СПИРТЫ. ФЕНОЛ. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ

При изучении углеводородов учащиеся узнали, как строение углеродного скелета влияет на свойства вещества. При изучении спиртов расширяется круг их структурно-химических представле-

ний: они начинают знакомиться с функциональными группами атомов в молекулах органических соединений. Поэтому в данной теме имеют большое значение опыты, иллюстрирующие химические свойства, обусловленные функциональной группой.

Кроме того, экспериментальное ознакомление с получением и свойствами спиртов важно для понимания широкого использования их в технических целях.

ЭТАНОЛ (ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ)

Этиловый спирт, как наиболее важный и распространенный представитель класса предельных одноатомных спиртов, изучается наиболее подробно. На нем выясняется и характерное строение спиртов.

В связи с доступностью исходного вещества представляется возможным изучение вести в строго логическом плане — рассмотреть вначале физические свойства, затем химические свойства вещества и т.д., не перемешивая со способами получения, как было в предыдущих темах.

Удельный вес спирта и изменение объема при смешении с водой. В цилиндр наливают 20 мл воды и вливают осторожно по стенке 20 мл подкрашенного спирта. Спирт располагается слоем сверху.

Стеклографом отмечают верхний уровень жидкости. Цилиндр закрывают и взбалтывают жидкость. Отмечают верхний уровень жидкости после смешения спирта с водой. Учащиеся видят, что произошло уменьшение объема. Нескольким учащимся можно дать цилиндр со смесью в руки; они убеждаются, что при смешении произошло разогревание, следовательно, растворение не было чисто физическим процессом.

Обнаружение воды в спирте. Безводный спирт, ректификат и спирт, разбавленный водой, наливают в демонстрационные пробирки или стаканы и прибавляют небольшие количества обезвоженного медного купороса (CuSO4). Содержимое пробирок взбалтывают. В первой пробирке соль не синеет (нет воды для образования кристаллогидрата CuSO4 • 5Н2О), во второй синеет постепенно, в третьей происходит быстрое посинение соли.

Обнаружение высших спиртов (сивушного масла) в спирте. Для обнаружения высших спиртов используют их нерастворимость в воде.

В два сосуда наливают спирт-сырец и ректификат. К тому и другому приливают двойное количество воды. После перемешивания палочкой раствор спирта, содержащий сивушное масло, мутится вследствие образования эмульсии нерастворимых гомологов.

При этом запах «сивухи» значительно усиливается. Раствор ректификата остается прозрачным.

Концентрированна раствора спирта. Пользуясь свойством некоторых солей давать кристаллогидраты с водой и нерастворимостью их в спирте (например, поташа К2СО3), можно в значительной степени выделить спирт из раствора. К водному раствору, содержащему примерно поровну спирта и воды, прибавляют сухой карбонат калия до тех пор, пока он не перестанет растворяться и жидкость не расслоится. Внизу образуется слой водного раствора поташа, сверху — крепкий раствор спирта. Берут пипеткой немного спирта из верхнего слоя и поджигают в фарфоровой чашке. В отличие от исходного раствора спирт после высаливания легко загорается. Концентрированный спирт может быть использован в дальнейшем для опытов.

Получение абсолютного спирта. Безводный этиловый спирт требуется для некоторых демонстрационных опытов по органической химии. В качестве исходного вещества берут спирт, содержащий наименьшее количество воды, например спирт-ректификат, содержащий 96% С₂Н₅ОН.

Так как остающиеся в ректификате 4% воды не могут быть отделены перегонкой (спирт и вода в этом соотношении образуют азеотропную смесь с постоянной точкой кипения и перегоняются одновременно как индивидуальное вещество), то для окончательного удаления воды пользуются химическим способом. Спирт обрабатывают веществами, реагирующими с водой, но не действующими на спирт. Образующиеся при этом продукты реакции должны легко отделяться от спирта. Чаще всего пользуются для этой цели водоотнимающимися средствами. Очевидно, Что применение концентрированной серной кислоты для этой цели исключено, так как она взаимодействует не только с водой, но и со спиртом. Непригоден и гранулированный хлорид кальция, так как он реагирует со спиртом, давая нелетучее соединение ЗСаСI₂ • С₂Н₅ОН. Для обезвоживания спирта применяют свежеприготовленную негашеную известь СаО.

В колбу со спиртом насыпают извести столько, чтобы она касалась поверхности жидкости. Закрывают колбу резиновой пробкой, встряхивают смесь в течение нескольких минут и оставляют до следующего дня. После этого из смеси отгоняют спирт в приемник, предохраняемый от атмосферной влаги хлоркальциевой трубкой.

Обезвоживание можно провести быстрее, если на один объем спирта взять примерно 1/5 объема извести, смесь прокипятить в течение 2 ч в колбе с обратным холодильником и после этого сразу произвести отгонку.

Почти безводный спирт можно получить, настаивая его с прокаленным медным купоросом. Через несколько дней спирт декантируют с сульфата меди и обрабатывают второй порцией этой же соли. Если после этого сульфат меди не синеет, спирт отгоняют. Образовавшийся продукт оказывается пригодным для школьных опытов, требующих безводного спирта.