«сучасні методи експрес аналізу органічних речовин» Виконав манжос о. В зміст

Вид материала

Документы

Содержание Попередні випробування Визначення фізичних констант Проба на горючість і зольність Визначення елементів Сплав органічних сполук з натрієм Визначення розчинності

Подобный материал:

• «Визначення ступеню дисоціації електроліту методом кріоскопії» Виконав манжос, 284.4kb.
• Предмет, завдання та методи хімії, 223.71kb.
• Зміст, 3842.84kb.
• Обмін речовин, 61.95kb.
• Сучасні інформаційні технології та інноваційні методи навчання у вивченні англійської, 93.41kb.
• Зміст, 545.05kb.
• Затверджено постановою президії вак україни від 10. 11. 1999, 17.49kb.
• Програма для вступних іспитів на кваліфікаційний рівень «Спеціаліст», «магістратр», 720.85kb.
• Правила поводження з реактивами Виконання хімічного експерименту вимагає уваги, зосередженості,, 136.78kb.
• Програма підготовки учнів до ІІ (районного/міського) етапу Всеукраїнських учнівських, 88.82kb.

2. ПОПЕРЕДНІ ВИПРОБУВАННЯ

ЗОВНІШНІЙ ВИГЛЯД РЕЧОВИНИ

а) Колір. Більшість чистих речовин безбарвна. Тому в разі забарвлених речовин необхідно перевірити, чи зберігається забарвлення речовини після перекристалізації (перегонки) або вона обумовлена домішками.

Забарвлені наступні важливі класи сполук: нітросполуки, ніт розосполуки (лише у мономірній формі), азосполуки, хінони. Арома­тичні аміни і феноли, особливо поліфункціональні, забарвлені в жовто-коричневий колір; це забарвлення обумовлене домішками продуктів окислення. Останні, проте, зазвичай не впливають на реакції амінів і фено­лів, і ретельного очищення можна не проводити.

б) Запах. Характерним запахом володіють певні класи сполук:

- вуглеводні терпенового ряду (камфен, карен, пінен), а також циклогексанон, пінаколін, трет- бутанол - характерний «терпеновий» запах;

- нижчі спирти; нижчі жирні кислоти (мурашина і оцтова кислоти мають дуже різкий запах; пропіонова і наступні — неприємний запах поту;

- нижчі кетони, альдегіди, галогенопохідні вуглеводнів - дурманно-солодкий запах;

- феноли -запах «карболки»;

- ефіри фенолів - анісовий або кроповий запах;

- ароматичні нітросполуки - запах гіркого мигдалю;

- складні ефіри аліфатичних спиртів - фруктові запахи;

- ізонітрили - неприємно-солодкий запах;

- меркапта­ни, тіоефіри і тому подібне - неприємний запах, що нагадує запах сірководню.

в) Смак. Згадувану в старих роботах пробу на смак ні в якому разі не треба рекомендувати, оскільки значна частина органічних речовин фізіологічно активна навіть в малих дозах.

ВИЗНАЧЕННЯ ФІЗИЧНИХ КОНСТАНТ [3, с. 54]

Разом з темпе­ратурою плавлення, яку визначають за допомогою мікроскопу із сто­ликом, що нагрівається, слід звертати увагу і на форму кристалів, а також на сублімацію, видалення кристалізаційної води і інші явища.

ПРОБА НА ГОРЮЧІСТЬ І ЗОЛЬНІСТЬ

Декілька крапель або декілька кристалів речовини нагрівають і відзначають зміни зовнішнього вигляду, кольори, запаху і також появу летких речовин.

Якщо речовина горить, треба звернути увагу на колір полум'я: - полум'я, що слабо світить, майже си­нє полум'я вказує на кисневмісну сполуку (спирт, ефір і т. п.); - полум'я, що світить, жел­те, як правило, що коптить — на сполуки, що містять ненасичені фрагменти (ароматичні вуглеводні, ацетилени і т. п.).

Якщо після нагрівання залишається твердий залишок, то його прожарюють до повного окисле­ния вуглевмісних складових частин і аналізують неорганічний залишок. Якщо в останньому виявляють оксиди або карбонати металу, можна зробити висновок, що речовина є сіллю сполуки кислотного характеру (карбонової кислоти, фено­лу і т. п.). Якщо залишок містить сульфід, сульфіт або сульфат, то можна передбачити, що досліджувана сполука є або бісульфітним похідним альдегіду або кетону, або сіллю сульфінової або сульфонової кислоти, або тіолатом.

ВИЗНАЧЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ [4, с. 329-331]

Визначення окремів елементів має велике значення, тому що може визначити перелік класів органічних сполук які є в дослідному зразку, або навіть виключити деякі класи сполук зі списку можливих.

Проба Бейльштейна (визначення галогенів). [5, с. 783] Прожарену мідну проволоку змочують досліджуваною рідиною або поміщають на неї декілька кристалів досліджуваної речовини і вносять до безбарвного полум'я газового пальника. Леткі галогеніди міді, що утворюються при згоранні, забарвлюють полум'я в зеленувато-блакитний колір.

Проба дуже чутлива, тому негативний результат є на­дійним доказом про відсутність галогенів! Азотвмісні органічні речовини часто так само забарвлюють полум'я, хоча в них немає галогенів.

Разом з типовими для органічних речовин елементами — вуглецем, воднем і киснем — в них можуть міститися також азот, сірка, галогени. Для виявлення цих елементів речовину сплавляють з металевим натрієм, переводячи їх в розчинну форму: [2, с. 296]


(1)


Сплав органічних сполук з натрієм

Обережно! Реакції з нітроалканами, органічними азидами, діазоефірами, діазосполуками і деякими аліфатичними полігалогенідами можуть вибухати.

5—20 міліграм речовини поміщають в тугоплавку пробірку для прожарення. Туди ж кладуть свіжоочищений шматочок натрію завдовжки близько 4 мм так, щоб він ліг трохи вище за речовину. Натрій розплавляють полум'ям пальника, що коптить; він плавиться і гарячим стікає на речовину. Потім пробірку нагрівають до темно-червоного каління (часто суміш силь­но обуглюється) і ще гарячьою опускають в стаканчик, в який налито 5 мл дистильованої води. Пробірка лопається, розчин натрієвих солей фільтрують і використовують для виявлення гетероелементів.

Якщо речовина при змішуванні або нагріванні з натрієм реагує з вибухом, то дослід роблять таким чином: 0,1 г речовини розчиняють в 1—2 мл крижаної оцтової кислоти. Додають 0,1 г цинкового пилу і нагрівають так, щоб суміш слабко кипіла, поки не розчиниться весь цинк. Розчин упарюють насухо і залишок обробляють натрієм, як описано вище.

Якщо описувані нижче реакції виявлення елементів дають негативний результат, то для надійності операцію повторюють 2—3 рази, додаючи большу кількість натрію.

Визначення азоту (проба Лассеня). [6, с. 297] До 1 мл розчину, отриманого після сплаву речовини з натрієм, додають 0,5 мл водного розчину сульфату заліза (II), кип'ятять 1—2 хв, потім додають 2 краплі розчину хлориду заліза (III), ще раз нагрівають і після охолоджування підкисляють до слабокислої реакції. Якщо речовина містить азот, то випадає осад блакитної берлінської лазурі (або принаймні з'являється зеленувато-блакитне забарвлення). Забарвлення особливо легко відмітити, якщо розчин інтенсивно збовтати і нанести декілька крапель на фільтрувальний папір.

У присутності сірки визначення азоту може бути ускладнене. У таких випадках повторюють сплав з натрієм з подвійною кількістю останнього і проводять визначення азоту, додаючи більшу кількість сульфату заліза(II).

Визначення сірки. До 1—2 мл профільтрованого розчину, отриманого після сплаву з натрієм підкисленого оцтовою кислотою, додають декілька крапель розчину ацетату свинцю. Випадання чорного осаду вказує на присутність сірки. Чутливіша й інша реакція, коли до 0,5 мл розчину, отриманого після сплаву з натрієм, додають 2 краплі водного розчину динатрійпентацианонітрозилферрату(III) (нітропрусиду натрію). У присутності сірки з'являється фіолетове забарвлення.

Визначення конкретних галогенів. Розчин, отриманий після сплаву з натрієм, підкисляють концентрованою HNO₃ і галогени, як завжди, виявляють за допомогою нітрату срібла. За наявності в речовині азоту синильну кислоту, що утворилася, необхідно до додавання нітрату срібла видалити нагріванням на киплячій водяній бані.

Конкретні галогени виявляють за відомими методиками неорганічного аналізу. Броміди у присутності хлоридів і йодидів можна виявити також за допомогою дуже чутливої еозинової проби: 0,5 мл розчину підкисляють декількома краплями концент­рованої сірчаної кислоти до кислої реакції і додають 3—5 крапель концентрованого розчину перманганату. Стаканчик прикривають папірцем, який оброблено розчином флуоресцеїну, і нагрівають до 40-50⁰С. Через 15 хв папір поміщують в камеру з парами аміаку. У присутності брому з'являється рожеве забарвлення.

Для визначення фтору 1 мл розчину упарюють насухо, додають 0,5 мл концентро­ваної сірчаної кислоти, трохи дихромату калію і сильно струшують. Стінки пробірки змочуються. Обережно нагрівають і знову струшують: у присутності фтору повторного змочування не відбувається.

Фтор можна виявити також за допомогою циркон-алізаринової проби: 2 мл розчину под­кисляют оцтовою кислотою і нагрівають до кипіння. Декілька крапель отриманого розчину наносять на циркон-алізариновий індикаторний папір. У присутності фтору папір знебарвлюється або забарвлюється у жовтий колір.

ВИЗНАЧЕННЯ РОЗЧИННОСТІ [3, с. 116-136]

Визначення розчинності має велике значення, оскільки знаючи розчинність, можна зробити певні висновки відносно полярності молеку­ли і наявність конкретних функціональних груп. Одночасно можна отримати відомості про те, як очистити тверду речовину (підбір розчинника для перекристалізації) і чи вдасться таким чином розділити суміш.

Доцільно визначати розчинність речовини в декількох розчинниках в наступному порядку: вода, ефір, 5%-вий водний розчин гідроксиду натрію, 5%-вий водний розчин гідрокарбонату натрію, 5%-вий розчин соля­ної кислоти, концентрована сірчана кислота. Далі — в етанолі, толуолі, крижаній оцтовій кислоті, петролейному ефірі (аби знайти розчинник для перекристалізації і розділення сумішей).

До 0,01—0,1 г досліджуваної речовини невеликими порціями додають близько 3 мл розчинника, добре перемішуючи після додавання кожної порції. Якщо речовина нерозчинна у воді, то визначають розчинність в розбавленому NаOH, в розчині NaHCO₃, НС1. При змішуванні обережно струшують, речовини, що не розчинилися, відділяють, а отриманий водний розчин нейтралізують, спостерігаючи, чи відбувається повторне виділення вихідної речовини. При роботі з вказаними кількостями речовин навіть помутніння нейтралізовано­го фільтрату слід вважати ознакою присутності сполук з кислотними або основни­ми властивостями. При розчиненні в NaHCО₃ необхідно стежити, чи не виділяється при цьому діоксид вуглецю!

Якщо при кімнатній температурі речовина не розчиняється, суміш швидко нагрівають. В цьому випадку необхідно переконатися (особливо після нагрівання з кислотами або лугами), що не стався гідроліз або інша безповоротна зміна речовини. (Речовину виділяють і визначають температуру плавлення або кипіння!)

Висновки, які можна зробити по розчинності речовини.

а) Розчинність у воді і ефірі. По відмінності розчинності у воді і ефірі всі органічні сполуки можна підрозділити на наступні основні групи:

1. Розчинні у воді, але нерозчинні в ефірі.
   
2. Розчинні в ефірі, але нерозчинні у воді.
   
3. Розчинні і у воді, і в ефірі.
   
4. Нерозчинні і у воді, і в ефірі.