有機化学実験(6)ーアニリン
前回は芳香族化合物の実験についてまとめました。
有機化学実験の6回目は，アニリンについてです。
アニリンの性質の確認や，ジアゾ化やカップリングについても確認します。
1．目的
アニリンの性質を調べる。アゾ染料を合成する。
2．薬品・器具
アニリン，さらし粉水溶液，2mol/L塩酸，2-ナフトール，1mol/L硫酸，2mol/L水酸化ナトリウム水溶液，10%亜硝酸ナトリウム水溶液，0.1mol/L二クロム酸カリウム水溶液，氷
試験管，木綿布，ガラス棒，ビーカー，駒込ピペット，プラ容器，割り箸，ピペット置き
3．事前準備
(1)2-ナフトールをすりつぶして粉末状にしておく。(溶けやすくなる)
すり潰す前がこちら。
すりつぶしたのがこちら。
4．操作①アニリンの性質
(1)試験管にアニリンと純水を取り，よく振り，水への溶解性を確認する。
水には溶けない。
(2)2mol/L塩酸を加えて変化を確認する。その後，2mol/Lm水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ加えてよく振り，観察する。
(3)試験管にアニリンと純水を取り，さらし粉水溶液を加えてよく振る。
アニリンにさらし粉水溶液を加えると、赤紫色に呈色する。 pic.twitter.com/c6PkJEvifj
— FClBrIAt(ふふっと塩ぶる私はアスタチン) (@IAtVnCrMnNi) November 18, 2020
操作② アゾ染料の合成
(1)ビーカーに2mol/L水酸化ナトリウム水溶液と，2-ナフトールを入れてよく溶かす。溶けたら，木綿布1枚を浸す。
(2)別のビーカーにアニリンを取り，2mol/L塩酸を加えてよく溶かす。(ビーカーAとする）
(3)ビーカーAの溶液を他のビーカー(ビーカーBとする)と半分に分ける。ビーカーBに木綿布を浸す。
(4)ビーカーAを氷水で冷やしながら，10％亜硝酸ナトリウム水溶液を駒込ピペットで数滴ずつ加えて，ガラス棒でよく混ぜる。(ジアゾ化)
淡黄色の塩化ベンゼンジアゾニウム水溶液が生成する。
塩化ベンゼンジアゾニウムは不安定な物質で，5℃以上になると分解するので，氷水で冷却しながら行う。
(5)浸しておいた木綿布をプラ容器に取り，ビーカーAの溶液を注ぐ。
注いだ瞬間に，赤橙色の鮮やかな色に変化する。
オレンジⅡが生成した。(アゾカップリング反応)
(6)3分ほど浸したら，木綿布を水洗いする。
操作③ アニリンブラックの合成
(1)プラ容器に，0.1mol/L二クロム酸カリウム水溶液を注ぎ，1mol/L硫酸を加える。
(2)ビーカーBに浸しておいた木綿布を浸して，しばらく待つ。
アニリンブラック。#アニリン #アニリンブラック pic.twitter.com/nnkmUfHDfh
— FClBrIAt(ふふっと塩ぶる私はアスタチン) (@IAtVnCrMnNi) October 12, 2021
(3)5分ほど浸したら，木綿布を水洗いする。
5．片付け
(1)廃液は班ごとに廃液ビーカーにまとめてから，ドラフトへ運ぶ。
(2)プラ容器は溶液ごと回収。
(3)木綿布は洗浄後，キッチンペーパーで水気をとる。
乾いたら，ハサミで切って，プリントに貼る。
6．終わりに
綺麗な色に染まるので，歓声が上がります。
今回は2-ナフトールを使用しましたが，1-ナフトールを用いると赤っぽい色に染まります。
氷水で冷却してジアゾ化する時に，黄色っぽく濁った沈殿が生成することがあります。
他の方の実践を調べたところ，十分に冷却できていないことが原因とありました。
中には，氷水で冷やしつつ，ビーカーの中にも氷を入れて冷却するという例もありました。
自分でも追実験を行い，原因を検討しましたが，温度よりも塩酸の量が関係しているように思いました。
塩酸の量が少なかった場合は，冷却しても濁って沈殿が生成しました。
とりあえず，濁っていても，なんとか赤橙色に染まりますので，生徒実験としてはセーフだと思います。
最初はビーカーとピンセットを使用していましたが，色が付着して洗浄が大変だったため，割り箸と薬包皿に変更しました。
片付けの負担がものすごく軽くなりました。
実験手順にはありませんが，アニリンが時間が経過すると色が変化していく様子を，毎年見せています。
1番古いアニリンは何年前のものかはわかりません。
転勤してきたときに，「これは絶対捨てないように」と言われました。
この内容は，私が実施した実験をまとめたものです。