Інформація для викладачів
Опис
Експериментальна установка
У хімії естери - це група хімічних сполук, які формально або фактично утворюються в результаті реакції кислоти зі спиртом або фенолом з відщепленням води (реакція конденсації).
На основі попереднього експерименту "Ефіри оцтової кислоти (P7173100)" цей експеримент присвячений утворенню ефірів карбонових кислот. В цьому експерименті учні спостерігають за зміною складу естерів при зміні складу амінокислот та спиртів.
Додаткова інформація для викладачів (1/6)
Попередні знання
Учні вже повинні мати базові знання про алкани, кислоти та основи, а також карбонові кислоти та їхні солі. Крім того, учні вже повинні бути знайомі з правилами безпечного поводження з хімічними речовинами, а також з бутановим пальником або пальником Бунзена.
Принцип
Реакція алканових кислот зі спиртами відбувається за допомогою протонів з утворенням складних ефірів, які характеризуються інтенсивним фруктовим запахом. Змінюючи реагенти, можна отримати різні компоненти запаху, які використовують як ароматизатори, ідентичні натуральним.
Додаткова інформація для викладачів (2/6)
Мета навчання
Учні дізнаються, що алканові кислоти реагують зі спиртами за допомогою протонів з утворенням естерів. Різні компоненти запаху можна отримати, змінюючи реагенти.
Завдання
Проведіть реакції різних алканолів з різними алкановими кислотами. Запишіть свої спостереження.
Додаткова інформація для викладачів (3/6)
Зауваження щодо проведення експерименту (1/2)
Під час реакції алканових кислот і спиртів утворюються легколеткі речовини з сильним фруктовим запахом, які погано розчиняються у воді (естери алканових кислот). Сульфатна кислота, що додається до реакції, виконує лише каталітичну функцію, яку, можливо, слід обговорити з класом. Можна скласти і обговорити такі рівняння реакцій:
Додаткова інформація для викладачів (4/6)
Зауваження щодо проведення експерименту (2/2)
Естерифікація коротколанцюгових алканолів такими ж коротколанцюговими алкановими кислотами дає ароматичні речовини з фруктовим (фруктоподібним) запахом. При етерифікації ароматичними кислотами утворюються ароматичні речовини з рослинним (квітковим) запахом.
Додаткова інформація для викладачів (5/6)
Зауваження щодо підготовки та проведення експерименту
Підготовка
Забезпечте наявність гарячої води (бойлер) з температурою приблизно 90 °C.
Підготуйте промивалку.
Зауваження щодо проведення експерименту
Якщо немає достатньої кількості витяжних шаф, неприємний запах можна звести до мінімуму, якщо заздалегідь залити масляну кислоту. Спиртово-кислотна суміш повинна слабо кипіти протягом більшої частини експерименту. Оскільки пропіонова/масляна кислоти мають відповідно вищу температуру кипіння, ніж оцтова, під час експерименту може знадобитися додавання окропу.
Під час експерименту необхідно додавати окріп. Отримані естери ні в якому разі не можна перевіряти на смак.
Додаткова інформація для викладачів (6/6)
Методичні зауваження
Цей експеримент особливо підходить для групової роботи. Його можна проводити разом з попереднім.
Утилізація
Нейтралізуйте вміст склянок, додавши , і помістіть їх у контейнер для збору легкозаймистих органічних речовин.
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!
- Використовувані спирти є легкозаймистими! Необхідно погасити все відкрите полум'я.
- Сірчана кислота дуже їдка, оцтова кислота - корозійна. Одягніть захисні окуляри! При попаданні бризок на шкіру змийте їх великою кількістю води.
- Зробіть гумово-скляні з'єднання слизькими за допомогою гліцерину. Не застосовуйте силу!
Інформація для учнів
Мотивація
Характерний аромат фруктів також створюють фруктові ефіри
Естери, похідні оцтового ефіру, - це група хімічних сполук, які утворюються в результаті реакції кислоти з фенолом або спиртом з видаленням води. Це так звана реакція конденсації.
Естери органічних кислот (наприклад, карбонових кислот, включаючи алканові кислоти) - це естери з функціональною групою , що утворюють групу речовин, які часто зустрічаються в органічній хімії та в природі (фруктові естери, жири та олії). Фруктові аромати також мають високу частку складних ефірів, які надають фруктам характерного запаху та смаку.
У цьому експерименті з алканольних кислот утворюються різні естери і досліджується, чим відрізняються один від одного різні продукти реакції.
Завдання
Проведіть реакції різних алканолів з різними алкановими кислотами.
Експериментальна установка
Матеріал
Підготовка (1/3)
1.Зберіть штатив, як показано на рис. 1, за допомогою двох подвійних муфт та універсальних затискачів. Закріпіть пробірку в нижньому універсальному затискачі приблизно на половині висоти штатива.
Рисунок 1
Підготовка (2/3)
Рисунок 2
2.Додайте в пробірку приблизно 3 мл етанолу і 3 мл пропіонової кислоти (рис. 2).
3. Додайте 3 киплячі камінці і піпеткою внесіть 10 крапель концентрованої сірчаної кислоти точно в центр отвору пробірки (рис. 3). Вона не повинна торкатися краю пробірки.
Рисунок 3
Підготовка (3/3)
Рисунок 4
4.Обережно закрутіть один кінець скляної трубки в гумову пробку (зробіть її слизькою за допомогою гліцерину) (рис. 4). Інший кінець скляної трубки при вкручуванні повинен якомога більше опиратись на поверхню столу
5.Закрийте пробірку гумовою пробкою і вільно закріпіть прикріплену до неї скляну трубку в універсальному затискачі, прикріпленому до верхньої частини штатива (рис. 5).
Рисунок 5
Виконання роботи (1/2)
Рисунок 6
1.Наповніть велику мензурку наполовину якомога гарячішою водою.
2.Обережно опустіть пробірку в гарячу воду (рис. 6).
3.Дайте суміші прокипіти близько 5 хвилин, додайте окропу, якщо кипіння припиниться.
4.Перемістіть пробірку вгору і дайте їй охолонути.
Виконання роботи (2/2)
Рисунок 7
5.Наповніть невелику мензурку наполовину дистильованою водою і перелийте в неї охолоджену суміш (рис. 7).
6.Наповніть другу пробірку 3 мл масляної кислоти і 3 мл етанолу, а потім проведіть експеримент з цією сумішшю, як і раніше.
Утилізація
Нейтралізуйте вміст мензурок, додавши гранули , і помістіть їх у контейнер для збору легкозаймистих органічних речовин.
Протокол
Завдання 1
Запишіть свої спостереження.
Завдання 2
Результати запишіть до таблиці
Запах
№
1
2
Формула
Назва складного естеру
Зміст
Етанол + пропіонова кислота
Етанол + масляна кислота
Завдання 3
Питання
Питання
Завдання 4
Питання
Завдання 5
Завдання на схемі: розташуйте підписи по місцях. Підписи: Етанова кислота; +; Етанол; Етиловий ефір пропіонової кислоти; Складіть два рівняння реакції.; Пробірка 1; Пробірка 2; Пропіонова кислота; ->; Вода; Сірчана кислота; Масляна кислота; Етиловий ефір масляної кислоти. Місця на схемі: 1 ручка; складний ефір; 2 метилпропіл; вода; пентил.