Взаимодействие фенола с бромной водой
При добавлении бромной воды к фенолувыпадает белый осадок трибромфенола со специфическим запахом. Бромная вода позволяет обнаруживать фенол в растворах.
Обесцвечивание бромной воды — качественная реакция на фенол.
Взаимодействие фенола с хлоридом железа (III)
При добавлении раствору фенола раствора средней соли — хлорида железа (III) FeCl3, наблюдается окрашивание жидкости в пробирке в темно-фиолетовый цвет — это качественная реакция на фенол. Реакция очень чувствительная, поэтому данный метод считается самым лучшим для обнаружения фенола.
Хлорид железа (III) является качественным реактивом для глицерина, фенола и альдегидов.
Реакция фенола с хлоридом железа уравнение реакции
Фенолы, в том числе и природные, образуют с хлоридом железа комплексные соединения с интенсивной окраской — черной, темно-синей, фиолетовой. Например, в случае простейшего фенола реакция имеет вид:
Образуется темно-фиолетовый комплекс железа (III) и фенола.
Данную реакцию используют для качественного обнаружения фенолов. В журнале уже был описан опыт по взаимодействию хлорида железа (III) FeCl3 с зеленым чаем [1]. К сожалению, разрешение видео было тогда низким. Повторим этот эксперимент и проведем некоторые аналогичные опыты.
Я заварил 3 ложки зеленого чая в 400 мл воды. Окраска оказалась слишком интенсивной, поэтому добавил к заварке равный объем воды. Налил заварку в колбу и стал по каплям прибавлять насыщенный раствор хлорида железа (III). Содержимое колбы быстро окрасилось в черный цвет. Чай содержит таннины (танины, танниды, или дубильные вещества), которые являются природными полифенолами и дают интенсивно-окрашенные комплексы с хлоридом железа (III).
__________________________________________________
1 См. статью Химические водоросли, зеленый чай и. дубовые орешки. Chemical Gardens (Colloidal Garden), Green Tea and. Galls [ссылка]
Green Tea and Iron (III) Chloride Зеленый чай и хлорид железа (III) |
Таннин (танин) Сложная смесь фенолов растительного происхождения (таннины, дубильные вещества). Таннины содержатся в коре, древесине, листьях, плодах (иногда семенах, корнях, клубнях) многих растений — дуба, каштана, акации, ели, лиственницы, тсуги канадской, эвкалипта, гранатового дерева, хурмы и хинного деревьев, сумаха, квебрахо и других; придают листьям и плодам терпкий вкус. Значительное количество таннинов содержится в чае, какао и кожуре граната. Таннины подавляют рост патогенных для многих растений микроорганизмов, защищают растения от поедания животными. |
Таннин (танин) |
Таниновая кислота (Танниновая кислота), Tannic acid — Структура |
Реакция фенолов и хлорида железа (III) ч.2 Чернильные орешки, или дубовые галлы (Gallnuts, Oak Galls) содержат много танинов (дубильных веществ) — аналогично зеленому чаю. Танины представляют собой природные полифенолы, поэтому они образуют ярко окрашенные комплексы с ионами трехвалентного железа (что характерно для соединений фенольной природы). Чернильные орешки, или дубовые галлы образуются на листьях дуба в результате жизнедеятельности насекомых-паразитов семейства орехотворок (Cynipidae). Галлы могут образовываться не только на дубе, но и на других растениях под действием разнообразных паразитов: вирусов, бактерий, нематод, грибов, но наиболее частая причина появления галлов — различные членистоногие (клещи, тли, галлицы, орехотворки). |
Чернильные орешки, или дубовые галлы (Gallnuts, Oak Galls) |
Разрезанные чернильные орешки |
Galls (Gallnuts) and Iron (III) Chloride. Interaction of Iron (III) with Tannin Чернильные орешки и хлорид железа (III). Взаимодействие железа (III) с танином |
Таниновая кислота (Танниновая кислота). Tannic acid Один из компонентов танина. Раньше из сульфата двухвалентного железа и дубовых галлов получали чернила (Iron gall ink, iron gall nut ink, oak gall ink). Соли двухвалентного железа постепенно окисляются на воздухе, поэтому в них присутствует также трехвалентное железо. Кроме сульфата железа для приготовления чернил использовались и другие источники железа. Реакция фенола с хлоридом железа уравнение реакцииХимические свойства фенолов определяются наличием в молекуле гидроксильной группы и бензольного кольца. I. Реакции с участием гидроксильной группыФенолы являются более сильными кислотами, чем спирты и вода, т.к. за счет участия неподеленной электронной пары кислорода в сопряжении с π-электронной системой бензольного кольца полярность связи О–Н увеличивается. Фенолы в водных растворах диссоциируются по кислотному типу: на фенолят-ионы и ионы водорода: Фенол диссоциирует обратимо, это слабая кислота. Однако его силы кислотных свойств достаточно, чтобы изменять окраску индикатора, имеющего в нейтральной среде фиолетовый цвет. В растворе фенола лакмус краснеет. 1) Взаимодействие с активными металлами с образованием фенолятов (сходство со спиртами) Видеоопыт «Взаимодействие фенола с металлическим натрием» 2) Взаимодействие со щелочами с образованием фенолятов (отличие от спиртов) Видеоопыт «Взаимодействие фенола с раствором щелочи» Образующиеся в результате реакций феноляты легко разлагаются при действии кислот. Даже такая слабая кислота, как угольная, вытесняет фенол из фенолятов. Следовательно, !Феноляты – соли слабой карболовой кислоты, разлагаются угольной кислотой: По кислотным свойствам фенол превосходит этанол в 10 6 раз. При этом во столько же раз уступает уксусной кислоте. В отличие от карбоновых кислот, фенол не может вытеснить угольную кислоту из её солей C6H5-OH + NaHCO3 = реакция не идёт – прекрасно растворяясь в водных растворах щелочей, он фактически не растворяется в водном растворе гидрокарбоната натрия. Кислотные свойства фенола усиливаются под влиянием связанных с бензольным кольцом электроноакцепторных групп (NO2 — , Br — ) 2,4,6-тринитрофенол или пикриновая кислота сильнее угольной. 3) Образование сложных и простых эфиров Как и спирты, фенолы могут образовывать простые и сложные эфиры. Фенолы не образуют сложные эфиры в реакциях с кислотами. Сложные эфиры образуются при взаимодействии фенола с ангидридами или хлорангидридами карбоновых кислот: Простые эфиры образуются при взаимодействии фенолятов с алкилгалогенидами: II . Реакции, с участием бензольного кольцаВзаимное влияние атомов в молекуле фенола проявляется не только в особенностях поведения гидроксигруппы, но и в большей реакционной способности бензольного ядра. Гидроксильная группа повышает электронную плотность в бензольном кольце, особенно, в орто- и пара- положениях (+ М -эффект ОН-группы): Поэтому фенол значительно активнее бензола вступает в реакции электрофильного замещения в ароматическом кольце. Реакции замещения 1) Нитрование Под действием 20% азотной кислоты HNO3 фенол легко превращается в смесь орто- и пара- нитрофенолов: При использовании концентрированной HNO3 образуется 2,4,6-тринитрофенол (пикриновая кислота): У нее кислотные свойства выражены сильнее, чем у фенола, т.к. нитрогруппы оттягивают электронную плотность от бензольного кольца и делают связь О-Н еще более полярной. Пикриновая кислоты является взрывчатым веществом, в чистом виде представляет собой желтые кристаллы. 2) Галогенирование Фенол легко при комнатной температуре взаимодействует с бромной водой с образованием белого осадка 2,4,6-трибромфенола ( качественная реакция на фенол! ): Образуется белый осадок трибромфенола. Видеоопыт «Взаимодействие фенола с бромной водой» 3) Сульфирование Соотношение о- и п-изомеров определяется температурой реакции: при комнатной температуре в основном образуется о-фенолсульфокислота, при t=1000С – пара-изомер:Реакции присоединения 1) Гидрирование фенола Эта реакция идет с разрушением ароматического кольца. Продукт реакции циклический одноатомный спирт — циклогексиловый спирт (циклогексанол). 2) Конденсация с альдегидами При нагревании фенола с формальдегидом в присутствии кислотных или основных катализаторов происходит реакция поликонденсации и образуется фенолформальдегидная смола. Данная реакция имеет большое практическое значение и используется при получении фенолформальдегидных смол. III. Реакция окисленияФенолы легко окисляются даже под действием кислорода воздуха. При стоянии на воздухе фенол постепенно окрашивается в розовато-красный цвет. 1) Горение (полное окисление) Фенолы, как и большинство органических веществ, сгорают до углекислого газа и воды. 2) Окисление хромовой смесью При энергичном окислении фенола хромовой смесью основным продуктом окисления является хинон. Двухатомные фенолы окисляются еще легче. При окислении гидрохинона также образуется хинон: IV. Качественная реакция! — обнаружение фенолаДля обнаружения фенолов используется качественная реакция с хлоридом железа (III). Одноатомные фенолы дают устойчивое сине-фиолетовое окрашивание, что связано с образованием комплексных соединений железа. Видеоопыт «Качественная реакция на фенол» Образование фиолетового окрашивания при добавлении раствора FeCl3 служит качественной реакцией на фенол: Для фенолов реакции по связям С-О не характерны, поскольку атом кислорода прочно связан с атомом углерода бензольного кольца за счет участия своей неподеленной электронной пары в системе сопряжения. источники: http://chemistry-chemists.com/N1_2016/ChemistryAndChemists_1_2016-P11-1.html http://himija-online.ru/organicheskaya-ximiya/fenol/ximicheskie-svojstva-fenolov.html |