Інформація для викладачів
Опис
Експериментальна установка
Назва простих спиртів складається з назви вихідного алкану та суфікса "-ол". Крім того, положення -група позначається перед суфіксом цифрою, наприклад, пропан-2-ол. Спирти, як і алкани, алкени та алкіни, також мають гомологічний ряд, молекулярна формула якого має вигляд . Таким чином, спирти характеризуються гідроксильною групою .
У цьому експерименті ця модель ілюструється за допомогою гомологічного ряду спиртів, який сортує спирти за їхньою довжиною і, таким чином, дає змогу зробити змістовні твердження про інші повторювані властивості певних спиртів.
Додаткова інформація для викладачів (1/6)
Попередні знання
Учні вже повинні бути знайомі з групою спиртів і поняттям гомологічних рядів. Крім того, учні повинні бути знайомі з правилами безпечного поводження з хімічними речовинами, а також з бутановим пальником або пальником Бунзена.
Принцип
Спирти мають схожі властивості, такі як горючість, розчинність у воді. Ці властивості безперервно змінюються зі збільшенням атомів Карбону (довжини карбонового ланцюга).
Додаткова інформація для викладачів (2/6)
Мета навчання
Учні повинні засвоїти, що речовини, які належать до гомологічного ряду спиртів, мають спільні властивості. Вони безперервно змінюються зі збільшенням числа атомів Карбону.
Завдання
Дослідіть деякі властивості різних спиртів.
Додаткова інформація для викладачів (3/6)
Примітка
Довголанцюгові спирти значно відрізняються від коротколанцюгових, таких як етанол або пропанол. Цетиловий спирт (як ефір пальмітинової кислоти) є основним компонентом китового жиру. Віск комах містить ще довші спирти. Наприклад, мірициловий спирт - це суміш до .
У цих спиртах неполярність алкільного ланцюга переважає над полярністю гідроксильної групи, тому за своїми властивостями (горючість, міжмолекулярні сили тощо) ці спирти більше схожі на парафіни, ніж на спирти.
Додаткова інформація для викладачів (4/6)
Зауваження щодо підготовки
Якщо є октанол або деканол, їх можна з користю використати в експерименті. Також можна працювати з пальником Бунзена замість бутанового пальника.
Зауваження щодо проведення експерименту
Переконайтеся, що полум'я пальника відрегульовано так, щоб спирти в пробірках не могли загорітися.
Додаткова інформація для викладачів (5/6)
Методичні рекомендації
Оскільки деякі частини експерименту є відносно трудомісткими, за наявності достатньої кількості робочих груп можна використати розділення завдань. Або різні спирти можуть бути досліджені на одну властивість, або один спирт може бути досліджений на різні властивості.
Старші класи: Цей експеримент також підходить для обговорення сили і впливу різних міжмолекулярних сил. Він також може бути використаний для розширення і поглиблення вивчення розчинності, наприклад, у контексті поверхнево-активних речовин.
Додаткова інформація для викладачів (6/6)
Утилізація
- Зберігайте спирти у відповідним чином промаркованих контейнерах і використовуйте повторно.
- Додайте водно-спиртові суміші до легкозаймистих органічних рідин.
Інструкції з техніки 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
- Деякі з використовуваних речовин є легкозаймистими. Під час наповнення погасіть все відкрите полум'я!
- Бутанол шкідливий для здоров'я. Не вдихайте і не ковтайте. Одягайте захисні окуляри!
Інформація для учнів
Мотивація
Пиво - типовий напій, що містить алкоголь
Крім питного спирту "етанолу", існує багато інших речовин, які належать до групи спиртів. Однак спирти можна поділити на коротколанцюгові та довголанцюгові, причому особливу групу складають гомологічні ряди.
Через свою схожість спирти цієї групи також мають схожі властивості. У цьому експерименті ми розглянемо це більш детально.
Завдання
Експериментальна установка
Дослідіть деякі властивості різних спиртів.
Матеріал
Підготовка (1/2)
Рисунок 1
1.Зберіть штатив відповідно до рис. 1 за допомогою кільцевого затискача та 2 універсальних затискачів з подвійними муфтами.
2. Розмістіть дротяну сітку на кільці штатива.
3.Помістіть пальник під кільце підставки і відрегулюйте висоту таким чином, щоб полум'я пальника ледь досягало дротяної сітки.
Підготовка (2/2)
Рисунок 2
4.Пронумеруйте пробірки від 1 до 6 і помістіть їх у штатив для пробірок (рис. 2).
5.Додайте приблизно 2 см пропанолу в першу пробірку, а в пробірки 2 і 3 - рівні кількості бутанолу і пентанолу відповідно.
Виконання роботи (1/5)
1.Додайте приблизно 10 крапель пропанолу в пробірку 4 однією піпеткою, стільки ж бутанолу в пробірку 5 іншою піпеткою і стільки ж пентанолу в пробірку 6 іншою піпеткою (рис. 3).
2.Наповніть пробірки з 4 по 6 на одну третину дистильованою водою (рис. 4).
Рисунок 3
Рисунок 4
Виконання роботи (2/5)
3.Закрийте їх гумовими пробками і енергійно струсіть вміст (рис. 5-6).
4. Потім поверніть їх у штатив для пробірок, зачекайте близько 3 хвилин і запишіть свої спостереження.
Рисунок 5
Рисунок 6
Виконання роботи (3/5)
Рисунок 7
5.Покладіть кілька кульок для кипіння у пробірку 1, помістіть її на дротяну сітку і прикріпіть до штатива за допомогою універсального затискача. Прикріпіть термометр до верхньої частини штативного стрижня і переміщайте термометр по висоті так, щоб він занурився в пробірку трохи вище рівня рідини (відстань 1 см) (рис. 7).
6.Тепер обережно нагрійте дротяну сітку з керамікою знизу, поки рідина не почне кипіти. Полум'я не повинно досягати отвору пробірки!
7. Визначте температуру кипіння пропанолу.
8. Зробіть те саме з іншими спиртами в пробірках 2 і 3.
Виконання роботи (4/5)
Рисунок 8
9.Після охолодження відберіть трохи спирту з пробірок 1, 2 і 3 за допомогою відповідних піпеток і внесіть приблизно по 5 крапель у кожну чашку для випарювання (рис. 8).
10.Вийміть пробірки.
11.Спробуйте підпалити спирти за допомогою скіпки.
Виконання роботи (5/5)
Утилізація
- Зберігайте спирти у відповідним чином промаркованих контейнерах і використовуйте повторно.
- Додайте водно-спиртові суміші до легкозаймистих органічних рідин.
Протокол
Завдання 1
Запишіть свої спостереження.
Завдання 2
Перенесіть спостереження в таблицю, додайте вже визначені властивості метанолу та етанолу.
Молекулярна формула
Температура плавлення [°C]
Температура кипіння [°C]
Горючість [°C]
Розчинність у воді
Спирти
Метанол
Етанол
Пропанол
Бутанол
Пентанол
Завдання 3
Вставте слова в тексті в потрібне місце! Властивості речовин з гомологічного ряду ____ залежать головним чином від довжини ____. Довголанцюгові спирти, такі як ____ (компонент китового жиру) або мірициловий спирт (міститься у бджолиному воску) є твердими за звичайних умов і не розчиняються у ____.
Завдання 4
Питання
Чим довший вуглецевий ланцюг, тим більш в'язким стає спирт, поки не стане твердим.
Також зменшується розчинність у воді, оскільки зі збільшенням довжини ланцюга неполярний вуглецевий ланцюг переважає сильний диполь від гідроксильної групи.
Завдання 5
Питання