Лабораторная работа №2, страница 45, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Получение и изучение химических свойств уксусной кислоты

Реактивы: ацетат натрия, концентрированная серная кислота, стружки магния, гранулы цинка, растворы гидроксида натрия, фенолфталеина, изоамиловый спирт, вода.

Химическая посуда и лабораторное оборудование: пробирки, штатив для пробирок, газоотводная трубка, стеклянная трубка холодильник, спиртовка, асбест, водяная баня.

Техника безопасности. Требуется соблюдение правил работы с растворами кислот, щелочей и нагревательными приборами.

Ход работы

Получение уксусной кислоты.

Для получения уксусной кислоты соберите прибор, который показан на рис. В пробирку внесите 3 г кристаллического ацетата натрия и прилейте 3 мл раствора концентрированной

серной кислоты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в пустую пробирку до дна. Начните нагревать смесь исходных веществ. Когда в этой пробирке-приемнике соберется 2—3 мл кислоты, прекратите нагревание.

Разбавьте полученную уксусную кислоту наполовину водой и разделите на несколько частей. Далее проведите следующие опыты.

Опыт 1. Взаимодействие уксусной кислоты с некоторыми металлами

В две пробирки налейте по 1 мл раствора уксусной кислоты. В одну пробирку всыпьте немного стружек магния, в другую — несколько гранул цинка. Обратите внимание на скорость выделения водорода.

Вопросы и задания:

1. Как уксусная кислота реагирует с магнием и цинком? Сравните скорость этих реакций.

2. Напишите уравнения реакций.

Опыт 2. Взаимодействие уксусной кислоты с основаниями

Налейте в пробирку 1—1,5 мл раствора гидроксида натрия и добавьте несколько капель раствора фенолфталеина. К содержимому в пробирке прилейте раствор уксусной кислоты. Что наблюдаете?

Вопросы и задания:

1. Какие вещества образуются при взаимодействии уксусной кислоты с основаниями?

2. Напишите уравнение реакции.

Опыт 3. Взаимодействие уксусной кислоты со спиртами

В пробирку налейте 2 мл раствора уксусной кислоты. Прилейте 2 мл изоамилового спирта. Затем осторожно добавьте 1 мл концентрированной серной кислоты. Пробирку закройте пробкой с длинной стеклянной трубкой-холодильником. Смесь осторожно подогрейте на водяной бане.

После охлаждения добавьте к содержимому пробирки несколько капель воды. При этом образуются маслянистые капли нерастворимого в воде изоамилового эфира уксусной кислоты с характерным запахом грушевой эссенции.

Вопросы и задания:

1. Какие свойства уксусной кислоты сходны со свойствами минеральных кислот?

2. Какие вещества образуются при взаимодействии уксусной кислоты со спиртами? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Опыт 1. Взаимодействие уксусной кислоты с некоторыми металлами

1. Как уксусная кислота реагирует с магнием и цинком? Сравните скорость этих реакций.

Уксусная кислота ($CH_3COOH$) взаимодействует с металлами, стоящими в ряду активности левее водорода, такими как магний ($Mg$) и цинк ($Zn$). В ходе реакции металл вытесняет водород из кислоты, что приводит к образованию соли (ацетата соответствующего металла) и выделению газообразного водорода ($H_2$). Поскольку магний является более активным металлом, чем цинк (он стоит левее в ряду активности металлов), реакция с магнием протекает значительно интенсивнее. Это наблюдается как более быстрое и бурное выделение пузырьков газа по сравнению с реакцией с цинком.

Ответ: Уксусная кислота реагирует и с магнием, и с цинком с выделением водорода. Реакция с магнием протекает значительно быстрее, чем с цинком.

2. Напишите уравнения реакций.

Уравнение реакции уксусной кислоты с магнием:

$2CH_3COOH + Mg \rightarrow (CH_3COO)_2Mg + H_2 \uparrow$

Уравнение реакции уксусной кислоты с цинком:

$2CH_3COOH + Zn \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2 \uparrow$

Ответ: $2CH_3COOH + Mg \rightarrow (CH_3COO)_2Mg + H_2 \uparrow$; $2CH_3COOH + Zn \rightarrow (CH_3COO)_2Zn + H_2 \uparrow$.

Опыт 2. Взаимодействие уксусной кислоты с основаниями

1. Какие вещества образуются при взаимодействии уксусной кислоты с основаниями?

При взаимодействии уксусной кислоты (слабой кислоты) с основанием (в данном опыте — с гидроксидом натрия $NaOH$, сильным основанием) происходит реакция нейтрализации. В результате образуются соль и вода. В конкретном эксперименте продуктами реакции являются ацетат натрия ($CH_3COONa$) и вода ($H_2O$). Индикатор фенолфталеин, который в щелочной среде имеет малиновую окраску, обесцвечивается по мере добавления кислоты, так как щелочь нейтрализуется.

Ответ: При взаимодействии уксусной кислоты с основаниями образуются соль и вода.

2. Напишите уравнение реакции.

Уравнение реакции уксусной кислоты с гидроксидом натрия:

$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$

Ответ: $CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$.

Опыт 3. Взаимодействие уксусной кислоты со спиртами

1. Какие свойства уксусной кислоты сходны со свойствами минеральных кислот?

На основании проведенных опытов можно выделить следующие общие свойства уксусной кислоты и сильных минеральных кислот (например, серной $H_2SO_4$ или соляной $HCl$):

1. Способность реагировать с активными металлами с выделением водорода (продемонстрировано в Опыте 1).

2. Способность вступать в реакцию нейтрализации с основаниями с образованием соли и воды (продемонстрировано в Опыте 2).

Ответ: Сходные свойства — это реакция с активными металлами и реакция нейтрализации с основаниями.

2. Какие вещества образуются при взаимодействии уксусной кислоты со спиртами? Напишите уравнения соответствующих реакций.

При взаимодействии уксусной кислоты со спиртами в присутствии водоотнимающего средства (концентрированной $H_2SO_4$) и при нагревании происходит реакция этерификации. В результате этой реакции образуются сложный эфир и вода. В описанном опыте уксусная кислота реагирует с изоамиловым спиртом с образованием изоамилацетата (изоамилового эфира уксусной кислоты), который имеет характерный запах грушевой эссенции.

Уравнение реакции уксусной кислоты с изоамиловым спиртом:

$CH_3COOH + (CH_3)_2CHCH_2CH_2OH \xrightarrow{H_2SO_4, t} CH_3COO(CH_2)_2CH(CH_3)_2 + H_2O$

Ответ: При взаимодействии уксусной кислоты со спиртами образуются сложный эфир и вода. Уравнение реакции: $CH_3COOH + (CH_3)_2CHCH_2CH_2OH \xrightarrow{H_2SO_4, t} CH_3COO(CH_2)_2CH(CH_3)_2 + H_2O$.