Из бензола получить м-хлорфенол(4-хлорбензол)

Добрый день!

Чтобы получить м-хлорфенол из бензола, мы можем использовать химическую реакцию, называемую электрофильным замещением. В этой реакции атом хлора замещает один из атомов водорода в молекуле бензола. Давайте разберемся, как это происходит.

Шаг 1: Сначала нам нужно превратить бензол в электрофильный ароматический субстрат. Это можно сделать добавлением нитрированной смеси, состоящей из концентрированной азотной кислоты (HNO3) и концентрированной серной кислоты (H2SO4). Эта смесь делает бензол более реакционноспособным.

Шаг 2: Затем мы добавляем хлор в реакционную смесь. Хлор взаимодействует с электрофильным бензолом и замещает один из атомов водорода, образуя монохлорбензол, который является промежуточным продуктом.

Шаг 3: Для получения м-хлорфенола, нам нужно ориентировать хлор в нужном положении. Для этого мы используем феррохлорид железа (FeCl3) в качестве катализатора. Феррохлорид железа помогает правильно направить хлор и образовать м-хлорфенол.

Ответ: Чтобы получить м-хлорфенол из бензола, мы можем последовательно выполнить следующие шаги:
1. Добавить нитрированную смесь (HNO3 + H2SO4) к бензолу для получения электрофильного ароматического субстрата.
2. Добавить хлор (Cl2) к полученной смеси для замещения атома водорода в молекуле бензола и образования монохлорбензола.
3. Добавить феррохлорид железа (FeCl3) для ориентации хлора в нужном положении и образования м-хлорфенола.

Обоснование: Каждый из этих шагов основан на принципах органической химии и электрофильных замещениях в ароматических соединениях. Нитрирование бензола позволяет получить электрофильный ароматический субстрат, готовый к замещению, в то время как добавление хлора и феррохлорида железа помогает сориентировать и заместить атом водорода, образуя м-хлорфенол.

Пояснение: Эта реакция является одним из способов получения м-хлорфенола из бензола. Есть и другие методы получения данного соединения, но данный метод основан на электрофильных замещениях, которые часто используются в органической химии.

Пошаговое решение:
1. В реакционную колбу добавляем 10 мл бензола.
2. Помещаем колбу на холод до температуры около 0-5 градусов Цельсия.
3. В отдельной колбе смешиваем 5 мл концентрированной азотной кислоты (HNO3) с 5 мл концентрированной серной кислоты (H2SO4).
4. Медленно добавляем полученную нитрированную смесь к бензолу с аккуратным перемешиванием.
5. Поддерживаем температуру в диапазоне 0-5 градусов Цельсия и перемешиваем смесь в течение 30 минут.
6. Затем добавляем 2 мл хлора (Cl2) к полученной смеси и продолжаем перемешивание ещё 30 минут.
7. В итоге добавляем тонкую струйку феррохлорида железа (FeCl3) в колбу и продолжаем перемешивание в течение 1 часа.
8. После окончания реакции, фильтруем полученную смесь, чтобы удалить необработанные реагенты и получить готовый продукт - м-хлорфенол.
9. Мы можем подвергнуть полученный м-хлорфенол дополнительным процессам очистки и анализа, чтобы убедиться, что мы получили чистое вещество.

Я надеюсь, что это подробное и шаг за шагом решение помогло вам понять, как получить м-хлорфенол из бензола. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать их. Я всегда готов помочь!