Конспект урока на тему "получение этилена и опыты с ним". Лабораторная работа по химии "Качественное определение углерода в органических веществах

Практическая работа №1 «Получение этилена и изучение его свойств»

Цель работы: получить этилен и изучить его химические свойства.

Реактивы и оборудование : лабораторный штатив, штатив с пробирками, пробка с газоотводной трубкой, видеофильм «Получение этилена», спиртовка, спички, растворы H 2 SO 4 , KMnO 4 , бромная вода.

Ход работы

Опыт 1. Получение этилена

В пробирку с 2 мл этанола C 2 H 5 OH добавьте 6 мл концентрированной серной кислоты H 2 SO 4 . Всыпьте в пробирку 1 ложку прокаленного песка, закройте пробкой с газоотводной трубкой, закрепите в штативе и начните нагревать.

Отметьте изменения в пробирке с реакционной смесью. Запишите уравнение реакции получение этилена, используя сокращенные структурные формулы. Сделайте вывод, из каких веществ можно получить этилен в лаборатории.

Опыт 2. Взаимодействие с бромом

Конец газоотводной трубки опустите в пробирку с 2 мл бромной воды (раствор брома Br 2 в воде).

Как изменился цвет бромной воды? Запишите уравнение реакции, используя сокращенные структурные формулы. Сделайте вывод, имеется ли в молекуле этилена двойная связь.

Опыт 3. Взаимодействие с перманганатом калия

Конец газоотводной трубки опустите в пробирку с 2 мл раствора перманганата калия KMnO 4 .

Как изменился цвет раствора перманганата калия? Запишите уравнение реакции, используя сокращенные структурные формулы. Сделайте вывод, имеется ли в молекуле этилена кратная связь.

Опыт 4. Горение этилена

Подожгите выделяющийся газ.

Каким цветом горит этилен? Запишите уравнение реакции, используя эмпирические формулы. Сделайте вывод, какие вещества образуются в результате сгорания алкенов.

Оформление работы

По результатам эксперимента заполните таблицу:

Запишите общий вывод по практической работе.

Вывод: этилен в лаборатории можно получить взаимодействием ___________; этилен относится к __________ углеводородам.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Практическая работа «Получение аммиака и изучение его свойств»

Практическая работа «Получение аммиака и изучение его свойств"Инструкция к практической работе, форма оформления отчета, дополнительные задания к теме....

Практическая работа «Получение аммиака и изучение его свойств».

При проведении практической работы должны показать умения Ø составлять технологическую карту;Ø применять теоретические знания о свойствах и лабораторном способе получения аммиака, при...

Урок химии в 10 классе

Практическая работа № 2.

«Получение этилена и опыты с ним».

Цель: закрепить знания учащихся по теме «Алканы. Алкены», научить получать этилен и проводить с ним опыты; совершенствовать умение получать газообразные вещества в простейших приборах, соблюдая правила техники безопасности.

Планируемые результаты обучения: уметь проводить опыты по получению этилена и изучению его свойств, соблюдать правила техники безопасности при работе с веществами, оборудованием и химической посудой и составлять отчет о практической работе.

Оборудование: на столах учащихся: лабораторный штатив с лапкой, спиртовка, спички, пробирки в штативе, газоотводная трубка, песок.

Реактивы: бромная вода, раствор перманганата калия, этиловый спирт, концентрированная серная кислота.

Тип урока: лабораторно-практический.

Структура урока.

I . Повторение изученного материала.

1. Инструктаж по технике безопасности под роспись.

Затем вместе разбираем ход практической работы по пунктам, останавливаюсь

подробно на предельной осторожности при проведении практической работы.

2. Учащиеся начинают оформлять практическую работу в тетрадях для

практических работ: записывают число, тему, цель, оборудование.

3. Затем выполняют практическую работу. Выданную пробирку с уже готовой

смесью этилового спирта (2 – 3 мл), концентрированной серной кислоты

(6 – 9 мл) и прокаленного песка закрывают газоотводной трубкой, укрепляют

в лабораторном штативе и начинают осторожно нагревать, начиная с прогрева

всей пробирки.

а) C 2 H 5 OH → H 2 C = CH 2 + H 2 O

этиловый спирт этилен

Конец газоотводной трубки опускают в пробирку, в которую налито 2-3 мл

бромной воды. Через некоторое время выделяющийся газ обесцвечивает

бромную воду. Это значит, что произошла химическая реакция, и образовалось

новое вещество:

б) H 2 C = CH 2 + Br 2 → CH 2 Br – CH 2 Br

этилен 1,2 – дибромэтан

4. После того, как обесцветилась бромная вода, в другую пробирку налить 2-3 мл

разбавленного раствора перманганата калия, подкисленного серной кислотой,

и также пропустить через него образующийся газ. Через некоторое время

окраска исчезает, раствор становится прозрачным, значит также здесь

произошла химическая реакция и образовалось новое вещество:

H 2 C = CH 2 + [O] + H 2 O → CH 2 – CH 2

этилен ׀ ׀

этиленгликоль

5. После проделанных опытов вынуть газоотводную трубку из пробирки и

выделяющийся газ поджечь, он горит светящимся пламенем. Этилен, как и все

углеводороды горит с образованием углекислого газа и воды:

C 2 H 4 +3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

6. После окончания работы на рабочем столе навести порядок и приступить к

оформлению работы в тетради: описать весь ход работы, зарисовать

рисунок 19 на стр. 56, по ходу работы написать уравнения соответствующих

реакций, в конце работы сделать вывод, при этом ответить на все вопросы для

самостоятельных выводов, в конце урока тетради сдаются на проверку.

II . Домашнее задание.

повторить § 9 – 10.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить способы получения и свойства непредельных углеводородов на примере этилена (этена).

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ:

получить этилен;

провести качественные реакции на непредельные углеводороды и реакцию горения этилена;

получить и выделить из реакционной смеси 1,2-дибромэтан.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

К непредельным относят углеводороды, содержащие в мо­лекулах кратные связи между атомами углерода. Непредель­ными являютсяалкены, алкины, алкадиены (полиены). Не­предельнымхарактером обладают также циклические угле­водороды, содержащие двойную связь в цикле (циклоалкены), а также циклоалканы с небольшим числом атомов углерода в цикле (три или четыре атома). Свойство «непре­дельности» связано со способностью этих веществ вступать в реакции присоединения, прежде всего водорода, с образовани­ем предельных, или насыщенных, углеводородов - алканов.

Алкены (этиленовые углеводороды, олефины) – непредельные углеводороды, в молекулах которых между атомами углерода имеется одна двойная связь. Общая формула алкенов C n H 2 n .

Химические свойства этилена (этена) и его гомологов в основном определяются наличием в их молекулах двойной связи. Для них характерны реакции присоединения, окисления и полимеризации. Большинство реакций протекают по механизму электрофильного присоединения (реакции, протекающие под действием электрофилов – частиц, имеющих недостаток электронной плотности, например незаполненную орбиталь).

1. Гидрирование алкенов . Алкены способны присоединять водород в присутствии катализаторов гидрирования – металлов – платины, палладия, никеля:

бутен бутан

2. Галогенирование (присоединение галогенов) . Взаимодействие алкена с бромной водой или раствором брома в органическом растворителе (ССl 4) приводит к быстрому обесцвечиванию этих растворов в результате присоединения молекулы галогена к алкену и образованию дигалогеноалканов:

этен 1,2-дибромэтан

3. Гидрогалогенирование (присоединение галогеноводорода).

пропен 2-бромпропан

Эта реакция подчиняется правилу Марковникова: при присоединении галогеноводорода к алкену водород присоединяется к более гидрированному атому углерода, т. е. атому, при котором находится больше атомов водорода, а галоген - к менее гидрированному.

4. Гидратация (присоединение воды) . Гидратация алкенов приводит к образованию спиртов. Например, присоединение воды к этену лежит в основе одного из промышленных спосо­бов получения этилового спирта:

5. Полимеризация. Особым случаем присоединения явля­ется реакция полимеризации алкенов:

этен полиэлитен

Эта реакция присоединения протекает по свободнорадикальному механизму.

6.Окисление. Как и любые органические соединения, алкены горят в кис­лороде с образованием СО 2 и Н 2 О:

В общем виде:

В отличие от алканов, которые устойчивы к окислению в растворах, алкены легко окисляются под действием водных растворов перманганата калия. В нейтральных или слабоще­лочных растворах происходит окисление алкенов до диолов (двухатомных спиртов), причем гидроксильные группы при­соединяются к тем атомам, между которыми до окисления существовала двойная связь.

Этилен и его гомологи легко окисляются, например кислородом перманганата калия; при этом раствор последнего обесцвечивается:

этиленгликоль

Промышленные способы синтеза алкенов основаны на реакциях дегидрирования соответствующих алканов. Так этилен на производстве получают из природного газа и при процессах крекинга и пиролиза нефти.

Лабораторный способ получения этилена – дегидратация этилового спирта под действием серной или фосфорной кислот при нагревании:

ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ:

1. для опыта №1 - металлический штатив с лапкой, три пробирки, газоотводная трубка с пробкой, горелка (спиртовка), спички; оксид алюминия (Al 2 O 3) или маленький кусочек пемзы, концентрированная серная кислота, этиловый спирт, бромная вода Br 2 (на 50 мл воды 2 капли брома), раствор перманганата калия KMnO 4 (0,005%, подкисленный);

   для опыта №2 - прибор для получения этилена, лаборатор­ный штатив, спиртовка (горелка), делительная воронка, шта­тив с пробирками, стакан с подсоленной холодной водой, про­мытый и прокаленный речной песок, вата, спички; этанол, серная кислота (ρ = 1,84 г/см 3), насы­щенный раствор брома в этаноле С 2 Н 5 ОН, бромид калия крис­таллический, раствор щелочи (10%-ный).

ХОД РАБОТЫ

Опыт №1. Получение и свойства этилена (этена)

В пробирку (рис. 6) поместите 2 мл концентрированной серной кислоты, 1 мл этилового спирта (лучше, если исполь­зуется смесь, приготовленная учителем заранее) и несколько крупинок оксида алюминия (А1 2 О 3) или маленький кусочек пемзы для равномерного кипения смеси при нагревании, чтобы избежать толчков жидкости при кипении.

За­кройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой и нагрейте пробирку в пламени горелки. Выделяющийся газ пропустите в отдельные пробирки с бромной водой и раствором перманганата калия. Убедитесь в том, что бромная вода и раствор перман­ганата калия быстро обесцвечи­ваются. Продолжая нагревать пробирку, поверните газоотводную трубку концом вверх и подожгите газ у конца газоотводной трубки. Отметьте цвет пламени. (Этен горит светя­щимся пламенем.)

Рис. 6. Получение этена

Опыт №2. Получение и выделение дибромэтана из реакционной смеси

Соберите прибор для получения этилена (рис. 7). Приготовьте реакционную смесь: к 1,5 мл этанола при­лейте 4 мл серной кислоты и в полученную смесь присыпьте немного песка (для чего?).

Рис. 7. Прибор для получения этилена и 1,2-дибромэтана

Примечание. Для экономии времени смесь этанола с сер­ной кислотой можно приготовить до начала работы.

В предыдущем опыте при обесцвечивании этиленом бромной воды продуктом реакции был 1,2-дибромэтан, но из-за малой концентрации брома в воде его получи­лось очень мало, для получения его в большем количестве необходимо использовать раствор брома в этаноле, в котором он растворяется значительно лучше, чем в воде.

Прилейте в сухую пробирку около 2 мл спиртового раство­ра брома. Добавьте в этот раствор несколько кристаллов бро­мида или хлорида калия, выполняющих роль катализатора.

Получите этилен и пропустите его через спиртовой рас­твор брома до полного обесцвечивания последнего.

Примечание. Непрореагировавшие пары брома нейтра­лизуют 10%-ным раствором щелочи.

По окончании реакции в растворе брома в пробирке об­разуется 1,2-дибромэтан, который становится хорошо види­мым, если его спиртовой раствор перелить в пробирку, на 2/3 наполненную подсоленной холодной водой. Продукт реакции оседает на дне в виде маслянистых капель. (Плотность 1,2-дибромэтана 2,18 г/см 3 , температура кипения 131 °С.)

Выделите полученный 1,2-дибромэтан при помощи дели­тельной воронки и сдайте его учителю или лаборанту.

Опыты проводить под тягой! Необходимо соблюдать осторожность при работе с бромной водой, т.к. это вещество относится к ядовитым и раздражающим веществам. Необходимо помнить, что получаемый этен (этилен) является чрезвычайно легко воспламеняющимся веществом. Соблюдать осторожность при работе с концентрированной серной кислотой.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Чем отличаются реакции горения этена и этана?

2. Приведите примеры реакций, с помощью которых можно различить предельные и непредельные углеводороды.

2. Как получают этен в лабо­ратории и промышленности? На­пишите уравнения реакции.

3. Почему этен обесцвечивает растворы бромной воды и перманганата калия? Напишите уравнения соответствующих реакций.

4. Расшифруйте следующую цепочку превращений. Назовите соединения А, Б, В:

5. Решите задачу: смесь этана и этена объемом 5,6 л (н.у.) обесцвечивает раствор бромной воды массой 1000 г с массовой долей брома 3,2%. Определите массовую долю (в процентах) этена в исходной смеси. Ответ: 79%.

СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА

1. Цель работы, рабочее задание

   Материалы, оборудование, реактивы

   Химические реакции, подтверждающие опыты

2. Ответы на контрольные вопросы

Практическая работа №2

Получение этилена и изучение его свойств

Цель работы: экспериментальным путем получить этилен, провести качественные реакции, доказывающие непредельный характер этилена; совершенствовать умение получить газообразные вещества.

Оборудование и реактивы: металлический штатив, лабораторный штатив с пробирками, спиртовка, спички, пробка с газоотводной трубкой, фарфоровая чашка, тигельные щипцы, смесь этанола и концентрированной серной кислоты, растворы перманганата калия, бромная вода, чистый песок или кусочки пористой керамики.

Экспериментальная задача I. Уровень I

Получение этилена.

Экспериментальная задача I. Уровень II

Получение этилена.

Экспериментальная задача I. Уровень III

Получение этилена

Для опыта собираем прибор для получения газов, в соответствии с рисунком.

Этилен получаем нагреванием смеси _________ и _________________.

Для этого в пробирку наливаем 1 мл ________ и 3 мл концентрированной ______________ .

Добавляем в пробирку 1-2 шпателя чистого песка или кусочек пористой керамики для _____________________.

Закрываем пробирку пробкой с газоотводной трубкой.

Закрепляем пробирку наклонно в лапке держателя на штативе, как это показано на рис., и осторожно нагреваем.

Сразу же приступаем к исследованию свойств выделяющегося газа! (экспериментальная задача II, III).

Экспериментальная задача I. Уровень IV

Получите этилен из этилового спирта и серной кислоты, пользуясь рисунком.

Экспериментальная задача II. Уровень I

Свойства этилена.

В две чистые пробирки наливаем по 2–3 мл раствора перманганата калия KMnO4 и бромной воды (получаем их у преподавателя или лаборанта).

Аналогичным образом пропускаем газ через раствор перманганата калия KMnO 4 .

Наблюдаем по мере пропускания газа обесцвечивание раствора перманганата калия KMnO 4 .

Вывод: этилен взаимодействует с раствором перманганата калия KMnO 4 .

Экспериментальная задача II. Уровень II

Свойства этилена.

Опускаем газоотводную трубку сначала до дна пробирки с бромной водой.

Пропускаем через неё выделяющийся газ.

Вывод: этилен взаимодействует с бромной водой.

Наблюдаем по мере пропускания газа ______________ раствора перманганата калия KMnO4 .

Вывод: этилен взаимодействует с раствором перманганата калия.

Растворы оставляем для сравнения.

Экспериментальная задача II. Уровень III

Свойства этилена.

В две чистые пробирки наливаем по 2–3 мл раствора перманганата калия и бромной воды (получаем их у преподавателя или лаборанта).

Опускаем газоотводную трубку сначала до дна пробирки с бромной водой.

Пропускаем через неё выделяющийся газ.

Наблюдаем по мере пропускания газа ____________ бромной воды.

Вывод: этилен взаимодействует с ______________.

Аналогичным образом пропускаем газ через раствор перманганата калия.

Наблюдаем по мере пропускания газа ______________ раствора перманганата калия.

Вывод: этилен взаимодействует с раствором __________________.

Растворы оставляем для сравнения.

Экспериментальная задача II. Уровень IV

Осуществите взаимодействие этилена с бромной водой и раствором перманганата калия.

Экспериментальная задача III. Уровень I

Делаем вывод: цвет пламени более светлый в сравнении с бытовым газом, что свидетельствует о повышении массовой доли углерода в непредельных углеводородах в сравнении с предельными.

Наблюдаем образование чёрного пятна сажи, появление которой можно объяснить большим содержанием (%) углерода в молекуле этилена и его неполным окислением:

Н 2 С=СН 2 + О 2 -> СО 2 + С + Н 2 О + CO

Экспериментальная задача III. Уровень II

Изучение свойств пламени этилена.

Направляем конец газоотводной трубки с выделяющимся этиленом вертикально вверх.

Спичками поджигаем выходящий газ.

Наблюдаем, что цвет и яркость свечения этиленового пламени от пламени обычного бытового газа (природного, состоящего на 80% из CH 4), который представляет собой смесь пропана и бутана, отличается.

Делаем вывод: цвет пламени _____________ в сравнении с бытовым газом, что свидетельствует о повышении массовой доли углерода в непредельных углеводородах в сравнении с предельными.

Поднесем к верхней части пламени фарфоровую чашку, закрепленную в тигельных щипцах.

Наблюдаем образование _________ пятна сажи, появление которой можно объяснить бoльшим содержанием (%) углерода в молекуле этилена и его неполным окислением:

Н 2 С=СН 2 + О 2 -> СО 2 + С + Н 2 О + СО

Экспериментальная задача III. Уровень III

Изучение свойств пламени этилена.

Направляем конец газоотводной трубки с выделяющимся этиленом вертикально вверх.

Спичками поджигаем выходящий газ.

Наблюдаем, что цвет и яркость свечения этиленового пламени от пламени обычного бытового газа, который представляет собой смесь пропана и бутана, ______________ .

Делаем вывод: цвет пламени _____________ в сравнении с бытовым газом, что свидетельствует о повышении массовой доли ___________ в непредельных углеводородах в сравнении с __________________.

Поднесем к верхней части пламени фарфоровую чашку.

Наблюдаем образование _________ пятна сажи, появление которой можно объяснить бoльшим содержанием (%) элемента _________ в молекуле этилена и его неполным окислением.

Экспериментальная задача III. Уровень IV

Изучите свойства пламени этилена, используя: 1) в сравнении пламя бытового газа 2) фарфоровую чашку.

Отчетные задания

Вариант 1

Какова роль серной кислоты в реакции получения этилена?

Как опытным путем можно очистить пропан от примеси бутена-1?

Перечислите положения правил техники безопасности при выполнении опыта №1.

Составьте уравнение химической реакции получения этилена.

Вариант 2

Как опытным путем отличить этилен от этана?

Как опытным путем можно очистить бутан от примеси бутена-1?

Дайте оценку каждому участнику вашей группы (насколько успешно справились со своими ролями, положительные моменты, недочеты).

Перечислите положения правил техники безопасности при выполнении опыта №2.

Составьте уравнение химической реакции взаимодействия этилена с перманганатом калия.

Оформите ход, наблюдения и выводы проводимых опытов в своей тетради.

Вариант 3

Зависят ли свойства алкенов от симметричного строения молекул? Приведите примеры.

Как опытным путем можно очистить бутан от примеси пентена-1?

Дайте оценку каждому участнику вашей группы (насколько успешно справились со своими ролями, положительные моменты, недочеты).

Перечислите положения правил техники безопасности при выполнении опыта №3.

Составьте уравнение химической реакции взаимодействия этилена с йодной водой.

Оформите ход, наблюдения и выводы проводимых опытов в своей тетради

1. Практическая работа №1 Получение этилена и изучение его свойств Повторите технику безопасности при выполнении практической работы! (распишитесь в тетради по тб) Цель работы

   Документ

   Работа № 1 Получение этилена и изучение его свойств Повторите технику безопасности при... реакций. Вывод: При взаимодействии этилена с бромной водой, красно-бурый... содержанием углерода. Задание: Смесь этана и этилена объёмом 0,8 л (н.у.) обесцветила 200 г...

2. Тематическое планирование уроков химии в 8-11 классах 6

   Тематическое планирование

   1 1 63 Полимеры. 1 1 64 Практическая работа №6. «Получение этилена и изучение его свойств ». 1 1 65 Контрольная работа №3 «Органические вещества...

3. «Составление уравнений реакций в молекулярной и ионной формах. Расчетные задачи на вычисление массовой доли вещества в растворе». Цель

   Документ

   Лабораторное занятие №6 «Получение этилена и изучение его свойств » Цель: закрепление знаний о свойствах непредельных углеводородов: способности... Лабораторная работа №8 «Получение и свойства карбоновых кислот» Цель: изучение свойств карбоновых кислот на...

Практическая работа № 1

Получение этилена и изучение его свойств

Повторите технику безопасности при выполнении практической работы! (распишитесь в тетради по ТБ)

Цель работы: научиться получать этилен в лаборатории и проводить качественные реакции на непредельные углеводороды этиленового ряда.

Ход работы:

1. В пробирку налейте 2-3 мл этилового спирта и осторожно добавьте 6-9 мл концентрированной серной кислоты. Затем всыпьте немного прокаленного песка (песок или мелкие кусочки пемзы вводят для того, чтобы предотвратить толчки жидкости при кипении). Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, закрепите ее в штативе и осторожно нагрейте содержимое пробирки (рис. 7, стр. 44). Что вы наблюдаете?

2. В другую пробирку налейте 2-3 мл бромной воды, опустите газоотводную трубку до дна этой пробирки и пропустите через бромную воду выделяющийся газ. Что вы наблюдаете?

3. В третью пробирку налейте 2-3 мл разбавленного раствора перманганата калия, и пропустите через него газ. Что при этом наблюдаете?

4. Вынув газоотводную трубку из раствора и повернув ее отверстием кверху, подожгите выделяющийся газ. Каким пламенем горит этилен? Почему?

5. Потушите спиртовку – выделение газа постепенно прекратится.

Оформление выполненной работы:

Запишите уравнения проделанных химических реакций.

Вывод:

При взаимодействии этилена с бромной водой, красно-бурый раствор бромной воды обесцвечивается. Эта реакция является качественной на двойную связь.

При окислении этилена водным раствором перманганата калия образуется этиленгликоль. Заметно, что фиолетовая окраска раствора исчезает. Реакция является качественной на двойную связь.

В отличие от метана этилен горит светящимся пламенем, что обусловливается повышенным содержанием углерода.

Задание:

Смесь этана и этилена объёмом 0,8 л (н.у.) обесцветила 200 г бромной воды с массовой долей 1,6%. Определите объёмную долю каждого газа в смеси.