STX 2.g
Formålet:
Vi skal ved hjælp af et forsøg fremstille 2-chlor-2-methylprppan.
Teori:
Hvor vi udnytter at OH
-
gruppen i 2-hydroxy -2-methylpropan (methylprppan-2-ol) kan substitueres med Cl
-
atom ved følgende reaktion med koncentreret saltsyre:
Her forløber hermed en substitutionsreaktion, hvor hydroxidgruppens substitueres med chlorid sådan så
stoffet ikke længere er et alkohol. Herudover sker der ændringer i stoffetets fysiske egenskaber da det ikke
længere er i stand til at lave hydrogenbindinger.
Saltsyren der benyttes er koncentreret saltsyre, altså en 37 % opløsning af HCL i vand! Hvilket har en
densitet på 1,19
.
Materialeliste:
- Automatpipette
- Måleglas 100 mL
- Konisk kolbe 250 mL (SKAL VEJES DER KOMMER NOGET STOF I)
- Omrøremagnet og motor
- En skilletragt
- En destillationsopstilling
Kemikalier:
- Koncentreret saltsyre
- 2-hydroxy-2-methylpropan (methylpropan-2-ol)
- Natriumcarbonatopløsning
- Vandfrit Calciumchlorid
C H
3
CH
3
C H
3
O H
+
C H
3
CH
3
C H
3
ClClH
+
OH
2
Fremgangsmetode:
I det at 2-hydroxy-2-methylpropan (methylpropan-2-ol) er et fast stof ved stuetemperatur, skal
det først ”smeltes” ved at anbringe det i et vandbad med varmt vand. Når stoffet er flydende
afmåles der 2 gange 10 mL af stoffet med en automatpipette (spidsen skal varmes med
hænderne). Herefter tilføres stoffet i en 250 mL konisk kolbe, der før forsøget blevet vejet.
Derpå bestemmes massen af det afmålte stof. Kolbens indhold hældes nu i en skilletragt. Det
nederste lag af væsken tappes og der tilsættes 20 mL Na
2
CO
3
, skilletragten rystes lidt (PAS PÅ
det bruser!), bundlaget tappes af igen og der tilsættes endnu en gang en portion Na
2
CO
3
. Der
tilføjes nu en prop på skilletragten og indholdet rystes forsigtigt idet der huskes at lufte den ud
ved at åbne ventilen (skal luftes ud i stinkskabet!).
Når væsken er rystet godt tappes nederste lag af, hvorefter pH
tjekkes (skal have en Blå farve (Basisk)). Nu skal det dannede 2-
hydroxy-2-methylpropan (methylpropan-2-ol) tørres. Hvorefter
det tappes ned i et tørt bægerglas hvor der tilsættes en lille
skefund vandfrit CaCl
2
. Produktet renses nu ved destillation. Lav
en opstillingen som der ses til højre:
Det tørrede råprodukt tilsættes i kolben, hvor der tilsættes et
par kogesten og varmekappen skydes ved hjælp af
niveaubordet op omkring kolben. Herefter åbnes der for
kølevandet (skal løbe lige så stille) og fraktionen mellem 47 og
58 grader opsamles.
Massen af den opsamlede fraktion bestemmes, og produktet
gemmes til senere brug.
Beilsteins test:
For at vise at der er kommet et Cl-atom ind i molekylet benyttes Beilsteins test:
En kobbertråd glødes i en bunsenbrænderflamme indtil flammefarven er rent gul. Den afkølede kobbertråd
dyppes i produktet og stikkes atter ind i flammen. En grøn flammefarve tyder på halogen i analysen.
Lav Beilsteins test både på udgangsstoffet og produktet.
Databehandling:
Koncentreret saltsyre er en 37% (masse) opløsning at HCl i vand, densiteten er 1,19 g/mL. Vis ved
beregninger, at der er anvende overskud af HCl
For at beregne den overskydende mængde af HCL, gør jeg som følgende:
Jeg ved at vi brugte 60 mL koncentreret saltsyre i vores opløsning, og ved at densiteten er 1,19
hvor jeg
ud fra de kendte værdier kan beregne fælgende:
For så at vise den overskydende mængde af HCL, da det oplyses at 37 % af massen er HCL finder jeg 37 % af
71,4 g:
Herefter beregner jeg stofmængden af HCL:
Herefter beregnes stofmængden af 2-methyl-2-propan
Altås kan det ses i reaktionsskemaet at reaktionen forløber i forholdet 1:1, da stofmængden af HCL er over
tre gange størrere end stofmængden af 2-methyl-2-propan, er der brugt rigeligt af HCL
Beregn det teoretiske udbytte af 2-chlor-2-methylpropan samt udbytteprocenten.
Da der bliver fremstillet et 2-chlor-2-methylpropan molekyle for hver 2-methyl-2-propan molekyle der
reagerer og der er overskud af HCL, må 2-methyl-2-propan være den begrænsede faktor. Hermed må
stofmængden af det teoretiske udbytte af 2-chlor-2-methylpropan være det samme som stofmængden af
2-methyl-2-propan.
Følgende beregnes:
Herefter beregnes procentdelen af hvad det praktiske udbytte udgør af det teoretiske:
Hvad sker når der tilsættes Na
2
CO
3
? Skriv reaktionsskema.
Da
er et ustabilt stof bliver reaktionsskemaet til:
Find kogepunktet for 2-chlor-2-methylpropan og sammenlign med det i målte ved destillationen.
Ifølge Databogen (side 105) har 2-chlor-2.methylpropan et kogepunkt på 50,9° C. Da vi udførte vores forsøg
begyndte opløsningen at fordampe før væsken kogte. Men kom til konklusion at væsken kogte ved 51,3° C.
Da fordamnningen starter før kogepunktet, passer tabelværdien rimelig godt.
Beskriv resultatet af Beilsteins test.
Som nævnt før bruges Beilsteins testen når man vil finde ud af om der er
kommet et Cl-atom ind i molekylet. Som det ses på billedet, må testen være
positiv da flamen lyser grøn. Da flammens farve er grøn må forståes det at der
er halogen i analysen.
Fejlkilder:
Usikker måling
Destilletationen er ikke blevet færdig
Stadig HCL i vores opløsning
Substitutionsreaktionen er ikke blevet færdig
Konklusion:
Vi har fremstillet 2-Chlor-2-methylpropan, hvor vores praktisk udbytte var på 29,35 % af det teoretiske.
Fin rapport, hvor du har det hele med.
Karakter 12