiška medžiaga, sukelia odos nudegimus, yra antiseptikas.
6. Toksinės savybės
Fenolis yra nuodingas. Sukelia nervų sistemos disfunkciją. Dulkės, garai ir fenolio tirpalas dirgina akių, kvėpavimo takų ir odos gleivines. Patekęs į organizmą, fenolis labai greitai absorbuojamas net per nepažeistas odos vietas ir po kelių minučių pradeda veikti smegenų audinį. Pirma, yra trumpalaikis sužadinimas, o vėliau kvėpavimo centro paralyžius. Net ir esant minimalioms fenolio dozėms, pastebimas čiaudulys, kosulys, galvos skausmas, galvos svaigimas, blyškumas, pykinimas ir jėgų praradimas. Sunkiems apsinuodijimo atvejams būdingas sąmonės netekimas, cianozė, dusulys, ragenos nejautrumas, greitas, vos juntamas pulsas, šaltas prakaitas, dažnai traukuliai. Dažnai fenolis yra vėžio priežastis.
7. Fenolių taikymas
1. Sintetinių dervų, plastikų, poliamidų gamyba
2. Vaistai
3. Dažai
4. Paviršinio aktyvumo medžiagos
5. Antioksidantai
6. Antiseptikai
7. Sprogmenys
8. Fenolio gavimas v industrija
vienas). Kumeno metodas fenolio gamybai (SSRS, Sergejevas P.G., Udris R.Ju., Kružalov B.D., 1949). Metodo privalumai: technologija be atliekų (išeiga naudingų produktų> 99 proc. ir ekonomija. Šiuo metu kumeno metodas naudojamas kaip pagrindinis fenolio gamyboje pasaulyje.
2). Iš akmens anglių deguto (kaip šalutinis produktas – mažas derlius):
C 6 H 5 ONa + H 2 SO 4 (razb) → C 6 H 5 - OH + NaHSO 4
natrio fenolatas
(produkto vaizdasdervos bataikaustinė soda)
3). Iš halobenzenų :
S 6 H 5 -Cl + NaOH t , p→ C 6 H 5 - OH + NaCl
4). Aromatinių sulfonrūgščių druskų suliejimas su kietais šarmais :
C 6 H 5 -SO 3 Na + NaOH t → Na 2 SO 3 + C 6 H 5 - OH
natrio druska
benzensulfoninės rūgštys
9. Cheminės fenolio (karbolio rūgšties) savybės
aš . Hidroksilo grupės savybės
Rūgštinės savybės- yra ryškesni nei sočiųjų alkoholių (indikatorių spalva nesikeičia):
- su aktyviais metalais-
2C 6 H 5 -OH + 2Na → 2C 6 H 5 -ONa + H 2
natrio fenolatas
- Su šarmais-
C 6 H 5 -OH + NaOH (vandeninis tirpalas)↔ C 6 H 5 -ONa + H 2 O
! Fenolatai – silpnos karbolio rūgšties druskos, skaidomos anglies rūgšties.
C 6 H 5 -ONa + H 2 O +SUO 2 → C 6 H 5 -OH + NaHCO 3
Pagal rūgštines savybes fenolis 10 kartų pranašesnis už etanolį. Tuo pačiu metu jis yra mažesnis už acto rūgštį tuo pačiu kiekiu. Skirtingai nei karboksirūgštys, fenolis negali išstumti anglies rūgšties iš savo druskų.
C 6 H 5 - OI + NaHCO 3 = reakcija nevyksta - puikiai ištirpsta vandeniniai tirpalaišarmų, jis iš tikrųjų netirpsta vandeniniame natrio bikarbonato tirpale.
Fenolio rūgštinės savybės sustiprėja veikiant elektronus ištraukiančioms grupėms, susietoms su benzeno žiedu ( NE 2 - , Br - )
2,4,6-trinitrofenolis arba pikrino rūgštis yra stipresnė už anglies rūgštį
II . Benzeno žiedo savybės
1). Abipusė atomų įtaka fenolio molekulėje pasireiškia ne tik hidroksigrupės elgesiu (žr. aukščiau), bet ir didesniu benzeno žiedo reaktyvumu. Hidroksilo grupė padidina elektronų tankį benzeno žiede, ypač orto- ir pora- nuostatos (+ M-OH grupės poveikis):
Todėl fenolis yra daug aktyvesnis nei benzenas elektrofilinėse pakeitimo reakcijose aromatiniame žiede.
- Nitravimas. Veikiant 20% azoto rūgšties HNO 3, fenolis lengvai paverčiamas mišiniu orto- ir pora- nitrofenoliai:
Naudojant koncentruotą HNO 3, susidaro 2,4,6-trinitrofenolis ( pikrino rūgštis):
- Halogeninimas. Fenolis lengvai sąveikauja su bromo vandeniu kambario temperatūroje, sudarydamas baltas 2,4,6-tribromfenolio nuosėdas (kokybinė fenolio reakcija):
- Kondensatas su aldehidais. Pavyzdžiui:
2). Fenolio hidrinimas
C6H5-OH + 3H2 Ni, 170ºC→ C6H11-OH cikloheksilo alkoholis (cikloheksanolis)
2 klausimas. Fenolis, jo struktūra, savybės ir panaudojimas.
Atsakymas. Fenoliai yra organinės medžiagos, gautos iš aromatinių angliavandenilių, kuriuose viena ar daugiau hidroksilo grupių yra prijungtos prie benzeno žiedo.
Paprasčiausias šios medžiagų grupės atstovas yra fenolis arba karbolio rūgštis C 6 H 5 OH. Fenolio molekulėje benzeno žiedo π-elektronai traukia pavienes hidroksilo grupės deguonies atomo elektronų poras, dėl to padidėja šios grupės vandenilio atomo mobilumas.
Fizinės savybės
Kieta bespalvė kristalinė medžiaga, turinti aštrų būdingą kvapą, laikymo metu oksiduojasi ore ir įgauna rausva spalva, blogai tirpsta saltas vanduo bet gerai tirpsta karštas vanduo. Lydymosi temperatūra - 43 ° C, virimo temperatūra - 182 ° C. Stiprus antiseptikas, labai nuodingas.
Cheminės savybės
Cheminės savybės atsiranda dėl abipusės hidroksilo grupės ir benzeno žiedo įtakos.
Benzeno žiedo reakcijos
1. Bromavimas:
C 6 H 5 OH + 3Br 2 = C 6 H 2 Br 3 OH + 3 HBr.
2, 4, 6-tribromfenolis (baltos nuosėdos)
2. Sąveika su azoto rūgštimi:
C6H5OH + 3HNO3 = C6H2(NO2)3OH + 3H2O.
2,4,6-trinitrofenolis (pikrino rūgštis)
Šios reakcijos vyksta normaliomis sąlygomis (be kaitinimo ir katalizatorių), o benzenui nitrinti reikalinga temperatūra ir katalizatoriai.
Hidroksi grupių reakcijos
1. Kaip ir alkoholiai, jis sąveikauja su aktyviais metalais:
2C 6 H 5 OH + 2Na = 2C 6 H 5 ONa + H 2.
natrio fenolatas
2. Skirtingai nuo alkoholių, jis sąveikauja su šarmais:
C 6 H 5 OH + NaOH = C 6 H 5 ONa + H 2 O.
Fenolatus lengvai skaido silpnos rūgštys:
a) C 6 H 5 ONa + H 2 O + CO 2 = C 6 H 5 OH + NaHCO 3;
b) C 6 H 5 ONa + CH 3 I + CO 2 = C 6 H 5 OCH 3 + NaI.
metilfenilo eteris
3. Sąveika su halogeno dariniais:
C 6 H 5 OH + C 6 H 5 I = C 6 H 5 OC 2 H 5 + HI
etilo fenilo eteris
4. Sąveika su alkoholiais:
C 6 H 5 OH + HOC 2 H 5 = C 6 H 5 OC 2 H 5 + H 2 O.
5. Kokybinis atsakymas:
3C 6 H 5 OH + FeCl 3 = (C 6 H 5 O) 3 Fe ↓ + 3HCl.
geležies (III) fenolatas
Geležies (III) fenolatas yra rudai violetinės spalvos, turintis tušo (dažų) kvapą.
6. Acelacija:
C 6 H 5 OH + CH 3 COOH = C 6 H 5 OCOCH 3 + H 2 O.
7. Kopolikondensacija:
C 6 H 5 OH + CH 2 O +… → - n. -.
metanalio-Н 2О fenolio-formaldehido derva
Priėmimas
1. Iš akmens anglių deguto.
2. Gavimas iš chloro darinių:
C 6 H 5 Cl + NaOH = C 6 H 5 ONa + HCl,
2C 6 H 5 ONa + H 2 SO 4 = 2C 6 H 5 OH + Na 2 SO 4.
3. Kumeno metodas:
C 6 H6 + CH 2 CHCH 3 C 6 H 5 CH (CH 3) 2,
C 6 H 5 CH (CH 3) 2 + O 2 C 6 H 5 C (CH 3) 2 OOH C 6 H 5 OH + CH 3 COCH 3.
fenolio acetonas
Taikymas
1. Kaip antiseptikas naudojamas kaip dezinfekavimo priemonė.
2. Plastikų gamyboje (fenolio-formaldehido derva).
3. Sprogmenų (trinitrofenolio) gamyboje.
4. Gaminant fotoreagentus (ryškikliai, skirti juoda ir balta popierius).
5. Vaistų gamyboje.
6. Dažų (guašo) gamyboje.
7. Sintetinių medžiagų gamyboje.
3 klausimas: per 200 g 40% KOH tirpalo buvo išleista 1,12 litro CO 2. Nustatykite susidariusios druskos rūšį ir svorį.
Atsakymas.
Duota: Rasti: druskos rūšis ir svoris.
V (CO 2) = 1,12 l.
Sprendimas
m (bevandenis KOH) = 200 * 0,4 = 80 g.
x 1 g 1,12 l x 2 g
2KOH + CO 2 = K 2 CO 3 + H 2 O.
v: 2 mol 1 mol 1 mol
M: 56 g / mol - 138 g / mol
m: 112g - 138g
x 1 = m (KOH) = (1,12 * 112) / 22,4 = 5,6 g,
x 2 = m (K 2 CO 3) = 138 * 1,12 / 22,4 = 6,9 g.
Kadangi KOH imamas per daug, susidarė vidutinė druska K 2 CO 3, o ne rūgštinė KHCO 3.
Atsakymas: m (K 2 CO 3) = 6,9 g.
BILIETAS Nr.3
Klausimas 1.Organinių junginių sandaros teorija. Teorijos vertė mokslo raidai.
Atsakymas. 1861 metais rusų mokslininkas Aleksandras Michailovičius Butlerovas suformulavo pagrindines organinių medžiagų sandaros teorijos nuostatas.
1. Organinių junginių molekulės susideda iš atomų, susijungusių tam tikra seka pagal jų valentingumą (C-IV, H-I, O-II, N-III, S-II).
2. Fizinės ir cheminės medžiagos savybės priklauso ne tik nuo atomų prigimties ir jų kiekybinio santykio molekulėje, bet ir nuo atomų susijungimo tvarkos, tai yra nuo molekulės sandaros.
3. Medžiagos chemines savybes galima nustatyti žinant jos molekulinę struktūrą. Ir atvirkščiai, medžiagos molekulės struktūrą galima nustatyti empiriškai, tiriant cheminius medžiagos virsmus.
4. Molekulėse vyksta abipusė atomų ar atomų grupių įtaka vieni kitiems:
CH 3 - CH 3 (t bp = 88,6 0 С), CH 3 - CH 2 - CH 3 (t rulonas = 42,1 0 С)
etanas propanas
Remdamasis savo teorija, Butlerovas numatė junginių izomerų, pavyzdžiui, dviejų butano izomerų (butano ir izobutano) egzistavimą:
CH3-CH2-CH2-CH3 (t virimo temperatūra = 0,5 0 C),
CH3-CH (CH3)-CH3 (t bp = -11,7 0 С).
2-metilpropanas arba izobutanas
Izomerai yra medžiagos, kurių molekulinė sudėtis yra tokia pati, bet skiriasi cheminė struktūra ir todėl turi skirtingas savybes.
Medžiagų savybių priklausomybė nuo jų struktūrų yra viena iš idėjų, kuriomis grindžiama A.M. organinių medžiagų struktūros teorija. Butlerovas.
A.M.Butlerovo teorijos vertė
1. atsakė į pagrindinius organinės chemijos „Prieštaravimus“:
a) Anglies junginių įvairovė
b) akivaizdus valentingumo ir organinių medžiagų neatitikimas:
c) skirtingos tos pačios molekulinės formulės junginių fizinės ir cheminės savybės (C 6 H 12 O 6 – gliukozė ir fruktozė).
2. Leidžiama numatyti naujų organinių medžiagų egzistavimą, taip pat nurodyti jų gavimo būdus.
3. Tai leido numatyti įvairius izomerijos atvejus, numatyti galimas reakcijų kryptis.
2 klausimas. Cheminių ryšių rūšys organiniuose ir organiniuose junginiuose.
Atsakymas: Pagrindinė varomoji jėga, lemianti cheminio ryšio susidarymą, yra atomų noras užbaigti išorinį energijos lygį.
Joninis ryšys- cheminis ryšys, atsirandantis dėl elektrostatinės traukos tarp jonų. Joninių ryšių susidarymas įmanomas tik tarp atomų, kurių elektronegatyvumo reikšmės labai skiriasi.
Joniniams junginiams priskiriami šarminių ir šarminių žemių metalų halogenidai ir oksidai (NAI, KF, CACI 2, K 2 O, LI 2 O).
Jonai taip pat gali būti sudaryti iš kelių atomų, kurių ryšiai nėra joniniai:
NaOH = Na + + OH -,
Nа 2 SO 4 = 2Nа + + SO 4 2-.
Pažymėtina, kad jonų savybės labai skiriasi nuo paprastų medžiagų atitinkamų atomų ir molekulių savybių: Na- metalas smarkiai reaguoja su vandeniu, jame ištirpsta Na + jonas; H 2 – jame ištirpsta; H 2 yra bespalvės, beskonės ir bekvapės dujos, H + jonas suteikia tirpalui rūgštų skonį, pakeičia lakmuso spalvą (į raudoną).
Joninių junginių savybės
1. Junginiai su jonine jungtimi yra elektrolitai. Tik tirpalai ir lydalai praleidžia elektros srovę.
2. Didelis kristalinių medžiagų trapumas.
Kovalentinis ryšys cheminis ryšys, atliekamas dėl bendrų (jungiamųjų) elektronų porų susidarymo.
Kovalentinis nepolinis ryšys ryšys, susidaręs tarp atomų, pasižyminčių tokiu pat elektronegatyvumu. Esant kovalentiniam nepoliniam ryšiui, bendros elektronų poros elektronų tankis pasiskirsto erdvėje simetriškai bendrųjų atomų (H 2, I 2, O 2, N 2) branduolių atžvilgiu.
Kovalentinis polinis ryšys – kovalentinis ryšys tarp atomų, kurių elektronegatyvumas skiriasi (bet nelabai skiriasi vienas nuo kito) (H 2 S, H 2 O, NH 3).
Donoro-akceptoriaus mechanizmas susidaro: NH + 4, H 3, O +, SO 3, NO 2. Atsiradus NH + 4 jonui, azoto atomas yra donoras, teikiantis bendram naudojimui nepasidalintą elektronų porą, o vandenilio jonas yra akceptorius, kuris priima šią porą ir suteikia tam savo orbitą. Tokiu atveju susidaro donoro-akceptoriaus (koordinavimo) ryšys. Akceptoriaus atomas įgyja didelį neigiamą krūvį, o donoro atomas – teigiamą.
Junginių, turinčių kovalentinį polinį ryšį, virimo ir lydymosi temperatūra yra aukštesnė nei tų, kurių kovalentinis nepolinis ryšys.
Organinių junginių molekulėse atomų ryšys yra kovalentinis polinis.
Tokiose molekulėse vyksta anglies atomų valentinių (išorinių) orbitalių hibridizacija (orbitalių maišymasis ir jų išsirikiavimas pagal formulę ir energiją).
Hibridinės orbitos persidengia ir susidaro stiprūs cheminiai ryšiai.
Metaliniai kaklaraiščiai ryšys, kurį atlieka santykinai laisvi elektronai tarp metalo jonų kristalinėje gardelėje. Metalo atomai lengvai atiduoda elektronus, virsdami teigiamai įkrautais jonais. Atsiskyrę elektronai laisvai juda tarp teigiamų metalo jonų, t.y. juos socializuoja metalo jonai, t.y. jie yra socializuoti ir juda aplink visą metalo gabalą, paprastai elektrai neutralūs.
Metalų savybės.
1. Elektros laidumas. Tai sukelia laisvųjų elektronų, galinčių sukurti elektros srovę, buvimas.
2. Šilumos laidumas. Dėl to paties.
3. Kalumas ir plastiškumas. Metalo gardelėje esantys jonai ir metalo atomai nėra tiesiogiai sujungti vienas su kitu, o atskiri metalo sluoksniai gali laisvai judėti vienas kito atžvilgiu.
Vandenilinė jungtis gali būti tarpmolekulinės ir intramolekulinės.
Tarpmolekulinė vandenilio jungtis susidaro tarp vienos molekulės vandenilio atomų ir kitos molekulės stipriai elektronegatyvaus elemento (F, O, N) atomų. Toks ryšys nulemia anomaliai aukšta temperatūra kai kurių junginių (HF, H 2 O) virimas ir lydymas. Garuojant šioms medžiagoms nutrūksta vandeniliniai ryšiai, o tai reikalauja papildomos energijos.
Vandenilinio ryšio priežastis: paaukojus vieną elektroną „savam“ elektronneigiamo elemento atomui, vandenilis įgauna santykinai stiprų teigiamą krūvį, kuris vėliau sąveikauja su „svetimo“ elektroneigiamo elemento atomo vieniša elektronų pora. .
Intramolekulinė vandenilio jungtis atliekama molekulės viduje. Šis ryšys lemia nukleorūgščių (dvigubos spiralės) struktūrą ir antrinę (spiralinę) baltymo struktūrą.
Vandenilio ryšys yra daug silpnesnis nei joninis arba kovalentinis ryšys, bet stipresnis už tarpmolekulinę sąveiką.
3 klausimas. Norėdami išspręsti užduotį. 20 g nitrobenzeno buvo atlikta redukcijos reakcija. Raskite susidariusio anilino masę, jei reakcijos išeiga yra 50%.
Atsakymas.
Duota: Raskite: m (C 6 H 6 NH 2).
m (C 6 H 6 NO 2) = 20 g,
Sprendimas
(C6H6NO2) + 3H2 = C6H6NH2 + 2H20.
v: 1 mol 1 mol
M: 123 g / mol 93 g / mol
x = m teorija (C 6 H 6 NH 2) = 20 * 93/123 = 15 g,
m praktinis = 15 * 0,5 = 7,5 g.
Atsakymas: 7,5 g
Bilieto numeris 4
| Savybės Metalas | Li, K, Rb, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Pt, Au | |||
| Atkūrimo gebėjimas (paaukoti elektronus) | Didėja | |||
| Sąveika su atmosferos deguonimi | Aplinkos temperatūroje greitai oksiduojasi | Lėtai oksiduojasi normalioje temperatūroje arba kaitinamas | Neoksiduoti | |
| Sąveika su vandeniu | Išsiskiria H 2 ir susidaro hidroksidas | Kaitinant išsiskiria vandenilis ir susidaro hidroksidas | Neišstumia vandenilio iš vandens | |
| Sąveika su rūgštimis | Išstumkite vandenilį iš praskiestų rūgščių | Neišstums vandenilio iš praskiestų rūgščių | ||
| Oksidacinis gebėjimas (prijungti elektronus) | Didėja | |||
Klausimas 1. Bendrosios metalų savybės. Atomų sandaros ypatumai .
Atsakymas. Metalo atomai gana lengvai dovanoja valentinius elektronus ir virsta teigiamai įkrautais jonais. Todėl metalai yra reduktorius. Tai pagrindinės ir bendriausios cheminės metalų savybės. Junginiuose metalai eksponuojami tik teigiamas laipsnis oksidacija. Atkūrimo gebėjimas skirtingi metalai nėra vienodas ir didėja metalų elektrocheminės įtampos serijos nuo Au iki Li.
Fizinės savybės
1. Elektros laidumas. Tai sukelia laisvųjų elektronų buvimas metaluose, kurie sudaro elektros srovę (kryptinis elektronų judėjimas).
2. Šilumos laidumas.
3. Tvirtumas ir lankstumas.
Metalai su ρ<5 г /см 3 – легкие, c ρ >5 g / cm 3 - sunkus.
Žemo lydymosi metalai: c t pl< 1000 0 C ,тугоплавкие – c t пл >1000 0 C.
Metalų sąveikos su sieros rūgštimi schemos.
Praskiestas H 2 SO 4 ištirpina metalus, esančius standartinių elektrodų potencialų serijoje (metalo aktyvumo serijoje), į vandenilį:
M + H2SO4 (praskiestas) → druska + H2
(M = (Li → Fe) metalo aktyvumo eilėje).
Tokiu atveju susidaro atitinkama druska ir vanduo.
Su Ni praskiesta H 2 SO 4 reaguoja labai lėtai, su Ca, Mn ir Pb rūgštimi nereaguoja. Veikiant rūgščiai, švino paviršiuje susidaro PbSO 4 plėvelė, kuri apsaugo jį nuo tolesnės sąveikos su rūgštimi.
SusikaupęsĮprastoje temperatūroje H 2 SO 4 nesąveikauja su daugeliu metalų. Tačiau kaitinama koncentruota rūgštis reaguoja su beveik visais metalais (išskyrus Pt, Au ir kai kuriuos kitus). Šiuo atveju rūgštis redukuojama iki H 2 S arba SO 2:
M + H 2 SO 4 (konc.) → druska + H 2 O + H 2 S (S, SO 2).
Šiose reakcijose vandenilis neišsiskiria, bet susidaro vanduo.
Metalų sąveikos su azoto rūgštimi schemos.
Kai metalai sąveikauja su HNO 3, vandenilis neišsiskiria; jis oksiduojasi ir susidaro vanduo. Priklausomai nuo metalo aktyvumo, rūgštis gali būti redukuojama į junginius.
5 +4 +2 +1 0 -3 -3
HNO 3 → NO 2 → NO → N 2 O → N 2 → NH 3 (NH 4 NO 3).
Tokiu atveju susidaro ir azoto rūgšties druska.
Praskiestas HNO 3 reaguoja su daugeliu metalų (išimtis: Ca, Cr, Pb, Au) ir susidaro NH 3, NH 4 NO 3, N 2 arba NO:
M + HNO 3 (dil.) → druska + H 2 O + NH 3 (NH 4 NO 3, N 2, NO).
Susikaupęs HNO 3 daugiausia sąveikauja su sunkiaisiais metalais, sudarydamas N 2 O arba NO 2:
M + HNO 3 (konc.) → druska + H 2 O + N 2 O (NO 2).
Esant normaliai temperatūrai, ši rūgštis (stiprus oksidatorius) nereaguoja su Al, Cr, Fe ir Ni. Lengvai paverčia juos pasyvia (ant metalo paviršiaus susidaro tanki apsauginė oksido plėvelė, kuri neleidžia metalui liestis su terpe).
2 klausimas. krakmolo ir celiuliozės. Palyginkite jų struktūrą ir savybes. Jų taikymas.
Atsakymas. Krakmolo struktūra: struktūrinė grandis – likusi molekulės dalis
α-gliukozė. Celiuliozės struktūra: struktūrinė β-gliukozės molekulės jungtis.
Fizinės savybės
Krakmolas yra balti traškūs milteliai, netirpūs šaltame vandenyje. Karštame vandenyje susidaro koloidinis tirpalas-pasta.
Celiuliozė yra kieta pluoštinė medžiaga, netirpi vandenyje ir organiniuose tirpikliuose.
Cheminės savybės
1. Krakmolo celiuliozė hidrolizuojama:
(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O = nC 6 H 12 O 6.
Krakmolo hidrolizės metu susidaro alfa gliukozė, o celiuliozės hidrolizės metu beta gliukozė.
2. Krakmolas su jodu suteikia mėlyną spalvą (priešingai nei celiuliozė).
3. Krakmolas virškinamas virškinamajame trakte žmogaus sistema, celiuliozė nėra virškinama.
4. Celiuliozei būdinga esterinimo reakcija:
[(C6H7O2)(OH)3]n + 3nHONO2 (konc.) [(C6H7O2)(ONO2)3]n + 3nH2O.
trinitroceliuliozė
5. Krakmolo molekulės turi ir linijinę, ir šakotą struktūrą. Kita vertus, celiuliozė turi linijinę (t.y. nešakotą) struktūrą, kuri leidžia celiuliozei lengvai formuoti pluoštus.Tai yra pagrindinis skirtumas tarp krakmolo ir celiuliozės.
6. Krakmolo ir celiuliozės deginimas:
(C 6 H 10 O 5) n + O 2 = CO 2 + H 2 O + Q.
Terminis skilimas vyksta nepasiekus oro. Susidarė CH 3 O, CH 3 COOH, (CH 3) 2 CO ir kt.
Taikymas
1. Hidrolizės būdu jis paverčiamas srove ir gliukoze.
2. Kaip vertingas ir maistingas produktas (pagrindinis žmogaus maisto angliavandenis – duona, dribsniai, bulvės).
3. Pastos gamyboje.
4. Dažų pramonėje (tirštiklis)
5. Medicinoje (tepalams, milteliams ruošti).
6. Skalbiniams krakmolinti.
Celiuliozė:
1. Gaminant acetatinį pluoštą, organinį stiklą, antipireną plėvelę (celofaną).
2. Gaminant bedūmius miltelius (trinitroceliuliozę).
3. Celiulioido ir kolodito (dinitroceliuliozės) gamyboje.
3 klausimas. Į 500 gramų 10% NACL tirpalo buvo įpilta 200 gramų 5% tos pačios medžiagos tirpalo, tada dar 700 gramų vandens. Raskite gauto tirpalo koncentracijos procentą.
Atsakymas. Rasti: m 1 (NaCl) = 500g
Duota:
ω 1 (NaCl) = 10 %
m 2 (NaCl) = 200g
Sprendimas
m 1 (NaCl, bevandenis) \u003d 500 * 10\100 \u003d 50 g,
m 2 (NaCl, bevandenis) = 200 * 5 \ 100 = 10 g,
m (tirpalas) = 500 + 200 + 700 = 1400 g,
m bendras (NaCl) = 50 + 10 = 60 g,
ω 3 (NaCl) = 60 \ 1400 * 100 % = 4,3 %
Atsakymas: ω 3 (NaCl) = 4,3 %
BILIETAS Nr. 5
Klausimas 1. Acetilenas. Jo struktūra, savybės, gamyba ir taikymas.
Atsakymas. Acetilenas priklauso alkinų klasei.
Aceteleniniai angliavandeniliai, arba alkinai, yra bendrosios formulės nesotieji (nesotieji) angliavandeniliai, kurių molekulėse tarp anglies atomų yra triguba jungtis.
Elektroninė struktūra
Acetileno molekulėje esanti anglis yra būsenos sp- hibridizacija. Šios molekulės anglies atomai sudaro trigubą jungtį, kurią sudaro dvi β jungtys ir viena σ jungtis.
Molekulinė formulė:.
Grafinė formulė: H-C≡ C-H
Fizinės savybės
Dujos, lengvesnės už orą, mažai tirpios vandenyje, grynos, beveik bekvapės, bespalvės, = - 83,6. (Alkinų serijoje virimo ir lydymosi taškai didėja didėjant alkino molekulinei masei.)
Cheminės savybės
1. Degimas:
2. Prisijungimas:
a) vandenilis:
b) halogenas:
C2H2 + 2Cl2 = C2H2Cl4;
1,1,2,2-tetrochloretanas
c) vandenilio halogenidas:
HC≡CH + HCl = CHCl
vinilo chloridas
CH 2 = CHCl + HCl = CH 3 -CHCl 2
1,1-dichloretanas
(pagal Markovnikovo taisyklę);
d) vanduo (Kučerovo reakcija):
HC = CH + H 2 O = CH 2 = CH-OH CH 3 -CHO
vinilo alkoholio acetaldehidas
3. Pakeitimas:
HC≡CH + 2AgNO 3 + 2NH 4 = AgC≡CAg ↓ + 2NH 4 NO 3 + 2H 2 O.
sidabro acetilenidas
4. Oksidacija:
HC≡CH + + H 2 O → HOOC-COOH (-KMnO 4).
oksalo rūgštis
5. Trimerizacija:
3HC≡CH t, kat
6. Dimerizacija:
HC≡CH + HC≡CH CAT. HC≡C – HC = CH 2
vinilo acetilenas
Priėmimas
1. Alkanų dehidrogenavimas (skystųjų naftos frakcijų krekingas):
C 2 H 6 = C 2 H 2 + 2 H 2.
2. Nuo gamtinių dujų(terminis metano krekingas):
2CH 4 C 2 H 2 + 3H 2
3. Karbido metodas:
CaC 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2
Taikymas
1. Gaminant vinilchloridą, acetaldehidą, vinilo acetatą, chloropreną, acto rūgštį ir kitas organines medžiagas.
2.Gumos ir polivinilchlorido dervų sintezėje.
3.Polivinilchlorido (odos) gamyboje.
4. Lakų, vaistų gamyboje.
5. Gaminant sprogmenis (acetilenidus).
