Zapoznaj się z dwoma przeprowadzonymi doświadczeniami, a następnie wykonaj polecenie.

Doświadczenie $1.$

Analiza eksperymentu: Otrzymywanie benzenu.

Problem badawczy: Czy możliwe jest otrzymanie benzenu w reakcji z soli diazoniowej z trihydroksocynianem($\text{II}$) sodu?

Hipoteza: Można otrzymać benzen w reakcji z soli diazoniowej z trihydroksocynianem($\text{II}$) sodu.

Sprzęt laboratoryjny:

• waga – urządzenie do odmierzania masy substancji chemicznych;

• zlewka – naczynie szklane o kształcie cylindrycznym, stosowane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych;

• cylinder miarowy – podłużne szklane naczynie laboratoryjne w kształcie walca z umieszczoną na ściance podziałką objętości. Służy do odmierzania cieczy;

• pipety – wąska rurka do pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki;

• łyżeczki – długi trzonek wykonany ze szkła, porcelany lub metalu zakończony z jednej strony łyżeczką. Służy do nabierania sypkich substancji chemicznych;

• kolba okrągłodenna – szklane naczynie laboratoryjne z zaokrąglonym dnem;

• termometr ze szlifem – podłużny sprzęt laboratoryjny zawierający najczęściej skalę w stopniach Celsjusza oraz słup wypełniony rtęcią, który pod wpływem temperatury wskazuje pomiar;

• płaszcz grzejny – urządzenie przeznaczone do prac laboratoryjnych i służy do podgrzewania różnego rodzaju cieczy;

• chłodnica Liebiga – 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;

• kolba stożkowa – szklane naczynie laboratoryjne o kształcie stożka z płaskim dnem i wąską szeroką szyjką;

• łaźnia lodowa – naczynie wypełnione lodem, służące do schładzania innych naczyń laboratoryjnych wraz z ich zawartością;

• naczynko wagowe – sprzęt laboratoryjny służący do dokładnego odważania substancji stałych;

• statyw – element sprzętu laboratoryjnego, rodzaj metalowego statywu służącego do montowania szklanej aparatury.

Odczynniki chemiczne:

• anilina;

• azotan($\text{III}$) sodu;

• kwas chlorowodorowy 35%;

• wodorotlenek sodu;

• chlorek cyny($\text{II}$);

• woda destylowana.

Przebieg eksperymentu:

1. Dodano $2 {\text{cm}}^3$ aniliny do kolby okrągłodennej, następnie $6 {\text{cm}}^3$ stężonego kwasu chlorowodorowego.

2. Taką mieszaninę włożono do łaźni lodowej.

3. Kolejno dodano $\mathrm{1,6} \text{g}$ azotanu($\text{III}$) sodu rozpuszczonego w $\mathrm{3,5}{\text{ cm}}^3$ wody.

4. $5 \text{g}$ chlorku cyny rozpuszczono w $15 {\text{cm}}^3$ wody. Do sporządzonego roztworu dodano $20 {\text{cm}}^3$ wodorotlenku sodu.

5. Do powstałego związku w kolbie okrągłodennej, dodawano małymi porcjami roztwór powstałego cynianu($\text{II}$) sodu.

6. Po zakończeniu reakcji, przeprowadzono destylację prostą powstałego roztworu. Pierwszym zebranym produktem był spodziewany produkt.

Obserwacje:

Po dodaniu azotanu($\text{III}$) sodu, mieszanina przybiera kolor pomarańczowy. Otrzymany produkt to bezbarwna ciecz.

Wyniki:

W wyniku reakcji otrzymano benzen.

Wnioski:

W wyniku reakcji aniliny z azotanem($\text{III}$) sodu otrzymano jasnożółtą ciecz – jest to benzen. Hipoteza została potwierdzona.

Doświadczenie $2.$

Analiza eksperymentu: Wykorzystanie przyrządu do pomiaru temperatury topnienia.

Problem badawczy: Jak najłatwiej odróżnić dwie substancje: kwas benzoesowy od salicylowego?

Hipoteza: Badane kwasy posiadają różne temperatury topnienia.

Sprzęt laboratoryjny:

• probówki w statywie – podłużne naczynie szklane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych;

• pipety – wąska rurka do pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki;

• łyżeczki – długi trzonek wykonany ze szkła, porcelany lub metalu zakończony z jednej strony łyżeczką. Służy do nabierania sypkich substancji chemicznych;

• palnik – rodzaj sprzętu z regulacją płomienia, umożliwiający podgrzewanie substancji chemicznych;

• krystalizator z wodą – płaskie naczynie laboratoryjne, które służy do procesu krystalizacji;

• przyrząd do pomiaru temperatury topnienia

• uniwersalne papierki wskaźnikowe – kawałek bibuły najczęściej w kształcie paska, nasączony roztworem substancji chemicznej będącej indykatorem i wysuszony;

• drewniana łapa do probówek – rodzaj trzymaka, służący do uchwycenia probówki lub małej kolby stożkowej.

Odczynniki chemiczne:

• eter dietylowy;

• etanol;

• woda destylowana.

Przebieg eksperymentu:

1. Zbadano rozpuszczalność substancji $\mathrm{X}$ oraz $\mathrm{Y}$ w zimnej wodzie. Następnie sprawdzono rozpuszczalność tych substancji, ale po ogrzaniu. W tym celu probówki z badanymi substancjami ($\mathrm{X}$, $\mathrm{Y}$) oraz wodą ogrzano w łaźni wodnej.

2. Sprawdzono odczyn badanych roztworów za pomocą papierka uniwersalnego.

3. Zbadano rozpuszczalność substancji $\mathrm{X}$ oraz $\mathrm{Y}$ w eterze dietylowym oraz w etanolu.

4. Sprawdzono temperaturę topnienia badanych substancji.

Obserwacje:

Badane substancje $\mathrm{X}$ oraz $\mathrm{Y}$ to białe ciała stałe, nierozpuszczalne w zimnej wodzie, lecz po podgrzaniu. Uniwersalne papierki wskaźnikowe zmieniły barwę z żółtej na czerwoną w obu przypadkach. Substancje rozpuszczają się w eterze dietylowym oraz w etanolu; różnią się temperaturą topnienia.

Wyniki:

Czerwona barwa uniwersalnych papierków wskaźnikowych świadczy o kwasowym odczynie roztworów obu substancji. Związek $\mathrm{X}$ posiada temperaturę topnienia $\mathrm{122,4}°\text{C}$, natomiast $\mathrm{Y}$ $\mathrm{158,6}°\text{C}$.

Wnioski:

Związek $\mathrm{X}$to kwas benzoesowy, a związek $\mathrm{Y}$ to kwas salicylowy. Hipoteza została potwierdzona.

Zapoznaj się z opisem doświadczenia, w którym metodą chromatografii kolumnowej rozdzielono mieszaninę $o$-nitrofenol i $p$-nitrofenolu. Jako eluent zastosowano dichlorometan. Rozwiąż problem badawczy i zweryfikuj hipotezę. W formularzu zapisz swoje wyniki, a następnie sformułuj wnioski.

Analiza doświadczenia:

Chromatografia kolumnowa.

Problem badawczy:

Czy za pomocą chromatografii kolumnowej można rozdzielić $o$-nitrofenol oraz $p$-nitrofenol?

Hipoteza:

Za pomocą chromatografii kolumnowej można rozdzielić $o$-nitrofenol oraz $p$-nitrofenol.

Sprzęt laboratoryjny:

• statyw – pionowy pręt ze stabilną podstawą, umożliwiający mocowanie na wybranej wysokości, na przykład szkła laboratoryjnego umieszczonego w łapie;

• łapa – rodzaj narzędzia, wykorzystywanego w laboratorium do trzymania, na przykład kolb;

• szklana kolumna chromatograficzna – szklana rurka zakończona u dołu kranikiem;

• kolby stożkowe – szklane naczynia laboratoryjne o kształcie stożka z płaskim dnem i wąską szyjką;

• lejek – szkło w kształcie odwróconego stożka, ze zwężającą się rurką, służący do przelewania cieczy lub sączenia;

• zlewka – naczynie szklane o kształcie cylindrycznym, stosowane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych;

• cylinder miarowy – podłużne szklane naczynie laboratoryjne w kształcie walca, z umieszczoną na ściance podziałką objętości, służące do odmierzania cieczy;

• łyżeczka – długi trzonek wykonany ze szkła, porcelany lub metalu, zakończony z jednej strony łyżeczką;

• bagietka szklana – szklany pręt laboratoryjny służący do mieszania;

• pipeta – wąska rurka służąca do pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki.

Odczynniki chemiczne:

mieszanina $p$-nitrofenolu i $o$-nitrofenolu, dichlorometan, silikażel

Przebieg doświadczenia:

1. Do zlewki dodano pięć łyżek silikażelu, a następnie około $50$ mililitrów dichlorometanu. Zawartość dokładnie wymieszano przy pomocy szklanej bagietki.

2. Przygotowany silikażel wraz z dichlorometanem przeniesiono do kolumny z wykorzystaniem lejka.

3. Łyżeczkę mieszaniny nitrofenoli rozpuszczono w jak najmniejszej ilości dichlorometanu i naniesiono na kolumnę przy pomocy pipety, lejąc bardzo powoli po ściankach kolumny.

4. Kolejno dokonano rozdziału mieszaniny, używając jako eluentu dichlorometanu, który w miarę przepływu fazy ruchomej uzupełniano tak, by jego poziom zawsze znajdował się ponad fazą stacjonarną.

5. Z zebranych frakcji odparowano rozpuszczalnik przy pomocy wyparki laboratoryjnej.

Obserwacje:

Po wprowadzeniu mieszaniny dwóch związków na kolumnę chromatograficzną, barwna smuga przesuwa się po silikażelu, a następnie rozdziela się w miarę postępującej elucji.

Wyniki: W wyniku przeprowadzenia chromatografii kolumnowej, mieszaniny $o$-nitrofenolu oraz $p$-nitrofenolu, otrzymano dwa czyste związki: $o$-nitrofenol oraz $p$-nitrofenol.

Wnioski: Chromatografia kolumnowa pozwala na rozdział badanej mieszaniny dwóch związków.
Hipoteza została potwierdzona.