Wirtualne laboratorium – I
Przeprowadź w wirtualnym laboratorium chemicznym doświadczenie na temat otrzymywania toluenu. Zapisz swoje obserwacje i wyniki oraz sformułuj wnioski.
Pamiętaj, że w praktyce laboratoryjnej nie spotkasz się z doświadczeniami z użyciem benzenu ze względu na jego właściwości rakotwórcze. Zatem doświadczenia wykonywane w ramach wirtualnego laboratorium mają charakter teoretyczny.
Zapoznaj się z opisem przeprowadzonego doświadczenia na temat otrzymywania toluenu i wykonaj polecenie
Analiza doświadczenia: Jak otrzymać toluen?
Problem badawczy: Czy w reakcji alkilowania benzenu metodą Friedla-Craftsa można otrzymać toluen?
Hipoteza: Toluen można otrzymać w reakcji alkilowania benzenu metodą Friedla-Craftsa.
Odczynniki:
chlorek glinu;
chlorometan rozpuszczony w benzenie.
Sprzęt laboratoryjny:
zlewka - naczynie szklane o kształcie cylindrycznym, stosowane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych;
lejek szklany - podstawowy sprzęt laboratoryjny, zazwyczaj w kształcie stożka zakończonego rurką lub szlifem, który służy do przelewania płynów, przesypywania proszków oraz do sączenia;
kolba trójszyjna - naczynie laboratoryjne, rodzaj kolby okrągłodennej z trzema szyjami służącej do przeprowadzania reakcji chemicznych;
mieszadło mechaniczne;
Statyw - element sprzętu laboratoryjnego, rodzaj metalowego statywu służącego do montowania szklanej aparatury;
cylinder miarowy - podłużne szklane naczynie laboratoryjne w kształcie walca z umieszczoną na ściance podziałką objętości. Służy do odmierzania cieczy;
chłodnica - podłużne szkło laboratoryjne, wewnątrz którego znajduje się spiralna rurka przez którą przepływa zimna woda schładzająca powstające podczas reakcji opary. Służy do skraplania gazów powstających podczas ogrzewania substancji;
korek szklany - niewielki element, służący do szczelnego zamykania szkła laboratoryjnego ze szlifem;
łyżka laboratoryjna - długi trzonek wykonany ze szkła, porcelany lub metalu zakończony z jednej strony łyżeczką. Służy do nabierania sypkich substancji chemicznych;
wkraplacz - naczynie laboratoryjne służące do precyzyjnego dozowania ciekłych substancji, zazwyczaj substratów do prowadzonej w kolbie reakcji chemicznej.
Przebieg doświadczenia:
Zmontowano aparaturę potrzebną do przeprowadzenia eksperymentu. Umieszzono kolbę trójszyjną okrągłodenną w stojaku. W środkowej szyi umieszczono mieszadło mechaniczne. W lewej szyi umieszczono chłodnicę kulową połączoną z rurką z chlorkiem wapnia oraz pochłaniaczem gazu.
Za pomocą łyżeczki umieszczono chlorek glinu w kolbie okrągłodennej.
W prawej szyi kolby okrągłodennej umieszczono wkraplacz z wyrównywaniem ciśnienia.
Następnie za pomoca cylindra miarowego odmierzono 100 centymetrów sześciennych chlorometanu rozpuszczonego w benzenie i umieszczono we wkraplaczu.
zatkano wraplacz korkiem i rozpoczęto wkraplanie badanej substancji do kolby okrągłodennej.
Obserwowano zawartość pochłaniacza gazu.
Obserwacje:
W trakcie prowadzenia reakcji w zlewce z wodą pojawiają się pęcherzyki gazu.
Wyniki:
W wyniku reakcji następuje utworzenie obojętnego, zalkilowanego produktu – toluenu. Towarzyszy temu utworzenie chlorowodoru oraz odtworzenie chlorku glinu.
Wnioski:
Toluen można otrzymać w reakcji alkilowania benzenu metodą Friedla‑Craftsa.
Hipoteza została potwierdzona.
Chlorek glinu pełni funkcję katalizatora.
Chlorek wapnia jest substancją higroskopijną, pochłania wodę. Reakcję otrzymywania toluenu przeprowadza się w warunkach bezwodnych. Zastosowanie chlorku wapnia zabezpiecza reakcję przed dostaniem się wody do kolby reakcyjnej.
Zastosowana chłodnica w aparaturze pomaga w odprowadzeniu powstającego chlorowodoru. Jest połączona z aparaturą pochłaniającą chlorowodór.