Органическая химия - Гуревич П.А.
Скачать (прямая ссылка):
-? Налишите структурные формулы неизвестных в задаче веществ. -? Рассчитайте массовые доли монохлоридов в полученной смеси. -? Можно ли в качестве окислителя в задаче использовать подкисленный раствор перманганата калия вместо хлорхромата пиридина?
Решение. При хлорировании на свету - условие протекания радикальной реакции - углеводородов получаются их алифатические хлорп-роизводные. В случае этилбензола есть два типа алифатических водоро-дов - метальная и метиленовая группы. Следовательно, X - 1-фенил-1-хлорэтан и X - 2-фенил-1-хлорэтан. При реакции Хи Ус водным раствором гидроксида натрия в обоих случаях протекают реакции нуклео-фильного замещения с образованием соответствующих спиртов - 1-фе-нилэтанола и 2-фенилэтанола. Под действием хлорхромата пиридина полученные спирты окисляются до соответствующих карбонильных соединений - метилфенилкетона (ацетофенона) в случае 1 -фенилэтанола и фенилацетальдегида в случае 2-фенилэтанола (заметим, что альдегиды, получающиеся в условиях описываемой реакции, не окисляются до соответствующих карбоновых кислот). Альдегид восстанавливает серебро в реакции с реактивом Толленса, кетон - нет. Рассчитаем соотношение продуктов хлорирования этилбензола, исходя из предложенных в задаче численных данных и приведенного выше рассуждения о природе химических превращений:
V (2-фенилэтилхлорида) = V (альдегида) = V (Ag)/2 =
=1.5374/(108*2) = 7.12е-3 шо1.
V (1-фенилэтилхлорида) = 5/140.5 - 7.12е-3 = 2.85е-2.
311
Получаем, что V (2-фенилэтилхлорида): V (1-фенилэтилхлорида) = 1:4. Значит, массовые доли хлоридов в полученной смеси, равные их мольным долям, составляют 20% и 80%.
При ответе на последний вопрос следует учесть тот факт, что подкисленный раствор перманганата калия активно окисляет альдегиды до карбоновых кислот, которые, так же, как и кетоны, не способны восстанавливать серебро при реакции с реактивом Толленса. Следовательно, при замене хлорхромата пиридина на раствор перманганата калия исчезает возможность отличить вещество, даваемое одним хлорпроизводньщ, от вещества, даваемого другим. Такой анализ не даст никакой информации о соотношении продуктов хлорирования.
Ответ: РЬ-СН(С1)-СН3, РЬ-(СН2)2С1, соответствующие им спирты и карбонильные соединения; 80% Рп-СН(С1)-СН3; нет.
Задача 73. Органические реагенты находят широкое применение в аналитической химии. Один из них - 8-гидроксихинолин.
-? Напишите структурную формулу 8-гидроксихинолина. 8-гидроксихинолин образует с рядом металлов малорастворимые в воде и хорошо растворимые в малополярных органических растворителях комплексные соединения.
-? Как Вы думаете, сколько лигандов (группы, связанные с центральным атомом комплексного соединения - ионы или незаряженные молекулы) входит в состав моноядерного (т.е., комплексного соединения, в одну молекул}' которого входит один центральный атом) комплексного соединения иона металла Мп+ с остатками гидроксихинолина Ох\
При исследовании раствора, содержащего ионы Mg2+ и АР+, на титрование 10 мл которого уходит 50 мл 0.05 М раствора ЭДТА (этилендиа-минотетраацетат), к его аликвоте 20 мл добавили избыток спиртового раствора гидроксихинолина, а затем раствор аммиака до слабощелочной реакции. Было выделено 2.001 г смеси гидроксихинолинатов.
-? Определите молярные концентрации ]\^2+ и А13+ в исследуемом растворе.
Решение. Структура 8-гидроксихинолина:
он
312
Тот факт, что образующиеся соединения плохо растворимы в воде и хорошо в мало полярных органических растворителях, говорит об отсутствии заряженности комплексного соединения. Т.е., маловероятна возможность образования комплексных анионов, соли которых, например, со щелочными металлами должны быть малорастворимы в неполярных или слабополярньгх растворителях, поскольку - подобное растворяется в подобном. Таким образом, общая формула комплексных соединений, рассматриваемых в задаче, - МЬп (п - заряд катиона металла, учитывая то, что Ь -однозаряден). Надо обратить внимание на тот факт, что в условиях проведения реакции осаждения возможно образование соединений типа МЬп*хНЬ, т.е., комплексов между солью и молекулярным гидрокси-хинолином. Однако с этим явлением (которое, кстати, часто наблюдается на практике) можно достаточно легко бороться, для чего выдерживают отфильтрованные соли в печи при повышенной температуре. При такой операции 8-гидроксихинолин удаляется из твердого вещества.
В опыте используется комплексонометрическое титрование раствором ЭДТА. о"
этапендиаминтетраацетат (ЭДТА), обозначается часто как Y
При этом имеющиеся в растворе катионы способны связываться с лигандом ЭДТА, давая устойчивое комплексное соединение: M+Y = MY (в данном случае опускается баланс по зарядам, т.к. это не имеет принципиального значения при решении данной задачи; в любом случае, при комплексонометрическом титровании всегда соблюдается мольное соотношение металла и ЭДТА, равное 1:1).
Таким образом, суммарное количество ионов магния и алюминия в исследуемом растворе (аликвота 10 мл) равно: 0.05*0.05 = 2.5е-3 mol. В аликвоте объемом 20 мл количество металлов равно соответственно 5е-3 mol. Обозначим количество вещества Mg за х mol. Тогда имеем уравнение, описывающее массу смеси гидроксихинолинатов MgOXj и А10х3: 312х + (5е-3 - х)*459 = 2.001; Получаем х = 2е-3 mol. Итак, молярные концентрации алюминия и магния в исследуемом растворе равны: 2е-3/ 0.02 = 0.1М для Mg и Зе-3/0.02 = 0.15М для Al.
