1 Нарисуйте структурные формулы акролеина и анилина Ответ

1. Нарисуйте структурные формулы акролеина и анилина
Ответ.

2. Что представляет собой мыло с химической точки зрения? Нарисуйте формулу твердого мыла на основе стеариновой кислоты.
Ответ.
Соли высших карбоновых кислот, которые называются мылами.

Натриевые соли – это твердые мыла, а калиевые соли – жидкие мыла.

3. Напишите схему гидролиза мыла. Какую среду покажет индикаторная бумажка, смоченная водным раствором мыла?
Ответ.
Схема гидролиза мыла
C17H35COONa + H2O→C17H35COOH + Na++OH-
Индикаторная бумажка покажет щелочную среду, т.е. рН>7.

4. Напишите схему получения жира из глицерина и стеариновой кислоты.
Ответ.
Жиры представляют собой сложные эфиры, образованные трехатомным спиртом глицерином и высшими карбоновыми кислотами.

5. Каким образом из жидкого жира можно получить твердый жир? Напишите схему соответствующей реакции. (Эта реакция используется в промышленности для получения маргарина из растительных жидких масел).
Ответ.
Гидрирование – это реакция присоединения водорода по двойным связям остатков высших непредельных карбоновых кислот.

В результате реакции гидрирования из жидкого жира можно получить твердый жир.
Полученный жир – тристеарин имеет твердую консистенцию, т.к. в его состав входят остатки только предельных кислот. Если в состав жира входят остатки высших непредельных карбоновых кислот, то жир будет иметь жидкую консистенцию.
Жиры представляют собой сложные эфиры, образованные трехатомным спиртом глицерином и высшими карбоновыми кислотами.
Высшие карбоновые кислоты, входящие в состав жира:

Дополнение.
Полученный тристеарин широко применяют для производства искусственного твердого пищевого жира – маргарина, а также в мыловарении.
В составе животных жиров (твердый) преобладают остатки предельных кислот, а в составе растительных (жидкий) – остатки непредельных кислот.
Тристеарин (продукт реакции) – физические свойства – твердый жир

6. Что такое реакция поликонденсации? Приведите пример?
Ответ.

Поликонденсация фенола с формальдегидом (по этой реакции происходит образование фенолформальдегидной смолы:

Фенолоформальдегидные смолы [-C6H3(OH)-CH2-]n – продукты поликонденсации фенола C6H5OH с формальдегидом CH2=O.
Взаимодействие фенола с формальдегидом идет по схеме.

Роль реакционноспособных функциональных групп в этих соединениях играют:
в феноле – три С-Н-связи в орто- и пара-положениях (легче идет замещение в двух орто-положениях);
в формальдегиде – двойная связь С=О, способная к присоединению по атомам С и О.
Это определяет возможность образования цепных макромолекул по схеме поликонденсации:

Реакция проводится в присутствии кислых (соляная, серная, щавелевая и другие кислоты) или щелочных катализаторов (аммиак, гидроксид натрия, гидроксид бария).

При избытке фенола и кислом катализаторе образуется линейный полимер – новолак, цепь которого содержит приблизительно 10 фенольных остатков, соединенных между собой метиленовыми (-СН2-) мостиками.
Новолаки – термопластичные полимеры, которые сами по себе не способны переходить в неплавкое и нерастворимое состояние. Но они могут превращаться в трехмерный полимер при нагревании их с дополнительной порцией формальдегида в щелочной среде. При использовании щелочных катализаторов и избытка альдегида в начальной стадии поликонденсации получаются линейные цепи резола:

При дополнительном нагревании эти цепи «сшиваются» между собой за счет групп -CH2OH, находящихся в пара-положении фенольного кольца, с образованием трехмерного полимера – резита:

В результате поликонденсации фенола с формальдегидом в присутствии катализаторов образуются фенолформальдегидные смолы, из которых получают пластмассы — фенопласты (бакелиты). Фенопласты — важнейшие заменители цветных и черных металлов во многих отраслях промышленности. Из них изготавливается большое количество изделий широкого потребления, электроизоляционные материалы и строительные детали. Фрагмент фенолформальдегидной смолы показан ниже:

7. Напишите схему реакции анилина с уксусным ангидридом. Как можно использовать полученный кристаллический продукт.
Ответ.

Образование ацетанилида. К 1 капле анилина добавить 2 капли уксусного ангидрида, раствор разогревается, нагревать пробирку полминуты и после остывания добавить 10 капель воды, встряхнуть. Продукт перекристаллизовать из воды: нагреть пробирку до полного растворения продукта, затем остужать, все время встряхивая пробирку. Выделяются кристаллы в виде призматических пластинок.
Ацетанилид используется для синтеза лекарственных препаратов.

8. Что такое индикаторы? Что они показывают? Приведите пример индикатора и укажите, как и в зависимости от чего может меняться его окраска.
Ответ.
Индикаторы – это органические и неорганические вещества, изменяющие свою окраску в зависимости от реакции среды. Название «индикаторы» происходит от латинского слова indicator, что означает «указатель».
Индикаторы — химические вещества, способные изменять окраску, люминесценцию или образующие осадок при изменении концентрации какого-либо компонента в растворе. Указывают на определенное состояние системы или на момент достижения этого состояния, широко применяются в титровании в аналитической химии и биохимии. 
Индикаторы бывают обратимые и необратимые. Изменение окраски обратимых индикаторов при изменении состояния системы может быть воспроизведено многократно. Необратимые индикаторы подвергаются необратимым химическим превращениям, например деструкции. Индикаторы, которые вводят в исследуемый раствор, называют внутренними, в отличие от внешних, реакцию с которыми проводят вне анализируемой смеси. В последнем случае одну или несколько капель анализируемого раствора помещают на бумажку, пропитанную индикатором, или смешивают их на белой фарфоровой пластинке с каплей индикатора. Индикаторы применяют чаще всего для установления конца какой-либо химической реакции, главным образом конечной точки титрования (к. т. т.). 
Индикаторы в соответствии с титриметрическими методами подразделяются на: 
— кислотно-основные 
— адсорбционные 
— окислительно-восстановительные 
— комплексонометрические
Индикаторы бывают с одной или двумя окрашенными формами — такие индикаторы называют соответственно одноцветными и двухцветными. Наиболее четкое изменение окраски наблюдалось бы у тех индикаторов, у которых кислотная и основная формы окрашены в дополнительные цвета. Однако таких индикаторов не существует, поэтому, добавляя краситель, изменяют соответствующим образом окраски обеих форм. Подобного эффекта можно добиться, если использовать смесь двух индикаторов, цвета которых дополняют друг друга. Такие индикаторы называют смешанными. Смеси индикаторов, которые непрерывно изменяют свой цвет во всей области значений рН от 1 до 14, называют универсальными. Их используют для приблизительной оценки рН растворов.

Выбор индикатора

Правило выбора индикатора:
интервал изменения окраски индикатора должен находиться в пределах скачка титрования или частично перекрываться с ним;
рТ индикатора должен быть как можно ближе к точке эквивалентности и находиться в пределах скачка титрования.
(Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989. 190 с.).
Таблица 1.2
Некоторые кислотно-основные индикаторы

Индикатор Интервал изменения окраски, ∆рН
Показатель титрования, рТ
Метиловый оранжевый 3,1– 4,4 4,0
Метиловый красный 4,4 – 6,2 5,5
Метиловый желтый 2,4 – 4,0 3,0
Фенолфталеин 8,2 – 9,8 9,0
Тимолфталеин
9,3 – 10,5 9,6
Феноловый красный 6,4 – 8,2 7,5
Тимоловый синий 8,0 – 9,6 9,2
Бромтимоловый синий 6,0 – 7,6 7,0
Бромкрезоловый зеленый 3,9 – 5,4 4,5
Бромкрезоловый пурпурный 5,2 – 6,8 6,0

Прибавление к любому раствору любой кислоты или щелочи влечет за собой изменение концентрации ионов Н+ в нем, а следовательно, и величины рН. Перемена окраски у индикаторов также связана с изменением рН раствора. Однако каждый индикатор изменяет окраску только в определенном, характерном для него интервале значений рН. Объясняется это тем, что окраска индикатора зависит от соотношения концентраций его диссоциированной и недиссоциированной форм, то есть от отношения:
KHInd = [H+] [Ind-][HInd]
При кислотно – основном титровании для фиксирования конечной точки титрования возможно появление индикаторной ошибки. Она образуется в случае несовпадения рН раствора в точке эквивалентности и рТ индикатора. Если такое несовпадение имеет место, то раствор обычно либо несколько перетитровывают, либо наоборот — недотитровывают. В результате по окончании титрования раствор содержит некоторый избыток свободной кислоты или свободной щелочи. Если значение рТ меньше чем рН в точке эквивалентности, то ошибка вызывается избытком Н+-иона и называется водородной ошибкой «Н+-ошибкой». Если, наоборот, рТ больше, чем в точке эквивалентности, то ошибка вызвана избытком ОН—ионов и называется гидроксильной ошибкой «ОН—ошибкой». Важен знак ошибки. Если титруют кислоту и получают Н+-ошибку (HAn-ошибку), то какая-то часть кислоты остается неоттитрованной, и ошибка получается со знаком минус (—). Наоборот, если при титровании кислоты получают ОН—ошибку (МеОН-ошибку), то эта ошибка имеет знак плюс (+), так как вызвана избытком ОН-ионов.
Индикаторы комплексонометрического титрования
Для определения точки эквивалентности при комплексонометрическом титровании часто используют металлиндикаторы, представляющие собой органические красители, образующие с катионами определяемых металлов растворимые в воде окрашенные комплексы.

Эти комплексные соединения менее устойчивы, чем внутрикомплексные соли, которые образуются при титровании раствора катиона комплексонами.

В точке эквивалентности комплексное соединение индикатора и металла разрушается, индикатор выделяется в свободном виде, а определяемый катион образует комплексное соединение с комплексоном. Окраска комплексного соединения индикатора и катиона отличается от окраски свободного индикатора, поэтому в точке эквивалентности происходит изменение окраски титруемого раствора.
Процесс образования комплекса между металлом и индикатором характеризуется константой устойчивости:

Заметное изменение цвета раствора происходит при равенстве концентраций [МInd] = [Ind], тогда:

Интервал перехода индикатора устанавливается при изменении соотношения [МInd] / [Ind] от 1/10 до 10/1 и будет равен:

Наиболее широкое применение в комплексонометрии имеет хромоген черный. В зависимости от рН раствора существуют три окрашенные формы этого красителя. При рН < 6 раствор имеет винно-красный цвет, при рН = 7 — 11 – синий цвет, при рН > 11,5 – желто-оранжевый цвет. В слабо щелочном растворе хромоген черный образует с ионами магния, цинка и некоторыми другими катионами интенсивно окрашенные винно-красные комплексы. При рН 8-10 переход окраски индикатора из винно-красной в синюю окраску проявляется наиболее отчетливо.
Устойчивость комплексов металлов с ЭДТА зависит от иона металла, его заряда и от рН среды. Наиболее устойчивые комплексы образуются с многозарядными комплексами р- и d-элементов. Наименее устойчивые комплексы образуют s-элементы.
Титрование ЭДТА проводится при строго определенных условиях, из которых большое значение имеет рН титруемого раствора. В сильно кислых растворах образуются менее устойчивые комплексные соединения, а в сильно щелочных растворах образуются осадки гидроксидов металлов определяемых катионов. Поэтому для поддержания рН на определенном уровне титрование проводят в присутствии буферного раствора, отвечающего определенному значению рН. Титрование большинства катионов проводят в аммиачной буферной среде при рН = 8 – 9. Иногда наряду с буферным раствором добавляют вспомогательный комплексообразователь, например тартрат натрия, триэтиламин, цитрат и ацетат натрия.
Комплексонометрическое титрование может быть выполнено различными методами:
а) методом прямого титрования – определяемый металл оттитровывают эквивалентным количеством ЭДТА:

б) методом обратного титрования – добавляют избыток комплексона и оттитровывают его сульфатом магния или цинка:

в) методом заместительного титрования – к определяемому иону металла добавляют раствор относительно малоустойчивого комплексоната магния и оттитровывают выделившийся магний раствором ЭДТА:

Некоторые металлы (Со, Ni, Cu, А1) образуют слишком прочные ком-плексы с индикатором, окраска раствора изменяется необратимо. Поэтому данные металлы титруют в присутствии другого индикатора или используют метод обратного титрования. К раствору прибавляют определенное количество трилона Б, избыток которого тируют раствором соли магния или цинка. Метод обратного титрования применяют и в том случае, если металлы (Рb, Нg, In и др.) образуют слабо окрашенные комплексы с ЭДТА.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

1 × пять =

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock detector