В четырёх пробирках находятся следующие жидкости бутанол-1, толуол, гексен-1, глицерин. С помощью каких реакций можно различить эти вещества? Напишите уравнения соответствующих реакций.
В четырёх пробирках находятся следующие жидкости бутанол-1, толуол, гексен-1, глицерин. С помощью каких реакций можно различить эти вещества? Напишите уравнения соответствующих реакций.
Для различения четырех жидкостей: бутанол-1, толуол, гексен-1 и глицерин, можно использовать их химические свойства и провести специфические реакции. Вот как это можно сделать:
Бутанол-1 является первичным одноатомным спиртом. Для его обнаружения можно провести реакцию с металлическим натрием (Na), которая характерна для спиртов. При этом выделяется водород.
Реакция: [ 2C₄H₉OH + 2Na → 2C₄H₉ONa + H₂↑ ]
При добавлении натрия в пробирку с бутанолом-1 будет наблюдаться выделение пузырьков газа (водорода).
Толуол — это ароматический углеводород, который не вступает в реакцию с натрием (в отличие от спирта), а также не обесцвечивает бромную воду (в отличие от алкенов). Для его различения можно провести реакцию с концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты (реакция электрофильного замещения, нитрование). При этом образуется нитротолуол (желтоватая жидкость).
Реакция: [ C₆H₅CH₃ + HNO₃ \xrightarrow{H₂SO₄} C₆H₄(NO₂)CH₃ + H₂O ]
При добавлении смеси концентрированных HNO₃ и H₂SO₄ в пробирку с толуолом реакция протекает с образованием характерного запаха нитросоединения.
Гексен-1 — это алкен, содержащий двойную связь. Для его обнаружения можно использовать обесцвечивание бромной воды (качество алкена). Гексен вступает в реакцию присоединения с бромом, при этом раствор брома (красно-бурый цвет) обесцвечивается.
Реакция: [ C₆H₁₂ + Br₂ → C₆H₁₂Br₂ ]
При добавлении бромной воды в пробирку с гексеном-1 раствор становится бесцветным.
Глицерин — это многоатомный спирт. Для его идентификации можно использовать реакцию с гидроксидом меди(II) (качественная реакция на многоатомные спирты). При добавлении раствора CuSO₄ и щелочи (NaOH или KOH) образуется ярко-синий раствор комплексного соединения глицерата меди.
Реакция:
Получение гидроксида меди(II): [ CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ ]
Реакция глицерина с Cu(OH)₂: [ Cu(OH)₂ + C₃H₅(OH)₃ → [Cu(C₃H₅(OH)₂)₂] + 2H₂O ]
В пробирке с глицерином после добавления гидроксида меди(II) появляется ярко-синий раствор.
Для различения бутанола-1, толуола, гексена-1 и глицерина можно использовать несколько химических реакций, основанных на свойствах этих веществ.
Гексен-1 можно отличить от других веществ с помощью реакции присоединения брома. Гексен-1 (некоторые ненасыщенные углеводороды) будет реагировать с бромом, обесцвечивая раствор.
Уравнение реакции: [ \text{C}6\text{H}{10} + \text{Br}_2 \rightarrow \text{C}6\text{H}{10}\text{Br}_2 ]
При этом бутанол-1, толуол и глицерин не будут реагировать с бромом, и раствор останется окрашенным.
Бутанол-1 можно отличить от толуола и гексена-1 с помощью реакции спиртов с натриевой гидроксидом. Бутанол-1 будет участвовать в реакции с образованием альдегида, тогда как толуол и гексен-1 не дадут реакции.
Уравнение реакции: [ \text{C}4\text{H}{10}\text{O} + \text{NaOH} \rightarrow \text{C}_4\text{H}_8\text{O} + \text{Na}^+ + \text{OH}^- ]
Глицерин также не будет реагировать с NaOH, так как это многоатомный спирт.
Для глицерина можно использовать реакцию с концентрированной серной кислотой. Глицерин будет дегидратироваться при нагревании с серной кислотой, образуя акролеин, который имеет характерный запах.
Уравнение реакции: [ \text{C}_3\text{H}_8\text{O}_3 \xrightarrow{H_2SO_4} \text{C}_3\text{H}_4\text{O} + 2 \text{H}_2\text{O} ]
В то время как бутанол-1 и толуол не дадут такой реакции.
Бутанол-1 и глицерин могут быть окислены оксидом меди (II) с образованием соответствующих альдегидов или кетонов. Толуол не будет реагировать в этой системе, так как это ароматическое соединение.
Уравнение реакции для бутанола: [ \text{C}4\text{H}{10}\text{O} + \text{CuO} \rightarrow \text{C}_4\text{H}_8\text{O} + \text{Cu} + \text{H}_2\text{O} ]
Для глицерина: [ \text{C}_3\text{H}_8\text{O}_3 + \text{CuO} \rightarrow \text{C}_3\text{H}_6\text{O}_3 + \text{Cu} + \text{H}_2\text{O} ]
Толуол можно отличить от других веществ с помощью реакции с водным раствором железа (III) хлорида. Толуол будет давать цветную реакцию с FeCl3, образуя комплексные соединения, в то время как бутанол-1, гексен-1 и глицерин не будут давать такой реакции.
Реакция: [ \text{C}_6\text{H}_5\text{CH}_3 + \text{FeCl}_3 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{CH}_2\text{FeCl}_3 ]
Таким образом, с помощью вышеописанных реакций можно эффективно различить бутанол-1, толуол, гексен-1 и глицерин, основываясь на их химических свойствах и реакциях, которые они могут давать.
