Гомологічний ряд алканів

Експериментальна установка

Алкани належать до класу речовин насичених вуглеводнів у формі ланцюжка, тобто сполуки складаються лише з атомів Карбону та Гідрогену, мають форму ланцюжка і не мають кратних зв'язків у своїй структурі (насичені). Загальна молекулярна формула алканів має вигляд . Гомологічний ряд алканів описує різні алкани залежно від довжини їхнього вуглецевого ланцюга.

Цей експеримент ілюструє, що деякі вуглеводневі сполуки мають схожі фізичні та хімічні властивості, які безперервно змінюються залежно від маси.

Попередні знання

Учні вже повинні мати уявлення про періодичну таблицю Менделєєва і базові знання про алкани та їхню номенклатуру.

Учні мають знати основи роботи з хімічними речовинами та вміти працювати з бутановим пальником або пальником Бунзена.

Принцип

Досліджуються гептан, парафін (твердий) і рідкий парафін (парафінова олія), порівнюються їхні властивості і таким чином наочно пояснюється поняття "гомологічний ряд".

Мета навчання

• Деякі вуглеводневі сполуки мають схожі фізичні та хімічні властивості, які безперервно змінюються зі збільшенням маси.
• Такі речовини зі схожою структурою і подібними властивостями об'єднані в "гомологічний ряд".

Завдання

Вивчіть гептан, парафінову олію (рідкий парафін) і (тверді) парафіни щодо їхніх властивостей.

Для цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.

Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки!

Увага небезпека! Ризики, пов'язані з використанням

• Гептан є легкозаймистим. Під час заправки гасіть все відкрите полум'я, закривайте балон одразу після зняття і приберіть з робочого місця!
• Одягніть захисні окуляри!

Масляна лампа, що горить

Незважаючи на розвиток поновлюваних джерел енергії, викопне паливо, як і раніше, залишається нашим найважливішим джерелом енергії. Сира нафта - це суміш, що складається здебільшого з алканів. Природний газ містить здебільшого алкани метан та етан і, в менших кількостях, інші алкани.

Тому алкани дуже важливі в нашому повсякденному житті. Вони належать до класу насичених вуглеводнів, тобто сполук, що складаються лише з атомів Карбону та Гідрогену, мають форму ланцюжка та не мають кратних зв'язків у своїй структурі (насичені). Загальна молекулярна формула алканів має вигляд . Гомологічний ряд алканів описує різні алкани залежно від довжини їхнього вуглецевого ланцюжка.

Наскільки схожі різні алкани?

1.Вивчіть гептан, парафінову олію (рідкий парафін) і (тверді) парафіни щодо їхніх властивостей.

1.Зберіть штатив з кільцевим тримачем і дротяною сіткою, як показано на рис. 1-4

Рисунок 1

Рисунок 3

Рисунок 2

Рисунок 4

2.Пронумеруйте пробірки від 1 до 5 і поставте їх поруч одна з одною в штатив для пробірок (рис. 5).

1.Помістіть у пробірку 1 трохи гептану (висота заповнення 0,5 см), таку саму кількість парафінової олії в пробірку 2 і невеликий шматочок твердого парафіну в пробірку 3.

2.Додайте приблизно таку саму кількість дистильованої води, закрийте пробірки пробками і добре струсіть (рис. 6).

3.Потім дайте пробіркам постояти деякий час у штативі для пробірок (рис. 7).

Рисунок 6

4.Додайте парафінову олію в пробірку 4, як і раніше, і шматочок парафіну в пробірку 5 (рис. 8).

5.Додайте близько 5 мл гептану в кожну пробірку, закрийте їх пробками і довго струшуйте.

6.Потім помістіть пробірки назад у штатив для пробірок (рис. 9).

Рисунок 8

7.Помістіть в одну порцелянову випарну чашку кілька крапель гептану (рис. 10), у другу - кілька крапель парафінової олії, у третю - невеликий шматочок твердого парафіну.

8.Помістіть порцелянову випарну чашку з гептаном на дротяну сітку, підпаліть деревну скіпку і потримайте її над гептаном (рис. 11).

9. Потім зробіть те ж саме з парафіновою олією і твердим парафіном.

Рисунок 10

Рисунок 12

10.Помістіть випарну чашку з парафіновою олією на дротяну сітку, пересуньте її за висотою так, щоб полум'я пальника тільки нагрівало дно випарної чашки, але не могло проникнути крізь дротяну сітку (рис. 12).

11. Нагрійте парафін і спробуйте підпалити його за допомогою деревної скіпки (рис. 13).

12.Зніміть випарну чашку, потім дійте, як описано вище, з твердим парафіном.

Утилізація

Помістіть вміст пробірок і випарних чашок у збірну ємність для легкозаймистих органічних речовин.