Інформація для вчителів
Застосування
Схема установки
Метанол і етанол обидва безбарвні, розчинні у воді й мають однаковий запах. Тож розрізнити їх непросто. Тоді як етанол - це питний спирт у безлічі алкогольних напоїв, уже вживання 2 сл метанолу може призвести до сліпоти, а 4 сл - до смерті. Тому важливо вміти виявляти метанол.
У цьому досліді учениці й учні знайомляться з методами, як відрізнити етанол від метанолу.
Інша інформація для вчителя (1/5)
Попередні знання
Принцип
Учні вже мають знати групу спиртів. Крім того, учні вже мають бути обізнані з безпечним поводженням із хімічними речовинами.
У принципі етанол і метанол можна розрізнити за забарвленням полум'я. Проте для учениць і учнів це неозброєним оком видно не завжди, тому для розрізнення етанолу й метанолу залучають також хімічні методи виявлення. Відомий метод виявлення - проба з бурою, однак її вже не можна виконувати як учнівський дослід. Тому в цьому досліді застосовують пробу з йодоформом.
Інша інформація для вчителя (2/5)
Навчальна мета
Учні мають зрозуміти, що метанол відрізняється від етанолу забарвленням полум'я. Проте учениці й учні також помітять, що забарвлення полум'я - лише вказівка, а не придатний доказ. Як хімічний метод виявлення учениці й учні застосовують пробу з йодоформом для розрізнення етанолу й метанолу.
Завдання
Як попередню пробу для розрізнення метанолу й етанолу учениці й учні спостерігають забарвлення полум'я обох речовин. Потім учениці й учні виконують пробу з йодоформом з обома спиртами, щоб розрізнити їх хімічно.
Інша інформація для вчителя (3/5)
Вказівка щодо підготовки
Проба з йодоформом відбувається лише за підвищених температур, потрібна вода температурою бл. 60°C. Це слід підготувати ще до виконання досліду.
Зауваги до учнівських дослідів
Метанолу через його отруйність слід брати лише дуже малі кількості. Наведених кількостей не обов'язково дотримуватися точно. Можна взяти й деревний спирт, добутий у P7171700.
Інша інформація для вчителя (4/5)
Методичні зауваги
Забарвлення полум'я метанолу й етанолу порівнюють за різницею в яскравості світіння та кольорі полум'я. Метанол порівняно з етанолом має меншу яскравість світіння і горить синім полум'ям. Натомість полум'я етанолу має жовту облямівку і світиться сильніше, ніж у метанолу.
Видимий синій колір під час горіння метанолу пояснюють співвідношенням кисню до вуглецю (так само, як забарвлення полум'я в газових пальниках). Порівняно з етанолом метанол «багатший на кисень», тому його полум'я має легкий синюватий відтінок. Загалом для спиртів діє правило: що більше співвідношення між атомами вуглецю та кисню (тобто що більше атомів вуглецю в структурі молекули), то жовтішим і кіптявішим виглядає полум'я під час горіння спирту.
Інша інформація для вчителя (5/5)
Методичні зауваги
Проба з йодоформом слугує для виявлення речовин з ацетильними групами. Позитивний результат виявлення розпізнають за жовтим осадом - так званим йодоформом.
Проте пробою з йодоформом можна виявити не лише речовини з ацетильними групами, а й сполуки, здатні утворювати ацетильні групи (як-от гідроксиетильні групи). Так, від додавання йоду й гідроксиду натрію (через диспропорціювання) утворюється гіпойодит натрію. Гіпойодит натрію далі реагує з етанолом, утворюючи етаналь. Через це окиснення утворюється проміжна ацетильна група, яка потім дає позитивну пробу з йодоформом:
𝐶𝐻3 − 𝐶𝐻𝑂 + 3 𝑁𝑎𝑂𝐼 → 𝐶𝐼3 − 𝐶𝐻𝑂 + 3 𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝐶𝐼3𝐻 + 𝐻 − 𝐶𝑂𝑂Na
Правила безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів на уроках з природничих наук.
Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки.
Небезпеки
- Етанол і метанол є легкозаймистими. Під час заправки погасіть все відкрите полум'я! Одягніть захисні окуляри!
- Метанол токсичний. Якщо можливо, проводьте експеримент під витяжною шафою і добре провітрюйте приміщення! Змийте бризки, що потрапили на шкіру, великою кількістю води.
Інформація для учнів
Мотивація
Вино - типовий напій зі спиртом
На багатьох світських подіях пропонують алкоголь, і для багатьох людей він, попри пов'язані з надмірним уживанням небезпеки, - улюблений напій.
Небезпечно стає тоді, коли питний спирт «етанол» плутають з іншим спиртом - «метанолом», або коли вживають напої, не перевірені на вміст метанолу. Продукти розкладу метанолу отруйні, можуть призвести до сліпоти або навіть до смерті.
Як виявити метанол у розчині, ми дізнаємося в цьому досліді.
Завдання
Схема установки
У цьому досліді ти дізнаєшся, як надійно відрізнити метанол від етанолу.
Для цього ти запалиш обидва спирти й дослідиш кожне полум'я на колір і яскравість. Потім ти виконаєш з обома спиртами так звану пробу з йодоформом. Для цього ти змішаєш кожен спирт із розчином гідроксиду натрію та йодом.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Чаша для випарювання, 75 мл | 32516-00 | 4 |
| 2 | Ложка-шпатель, сталь, l = 150 мм | 33398-00 | 1 |
| 3 | Лабораторний маркер, водостійкий, чорний | 38711-00 | 1 |
| 4 | Захисні окуляри, прозорі | 39316-00 | 1 |
| 5 | Скляний стрижень, l=200 мм, d=6 мм, BORO 3.3 | 40485-04 | 1 |
| 6 | Піпетка, з гумовим ковпачком | 64701-00 | 3 |
| 7 | Етанол, абсолютний, 1000 мл | 30008-70 | 1 |
| 8 | Метанол, 1000 мл | 30142-70 | 1 |
| 9 | Бутановий пальник з картриджем, 220 г | 32180-00 | 1 |
| 10 | Скіпки дерев'яні, упак. зі 100 шт. | 39126-10 | 1 |
| 11 | Розчин йоду-калію йодиду (розчин Люголя), 250 мл | 30094-25 | 1 |
| 12 | Лист міді, d=0,1 мм, w=100 мм, 100 г | 30117-10 | 1 |
| 13 | Лійка, пластик (PP), верхній d = 50 мм | 36890-00 | 1 |
| 14 | Мензурка, низька, 250 мл | 46054-00 | 1 |
| 15 | Мірний циліндр, 10 мл, прозорий, PP | 36636-00 | 1 |
| 16 | Натрій гідроксид, розчин розведений, бл. 2 моль/л, 250 мл | CHE-882258434 | 1 |
| 17 | Фільтр тонкого очищення, якісний, d = 90 мм, 100 шт. | 32977-03 | 1 |
| 18 | Пробірки, d=16 мм, l=160 мм, DURAN, 10 шт. | 36301-03 | 1 |
Виконання (1/2) - Забарвлення полум'я
Рисунок 1
У цій першій частині досліду забарвлення полум'я досліджують як спосіб розрізнити метанол і етанол:
- Пронумеруй дві чаші для випарювання.
- Піпеткою внеси в першу чашу для випарювання бл. 10 крапель метанолу (рис. 1), у другу - 10 крапель етанолу (піпетку заміни).
- Підпали всі три рідини палаючою дерев'яною скіпкою.
Виконання (2/2) - Забарвлення полум'я
Виконання (1/2) - Забарвлення полум'я
Рисунок 2
У принципі порівнянням полум'я можна встановити різницю між метанолом і етанолом. Метанол має меншу яскравість світіння, ніж етанол, і горить синім полум'ям. Натомість полум'я етанолу має жовту облямівку.
Проте за малих кількостей забарвлення полум'я - не достатній доказ, а лише вказівка на різницю між етанолом і метанолом. Тому далі застосовують так звану пробу з йодоформом
Виконання (1/4) - Проба з йодоформом
Рисунок 3
- Візьми штатив для пробірок і дві пробірки
- Пронумеруй пробірки від 1 до 2 (рис. 3)
- Постав обидві пробірки у штатив
Виконання (2/4) - Проба з йодоформом
Рисунок 4
- Налий у першу пробірку 1 мл метанолу, а в другу пробірку 1 мл етанолу (рис. 4).
- Додай до спиртів у пробірках 1 і 2 по 2 мл розведеного розчину гідроксиду натрію.
- Обережно збовтуй розчини до повного перемішування, потім додай кілька крапель розчину йоду-калію йодиду (рис. 5), доки рідини не стануть слабко-бурими (рис. 5).
Виконання (3/4) - Проба з йодоформом
- Наповни лабораторний стакан наполовину гарячою водою і постав туди пробірки (рис. 5).
- Зачекай близько 5 хвилин, потім постав пробірки поряд у штатив для пробірок.
Рисунок 5
Виконання (4/4) - Проба з йодоформом
Рис. 6
Рис. 7
- Після охолодження відфільтруй вміст пробірки 2 у спорожнений лабораторний стакан (рис. 6)
- Зішкреби трохи осаду з фільтра, поклади його на лист міді й виконай пробу Бейльштейна (рис. 7). Перед тим як запалити пальник, прибери пробірки зі спиртовими розчинами.
Утилізація
Розчини злити в збірник для горючих органічних рідин.
Протокол
Завдання 1
Запишіть свої спостереження.
Завдання 2
Питання
Проба з йодоформом використовується для виявлення сполук з ацетильною групою або 1-гідроксиетильною групою.
Яка з цих груп міститься в етанолі?
Завдання 3
Перетягни слова у правильні поля! ____ і метанол обидва належать до групи речовин - спиртів, і як такі візуально важко розрізнювані. Обидва - безбарвні ____ з різким запахом. Проте обидві речовини мають різні ____, і нехтування відмінностями може призвести до небезпечних ситуацій. У хімії відповідно застосовують ____, які спрацьовують лише на одну з двох речовин.
Завдання 4
Розташуй ці спирти за довжиною ланцюга (від короткого до довгого)! ____ \Downarrow ____ \Downarrow ____ \Downarrow ____