H7 Kokeelliset työt

Erilaisten alkoholien vertailu

Tämän työn tavoitteena on tutkia miten eri alkoholien kemialliset ominaisuudet muuttuvat, jos hiiliketjun pituutta tai hydroksyyliryhmien määrää lisätään. Työ suoritetaan mikroskaalassa (ks. alta video).

 

Aluksi

Piirrä aluksi työssä tutkittavien alkoholien, etanolin, pentanolin ja glyserolin, rakennekaavat ja pohdi miten niiden kemialliset ominaisuudet eroavat toisistaan.

Analysoi rakenteiden avulla:

  • Onko hiiliketjujen pituuksissa eroja?
  • Entäs hydroksyyliryhmien määrässä?
  • Mikä yhdisteistä on painavin?
  • Miten rakenteet vaikuttavat molekyylien välisiin vuorovaikutuksiin, liukoisuuteen ja haihtuvuuteen?
Välineet
  • pipetti x 3
  • lasisauva x 3
  • kellolaseja tai pieniä koeputkia
  • pH-paperia
  • ei-vesiliukoinen tussi

Aineet
  • NaCl (s)
  • CuSO4 (s)
  • ruokaöljy
  • vettä
  • etanoli
  • pentanoli
  • glyseroli

Työn suoritus

  • Aseta tutkittavia aineita muutama pisara mikrolaboratorioon ja sekoita hyvin lasisauvalla.
  • Kuivaa aina lasisauva paperilla ja käsittele aina samaa alkoholia samalla sauvalla.
  • Kirjaa havainnot ylös.


Lopuksi

  • Miten alussa tekemäsi hypoteesit pitivät paikkaansa?
  • Vertaile havaintojasi molekyylirakenteisiin.

Osoitusreaktiot

Alkeenien osoittamisreaktio (Bayerin koe)

Alkeenit voidaan tunnistaa yksinkertaisten reaktion avulla, sillä kaksoissidoksen vuoksi ne reagoivat eri tavalla kuin vastaavat alkaanit. Eräs kaksoissidoksen tunnistamiskoe on ns. Bayerin koe. Bayerin kokeessa kaksoissidos hapetetaan kaliumpermanganaatin avulla, jolloin muodostuu alkoholi.

Välineet

  • koeputkia ja korkkeja

Aineet

  • asetonia
  • tutkittavia yhdisteitä
  • 0,03 M kaliumpermanganaattia (0,5%)

Työturvallisuus

  • Käytä suojalaseja, -hanskoja ja työtakkia.
  • Käsittele kaliumpermanganaattia varovasti, sillä se on hyvin tahraavaa.
  • Kaliumpermanganaattia sisältäviä liuoksia ei saa huuhdella viemäriin vaan ne on kerättävä opettajan ohjeiden talteen.

Työn suoritus

Otetaan koeputkeen muutama pisara tutkittavaan alkeenia. Lisätään koeputkeen muutama pisara asetonia siten, että tutkittava aine liukenee siihen. Tämän jälkeen lisätään pisara kerrallaan 0,03 M kaliumpermanganaattiliuosta (KMnO4). Jos permanganaatti-ionin violetti väri häviää liuoksesta, tutkittava aine sisältää kaksoissidoksia. Jos väri ei häviä, kyseessä on tyydyttynyt yhdiste.


Aldehydin osoittamisreaktio (hopeapeilikoe)


Aldehydit sisältävät aldehydiryhmän, joka voidaan hapettaa karboksyyliryhmäksi. Tässä kokeessa hapettimena käytetään hopeanitraattiliuosta. Emäksisessä liuoksessa aldehydin kanssa hopeaioni pelkistyy metalliseksi hopeaksi, mikä havaitaan koeputkessa hopeisen ulkopinnan, ”hopeapeilin” muodostumisena.

Välineet

  • koeputkia (ehjiä ja puhtaita)
  • vesihaude (60°C)

Aineet

  • 0,3 M hopeanitraattia (5%)
  • 1 M natriumhydroksidia
  • väkevää ammoniakkia
  • tutkittavaa aldehydiä

Työturvallisuus

  • Käytä suojatakkia, -laseja ja -hanskoja.
  • Ammoniakki ja natriumhydroksidi ovat vahvoja emäksiä ja voimakkaasti syövyttäviä. Käytä suojahanskoja.
  • Hopeanitraattijäte kerätään talteen. Sitä sisältäviä liuoksia ei saa päästää viemäriin.

Työn suoritus

Opettaja valmistaa Tollensin reagenssin:

Otetaan koeputkeen noin 1 ml hopeanitraattiliuosta (0,3 M) ja lisätään pari pisaraa 1 M natriumhydroksidiliuosta. Muodostuu tumma sakka. Lisätään liuokseen pisara kerrallaan väkevää ammoniakkia niin paljon, että muodostunut saostuma liukenee. Valmistettua liuosta kutsutaan Tollensin reagenssiksi ja sitä voidaan käyttää hopeapeilikokeessa.

Otetaan toiseen koeputkeen pari pisaraa tutkittavaa aldehydiä ja lisätään noin 1 ml edellä valmistettua Tollensin reagenssia. Nostetaan putki 60°C vesihauteeseen noin 15 minuutiksi. Reaktio kannattaa suorittaa pimeässä, sillä valo hajottaa muodostuvan hopeapeilin.
Huomaa, että hopeapeili ei muodostu, jos koeputkessa on runsaasti naarmuja!

 

Alkoholien tunnistaminen (Lucasin koe)


Lucasin kokeen avulla voidaan määrittää, onko tutkittava alkoholi primäärinen, sekudäärinen vai tertiäärinen. Kokeessa käytetään ns. Lucasin reagenssia. Lucasin reagenssi voidaan valmistaa etukäteen liuottamalla tietty ainemäärä sinkkikloridia ZnCl2 samaan ainemäärään vetykloridihappoa HCl. Lucasin reagenssin valmistaa opettaja.


Välineet

  • koeputkia

Aineet

  • Lucasin reagenssia (1:1 HCl ja ZnCl2)
  • tutkittavia alkoholeja

Työturvallisuus

  • Käytä suojatakkia, -laseja ja -hanskoja.
  • Lucasin reagenssi on voimakkaasti syövyttävää. Käytä suojahanskoja.
  • Kokeessa muodostuva jäte kerätään talteen. Sinkkikloridia sisältäviä liuoksia ei saa päästää viemäriin.

Työn suoritus

Otetaan noin 0,5 ml tutkittavaa alkoholia koeputkee ja lisätään noin 3 ml Lucasin reagenssia. Sekoitetaan koeputki huolellisesti ja annetaan seisoa.

Mikäli kyseessä on tertiäärinen alkoholi, koeputkeen muodostuu nopeasti erillinen kerros tai emulsiota. Jos kyseessä on sekundäärinen alkoholi, sama tapahtuu 10 minuutin sisällä. Primäärinen alkoholi ei muodosta kerrosta tai emulsiota 15 minuutissa.

Huomaa, että testi soveltuu maksimissaan 6-hiilisille alkoholeille.

Karboksyylihapon osoittaminen


Karboksyylihapot voidaan osoittaa helposti, sillä ne ovat vesiliuoksessa happamia. Tämän vuoksi ne vapauttavat hiilidioksidia bikarbonaatti- ja karbonaattiliuoksista.

Välineet

  • koeputkia
  • tutkittavaa karboksyylihappoa

Aineet

  • kylläistä natriumvetykarbonaattiliuosta
  • etanolia
  • vettä

Työturvallisuus

  • Käytä suojalaseja ja työtakkia.

Työn suoritus
Otetaan koeputkeen muutama pisara tutkittavaa happoa ja liuotetaan se veteen tai veden ja etanolin seokseen (50 % etanolia, 50 % vettä). Tämän jälkeen lisätään liuokseen kylläistä natriumvetykarbonaattiliuosta NaHCO3. Hiilidioksidi havaitaan liuoksen kuplimisena.

Amiinien osoittaminen


Amiinit voidaan osoittaa reaktiolla kuparisulfaattireaktion kanssa. Reaktiossa kuparisulfaatin kanssa muodostuu sininen tai sinivihreä sakka. Samalla reaktiolla voidaan osoittaa myös aminohapot, sillä myös niissä on amiiniryhmä.

Välineet

  • koeputkia
  • kesihaude (80°C)

Aineet

  • tutkittavaa amiinia
  • 1 M kuparisulfaattiliuosta
  • vettä

Työturvallisuus

  • Käytä suojalaseja ja työtakkia sekä suojahanskoja.
  • Kuparisulfaattia sisältävää jätettä ei saa päästää viemäriin. Se kerätään talteen.
  • Monet amiinit ovat ärsyttäviä tai syövyttäviä. Käytä suojahanskoja.
Työn suoritus

Liuotetaan muutama pisara tutkittavaa ainetta 1 ml vettä. Lisätään kaksi pisaraa 1 M kuparisulfaattiliuosta. Jos sakka muodostuu välittömästi, kyseessä on amiini. Jos aine liukenee heikosti veteen, voidaan koeputkea kuumentaa 80°C vesihauteessa. Jos liuoksessa on amiineja, muodostuu sininen sakka.


Tärkkelyksen osoittaminen


Tärkkelys voidaan osoittaa jodidi-ionien avulla. Jodidi-ionit sitoutuvat tiukasti tärkkelyksen kierteiseen rakenteeseen, ja muodostuu tummanvioletti väri. Testillä voidaan havaita hyvinkin pienillä jodidikonsentraatioilla. Työssä käytetään 5 % Lugolin liuosta, joka on noin 5 % jodin – 10 % kaliumjodidin vesiliuos (0,2 M I2, 0,6 M KI).

Välineet
  • koeputkia

Aineet

  • 5 % Lugolin liuosta (0,2 M jodi – 0,6 M kaliumjodidi)
  • tärkkelystä

Työturvallisuus

  • Jodi on erittäin tahraavaa. Käytä suojavaatetusta.
  • Käytä suojalaseja, -hanskoja ja työtakkia
  • Jodia sisältävät jätteet kerätään talteen.

Työn suoritus

  • Otetaan noin 1 ml tutkittavaa liuosta koeputkeen ja lisätään yksi pisara Lugolin liuosta. Muodostuu voimakkaan violetti väri.
  • Voit testata myös eri elintarvikkeita Lugolin liuoksella. Lisää yksi pisara Lugolin liuosta esimerkiksi perunaan tai jauhoihin ja tarkkaile värin muodostumista.

Proteiinien osoittaminen (biureettikoe)


Proteiinit voidaan havaita niiden sisältämän peptidisidoksen vuoksi. Kupari(II)-ioni sitoutuu peptidisidokseen ja muodostuu violetti liuos.

Välineet

  • Koeputkia

Aineet

  • 0,5 M natriumhydroksidia
  • 0,2 M kuparisulfaattia

Työturvallisuus

  • Käytä työtakkia sekä suojahanskoja ja -laseja.
  • Natriumhydroksidi on voimakas emäs. Käytä suojavaatetusta.
  • Kuparisulfaattia sisältävät liuokset kerätään talteen eikä niitä saa päästää viemäriin.
Työn suoritus

Otetaan koeputkeen muutama pisara tutkittavaa liuosta ja tehdään se emäksiseksi samalla määrällä 0,5 M natriumhydroksidia. Lisätään pari pisaraa 0,2 M kuparisulfaattiliuosta. Jos liuos muuttuu violetiksi, tutkittavassa liuoksessa on proteiinia.

Saippuan valmistus

:rightSaippuaa voidaan valmistaa keittämällä rasvahappoja natriumhydroksidin eli lipeän kanssa. Reaktiossa emäs (natriumhydroksidi) reagoi hapon (rasvahappo) kanssa ja muodostuu suolaa ja vettä. Muodostuva suola on rasvahapon natriumsuola ja sitä kutsutaan saippuaksi.
Saippuan valmistuksessa voidaan käyttää mitä tahansa rasvahappoja sisältävää yhdistettä, kuten öljyjä ja rasvoja.

Aluksi

Välineet

  • 250 ml dekantterilasi
  • lasisauva
  • sähkölevy

Aineet

  • 20 ml öljyä tai 15 g rasvaa (sulatettu ja jäähdytetty noin 50°C:een)
  • 25 ml 20 % NaOH-liuosta
  • Kuumaa vettä (n. 50 ml)

Työturvallisuus

Natriumhydroksidi on erittäin vahva emäs. Se on syövyttävää, joten työn aikana on käytettävä suojalaseja, suojatakkia ja suojakäsineitä. Muista sekoittaa seosta jatkuvasti reaktion aikana, jotta saippua ei pääse roiskumaan. Saippua voi vaahdota kuumentamisen aikana. Sen muodostumista voi ehkäistä sekoittamalla rauhallisesti. Jos vaahto vaikuttaa poistuvan astiasta, nosta dekantterilasi hetkeksi pois sähkölevyltä.

Työn suoritus

  • Mittaa dekantterilasiin 20 ml öljyä tai 15 g sulatettua rasvaa. Lisää joukkoon 25 ml 20 % NaOH-liuosta.
  • Keitä seosta sähkölevyllä noin 15-30 minuutin ajan. Sekoita jatkuvasti lasisauvalla.
  • Kun saippuaseos sakenee, voit nostaa astian pois liedeltä.
  • Lisää saippuan joukkoon noin 50 ml kuumaa vettä. Sekoita huolellisesti. Lisää joukkoon ruokasuolaa, kunnes liuos on kylläinen eli suola ei enää liukene.
  • Anna saippuan jähmettyä dekantterilasissa.
  • Poista jähmettynyt saippua dekantterilasista ja tarkastele sen ominaisuuksia.

Lopuksi

  • Oliko eri rasvoista valmistetuissa saippuoissa eroja? Mistä se johtuu?
  • Miten tekisit valmistamastasi saippuasta käytön kannalta miellyttävämpää?
  • Oletko valmistanut koskaan kotona saippuaa? Mitä työturvallisuusasioita sinun tulee muistaa, jos valmistat saippuaa kotona?

Peda.net käyttää vain välttämättömiä evästeitä istunnon ylläpitämiseen ja anonyymiin tekniseen tilastointiin. Peda.net ei koskaan käytä evästeitä markkinointiin tai kerää yksilöityjä tilastoja. Lisää tietoa evästeistä