含氮化合物的性质

含氮化合物的性质

目的

1.验证苯胺的主要化学性质。

2.熟悉重氮盐的制备和主要化学性质。

3.验证尿素的主要化学性质。

原理

胺具有弱碱性，芳香胺的碱性较脂肪胺更弱。苯胺难溶于水，但可溶于浓盐酸中，生成易溶于水的苯胺盐酸盐（苯胺硫酸盐难溶于水），再加强碱，苯胺又游离出来。利用此性质，可以从混合物中分离胺类化合物。苯胺还具有一些特殊的化学性质，即取代反应和氧化反应。例如苯胺与溴水作用生成2，4，6—三溴苯胺的白色沉淀，苯胺易被氧化，放置日久的苯胺为红棕色，苯胺与漂白粉作用显紫色，与重铬酸钾硫酸溶液生成苯胺黑等。上述反应都可用于苯胺的鉴别。

芳香族伯胺在低温，强酸性介质中与亚硝酸反应生成重氮盐，大多数重氮盐极不稳定需在低温保存于溶液中，温度升高，重氮盐水解，放出氮气。重氮盐的化学性质非常活泼，可发生取代反应(放氮反应)和偶联反应(保留氮反应)。如苯胺重氮盐在弱碱性溶液中，与苯酚偶联生成橙黄色染料，此反应可用于鉴别脂肪族伯胺与芳香族伯胺。

酰胺属羧酸衍生物，也可看作胺的衍生物．酰基的引入，使碱性大大减弱，故酰胺为中性化合物。尿素是碳酸的二酰胺，它具有极弱的碱性。例如与浓硝酸生成硝酸脲的白色结晶，利用此性质可分离尿素。尿素可与亚硝酸发生放氮反应，是测定尿素含量的常用方法之一。此外还有二缩脲反应，产物二缩脲在碱性溶液中与极稀的硫酸铜溶液能显紫红色，此反应可用于鉴别多个肽键的存在。

药品

苯胺，氢氧化钠(10％，20％)，稀盐酸（6m0l·L-1），稀硫酸（3mol·L-1），饱和溴水，漂白粉溶液(新配制)，饱和重铬酸钾溶液，亚硝酸钠溶液(10％)，苯酚，碘化钾—淀粉试纸，尿素，浓硝酸（1.40g·mL-1），饱和草酸溶液，饱和尿素水溶液，硫酸铜溶液(2％)，红色石芯试纸，β-萘酚。

实验步骤

一苯胺的性质

1.苯胺的弱碱性

（1）在试管中加入1mL水，并滴入2滴苯胺，振摇后观察是否溶解。在振摇下再滴入几滴6mol·L-1稀盐酸，观察所发生的变化。冷却后滴入几滴20％NaOH溶液，至溶液呈碱

性，观察有何现象发生。

（2）在试管中加入lmL水，并滴入2滴苯胺，振摇后滴加几滴3mol·L-1稀H2SO4，观察现象。

2．苯胺和溴水的反应在试管中加4mL水和1滴苯胺，振摇后滴加饱和溴水，观察有何种沉淀生成[1]。

3．苯胺的氧化在试管中加4mL水和1滴苯胺，振摇后将溶的一半倒入另一支试管中，分别作下面两个试验。

（1）在其中一支试管中，滴入2～2滴新配的漂白粉溶液，观察溶液颜色的变化。

（2）在另一支试管中，滴入2～3滴饱和K2Cr2O7溶液，并加入0．5mL3mol·L-1稀H2SO4，振摇后观察反应液颜色的变化[2]。

二重氮盐的制备和反应

1．重氮盐的制备在试管中加入0．5mL苯胺和4mL6mol·L-1盐酸，振摇。再把试管放入冰水浴中，冷至0～5℃。然后在搅拌下慢慢滴加10％NaNO2溶液[3]，并控制温度在0～5℃（若温度超过5℃，可投入干净的冰屑），直至溶液对碘化钾淀粉试纸呈稳定的蓝色[4]（持续2分钟）为止。将此重氮盐溶液仍保存于冰水浴中，作如下试验。

2．重氮盐的反应

（1）水解试验（放氮反应）取2mL上述制得的氯化重氮苯水溶液，放在50～60℃的水浴中加热。观察到气体逸出并嗅其气味。待混合液冷却后，再滴加饱和溴水，观察现象并说明有何种物质产生。

（2）偶联反应（保留氮反应）在试管中放入少量苯酚，并加入lmLl0％NaOH溶液，振摇至溶解。放入冰水浴中冷却。

在另一支试管中加入1mL上述制得的重氮盐溶液，并加入几滴上述的苯酚钠溶液，观察溶液颜色的变化。再滴加10％NaOH溶液至碱性，观察有何种颜色的染料生成。

用β-萘酚代替苯酚作上述实验，又观察到何种颜色的染料生成。

三尿素的性质

1. 脲盐的生成

（1）硝酸脲的生成。在试管中加入1mL浓HNO3，并小心地沿试管壁滴入1mL饱和尿素溶液，注意不要振摇试管，观察现象。再振摇试管并观察发生什么变化。

（2）草酸脲的生成。在试管中加入1mL饱和草酸溶液，并加入1mL饱和尿素溶液，振摇后观察现象。

2. 与亚硝酸的反应在试管中加入1mL饱和尿素溶液和0．5mL10％NaNO2溶液，再滴加6mol·L-1稀盐酸，振摇后观察有何种气体逸出。

3. 二缩脲试验在干燥的试管中放入0．3g尿素，用小火加热，观察现象。继续加热，熔融物逐渐变稠，最后凝成白色固体[5]待试管稍冷后加入2mL热水，并用玻璃棒搅动，将

上层溶液转移到另一支试管中，然后再滴加3滴10％NaOH溶液和1滴2％CuSO4溶液。观察溶液颜色的变化。

注释

[1] 反应液有时呈粉红色，是因溴水将部分苯胺氧化，生成了复杂的有色产物。

[2] 苯胺最终被氧化为黑色的苯胺黑。反应过程中所显的暗绿色，是由苯胺氧化的中间产物所引起的。

[3] 重氮化反应不是离子反应，作用较慢，所以要慢慢加入亚硝酸钠溶液，以免未反应的亚硝酸，分解放出二氧化氮。

[4] 在酸性溶液中亚硝酸与碘化钾作用析出碘，碘遇淀粉则显蓝紫色。故可用碘化钾淀粉试纸来检验反应终点。

[5] 开始脲熔化。再受热，脲缩合为熔点较高的二缩脲，故成固体，同时放出氨气，可在试管口用润湿的试纸检验。

思考题

1. 如何鉴别苯胺与苯酚水溶液？

2. 在进行重氮化操作时，

（1）为什么要加入过量的强酸；

（2）为什么要在低温反应；

（3）为什么要慢慢滴加亚硝酸钠溶液并进行充分搅拌；

（4）反应终点如何检验？

用哪些实验说明尿素具有弱碱性？