практическая работа по теме получение этилена и изучение его свойств

Коротко: в школьной практике этилен (этен) получают нагреванием этанола с концентрированной серной кислотой примерно до \(170\,^\circ\mathrm{C}\). Полученный газ обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия — это доказывает наличие двойной связи, то есть непредельный характер этилена.

1. Получение этилена

\[ \mathrm{C_2H_5OH \to C_2H_4\uparrow + H_2O} \]

Условие: концентрированная \(\mathrm{H_2SO_4}\), нагревание до \(170\,^\circ\mathrm{C}\).

Концентрированная серная кислота отнимает воду и ускоряет реакцию. Если нагреть только до \(140\,^\circ\mathrm{C}\), преимущественно образуется диэтиловый эфир:

\[ \mathrm{2C_2H_5OH \to C_2H_5{-}O{-}C_2H_5 + H_2O} \]

Поэтому важно поддерживать нужную температуру, указанную в инструкции.

Газ собирают над водой, потому что этилен малорастворим в воде. Первые порции газа лучше не поджигать: в них может быть воздух.

2. Физические свойства

Этилен — бесцветный газ со слабым сладковатым запахом, немного легче воздуха, плохо растворим в воде. С воздухом образует взрывоопасную смесь.

3. Химические свойства

Взаимодействие с бромной водой

\[ \mathrm{CH_2{=}CH_2 + Br_2 \to CH_2Br{-}CH_2Br} \]

Жёлто-оранжевая бромная вода обесцвечивается. Это реакция присоединения по двойной связи.

Окисление раствором перманганата калия

В нейтральном или слабощелочном холодном растворе:

\[ \mathrm{3C_2H_4 + 2KMnO_4 + 4H_2O \to 3HOCH_2{-}CH_2OH + 2MnO_2\downarrow + 2KOH} \]

Фиолетовый раствор \(\mathrm{KMnO_4}\) обесцвечивается, выпадает бурый осадок \(\mathrm{MnO_2}\). Образуется этиленгликоль.

Горение

\[ \mathrm{C_2H_4 + 3O_2 \to 2CO_2 + 2H_2O} \]

Этилен горит светящимся пламенем. Углекислый газ можно обнаружить помутнением известковой воды:

\[ \mathrm{CO_2 + Ca(OH)_2 \to CaCO_3\downarrow + H_2O} \]

4. Наблюдения

• выделяется бесцветный газ;
• бромная вода из жёлто-оранжевой становится бесцветной;
• раствор перманганата калия обесцвечивается, появляется бурый осадок;
• газ горит;
• этилен можно отличить от этана: этан в обычных условиях не обесцвечивает бромную воду.

5. Вывод

В работе получили этилен дегидратацией этанола. Этилен содержит двойную связь \(\mathrm{C=C}\), поэтому вступает в реакции присоединения и окисления: обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия. Это качественное доказательство его непредельности.

Что проверить: если бромная вода не обесцвечивается, возможны утечка газа, слишком низкая температура или в газе много воздуха. Если образовался эфир, значит, смесь нагревали около \(140\,^\circ\mathrm{C}\), а не \(170\,^\circ\mathrm{C}\).

Техника безопасности: концентрированная серная кислота едкая, этилен горюч. Работать нужно в очках, под тягой и вдали от открытого огня; перед прекращением нагревания газоотводную трубку убирают из жидкости, чтобы она не засосалась обратно.