Інформація для викладачів
Опис
Експериментальна установка
До групи алканових кислот належать деякі з найвідоміших представників карбонових, оцтової та мурашиної кислот. В експерименті P7172800 вже було досліджено, що алканові кислоти демонструють подібну реакційну поведінку, як і неорганічні кислоти.
Однак мурашина та оцтова кислоти також демонструють деякі реакції, характерні для коротколанцюгових алканольних кислот, і, таким чином, їх можна відрізнити від інших кислот. Типовими реакціями є утворення хлориду заліза(ІІІ) та утворення ярь-медянки.
Додаткова інформація для викладачів (1/7)
Попередні знання
Учні вже повинні мати базові знання про алкани, кислоти та основи, а також про карбонові кислоти та їхні солі. Вони повинні розуміти і вміти складати прості рівняння реакцій.
Крім того, учні повинні знати основи безпечної роботи з хімічними речовинами та вміти працювати з бутановим пальником або пальником Бунзена.
Принцип
Хоча мурашина та оцтова кислоти поводяться подібно до неорганічних кислот, для них характерні реакції, типові для коротколанцюгових алканольних кислот. Ці типові реакції включають реакцію з хлоридом заліза, що використовується в цій роботі, та утворення ярь-медянки (вердигрису).
Додаткова інформація для викладачів (2/7)
Мета навчання
Учні дізнаються, що мурашина та оцтова кислоти вступають в реакції, характерні для коротколанцюгових алканольних кислот, і що їх можна відрізнити від інших кислот.
Завдання
Дослідіть мурашину та оцтову кислоти на деякі особливі реакції.
Додаткова інформація для викладачів (3/7)
Пояснення до експерименту
Реакція з хлоридом заліза (ІІІ):
Оцтову кислоту нейтралізують додаванням карбонату натрію. В результаті утворюється ацетат натрію.
При додаванні розчину хлориду заліза (ІІІ) до форміатів та ацетатів утворюється сполука червоного кольору, за якою можна розпізнати цю кислоту (у вигляді солі).
Отже, коротколанцюгові алканові кислоти реагують з іонами з утворенням червонозабарвлених комплексів типу , які при нагріванні розкладаються до оксигідрату заліза (III) бурого кольору.
Додаткова інформація для викладачів (4/7)
Пояснення до експерименту
Реакція з листом міді:
Ярь-медянка осідає на листі міді в присутності повітря і оцтової кислоти (або мурашиної кислоти).
Зауваження:
Вердигрис (ярь-медянка) - це основний ацетат міді . У природі вердигри утворюється в присутності і вологи в повітрі з проміжним утворенням основного карбонату міді. Утворення вердигрісу також не є дуже специфічним, оскільки інші коротколанцюгові алканові кислоти утворюють подібні за структурою сполуки міді.
Додаткова інформація для викладачів (5/7)
Зауваження щодо підготовки та проведення експерименту
Підготовка
Приготуйте нижченаведені розчини:
Малеїнова кислота, 50 % концентрація (140 мл);
Оцтова кислота, 10 % (11 мл);
Оцтова кислота, 50 % (132 мл);
Розчин карбонату натрію, 10 % (11 г);
Розчин натрію форміату, 10 % (11 г);
Розчин ацетату натрію, 10 % (11 г);
Розчин хлориду заліза (ІІІ), 10 % (11 г).
Всі вказані кількості відповідають додаванню до 100 мл води. Вказаних концентрацій не обов'язково дотримуватися в точності.
Додаткова інформація для викладачів (6/7)
Зауваження щодо проведення експерименту
Додавайте розчин хлориду заліза лише до появи червоного забарвлення. Будьте обережні при нагріванні пробірок, оскільки розчини закипають швидше. Замість бутанового пальника можна використовувати пальники Бунзена.
Методичні зауваження
Можливо, в паралельному демонстраційному досліді слід показати, що чиста оцтова кислота не дає червоного забарвлення.
Для цього експерименту рекомендується працювати в групах, щоб використати час до утворення ярь-медянки. Одна група може проводити експеримент з хлоридом заліза, тоді як друга група - експеримент з утворенням вердигрісу.
Додаткова інформація для викладачів (7/7)
Утилізація
- Всі рідини викидайте в контейнер для збору кислот і лугів.
Листи міді або переробляйте, або додавайте їх разом з відходами важких металів, що прилипають до ярь-медянки (вердигрісу).
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.
Увага небезпека! Ризики, пов'язані з використанням!
- Мурашина та оцтова кислоти є їдкими. Змийте бризки, що потрапили на шкіру, великою кількістю води! Одягніть захисні окуляри!
- Сполуки міді токсичні. Не ковтати!
Інформація для учнів
Мотивація
Оцтова кислота як підкислювач у харчових продуктах
Мурашина та оцтова кислоти - це два добре відомі представники гомологічного ряду алканольних кислот, тобто органічних кислот. За загальною реакційною поведінкою вони не відрізняються від неорганічних кислот, як ми вже з'ясували в експерименті "Кислотний характер алканових кислот". Але все ж таки коротколанцюгові алканові кислоти, такі як мурашина та оцтова, можна відрізнити від неорганічних кислот за допомогою спеціальних реакцій.
У цьому експерименті хлорид заліза утворює порби та ярь-медянки, що є спеціальною реакцією виявлення мурашиної та оцтової кислот.
Завдання
Дослідіть мурашину та оцтову кислоти на деякі особливі реакції.
Експериментальна установка
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Щипці для тигля, нержавіюча сталь, l = 200 мм | 33600-00 | 1 |
| 2 | Мензурка, низька, 150 мл | 46060-00 | 2 |
| 3 | Мензурка, низька, 250 мл | 46054-00 | 1 |
| 4 | Пробірка, d=20 мм, l=180 мм, SB19 | MAU-17080101 | 1 |
| 5 | Мірний циліндр, 10 мл, прозорий, PP | 36636-00 | 1 |
| 6 | Пробірка, 180x18 мм, лабораторне скло, 100 шт. | 37658-10 | 1 |
| 7 | Щітка для пробірок із вовн. наконечником, d=20 мм | 38762-00 | 1 |
| 8 | Штатив для пробірок, 12 отворів, d = 22 мм, дерево, 6 стержнів для зливу | MAU-20042200 | 1 |
| 9 | Тримач для пробірок, до d=22 мм | 38823-00 | 1 |
| 10 | Захисні окуляри, прозорі | 39316-00 | 1 |
| 11 | Пінцет, прямий, з тупими кінцями, l=130 мм | 64610-00 | 1 |
| 12 | Ножиці, прямі, з тупими кінцями, l=110 мм | 64616-00 | 1 |
| 13 | Піпетка, з гумовим ковпачком | 64701-00 | 1 |
| 14 | Мурашина кислота, 75%, 250 мл | 30023-25 | 1 |
| 15 | Заліза-III-хлорид-6-гідрат, 250 г | 30069-25 | 1 |
| 16 | Лист міді, d=0,1 мм, w=100 мм, 100 г | 30117-10 | 1 |
| 17 | Натрію ацетат тригідрат, 250 г | 30149-25 | 1 |
| 18 | Натрій вуглекислий, безводний, 1000г | 30154-70 | 1 |
| 19 | Форміат натрію, 250 г | 30156-25 | 1 |
| 20 | Індикаторний папір, pH1-14, рулон | 47004-02 | 1 |
| 21 | Вода дистильована | 31246-81 | 1 |
| 22 | Оцтова кислота 99-100%, 1000 мл | 31301-70 | 1 |
| 23 | Бутановий пальник з картриджем, 220 г | 32180-00 | 1 |
| 24 | Колба Ерленмейера, 100 мл, SB 19 | MAU-EK17082002 | 1 |
Підготовка
Рисунок 1
1.Пронумеруйте три пробірки від 1 до 3 і помістіть їх у штатив для пробірок (рис. 1).
Виконання роботи (1/4)
Рисунок 1
1.У колбу Ерленмейєра помістіть 5 мл 10 % оцтової кислоти і додавайте розчин карбонату натрію до тих пір, поки не перестане виділятися газ.
2.Перевірте смужкою універсального індикаторного паперу, чи нейтралізувалася кислота, якщо ні, додайте ще розчину карбонату натрію.
3.Наповніть пробірку приблизно на третину знебарвленим розчином (рис. 1), додайте кілька крапель розчину хлориду заліза (рис. 2) і перемішайте рідини, обережно перемішуючи.
Рисунок 2
Виконання роботи (2/4)
4.Нагрійте розчин до кипіння (рис. 3).
5.Наповніть іншу пробірку на третину розчином ацетату натрію і на третину розчином форміату натрію.
6.Додайте сюди кілька крапель розчину хлориду заліза (ІІІ) і нагрійте розчини.
Рисунок 3
Виконання роботи (3/4)
7.Відріжте 3 смужки з листа міді шириною близько 1 см і довжиною 5 см.
8.Додайте 50 % мурашину кислоту в одну мензурку (висота заповнення 3 см), і стільки ж 50 % оцтової кислоти в дві інші мензурки (150 мл і 250 мл).
9.Покладіть одну смужку листа міді в мензурку з мурашиною кислотою, а другу - в склянку на 150 мл з оцтовою кислотою (рис. 4).
Рисунок 4
Виконання роботи (4/4)
Рисунок 5
10.Третю смужку міді добре прожарте в полум'ї пальника (рис. 5), а потім помістіть її безпосередньо в третю мензурку об'ємом 250 мл.
11. Залиште три мензурки в місці з вільним доступом повітря приблизно на 2 тижні, а тим часом запишіть свої спостереження.
Утилізація
Злийте всі рідини в контейнер для збору кислот і лугів.
Листи з міді або переробіть, або викиньте разом з прилиплою зеленню у відходи важких металів.
Протокол
Завдання 1
Запишіть свої спостереження.
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання
Завдання 4
Узагальніть свої спостереження в таблиці
Реакція
Вихідні дані
Нейтралізована оцтова кислота + хлорид заліза
Натрій ацетат + ферум(ІІІ) хлорид
Натрій форміат + ферум(ІІІ) хлорид
Мурашина кислота + мідний лист
Оцтова кислота + мідний лист
Завдання 5
Питання
Завдання 6
Узагальніть властивості мурашиної кислоти, про які ви дізналися до цього часу, в інформаційному бюлетені. Доповніть її, знайшовши в підручнику інформацію, якої бракує.
Назва речовини
Хімічна формула
Колір
Агрегатний стан
Температура плавлення
Інші властивості
Отримання/Добування
Використання
Мурашина кислота
Завдання 7
Узагальніть властивості оцтової кислоти, про які ви дізналися до цього часу, в інформаційному бюлетені. Доповніть її, знайшовши в підручнику інформацію, якої бракує.
Назва речовини
Хімічна формула
Колір
Агрегатний стан
Температура плавлення
Інші властивості
Отримання/Добування
Використання
Оцтова кислота