Методические указания к практическим работам по дисциплине "Химия"

Методист

____________ Т.Н. Борисенко

Ор­га­ни­за­ция-раз­ра­бот­чик: БПОУ ОО «Си­бир­ский про­фес­сио­наль­ный кол­ледж»

Раз­ра­бот­чик: Кусаинов Б.А., преподаватель БПОУ ОО «Си­бир­ский про­фес­сио­наль­ный кол­ледж»

Рекомендованы учебно-методическим советом БПОУ ОО «Си­бир­ский про­фес­сио­наль­ный кол­ледж» для применения в учебном процессе, протокол №____ от «___» _________ 201_ г.

Содержание

Пояснительная записка

     Методические указания составлены на основе действующей программы учебной дисциплины «Химия» для студентов профессиональных образовательных организаций СПО, реализующих образовательную программу среднего (полного) общего образования.

     В результате выполнения практических работ студент должен знать:

- как выполнять практические работы;

- как заполнять таблицы;

- как решать задачи;

- как составить отчет по проделанной работе.

Каждый студент после выполнения работы должен представить отчет о проделанной работе, либо составленной таблицы, решенных задач.

Отчет о проделанной работе следует делать в тетради для практических работ.

        Оценку по практическим работам студент получает, если:

• расчеты выполнены правильно и в полном объеме;

• отчет выполнен в соответствии с требованиями к выполнению практических работ.

Для подготовки к занятиям рекомендуется изучить соответствующий материал основной литературы:

1. Ерохин Ю.М. Химия : учеб. Для студентов учреждений сред. Проф. Образования/ Ю.М. Ерохин. – 18-е изд. Стер. – М.: Академия, 400 с. 2017 г.

2. Габриелян О.С. Химия для профессий и специальностей технического профиля: учебник /Габриелян О.С. Остроумов И.Г. – 4-еизд., стер.- М : Академия, 272с.2017.г.

3. Ерохин Ю.М., Фролов В.И. Сборник задач и упражнений по химии, - 4-е изд.М. Академия 2016г

4. Габриелян О.С. Практикум по химии.,М. Академия, 2016 г.

Рекомендации к оформлению отчета по выполнению практических работ по химии.

• Оформление отчетов по выполнению практических работ осуществляется в специальных тетрадях для практических работ по химии. От предыдущей письменной работы отступают 3-4 клетки и записывают посередине строки номер практической работы. Далее, каждый раз с новой строки записывают тему, цель, оборудование и реактивы. После строки «Выполнение опыта» и «Ход работы» коротко поэтапно приводится описание практической работы.

• В отчете по выполнению практической работы по необходимости приводятся описания опытов, экспериментов, наблюдения, уравнения химических реакций, условия проведения реакций, рисунки, ответы на вопросы, выводы.

• Если в ходе опыта необходимо ответить на вопросы для выяснения понимания студентам сущности опыта, то записывается ответ, если требуется оформить рисунок, заполнить таблицу, то соответственно выполняется рисунок или заполняется таблица.

• Все рисунки должны иметь обозначения составных частей, оборудования, названия реагентов и продуктов реакции. Рисунки должны располагаться на левой стороне тетрадного листа, подписи к рисункам – внизу.

• Таблицы заполняются четко и аккуратно. Таблица должна занимать всю ширину тетрадной страницы.

• Схемы должны быть крупными и четкими, выполненными простым карандашом (допускается использование цветных карандашей), содержать только главные, наиболее характерные особенности, детали.

• В конце каждого практической работы обязательно записывается вывод по итогам выполненной работы.

Практическая работа №1.

«Составление уравнений реакций в молекулярной и ионной формах. Расчетные задачи на вычисление массовой доли вещества в растворе».

Цель: отработка умений по составлению ионных уравнений реакций и решению расчетных задач на вычисление массовой доли вещества в растворе.

Теория

Согласно теории электролитической диссоциации при растворении в воде электролиты диссоциируют (распадаются) на положительные и отрицательные ионы. А если в растворе одновременно присутствуют несколько веществ - электролитов, то образуется несколько катионов и анионов и тогда между противоположно заряженными ионами возможно взаимодействие с образованием новых веществ.

Реакции между ионами называются ионными реакциями, а уравнения этих реакций — ионными уравнениями.

В соответствии с правилом Бертолле реакции обмена протекают до конца только тогда, когда образуются твердое малорастворимое соединение (осадок), легколетучее вещество (газ) или малодиссоциирующее соединение (очень слабый электролит, в том числе и вода).

Реакцию обмена в растворе принято изображать 3 уравнениями:

• молекулярным уравнением

• полным ионным уравнением

• сокращенным ионным уравнением

При написании ионных уравнений следует обязательно руководствоваться таблицей растворимости кислот, оснований и солей в воде, т.е. обязательно проверять растворимость реагентов и продуктов, отмечая это в уравнениях.

В ионных уравнениях формулы веществ записывают в виде ионов или в виде молекул.

В виде ионов записывают формулы: сильных кислот; сильных оснований; растворимых в воде солей.

В виде молекул записывают формулы: воды; слабых кислот; слабых оснований; малорастворимых солей; амфотерных гидроксидов; оксидов; газообразных веществ.

В уравнениях реакций ставят знак , если среди продуктов реакции есть осадок - нерастворимые или малорастворимые вещества. Знакпоказывает газообразные или летучие соединения.

Реакции обмена в водных растворах электролитов могут быть:

1) практически необратимыми, т.е. протекать до конца;

2) обратимыми, т.е. протекать одновременно в двух противоположных
направлениях.

Рассмотрим примеры реакций ионного обмена, протекающих до конца. 1. Реакции с образованием малорастворимых веществ, выпадающих в осадок.

Составим молекулярное и ионные уравнения реакции между нитратом серебра (I) и хлоридом натрия:

AgN0₃ + NaCl = AgCl + NaN0₃

Ag⁺ + NO₃^- + Na⁺ + CI^- = AgCl+ Na⁺ + N0₃

Ag⁺ + CI^- = AgCl

Эта реакция обмена необратима, потому что один из продуктов уходит из раствора в виде нерастворимого вещества (осадка).

2. Реакции, идущие с образованием малодиссоциирующих веществ (слабых электролитов).

Составим молекулярное и ионные уравнения реакции нейтрализации между растворами гидроксида калия и азотной кислоты:

NaOH + HNO3 =NaNQ₃ + Н₂0

Na⁺ + ОН^- + Н⁺ + N0₃^- = Na⁺ +N0₃^- + Н₂0

ОН^- + Н⁺ = Н₂0

В результате реакции нейтрализации ионы водорода и гидроксид-ионы образуют малодиссоциирующие молекулы воды. Процесс нейтрализации идет до конца, т.е. эта реакция необратима.

3. Реакции, протекающие с образованием газообразных веществ.

Запомни! Угольная, сернистая кислоты и гидроксид аммония неустойчивые соединения и распадаются:

H₂CO₃ CO₂ + H₂O

H₂SO₃ SO₂ + H₂O

NH₄OHNH₃ + Н₂0

Составим молекулярное и ионные уравнения реакции между растворами гидроксида натрия и хлоридом аммония:

NaOH + NH₄CI = NaCl + NH₃ + Н₂0

Na⁺ + ОН^- + NH₄⁺ +CI^- = Na⁺ + CI^- + NH₃ + H₂0

NH₄⁺ +OH^- = NH₃+ H₂0

Эта реакция обмена необратима, потому что образуется газ аммиак и малодиссоциирующее вещество - вода.

Реакции обмена, если среди исходных веществ имеются слабые электролиты или малорастворимые вещества, являются обратимыми, т.е. до конца не протекают.

Си(ОН)₂  + 2НС1  СиС1₂+ 2Н₂0

Си(ОН)₂ + 2Н⁺ + 2С1^-Cu²⁺ + 2Cl^- + 2Н₂0

Си(ОН)₂ + 2Н⁺ Си²⁺ + 2Н₂0

Если исходными веществами реакций обмена являются сильные электролиты, которые при взаимодействии не образуют малорастворимых или малодиссоциирующих веществ, то такие реакции не протекают. При смешивании их растворов образуется смесь ионов, которые не соединяются друг с другом. Примером данной реакции может служить реакция между хлоридом натрия и нитратом кальция. Уравнения таких реакций обмена не записывают.

Таким образом, реакции ионного обмена идут в направлении связывания ионов.

@Задание 1. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций между веществами: сульфидом калия и соляной кислотой, гидроксидом меди (II) и азотной кислотой, нитратом свинца (II) и сульфатом калия, карбонатом магния и соляной кислотой, хлоридом железа (III) и нитратом серебра, гидроксидом бария и серной кислотой, гидроксидом натрия и нитратом аммония.

Задача 1.(образец) В 100 г воды растворили 20 г соли. Рассчитайте массовую долю соли в %.

Ответ: массовая доля соли 16,67%.

@Задание 2.Используя образец решения задачи 1., реши следующую задачу:

Задача 2. В 200 г спирта растворили 50 г йода. Рассчитайте массовую долю йода в %.

Задача 3.(образец) Сколько граммов воды и нитрата натрия нужно взять, чтобы приготовить 80г 5%-го раствора?

Ответ: нужно взять 76 граммов воды и 4 г нитрата натрия.

@Задание 3.Используя образец решения задачи 3., реши следующие задачи:

Задача 4. Сколько граммов йода и спирта нужно взять для приготовления 30г 5%-го раствора йодной настойки?

Задача 5. Сколько граммов сульфата натрия надо растворить в воде массой 400г., чтобы приготовить раствор с массовой долей соли 5%?

Задача 6. Сколько граммов гидроксида натрия содержится в растворе массой 250 г с массовой долей NaOH 20%?

Практическая работа №2

«Испытание растворов солей индикаторами. Гидролиз солей»

Цель: отработка практических навыков определения среды раствора соли, составления уравнений реакций гидролиза солей по первой стадии.

Теория

Вода по отношению к веществам может быть растворителем, реагентом. В том случае, когда вода выступает средой реакции и реагентом, говорят о процессе гидролиза.

Гидролиз солей - реакция обменного взаимодействия соли с водой, в результате которой образуется слабый электролит.

При гидролизе, как правило, степени окисления элементов сохра­няются, на основании чего и составляются уравнения гидролиза:

МAn + HOH = MOH + HАn

Соль основание кислота

Гидролизу не подвергаются:

1. соли, нерастворимые в воде;

2. растворимые соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием.

(Например, NaCl, K₂S0₄, LiN0₃, BaBr₂, CaI₂ит. д.).

Гидролизу подвергаются:

1. растворимые соли, в состав которых входит хотя бы один сла­бый ион (Na₂C0₃, CuS0₄, NH₄F и т. д.).

Это обратимый гидролиз.

1. Соли, напротив которых в таблице растворимости стоит про­черк, необратимо гидролизируются:

Al₂S₃+ 6Н₂0 2Al(OH)₃+ 3H₂S

При составлении уравнений обратимого гидролиза по первой стадии следует при­держиваться следующего алгоритма:

Образец №1. Соль образована слабой кислотой и сильным основанием

1. Записать уравнение диссоциации соли. Na₂C0₃2Na⁺ + C0₃^2-

слабый анион

2. Выбрать слабый ион: катион или анион.

3. Записать его взаимодействие с водой. C0₃^2-+ Н⁺ОН^- НС0₃^- +ОН^-

4. Определить среду раствора: ОН^-- щелочная среда, Н⁺ - кислая среда, отсутствие Н⁺ и ОН^- нейтральная.

Это случай гидролиза по аниону.

Образец №2. Соль образована сильной кислотой и слабым основанием

1. Записать уравнение диссоциации соли. FeCl₃Fe³⁺ +3Cl^-

слабый катион

2. Выбрать слабый ион: катион или анион.

3. Записать его взаимодействие с водой. Fe³⁺ + Н⁺ОН^-Fe ОН²⁺+Н⁺

4. Определить среду раствора кислая

Это случай гидролиза по катиону.

Если соль образована слабой кислотой и слабым основанием (например,NH₄NO₂), то проходит гидролиз и по катиону и по аниону.

Гидролиз солей, образованных многоосновными кислотами и многокислотными основаниями идет ступенчато. Каждая последующая стадия идет в меньшей степени, чем предыдущая.

Порядок выполнения работы

Оборудование и реактивы:штатив с пробирками; универсальная индикаторная бумажка, растворы солейсульфата натрия, нитрата меди (II), сульфида натрия.

Задание №1 Испытание растворов солей индикатором. Налейте в пробирку немного раствора каждой соли, а затем испытайте действие растворов этих солей на универсальной индикаторной бумажке. Занесите данные в таблицу, укажите среду раствора знаком «+».

Сделайте вывод:__________________________________________________

Задание №2. Напишите уравнения реакций гидролиза соли, раствор которой имел кислую среду.

1. стадия:________________________________________________________

Задание №3. Напишите уравнения реакций гидролиза соли, раствор которой имел щелочную среду.

1. стадия:________________________________________________________

Контрольные вопросы

1. Что называется гидролизом соли?

2. В чем сущность гидролиза солей?

3. Какие соли подвергаются гидролизу?

4. Какие соли гидролизуются по аниону? Почему? Приведите примеры таких солей.

1. Какие соли гидролизуются по катиону? Почему? Приведите примеры таких солей.

2. Какие соли гидролизуются и по катиону и по аниону? Приведите примеры таких солей.

3. Для каких солей гидролиз протекает необратимо? Приведите примеры таких солей.

4. Какие соли не гидролизуются? Почему?

5. Какие соли гидролизуются ступенчато? Приведите примеры таких солей.

Практическая работа №3

«Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса».

Цель: систематизация и углубление знания об окислительно-восстановительных реакциях, отработка практического навыка восстановления уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса.

Теория.

Окислительно-восстановительными называются реакции, в ходе которых хотя бы один элемент изменил свою степень окисления.

ПРАВИЛА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНЕЙ ОКИСЛЕНИЯ (с примерами)

1. У свободных атомов и у простых веществ с. о. равна 0.

Н₂, Ва, N₂, S, AI, Си, F₂.

2.Металлы во всех соединениях имеют положительную с. о.
(ее максимальное значение равно номеру группы - для элементов главных подгрупп):

а) у металлов главной подгруппы I группы +1;

б)у металлов главной подгруппы II группы +2;

в) у алюминия +3.

K₂⁺О, Ca⁺²CО₃, AI⁺³CI₃, Li₃⁺N, Ba⁺²S0₄, Mg⁺²(N0₃)₂.

3.В соединениях кислород имеет с. о. -2 (исключения:OF₂ - +2, и пероксиды: Н₂0₂, К₂0₂ --1).

Н₂С0₃^-2, К₂О^-2

1. В соединениях с неметаллами у водорода с. о. +1,
   а с металлами-1:

H⁺CI, КН ^-1, NH₃⁺.

1. В соединениях сумма с. о. всех атомов равна 0.

Образец. Н₂⁺С^х 0₃^-2

+1 2 +х + (-2) 3=0

х=+4 (С⁺⁴)

Теория окислительно-восстановительных реакций

Атомы, молекулы и ионы, отдающие электроны; называются вос­становителями. Во время реакции они окисляются.

Например:Al– Зе^-→Аl⁰; Н₂⁰- 2е → 2Н⁺; 2Сl^-- 2е^-  С1₂°

При окислении степень окисления повышается.

Из простых веществ важнейшими восстановителями являются ме­таллы, водород, уголь и др., среди сложных - восстановительными свойствами будут обладать те, в которых имеются атомы элементов с низшей степенью окисления:

HI^-, HCl^-, N^-3H_3,,H₂S^-2идр.

Чем ниже степень окисления элемента, чем меньше его электроот­рицательность, тем сильнее восстановительные свойства.

Атомы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны, называ­ются окислителями. В ходе реакции они восстанавливаются. Например:

S⁰ + 2ё → S^-2; С1₂ + 2ё 2Сl^-; Fe⁺³+ ё -Fe⁺²

При восстановлении степень окисления понижается.

Из простых веществ важнейшими окислителями являются галоге­ны и кислород, среди сложных веществ окислительными свойствами будут обладать те, в состав которых входят атомы с высшей степенью окисления:

КМп⁺⁷О₄; К₂Сг₂⁺⁶0₇; Си⁺²О; Fe⁺³Cl3 и др.

Чем выше степень окисления элемента и больше его электроотри­цательность, тем сильнее окислительные свойства.

Метод электронного баланса.

При расстановки коэффициентов методом электронного баланса придерживаются следующего алгоритма:

1. Расставить степени окисления всех элементов.

2. Выбрать элементы, изменившие степень окисления.

3. Выписать эти элементы и показать схематично переход элек­тронов (составить электронный баланс).

4. Число перешедших электронов снести крест накрест и, если нуж­но, сократить. Эти числа будут коэффициентами в уравнении.

5. Расставить коэффициенты из электронного баланса.

6. Сравнением числа атомов каждого элемента в левой и правой части уравнения реакции определить и проставить недостающие коэффициенты.

Примечание: Индекс в молекулах простых веществ переносится в электронный баланс, индексы из формул сложных веществ в баланс не переносятся.

Пример:

2KMn⁺⁷О₄ + 16HCl^-2Mn⁺²Cl₂+2KCl+5Cl₂⁰+ 8H₂0

Мn⁺⁷ +5ё  Мn⁺² 2 - окислитель

2Сl^- - 2ё  Сl₂⁰ 5 - восстановитель

Коэффициенты, взятые из электронного баланса, подчеркнуты од­ной чертой.

@Задание. Расставьте коэффициенты в схемах реакций методом элек­тронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель, про­цессы окисления и восстановления.

a) Na + Н₂NaH б) Са + N₂Ca₃N₂

_{_----------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------}

_{--------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------}

в) А1+ 0₂ А1₂0₃ г) Р + 0₂ Р₂0₅

_{------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------}

д) NH₃+ 0₂ N0+ Н₂0

----------------------------------------------------------------------------------------------------

е) Al+H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+H₂

_{---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------}

ж) С0₂+ MgMgO+ С

----------------------------------------------------------------------------------------------------

з) HN0₃+ PH₃P0₄ + N0₂+ Н₂0

----------------------------------------------------------------------------------------------

к) Al+ HNO₃=Al(NO₃)₃+ NO+ H₂O

----------------------------------------------------------------------------------------------

л) Си+ Н₂S0_4(конц) CuS0₄+ S0₂+ H₂0

---------------------------------------------------------------------------------------------------

Контрольные вопросы

1.Какие реакции называются окислительно-восстановительными?

2.Каковас.о. простых веществ?

3.У каких элементов с.о. постоянная?

4.Кто такие восстановители? Какой процесс с ними при этом происходит? Приведите примеры.

5.Кто такие окислители? Какой процесс с ними при этом происходит? Приведите примеры.

6.На конкретном примере покажите алгоритм проставления коэффициентов методом электронного баланса.

Практическая работа №4

«Реакции ионного обмена»

Цель: экспериментальное подтверждение знаний об условиях протекания реакций ионного обмена до конца, выработка умений по составлению ионных уравнений реакций.

Порядок выполнения работы

Оборудование и реактивы:

штатив с пробирками, растворы сульфата меди (II), сульфата алюминия, гидроксида натрия, нитрата бария, сульфита натрия, карбоната натрия, серной кислоты, хлорида железа (III), фенолфталеина.

Реакции, идущие с образованием осадка

Опыт №1

Налейте в пробирку 3-4мл раствора сульфата меди (II) и добавьте немного раствора гидроксида натрия.

Запишите наблюдения:

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ______________________________________________________________________

Вывод:_______________________________________________________________________

Опыт №2.

Налейте в пробирку 3-4мл раствора сульфата алюминия и добавьте немного раствора нитрата бария.

Запишите наблюдения:

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ______________________________________________________________________

Вывод:_________________________________________________________________

Реакции, идущие с выделением газа

Опыт №3

Налейте в пробирку 3-4мл раствора сульфита натрия и добавьте столько же раствора серной кислоты.

Запишите наблюдения:

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ______________________________________________________________________

Вывод:______________________________________________________________

Опыт № 4

Налейте в пробирку 3-4мл раствора карбоната натрия и добавьте столько же раствора серной кислоты.

Запишите наблюдения:

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ______________________________________________________

Вывод:________________________________________________________________

Реакции, идущие с образованием малодиссоциирующеговещества.

Опыт №5

Налейте в пробирку 3-4мл раствора гидроксида натрия и добавьте две-три капли фенолфталеина. Затем прилейте раствор серной кислоты.

Запишите наблюдения:

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: __________________________________________________________

Вывод:________________________________________________________________

Экспериментальные задания.

Растворить образовавшийся в опыте № 1 осадок, и записать при этом происходящие реакции в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде:

Запишите наблюдения: ____________________________________________________

Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ____________________________________________________

Контрольные вопросы

1. Какие реакции называются ионными?

2. В каких случаях реакции ионного обмена протекают до конца?

3. В каком направлении протекают реакции ионного обмена?

4. Объясните, почему в опытах №1 и №2 образовались осадки?

1. Объясните, почему в опытах №3 и №4 выделились газообразные вещества?

2. Какими еще кислотами можно было подействовать на растворы сульфита натрия и карбоната натрия (в опытах №3 и №4), чтобы получить аналогичные результаты?

3. Объясните, почему в опыте №5 произошло обесцвечивание? Как называется реакция между щелочью и сильной кислотой?

4. В каких случаях реакции ионного обмена в растворах электролитов являются необратимыми?

9.В каких случаях реакции ионного обмена в растворах электролитов являются обратимыми?

10.В каких случаях реакции ионного обмена в растворах электролитов не протекают?

12.Формулы каких веществ в ионных уравнениях записывают в виде ионов?

13.Формулы каких веществ в ионных уравнениях записывают в виде молекул?

Практическая работа № 5.

«Составление структурных формул изомеров и названий предельных углеводородов».

Цель: отработка умений по составлению структурных формул изомеров алканов и их названий по международной систематической номенклатуре.

Теория

Алканы – это предельные углеводороды, в молекулах которых все атомы связаны одинарными связями. Состав их отражает общая формула С_nH_2n+2.

Первые четыре члена гомологического ряда метана получили исторически сложившиеся названия. Основой названия следующих алканов нормального строения стали греческие числительные (см. таблицу).

Для составления названий органических веществ по номенклатуре ИЮПАК необходимо знать формулы и названия радикалов. Радикал – это одновалентная частица, которая получается при отщеплении от молекулы алкана атома водорода, т.е. частица, содержащая не спаренный электрон. Название радикала происходит от названия соответствующего алкана с заменой суффикса –ан на суффикс –ил(см. таблицу).

Изомеры – это вещества, имеющие одинаковые молекулярные, но разные структурные формулы и, следовательно, разные свойства.

Например, у вещества бутана, имеющего формулу С₄Н_10, есть два изомера, имеющие следующие структурные формулы

СН₃ – СН₂– СН₂ – СН₃ и СН₃ – СН – СН_{3 .}



СН₃

Запомни! Чтобы среди веществ найти изомеры, надо структурные формулы свернуть в молекулярные. У изомеров молекулярные формулы будут одинаковые. Например:

а)СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₃ (С₄Н₁₀); б) СН₃ – СН₂ – СН – СН₃ (С₅Н₁₂);



СН₃

в) СН₃ – СН – СН₃ (С₄Н₁₀)



СН₃

Таким образом, вещество а) и в) изомеры, т.к. имеют разное строение, но одинаковую молекулярную формулу - С₄Н_10.

В соответствии с международной номенклатурой следует придерживаться следующих правил при составлении названия алканов.

1. В структурной формуле выбирают самую длинную цепь атомов углерода (главную цепь).

2. Атомы углерода главной цепи нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе разветвление – боковая цепь.

3. В начале названия перечисляют радикалы и другие заместители с указанием номеров атомов углерода, с которыми они связаны. Если в молекуле присутствуют несколько одинаковых радикалов (два, три, четыре и т.д.), то перед их названием ставят соответственно частицы ди-, три-, тетра- и т.д.

4. Основой названия служит наименование предельного углеводорода с тем же числом атомов углерода, что и в главной цепи.

Задание 1.(образец) Назовите вещества

1 2 3 4

СН₃  СН СН₂ СН_{3 }(С₅Н₁₂)



СН₃ 2- метилбутан

СН₃ СН₃

1 2 3 4 5 6 5 4 3 2 1

СН₃ СН СН₂ СН СН₂ СН_3(С₈Н₁₈) СН₃  СН СН₂ С СН_3(С₈Н₁₈)

  

СН₃ СН₃ СН₃

2,4 – диметилгексан 2,2,4 – триметилпентан

_{8 7 6 5 4 3 2 1}

СН₃ СН₂ СН СН₂СН₂СН₂ СН  СН_{3 }(С₁₁Н₂₄)

 

С₂Н₅ СН₃

2-метил-6-этилоктан

Найди, есть ли изомеры среди вышеперечисленных веществ.

Приведите три доказательства, что вышеперечисленных вещества гомологи.

Ответ: 2,4 – диметилгексан и 2,2,4 – триметилпентан изомеры, т.к. имеют одинаковую молекулярную формулу С₈Н_{18 .}

Вышеперечисленные вещества гомологи, т.к. 1) имеют одинарную связь; 2) гомологическую формулуС_nH_2n+2; 3) суффикс –ан в названии.

Задание 2.(образец) Напишите структурную формулу 2,4-диметилпентана, составьте структурные формулы: а) гомолога с более длинной углеродной цепью; б) изомера. Назовите их.

Алгоритм.1. 2,4-диметилпентан – корень слова «пентан», пишем главную цепь С-С-С-С-С.

2. Нумеруем главную цепь, в положении 2 и 4 ставим два радикала «метил»

С¹ – С² – С³ – С⁴ – С⁵

 

СН₃ СН₃

3. В основной (главной) цепи доставим недостающие атомы Н (в соответствии с валентностью)

1 2 3 4 5

СН₃ – СН – СН₂ – СН – СН₃

 

СН₃ СН₃

Чтобы составить гомолог надо структурную исходную формулу вещества свернуть в молекулярную. Гомолог будет отличаться на одну или несколько СН₂- групп.

1 2 3 4 5

СН₃-СН-СН₂-СН-СН_3(С₇Н₁₆)

 

СН₃ СН₃

Следовательно, гомолог с более длинной углеродной цепью, может иметь формулу С₈Н₁₈ СН₃ СН₂СН₂СН₂СН₂СН₂СН₂ СН₃ октан

б) изомер имеет туже формулу С₇Н₁₆, но другое строение

СН₃ СН₂СН₂СН₂СН₂ СН  СН₃



СН₃

2-метилгептан

@Задание. Используя образцы решений, выполни следующее задания:

1. Назовите вещества

СН₃  СН СН₂ СН₃



СН₃

___________________

СН₃ СН₃

 

СН₃ СН СН₂ СН СН₂ СН₃ СН₃ С СН₂ СН СН₃

  

СН₃ СН₃ СН₃

__________________ ______________________

СН₃ СН₂ СН СН₂ СН СН₂СН₂ СН₃

 

С₂Н₅ СН₃

_______________

Найди, есть ли изомеры среди вышеперечисленных веществ.

Приведите три доказательства, что вышеперечисленные вещества гомологи.

Ответ:__________________________________________________

1. Напишите структурные формулы: а) 2-метилгексана, б) 2,2- диметилпентана, в) 2-метилбутана, г) 2,3,5 –триметилгексана, д) 3,3 –диметилгексана, е) 2,4 – диметил-3- этилоктана. Для вышеперечисленных веществ составьте структурные формулы: а) гомологов с менее длинной углеродной цепью; б) изомеров.

2. Назовите их.

Контрольные вопросы

1. Какие углеводороды относятся к алканам?

2. Что такое радикал? Каким образом складывается название радикалов?

3. Дайте определение изомеров. Приведите примеры изомеров.

4. Перечислите сходства гомологов ряда метана (алканов).

5. Основные правила составления названия алканов (основы международной номенклатуры).

Практическая работа №6

«Составление формул непредельных углеводородов».

Цель: отработка умений по составлению структурных формул гомологов, изомеров алкенов, алкинов и их названий по международной систематической номенклатуре.

Теория

Алкены – непредельные углеводороды ряда этена (этилена С₂Н₄).

Алкины – непредельные углеводороды ряда этина (ацетилена С₂Н₂).

Характеристика алкенов.

1. Особенности строения – одна двойная связь.

2. Общая формула - С_nH_2n. 3. Номенклатура – название соответствующего предельного углеводорода + суффикс –ен (-илен):С₂H₆ этан - С₂H₄этен

С₃H₈ пропан - С₃H₆ пропен

Характеристика алкинов.

1. Особенности строения – одна тройная связь.

2. Общая формула - С_nH_{2n -2}. 3. Номенклатура – название соответствующего предельного углеводорода + суффикс –ин: С₂H₆ этан - С₂H₂этин

С₃H₈ пропан - С₃H₄пропин

В соответствии с международной номенклатурой следует придерживаться следующих правил при составлении названия алкенов и алкинов.

1. В структурной формуле выбирают самую длинную цепь атомов углерода (главную цепь).

2. Атомы углерода главной цепи нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе кратная связь – двойная или тройная.

3. В начале названия перечисляют радикалы и другие заместители с указанием номеров атомов углерода, с которыми они связаны. Если в молекуле присутствуют несколько одинаковых радикалов (два, три, четыре и т.д.), то перед их названием ставят соответственно частицы ди-, три-, тетра- и т.д.

4. Основой названия служит наименование предельного углеводорода с тем же числом атомов углерода, что и в главной цепи, с заменой суффикса –ан на соответствующий –ен или –ин.

5. После чего указывают положение кратной связи (после какого атома углерода стоит кратная связь).

Задание 1.(образец) Назовите вещества

4 3 2 1

СН₃  СН СН= СН_2(С₅Н₁₀)



СН₃

3- метилбутен -1

СН₃ СН₃

1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5

СН₃ СНСН = С СН₂ СН_3(С₈Н₁₆) СН С СН  С СН_3(С₈Н₁₄)

  

СН₃ СН₃ СН₃

2,4 – диметилгексен -3 3,4,4 – триметилпентин– 1

_{7 6 5 4 3 2 1}

СН₃ СН₂ СН  СН₂ СС СН_{3 }(С₈Н₁₄)



СН₃

5-метилгептан - 2

*Найди, есть ли изомеры среди вышеперечисленных веществ.

*Найди, есть ли гомологи среди вышеперечисленных веществ.

Ответ: 3,4,4 – триметилпентин – 1 и 5-метилгептан - 2 изомеры, т.к. имеют одинаковую молекулярную формулу С₈Н_{14 .}

3- метилбутен -1(С₅Н₁₀) и 5-метилгептан – 2 (С₈Н₁₆)гомологи, т.к. 1) имеют двойную связь; 2) гомологическую формулуС_nH_2n; 3) суффикс –ен в названии, и отличаются друг от друга на несколько гомологических разниц –СН₂

Задание 2.(образец) Напишите структурную формулу 2,4-диметилпентена -1, составьте структурные формулы: а) гомолога с более длинной углеродной цепью; б) изомера. Назовите их.

Алгоритм.1. 2,4-диметилпентен - 1– корень слова от «пентан», пишем главную цепь С-С-С-С-С.

2. Ставим после первого атома углерода = связь С=С-С-С-С.

3. Нумеруем главную цепь, в положении 2 и 4 ставим два радикала «метил»

1 2 3 4 5

С = С – С – С – С

 

СН₃ СН₃

4. В основной (главной) цепи доставим недостающие атомы Н (в соответствии с валентностью)

1 2 3 4 5

СН₂=С – СН₂ – СН – СН₃

 

СН₃ СН₃

а) Запомни! Чтобы составить гомолог надо структурную исходную формулу вещества свернуть в молекулярную. Гомолог будет отличаться на одну или несколько СН₂- групп.

1 2 3 4 5

СН₂=С – СН₂– СН – СН_3(С₇Н₁₄)

 

СН₃ СН₃

Следовательно, гомолог с более длинной углеродной цепью, может иметь формулу С₈Н₁₆

СН₂=СН  СН₂СН₂СН₂СН₂СН₂ СН₃

Октен -1

б) изомер имеет туже формулу С₇Н₁₄, но другое строение

7 6 5 4 3 2 1

СН₃ СН₂СН₂ СН = СН СН СН₃



СН₃

2-метилгептен -3

@Задание.Используя образцы решений, выполни следующее задания:

1. Назовите вещества

СН₃ ССН СН₃



СН3

СН₃ СН₃

 

СН₃ СН СН₂ СН С  СН СН₂ С СН СН СН₃

  

СН₃ СН₃ СН₃

СН₃ СН₂ СН СН₂ СН С С СН₃

 

С₂Н₅ СН₃

Найди, есть ли изомеры среди вышеперечисленных веществ.

Найди, есть ли гомологи среди вышеперечисленных веществ. Приведите три доказательства, что найденные вещества - гомологи.

Ответ:_________

2. Напишите структурные формулы: а) 2-метилгексена-1, б) 4 – метилпентина - 2, в) 2, 5-диметилгексина-3, г) 3–метилпентена-1, д) 2- метил- 4- этилгексена -2. Составьте структурные формулы: а) гомологов с менее длинной углеродной цепью; б) изомеров. Назовите их.

Структурные формулы.

а) 2-метилгексена-1 б) 4 – метилпентина - 2 в) 2, 5-диметилгексина-3

г) 3–метилпентена-1 д) 2-метил- 4-этилгексена-2

Гомологи с менее длинной углеродной цепью:

а) для 2-метилгексена-1

б)для 4 – метилпентина - 2

в) для 2, 5-диметилгексина-3

г) для 3–метилпентена-1

д) для 2-метил- 4-этилгексена-2

Изомеры:

а) для 2-метилгексена-1

б) 4 – метилпентина - 2

в) 2, 5-диметилгексина-3

г) для 3–метилпентена-1

д) 2-метил- 4-этилгексена-2

Приложение

Инструкция

по охране труда и технике безопасности

студентов, работающих в химической лаборатории

I. Общие требования безопасности

1. Рационально строить свою работу.

2. Все работы вести точно и аккуратно.

3. Соблюдать все меры предосторожности при работе с ядовитыми, взрывоопасными и огнеопасными веществами.

4. Не загромождать свое рабочее место ненужными предметами.

5. Не поднимать и не переносить одному груз свыше 50 кг.

6. Следить за тем, чтобы полы помещения химической лаборатории всегда были чистыми и сухими. Немедленно убирать с пола осколки разбитой посуды, пролитые жидкости или жиры.

7. Следить за правильным освещением своего рабочего места.

8. Осторожно обращаться с легковоспламеняющимися, горячими и взрывоопасными веществами. При случайных проливах огнеопасных жидкостей необходимо выключить нагревательные приборы, спиртовки, место пролива жидкости засыпать песком или собрать тряпкой, затем тряпки и песок удалить, а место, где была пролита жидкость, хорошо промыть водой.

9. Нельзя хранить на рабочем месте, какие – либо вещества неизвестного происхождения.

10. Нельзя хранить и применять пищу на рабочем месте.

11. Нельзя хранить совместно легковоспламеняющиеся, огне- и взрывоопасные вещества с кислотами и щелочами.

II. Требования безопасности перед началом работы

1. Предварительно подробно ознакомиться с проведением химического опыта и хорошо понять химизм процессов, которые предстоит изучить на практике.

2. Тщательно проверить, имеется ли все необходимое для проведения данной работы.

3. Внимательно прочитать в практикуме инструкцию к выполнению данной работы и продумать последовательность операций.

4. Дежурные студенты принимают химическую лабораторию.

5. В лаборатории можно находиться только в специальной одежде: халат

III. Требования безопасности во время работы

1. При работе с реактивами необходимо: реактивы закрывать пробкой или крышками, если на склянке или банке нет этикетки, нельзя применять реактив.

2. Нельзя выливать или засыпать реактив обратно в склянку, если его взято много.

3. Применять реактивы следует в той концентрации и том количестве, которое указано в руководстве.

4. Нельзя работать с грязной посудой.

5. Нельзя пробовать вещества на вкус.

6. Нюхать вещества, можно только направляя к себе движением руки струю газа или пара, держа отверстие сосуда с веществом на некотором расстоянии от лица.

7. Сильно пахнущими и ядовитыми веществами следует работать в вытяжном шкафу.

8. При растворении кислот наливают кислоту в воду, а не наоборот.

9. Не наклоняться над сосудом с кипящей жидкостью.

10. Не пользоваться с посудой из тонкого стекла при работе с ядовитыми, едкими и огнеопасными веществами.

11. Нагревать жидкость в пробирке следует начинать с верхних слоев, постепенно переходя к нижним. Пробирку следует держать так, чтобы отверстие было направлено в сторону от себя и соседей.

12. Нельзя путать пробирки, крышки от склянок с разными веществами - это грязнит реактивы.

13. Зажигать спиртовку следует спичками, ни в коем случае зажигалками или другой горящей спиртовкой.

14. Недопустимо смешивать окислители с органическими веществами.

IV. Требования безопасности в аварийных ситуациях

1. При ранении стеклом убедиться, что в ранке не осталось стекла, быстро протереть вокруг ранки ваткой, смоченной спиртом, смазать йодом и забинтовать.

2. При горячих (термических) ожогах на обожженное место наложить повязку из марли, смоченной концентрированным раствором перманганата калия, или смазать это место мазью от ожогов. Если нет перманганата калия, рекомендуется присыпать обожженное место гидрокарбонатом натрия (питьевой содой) и приложить бинт, смоченной холодной водой.

3. В случае ожога лица, рук кислотой или щелочью немедленно обмыть пораженное место большим количеством воды, затем при ожоге кислотами обмыть 2-% раствором питьевой соды или слабым раствором нашатырного спирта. При ожоге щелочами обмыть 1%- раствором уксусной кислоты или лимонной кислотой. После этого наложить повязку из бинта,смоченной спиртом. При попадании кислоты или щелочи в глаза необходимо промыть их большим количеством воды, а затем:

-при попадании кислоты промыть разбавленным раствором питьевой соды; - при попадании щелочи – 1% раствором борной кислоты.

4. Если необходимо, то пострадавшего после оказания первой помощи немедленно доставить в медпункт колледжа или в поликлинику.

V. Требования безопасности по окончанию работы

1. После окончания работы привести в порядок рабочее место, вымыть посуду, которая использовалась в химическом анализе, и сдать его преподавателю.

2. Нельзя выливать в раковину реактивы, вредные, пахучие вещества, для этого имеются специальные банки под сливы.

3. Посуда должна быть чисто вымыта и ополоснута водой.