炭素数が６の炭化水素，ヘキサンＣ６Ｈ１４，１−ヘキセンＣ６Ｈ１２，シクロヘキサンＣ６Ｈ１２，シクロヘキセンＣ６Ｈ１０，ベンゼンＣ６Ｈ６の性質を調べましょう。これらは室温で液体です。まず液体炭化水素の燃焼の観察です。これは，実験２５でもやりましたが，炭素含有量と関係がありますね。あらかじめ，それぞれの炭化水素の炭素含有量を調べておくといいですね。たとえば，ヘキサンなら，炭素含有量＝１２×６/（１２×６＋１．０×１４）×１００≒８４〔％〕となります。
２００４年１２月１４日（火） 04ko2-38 Ｉ 実験３６−液体の炭化水素
| 炭素数が６の炭化水素，ヘキサンＣ６Ｈ１４，１−ヘキセンＣ６Ｈ１２，シクロヘキサンＣ６Ｈ１２，シクロヘキセンＣ６Ｈ１０，ベンゼンＣ６Ｈ６の性質を調べましょう。これらは室温で液体です。 まず液体炭化水素の燃焼の観察です。これは，実験２５でもやりましたが，炭素含有量と関係がありますね。あらかじめ，それぞれの炭化水素の炭素含有量を調べておくといいですね。たとえば，ヘキサンなら，炭素含有量＝１２×６/（１２×６＋１．０×１４）×１００≒８４〔％〕となります。 |
 実験３６ 液体の炭化水素 ＜燃焼の状態＞ それぞれの炭化水素を脱脂綿にしみこませて点火する。発生するすすの量，炎の色に注意する。  |
| 次に臭素との反応を調べてみましょう。これも実験２５でやりましたね。不飽和結合があれば，付加反応が起こり，臭素水の色が消えるのです。 |
＜臭素との反応＞ それぞれの試験管に臭素水を約２ｍｌ とり，各炭化水素を５〜６滴加えて振り混ぜ，しばらく静置して臭素水の色の変化を観察する。 |
| 最後に過マンガン酸カリウムとの反応を調べてみましょう。これも実験２５でやっています。不飽和結合は過マンガン酸カリウムによって酸化されやすいのです。過マンガン酸イオンが酸化剤としてはたらくときの変化を覚えていますか。 ＭｎＯ４− ＋ ８Ｈ＋ ＋ ５ｅ− → Ｍｎ２＋ ＋ ４Ｈ２Ｏ ちなみに， ＭｎＯ４−は赤紫色で，Ｍｎ２＋は淡赤色です。しかし，飽和水溶液では確かに淡赤色ですが，多くのときは無色に見えますね。 |
＜過マンガン酸カリウムとの反応＞ それぞれの試験管に過マンガン酸カリウム水溶液を約２ｍｌ とり，３ｍｏｌ/ｌ 硫酸を０．５ｍｌ 加えた後，各炭化水素を５〜６滴加えて振り混ぜ，しばらく静置して過マンガン酸カリウム水溶液の色を観察する。 |
結果を記録する前に注意することがあります。今日使った液体炭化水素は水と混ざらないということです。したがって，臭素水や過マンガン酸カリウム水溶液を加えると，必ず２層になります。では，上下どちらの層が液体炭化水素なのでしょうか。それぞれの液体炭化水素の密度を知る必要がありますね。
実験結果を整理して，考察を行いましょう。 |
  １．炭化水素が完全燃焼するとき ２Ｃ６Ｈ１４ ＋ １９Ｏ２ → １２ＣＯ２ ＋ １４Ｈ２Ｏ Ｃ６Ｈ１２ ＋ ９Ｏ２ → ６ＣＯ２ ＋ ６Ｈ２Ｏ ２Ｃ６Ｈ６ ＋ １５Ｏ２ → １２ＣＯ２ ＋ ６Ｈ２Ｏ ２．炭素原子間に二重結合をもつもの。（例外；ベンゼン） 炭化水素の燃焼は，次の順に起こる。 １．Ｃ−Ｈ結合が切れる Ｃ−Ｈ ４Ｈ ＋ Ｏ２ ＝ ２Ｈ２Ｏ ＋ Ｑ１ｋＪ ２．Ｑ１ｋＪにより，Ｃ−Ｃ結合が切れる ＣーＣ Ｃ ＋ Ｏ２ ＝ ＣＯ２ ＋ Ｑ２ｋＪ Ｑ１が小さいとＣ−Ｃが残る→すすの発生，炎が明るくなる Ｃの燃焼熱＝３９４ｋＪ/ｍｏｌ，Ｈ２の燃焼熱＝２８６ｋＪ/ｍｏｌ Ｃ−Ｈの結合エネルギー＝４１６ｋＪ/ｍｏｌ，Ｃ−Ｃの結合エネルギー＝２８６ｋＪ/ｍｏｌ したがって，炭素含有量の多い炭化水素ほど，すすが多く発生する。 １−ヘキセンとシクロヘキセンでは，臭素水の色が消えた。これは付加反応が起こったからで，１−ヘキセンとシクロヘキセンには不飽和結合があることがわかる。また，不飽和結合は，過マンガン酸カリウムによって酸化されやすいので，ＭｎＯ４−の赤紫色が消える。このとき，マンガン原子の酸化数は，＋７から＋４または＋２に変化する。Ｍｎ２＋になれば，水溶液は無色になる（飽和溶液であれば淡赤色）。 |
| 今日の実験のポイントは，次の通りです。 １．ヘキサンやシクロヘキサンには不飽和結合がないので，臭素付加は起こりません。 ２．１−ヘキセンやシクロヘキセンには二重結合があるから，臭素付加が起こります。 ３．ベンゼンには不飽和結合がありますが，臭素付加は起こりません。 ４．炭素含有量の多い分子ほど，燃やしたときに多くのすすを出します。  |