Лабораторный опыт 7, страница 255 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Лабораторный опыт 7. Свойства фенола

1. Изучите внешний вид фенола, его окраску и запах.

Если выданное вам вещество окрашено, дайте этому объяснение.

2. Поместите несколько кристаллов фенола в воду и перемешайте.

Что наблюдаете? Нагрейте раствор. Сделайте вывод о растворимости фенола в холодной и горячей воде.

3. Прибавьте к фенолу гидроксид натрия.

Что наблюдаете? Почему в растворе щёлочи фенол растворяется уже на холоде? Напишите уравнение реакции.

4. Через полученный раствор пропустите углекислый газ.

Какое вещество выпадает в осадок? Напишите уравнение реакции.

5. Налейте в пробирку 1 мл 1%-го водного раствора фенола и добавьте каплю раствора хлорида железа(III).

Что наблюдаете? Повторите опыт, заменив раствор соли железа бромной водой. Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод о том, как можно определить присутствие фенола в сточных водах предприятий.

1. Изучите внешний вид фенола, его окраску и запах. Если выданное вам вещество окрашено, дайте этому объяснение.

Фенол (гидроксибензол, карболовая кислота) в чистом виде представляет собой бесцветные игольчатые кристаллы. Однако при хранении на воздухе и под действием света он постепенно окисляется, приобретая розовый или красноватый оттенок. Это связано с образованием окрашенных продуктов окисления, в основном хинонов. Фенол обладает характерным резким запахом, который напоминает запах гуаши или карболовой кислоты.

Ответ: Фенол — это бесцветное кристаллическое вещество с резким запахом. Розовая окраска, которую он часто имеет, появляется в результате его окисления кислородом воздуха.

2. Поместите несколько кристаллов фенола в воду и перемешайте. Что наблюдаете? Нагрейте раствор. Сделайте вывод о растворимости фенола в холодной и горячей воде.

При добавлении кристаллов фенола в холодную воду наблюдается, что они растворяются очень плохо. Образуется мутная взвесь или эмульсия, так как растворимость фенола в холодной воде ограничена (около 8 г на 100 г воды при 20°C). При нагревании смеси до 60-70°C и выше кристаллы фенола полностью растворяются, образуя прозрачный однородный раствор. Это свидетельствует о том, что растворимость фенола в воде значительно возрастает с повышением температуры.

Ответ: Фенол ограниченно растворим в холодной воде и хорошо растворим в горячей.

3. Прибавьте к фенолу гидроксид натрия. Что наблюдаете? Почему в растворе щёлочи фенол растворяется уже на холоде? Напишите уравнение реакции.

При добавлении раствора гидроксида натрия к взвеси фенола в воде кристаллы быстро растворяются даже без нагревания, образуя прозрачный раствор. Это происходит потому, что фенол проявляет слабые кислотные свойства и вступает в реакцию нейтрализации с сильным основанием (щёлочью), таким как гидроксид натрия. В результате реакции образуется фенолят натрия — соль, которая является ионным соединением и, в отличие от самого фенола, хорошо растворима в воде.

Уравнение реакции:

$C_6H_5OH + NaOH \rightarrow C_6H_5ONa + H_2O$

Ответ: Фенол растворяется в растворе щёлочи, так как реагирует с ней с образованием хорошо растворимой соли — фенолята натрия.

4. Через полученный раствор пропустите углекислый газ. Какое вещество выпадает в осадок? Напишите уравнение реакции.

При пропускании углекислого газа ($CO_2$) через водный раствор фенолята натрия наблюдается помутнение раствора и выпадение белого осадка. Осадок — это снова фенол. Это происходит потому, что угольная кислота ($H_2CO_3$), которая образуется при растворении $CO_2$ в воде, является более сильной кислотой, чем фенол. Поэтому она вытесняет фенол из его соли. Выделившийся фенол, будучи плохо растворимым в холодной воде, выпадает в осадок.

Уравнение реакции:

$C_6H_5ONa + CO_2 + H_2O \rightarrow C_6H_5OH \downarrow + NaHCO_3$

Ответ: В осадок выпадает фенол ($C_6H_5OH$).

5. Налейте в пробирку 1 мл 1%-го водного раствора фенола и добавьте каплю раствора хлорида железа(III). Что наблюдаете? Повторите опыт, заменив раствор соли железа бромной водой. Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод о том, как можно определить присутствие фенола в сточных водах предприятий.

При добавлении раствора хлорида железа(III) ($FeCl_3$) к раствору фенола мгновенно появляется характерное интенсивное фиолетовое окрашивание. Это качественная реакция на фенолы, связанная с образованием комплексного соединения. Уравнение реакции является сложным, но результат — фиолетовый комплекс — однозначен.

При добавлении бромной воды ($Br_2$) к раствору фенола происходит быстрое обесцвечивание желто-оранжевой бромной воды и образование белого объемного осадка 2,4,6-трибромфенола. Эта реакция также является качественной на фенол.

Уравнение реакции с бромной водой:

$C_6H_5OH + 3Br_2 \rightarrow C_6H_2Br_3OH \downarrow + 3HBr$

Обе реакции очень чувствительны и позволяют обнаружить даже малые концентрации фенола. Поэтому для определения присутствия фенола в сточных водах можно использовать одну из этих качественных реакций.

Ответ: При добавлении $FeCl_3$ к раствору фенола появляется фиолетовое окрашивание, а при добавлении бромной воды выпадает белый осадок. Наличие фенола в сточных водах можно определить, добавив к пробе воды раствор хлорида железа(III) (появление фиолетовой окраски) или бромную воду (выпадение белого осадка).