химия. лаб. Выход 2 г (почти 100% теоретического)

• Название: Выход 2 г (почти 100% теоретического)
• Анкор: химия
• Дата: 12.10.2020
• Размер: 26.91 Kb.
• Имя файла: лаб.docx
• Тип: Документы; #142457

В маленьком стакане растворяют 1 г диметиланилина в 10 мл 1 н. соляной кислоты (раствор азосоставляющей). В другом стакане растворяют 1 г сульфаниловой кислоты в 2,5 мл 2 н. раствора едкого натра, прибавляют 0,4 г нитрита натрия, предварительно растворенного в 5 мл воды. Полученный раствор охлаждают льдом и приливают его при помешивании к 2,5 мл 2 н. соляной кислоты (раствор диазосоставляющей).

Сливают вместе оба раствора и затем добавляют 2 н. раствор едкого натра до явно щелочной реакции. Натриевая соль красителя выделяется в виде оранжево-желтых листочков. После 3—4-часового стояния краситель отфильтровывают и перекристаллизовывают из небольшого количества воды.

Выход 2 г (почти 100% теоретического).

Выполнение синтеза

В стакане емкостью 100 см³ растворяют при легком нагревании 4,3 г кристаллической сульфаниловой кислоты в 12,5 см³ 2н раствора едкого натра. (Поскольку сульфаниловая кислота плохо растворима в воде, ее переводят в растворимую натриевую соль). После растворения всей кислоты жидкость должна иметь щелочную реакцию (по лакмусу). Полученный раствор охлаждают водой, добавляют 2,1 г натрия азотистокислого в 25 см³ воды и перемешивают до полного его растворения. Далее раствор охлаждают льдом и приливают его при помешивании в стакан емкостью 500 см ³ , содержащий 12,5 см ³ 2н раствора соляной кислоты. Через несколько минут выделяется белый порошкообразный осадок соли диазония в виде биполярного иона:



Полученный продукт не отделяют, а используют в виде взвеси. Он более устойчив, чем другие соли диазония, и может храниться несколько часов.

В маленьком стаканчике растворяют 3,2 см³ свежеперегнанного диметиланилина в 25 см³ 1н раствора соляной кислоты. Необходимо следить, чтобы весь диметиланилин растворился, о чем свидетельствует отсутствие масляного слоя над раствором. Полученный раствор приливают к взвеси диазотированной сульфаниловой кислоты, находящейся в стакане емкостью 500 см³ , и хорошо перемешивают. Через 5-10 минут образуется густая паста красной модификации красителя, устойчивой в кислоте. Для превращения красителя в натриевую соль к пасте добавляют 2н раствор едкого натра до резко щелочной реакции, хорошо перемешивают и нагревают до кипения; при этом большая часть красителя переходит в раствор.

Смесь охлаждают в ледяной воде, выделившиеся оранжевые кристаллы натриевой соли красителя отфильтровывают на установке для вакуум-фильтрования (Приложение В, рис. 4).

Продукт может быть сразу перекристаллизован из небольшого количества воды.

Можно убедиться в индикаторных свойствах метилоранжа. В щелочной среде гелиантин имеет желтый, в нейтральной - оранжевый, в кислой - красный цвет. Он изменяет цвет при рН = 3,2-4,4, вследствие превращения одной хромофорной группы в другую.

Красный гелиантин имеет хиноидную группировку:

 ;

 

при прибавлении к нему щелочи образуется желтый гелиантин с азогруппой:



Реактивы. гс-Нитроанилин 3,5 г; нитрит натрия 11,5 г; медь (порошок) 7 г (получение см. с. 240); серная кислота (d — 1,84 г/см3); азотная кислота (63%-ный раствор).

Работу проводить в вытяжном шкафу!

В стакане емкостью 500 мл растворяют 11,5 г нитрита натрия в 30 мл воды. Добавляют 7 г порошкообразной меди. При перемешивании нагревают смесь на водяной бане до 60 °С. Затем к смеси небольшими порциями прибавляют теплый прозрачный раствор 3,5 г п-нитроани-лина в 30 мл воды, подкисленной 6 мл концентрированной серной кислоты. При добавлении новой порции раствора и-нитроанилина реакционная смесь вспенивается. Поэтому прибавление ведут постепенно при перемешивании в течение 2,5—3 ч, поддерживая температуру реакционной смеси 60—70 °С. После прибавления всего л-нитроанилина, не прекращая перемешивания, раствор охлаждают до комнатной температуры. Подкисляют азотной кислотой до начала выделения газов и перегоняют с водяным паром (рис. 15). Дистиллят охлаждают, выпавший n-динитробензол отфильтровывают. Выход 2,2—2,5 г.

Реактивы. Диметнланилин свежеперегнанный 0,6 мл; сульфани-ловая кислота 1 г; нитрит натрия 0,4 г; соляная кислота 1 н.; соляная кислота 2 н.; гидроксид натрия 2 н.

В небольшом стаканчике емкостью 50 мл полностью растворяют 1 г диметиланилина в 10 мл 1 н. соляной кислоты. В другом стаканчике растворяют 1 г сульфани-ловой кислоты в 2,5 мл 2 н. раствора гидроксида натрия. Добавляют раствор 0,4 г нитрита натрия 'в 5 мл воды. Полученную смесь охлаждают льдом и при перемешивании приливают ее к первому раствору. К вновь полученной смеси добавляют 2 н. раствор гидроксида натрия до сильнощелочной реакции. Натриевая соль красителя выпадает в виде оранжево-коричневых листочков. Смесь выдерживают 2—3 ч, фильтруют, осадок перекристалли-зовывают из небольшого количества воды (рис. 4). Выход 2 г.

Реактивы и оборудование: гидроксид натрия - 1,2 г, сульфаниловая кислота двуводная - 2,1 г, нитрит натрия - 0,8 г, конц. серная кислота - 1,2 мл, диметиланилин - 1,25 мл, соляная кислота 1 М раствор, вода, лёд, стакан химический на 50 мл.

Растворяют 0,4 г едкого натра в 5 мл воды и при нагревании в полученный раствор вносят сульфаниловую кислоту (2,1 г из расчета на двухводную). После растворения всей кислоты жидкость должна иметь щелочную реакцию по лакмусу. К полученному раствору прибавляют 0,8 г нитрита натрия. Полученный раствор охлаждают до 10С и приливают при постоянном перемешивании к смеси 1,2 мл концентрированной серной кислоты, 8 мл воды и 10 г толченого льда. Полученную диазобензолсульфокислоту сочетают с диметиланилином следующим образом: растворяют 1,25 мл диметиланилина в 1 мл 1 М HCl, охлаждают льдом, и к полученному раствору приливают раствор диазобензолсульфокислоты. К смеси прибавляют раствор 0,8 г NaOH в 8 мл воды. Через час выделившуюся в виде оранжевокрасных листочков натриевую соль красителя отфильтровывают и перекристаллизовывают из небольшого количества воды. Выход по методике 2,8 г.

20 г (0,116 моль) сульфанілової кислоти розчиняють в 50 мл 2 н. розчину їдкого натру і додають 8 г (0,115 моль) нітриту натрію в 100 мл води (1,2). Потім реакційну суміш охолоджують льодом до 0-5^оС і приливають 50 мл двонормального розчину соляної кислоти (0,1 моль HCl). Попередньо готують розчин з 12 г (0,1 моль) диметиланіліну в 100 мл 1н. розчині соляної кислоти (0,1 моль HCl), до якого додають приготовлений раніш розчин солі діазонію - натрієву сіль діазобензолсульфокислоти. Після ретельного перемішування розчин приймає червоний колір. Потім до одержаної реакційної суміші приливають розчин їдкого натру до явно лужного середовища, при цьому в осад випадають оранжево-коричневі кристали барвника. Суміш залишають стояти на декілька годин, після чого відсмоктують на лійці Бюхнера і перекристалізують з гарячої води. Вихід кількісний.

Синтез 2-нафтолоранжу

10 г (0,06 моль) сульфанілової кислоти розчиняють в 25 мл 2 н розчині їдкого натру і додають 4 г (0,06 моль) азотистокислого натрію в 50 мл води, потім до реакційної суміші при охолодженні до 0-5⁰С і перемішуванні додають 50 мл 4 н. розчину соляної кислоти (0,2 моль). Одержану діазобензолсульфокислоту швидко при перемішуванні додають до лужного розчину 2-нафтолу (8 г 0,06 моль 2-нафтолу в 100 мл 2 н. лугу NаОН). Через деякий час випадають оранжево-жовті листочки натрієвої солі барвника. Для одержання кристалічної речовини додають насичений розчин харчової солі і нагрівають до кипіння. Кристали відфільтровують, промивають холодною водою. Вихід 15-16 г.

У колбі Ерленмейєра в 10 мл води розчиняють 0,8 г натрій гідроксиду, далі колбу з одержаним розчином встановлюють на нагрівальний прилад і, нагріваючи, додають 2 г сульфанілової кислоти. Після розчинення всієї кислоти, колбу з одержаним розчином сульфанілової кислоти, охолоджують сумішшю лід-сіль до 0 °С (увага! Підтримка температури на рівні 0 °С, особливо на подальших стадіях, украй важлива – навіть незначне збільшення температури приводить до проходження небажаних побічних процесів, зниження виходу продукту реакції, його чистоти і спотворенню кольору барвника). Для цього колбу (склянку) із розчином сульфанілової кислоти встановлюють на магнітний перемішувач у скляну (або алюмінієву) баню з охолоджуючою сумішшю (лід–сіль). У окремій колбі готують, а потім охолоджують розчин 0,8 г натрій нітриту в 10 мл води. До охолодженого розчину сульфанілової кислоти, безперервно перемішуючи, додають охолоджений розчин натрій нітриту. Суміш витримують 2–3 хвилини і потім її підливають, при перемішуванні, до 10 мл заздалегідь охолодженої 7 %-й хлоридної кислоти. Розчин діазобензолсульфокислоти в охолодженому стані після 5–10 хвилин перемішування зберігають в охолодженому стані для реакції азосполучення. Диметиланілін (1,2 мл) розчиняють в 10 мл 0,1 н хлоридної кислоти, розчин охолоджують, для чого колбу (склянку) із розчином встановлюють на магнітний перемішувач у скляну (алюмінієву) баню з охолоджуючою сумішшю (лід–сіль). До охолодженого розчину гідрохлориду диметиланіліну по краплях додають охолоджений діазорозчин. Після закінчення додавання діазорозчину до отриманої реакційної суміші доливають продовжуючи перемішування 20 мл 10 %-го розчину гідроксиду натрію і суміш залишають без перемішування для формування осаду барвника. Натрієву сіль геліантину, що виділилася у вигляді оранжево-червоних листочків, фільтрують на лійці Бюхнера і, при необхідності, очищають перекристалізацією з води. Вихід 1,7 г.