дослідження метанолу

При сухій перегонці деревини ми вже отримали кілька крапель неочищеного метанолу (метилового спирту). В даний час переважна частина метанолу виходить шляхом синтезу з водяного газу:

Складові частини водяного газу з'єднуються з утворенням метанолу. Крім того, в незначній кількості утворюються і вищі спирти. Цей процес вимагає температури 400 ° С, тиску 200 ат і прискорюється в присутності оксидних каталізаторів.
Метанол служить розчинником і проміжним продуктом у виробництві барвників. Але головним споживачем його є виробництво пластмас, для якого потрібні великі кількості формальдегіду (формальдегіду). Метаналь ж виходить при окисленні метанолу киснем повітря. У промисловості суміш парів метанолу та повітря при 400 ° С пропускають над мідним або срібним каталізатором.
Щоб моделювати цей процес, зігнемо в спіраль шматочок мідного дроту діаметром 0,5-1 мм і щипцями внесемо його в несвітними зону полум'я пальника Бунзена. Дріт розжарюється і покривається шаром оксиду міді (II). Помістимо отриманий нами раніше метанол (10 крапель) в досить широку пробірку і опустимо в нього розпечену мідну спіраль.
Внаслідок нагрівання метанол випаровується і під впливом каталізатора - міді - з'єднується з киснем з утворенням формальдегіду (ми дізнаємося його по характерному різкого запаху). При цьому поверхня мідного дроту відновлюється.
Реакція відбувається з виділенням тепла. При великих кількостях парів метанолу та повітря мідь залишається розігрітій до тих пір, поки реакція не завершиться. Відзначимо, що метанол дуже отруйний! Тому не будемо проводити досвід з великими кількостями.
Навіть маленький ковток метанолу може викликати повну втрату зору, а іноді і смерть. Тому метанол завжди потрібно зберігати так, щоб ні в якому разі ніхто не міг помилково випити його. Втім, метанол поряд з іншими сполуками спеціально додають в малій кількості до спирту, який використовується для горіння, з метою його денатурації. Тому денатурований спирт теж отруйний!

Наступні досліди проведемо з продажним формаліном. Формалін - це 35-40% -ний розчин формальдегіду (формальдегіду) у воді. Зазвичай він містить ще мала кількість непрореагировавшего отруйного метанолу. Сам формальдегід викликає згортання білків і, отже, теж є отрутою.
Проведемо ряд простих дослідів. У пробірці або маленької колбочці упарити кілька мілілітрів формаліну. Вийде біла труднорастворимая маса, пробу якої ми потім нагріємо в інший пробірці. При цьому вона випарується, і по запаху відчувається, що знову утворився формальдегід.
У чистому стані формальдегід є газ, який при нормальному тиску і -19 ° С перетворюється в рідину. Вже на холоду і в ще більшому ступені при легкому нагріванні або в присутності кислот формальдегід починає полимеризоваться.
При цьому безліч його молекул з'єднується один з одним і утворює довгі ланцюги параформа:
. CH2 -O-CH2 -O-CH2 -O-CH2 -O. Сильне нагрівання призводить до зворотному перетворенню параформа в формальдегід. Полімеризація характерна для багатьох алканалей і свідчить про присутність в них ненасиченої зв'язку. Реакції полімеризації лежать в основі отримання багатьох пластмас. Метаналь поступово полімеризується і в розчині з утворенням все більш довгих ланцюгових молекул. Такий полімерний формалін можна регенерувати шляхом нагрівання параформа і поглинання виділяються при цьому парів формальдегіду водою.
Метаналь і інші алканалі (альдегіди) дають з так званим реактивом Шиффа характерну кольорову реакцію. яка може служити для їх розпізнавання.
Приготуємо реагент, взявши на кінчику скальпеля трохи барвника фуксину і розчинивши його в декількох мілілітрах теплої дистильованої води. До цього розчину порціями, до знебарвлення, будемо додавати водний розчин сірчистої кислоти. Наллємо в пробірку кілька мілілітрів отриманого таким чином реактиву, додамо кілька крапель розчину формальдегіду і перемішаємо.
Незабаром з'явиться фіолетове забарвлення. Провівши ряд дослідів з все більш розведеним розчином формальдегіду, ми можемо переконатися в чутливості цієї якісної реакції.
Наллємо в пробірку кілька мілілітрів реактиву Фелінга. який можна приготувати, змішавши рівні кількості наступних вихідних розчинів:

· Вихідний розчин Фелінга № 1: 7 г сульфату міді (II) в 100 мл дистильованої води

· Вихідний розчин Фелінга № 2: 37 г сегнетової солі і 10 г їдкого натру в 100 мл дистильованої води
Сам реактив Фелінга дуже нестійкий, а вихідні розчини можна зберігати. У готовому вигляді ці розчини іноді можна придбати в аптеках.
Тепер до готового реактиву Фелінга додамо близько 1 мл розчину формальдегіду і нагріємо до кипіння.
При цьому виділяється елементарна мідь, яка утворює на стінках пробірки красивий дзеркальний наліт (мідне дзеркало). Треба тільки попередньо знежирити пробірку хромової сумішшю. Інші алканалі утворюють цегляно-червоний осад оксиду міді (I).
Замість реактиву Фелінга можна використовувати і аміачний розчин солі срібла. До розбавленому (приблизно 2% -ному) розчину нітрату срібла будемо поступово доливати розбавлений водний розчин аміаку - точно до того моменту, поки що випав спочатку осад не розчиниться знову. В пробірку, ретельно вимитий хромовою сумішшю і обполоснути кілька разів дистильованою водою, наллємо 2 мл приготованого розчину солі срібла і 5-8 мл розчину формальдегіду і обережно нагріємо цю суміш, найкраще на водяній бані. На стінках пробірки утворюється чітке дзеркало, а розчин завдяки випав найдрібніших частинок срібла набуває інтенсивну чорне забарвлення.
Алканалі (альдегіди) дуже легко окислюються, в результаті чого утворюються, як правило, алканових (карбонові) кислоти. Таким чином, по відношенню до окислювача вони поводяться як відновники. Наприклад, алканалі відновлюють сіль двухвалентной міді до оксиду міді (I) або навіть до елементарної міді. Аміачний розчин солі срібла вони відновлюють з виділенням металевого срібла. Ці реакції є загальними для алканалей та інших відновників, наприклад для виноградного цукру, про який ми поговоримо пізніше. При дії інших окислювачів алканалі теж окислюються з утворенням алканових кислот, а іноді навіть до діоксиду вуглецю і води. У пробірці до кількох мілілітрів розчину формальдегіду обережно додамо 10% -ний розчин пероксиду (перекису) водню. Потім нагріємо суміш і потримаємо в парах над колбою зволожену синю лакмусовий папірець. Її почервоніння говорить про те, що в пробірці утворилася метанова (мурашина) кислота.