Katedra i Zakład Chemii Medycznej

UM w Lublinie

ĆWICZENIE 2: GRUPY FUNKCYJNE

Reakcja 1. Utlenianie alkoholi.

Do wysokiej probówki zawierającej 0,5 ml etanolu i 2 ml 10% K

2

Cr

2

O

7

dodad ostrożnie kilka kropel

stężonego H

2

SO

4

do pojawienia się charakterystycznego zapachu. Zmiana barwy roztworu na kolor

zielony potwierdza przebieg reakcji.

Interpretacja:

K

2

Cr

2

O

7

+ 4 H

2

SO

4

Cr

2

(SO

4

)

3

+ K

2

SO

4

+ 4 H

2

O + 3 O

0

CH

3

CH

2

OH + K

2

Cr

2

O

7

+ H

2

SO

4

CH

3

COH + Cr

2

SO

4

+ K

2

(SO

4

)

3

+ 7H

2

O

Alkohole I rzędowe pod wpływem słabych utleniaczy utleniają się do aldehydów, natomiast

przy użyciu mocnych utleniaczy do kwasów karboksylowych. Alkohole II rzędowe przy zastosowaniu
słabych utleniaczy utleniają się do ketonów a przy użyciu mocnych do mieszaniny kwasów
karboksylowych (reakcja przebiega z rozpadem wiązao C-C). Alkohole III rzędowe ulegają tylko
działaniu mocnych utleniaczy – następuje rozpad wiązao C-C i tworzy się mieszanina kwasów
karboksylowych. Zielone zabarwienie roztworu pochodzi od soli Cr

3+

.

Reakcja 2. Reakcja jodoformowa.

Do probówki dodad: 0,5 ml etanolu, 2 ml roztworu I

2

w KI, kryształek czystego I

2

oraz kroplami 2

molowy NaOH do momentu odbarwienia się mieszaniny. Probówkę wstawid do łaźni wodnej. Po kilku
minutach roztwór przyjmuje żółtą barwę i pojawia się zapach jodoformu.

Interpretacja:

Alkohol etylowy w środowisku zasadowym pod wpływem jodu ulega utlenieniu do aldehydu

octowego. Koocowym produktem, reakcji jest jodoform – CHI

3

– żółty, nierozpuszczalny w wodzie

związek o charakterystycznym zapachu.

Reakcja 3. Estryfikacja.

W probówce umieścid równe objętości podanych niżej w tabelce alkoholi oraz stężonych kwasów
karboksylowych, a następnie dodad ostrożnie kilka kropel H

2

SO

4

. Probówkę wstawid na kilka minut do

łaźni wodnej – pojawi się zapach estru. W tabelce napisad wzór i nazwę powstałego estru.

Alkohol

Kwas

Ester

Zapach

izoamylowy

mrówkowy

śliwek

izoamylowy

octowy

bananów

etylowy

mrówkowy

rumu

izobutylowy

octowy

ananasów

oktylowy

octowy

pomaraoczy

benzylowy

octowy

jaśminu

etylowy

benzoesowy

anyżu

Katedra i Zakład Chemii Medycznej

UM w Lublinie

Interpretacja:

Estryfikacja jest to reakcja alkoholi z kwasami karboksylowymi w obecności jonów H

+

jako

katalizatora. Produktami reakcji są estry posiadające zazwyczaj charakterystyczny, przyjemny zapach.

Reakcja 4. Identyfikacja alkoholi wielowodorotlenowych.

Do probówki dodad 0,5 ml 1 molowego CuSO

4

oraz 2 molowego NaOH, aż do wytrącenia się osadu.

Następnie dodad glicerynę i dokładnie wymieszad. Osad zanika, a roztwór przybiera intensywną
szafirową barwę.

Interpretacja:

Alkohole wielowodorotlenowe posiadają nieco silniejsze właściwości kwasowe od alkoholi

jednowodorotlenowych. Zjawiskiem potwierdzającym ten fakt jest reakcja z zawiesiną Cu(OH)

2

zachodząca w środowisku zasadowym. Tworzy się kompleksowy związek o szafirowej barwie
rozpuszczalny w wodzie.

Reakcja 5. Charakter kwasowy fenoli.

Niewielką ilośd fenolu umieścid w probówce i dodad 1 ml wody. Zawartośd probówki dobrze
wymieszad. Za pomocą papierka wskaźnikowego sprawdzid odczyn uzyskanej mieszaniny. Następnie
dodad kroplami 2 molowy NaOH do momentu zaniku granicy faz i kolejny raz sprawdzid odczyn
roztworu.

Interpretacja:

Fenole mają charakter słabych kwasów. W roztworze wodnym ulegają dysocjacji:

C

6

H

5

OH + H

2

O

C

6

H

5

O

-

+ H

3

O

+

Ze względu na małą rozpuszczalnośd fenolu, jego mieszanina z wodą tworzy dwie fazy. Po
zobojętnieniu mieszaniny fenolu i wody, granica faz zanika. W wyniku reakcji z NaOH powstają sole –
fenolany o charakterze zasadowym.

Reakcja 6. Reakcja z FeCl

3

.

Niewielką ilośd fenolu umieścid w probówce i dodad ok. 3 ml etanolu do momentu rozpuszczenia.
Następnie dodad 3-4 krople 1% FeCl

3

i zaobserwowad zmianę.

Interpretacja:

Związki posiadające grupę OH z ugrupowaniem aromatycznym tworzą z jonami Fe

3+

związki

kompleksowe o charakterystycznym , fioletowo-niebieskim zabarwieniu.

C

6

H

5

OH + [Fe(H

2

O)

6

]

3+

[Fe(H

2

O)

5

(C

6

H

5

O

-

)]

2-

+ H

3

O

+

Reakcja 7. Właściwości redukcyjne aldehydów – próba Fehlinga.

Do probówki dodad po 1 ml odczynnika Fehlinga I oraz Fehlinga II, 0,5 ml roztworu formaliny, a
następnie wstawid do łaźni wodnej do momentu pojawienia się ceglastego osadu lub „lustra
miedziowego”.

Katedra i Zakład Chemii Medycznej

UM w Lublinie

Interpretacja:

Aldehydy posiadają właściwości redukujące – mogą reagowad z utleniaczami utleniając się do

kwasów karboksylowych. W próbie Fehlinga powstaje kwas mrówkowy oraz ceglasty osad tlenku
miedzi (I) według reakcji:

2 Cu(OH)

2

+ HCHO

Cu

2

O + HCCOH + 2H

2

O

Przy dużej zawartości aldehydu, może pojawid się wolna miedź widoczna w postaci tzw. „lustra
miedziowego”.

Cu(OH)

2

+ HCOH

Cu + HCCOH + H

2

O

Próba Fehlinga wymaga obecności tzw. soli Seignette’a (winian sodowo-potasowy), która wiąże jony
Cu

2+

i zapobiega nadmiernemu wytrącaniu się Cu(OH)

2

. Jeżeli stężenie aldehydu jest zbyt małe, częśd

wodorotlenku, która nie ulegnie redukcji, może rozłożyd się do czarnego tlenku miedzi (II) CuO.

Cu(OH)

2

CuO + H

2

O

Reakcja 8. Próba Tollensa.

Do probówki dodad 2 ml 2 molowego AgNO

3

oraz wkroplid powoli 2 molowy roztwór NH

3

· H

2

O, aż do

momentu rozpuszczenia się wytrąconego początkowo osadu Ag

2

O. Następnie dodad 0,5 ml roztworu

formaliny i wstawid do łaźni wodnej do momentu pojawienia się charakterystycznego „lustra
srebrowego”.

Interpretacja:

Reakcja ta wykorzystywana jest do odróżniania aldehydów od ketonów. Ketony posiadają

słabsze właściwości redukcyjne i nie wchodzą w reakcje z odczynnikiem Tollensa (amoniakalny
roztwór tlenku srebra). Reakcja aldehydu z powstałym odczynnikiem Tollensa zachodzi według
równania:

2 [Ag(NH

3

)

2

]

+

+ HCHO + 3 H

2

O + 2 OH

-

2 Ag

0

+ HCOOH + 4 NH

3

· H

2

O

Czynnikiem utleniającym jest tlenek srebra powstający w środowisku reakcji z [Ag(NH

3

)

2

]

+

OH

HCHO + Ag

2

O

2 Ag

0

+ HCOOH

Na powierzchni probówki pojawia się osad metalicznego srebra w postaci tzw. „lustra srebrowego”.

Uwaga!!!

Należy pamiętad, że odczynnik Tollensa utlenia również cukry (aldozy i ketozy), fenole,
hydroksykwasy, α-dwuketony, ,α-hydroksyketony, kwasy sulfonowe, aminofenole, hydroksyaminy i
aminy oraz hydrazyny.

temperatura

Katedra i Zakład Chemii Medycznej

UM w Lublinie

Reakcja 9. Działanie mocnych utleniaczy.

Do probówki dodad 1 ml roztworu formaliny, 2 ml 1 molowego H

2

SO

4

oraz 2 ml 2% KMnO

4

. Probówkę

wstawid do łaźni wodnej na 5 minut. Odbarwienie się roztworu potwierdza przebieg reakcji.

Interpretacja:

Aldehydy ulegają działaniu mocnych utleniaczy np. KMnO

4

w środowisku kwaśnym według

reakcji:

5 HCHO + 2 MnO

4

-

+ 6 H

+

5 HCOOH + 2 Mn

2+

+ 3 H

2

O

Formaldehyd utlenia się do kwasu mrówkowego, a jony manganu redukują się z (Mn

+7

) na (Mn

+2

), co

widoczne jest w postaci zmiany koloru z fioletowego na bezbarwny.

Reakcja 10. Próba Legala.

Do probówki dodad 1 ml acetonu, 4- 5 kropli nitroprusydku sodu oraz 1 ml 2M NaOH. Pojawienie się
fioletowo-czerwonego zabarwienia potwierdza przebieg reakcji.

Interpretacja:

W obecności ketonów i nitroprusydku sodu powstają produkty o intensywnej czerwono-fioletowej
barwie. Próba ta jest szczególnie czuła w przypadku acetonu i stosowana jest do wykrywania tzw. ciał
ketonowych w moczu.

Reakcja 11. Kwasy karboksylowe – tworzenie mydeł.

Niewielką ilośd kwasu stearynowego umieścid w probówce, dodad 3 ml wody. Następnie dodad
kroplami 2 molowy NaOH do momentu uzyskania odczynu zasadowego (sprawdzid przy pomocy
papierka wskaźnikowego) i wstawid do łaźni wodnej.

Interpretacja:

Wyższe kwasy karboksylowe (np. stearynowy) w reakcji z NaOH tworzą dobrze rozpuszczalne

w wodzie sole (mydła), mające zdolnośd zmniejszania napięcia powierzchniowego wody, co widoczne
jest w postaci powstałej piany.

Reakcja 12. Identyfikacja kwasów przy pomocy FeCl

3

.

Do 1 ml badanej substancji (kwasu mrówkowego, octowego, benzoesowego) dodad 5 ml H

2

O,

zobojętnid 20% NaOH, a następnie dodad kilka kropel 10% roztworu FeCl

3

. Obserwowad zmiany.

Interpretacja:

Rozcieoczony roztwór chlorku żelaza (III) tworzy z wieloma kwasami karboksylowymi barwne

połączenia. Z kwasem mrówkowym, octowym i propionowym daje zabarwienie czerwone, z kwasem
benzoesowym – ceglasty osad, a z kwasem salicylowym – zabarwienie fioletowe.