Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Качественный функциональный анализ органических соединений
Предварительные исследования образца. Анализ начинают с описания внешнего вида вещества. При этом отмечают его однородность и цвет. Для твердых веществ определяют температуру плавления. Если интервал составляет более 30С, то необходимо вещество перекристаллизовать. Для жидких веществ – определить показатель преломления. Проба на сожжение (ТЯГА!). На крышку фарфорового тигля помещают 2–3 капли (0,5 г) исследуемого вещества. Крышку тигля постепенно вносят в верхнюю часть бесцветного пламени и следят за сжиганием вещества на небольшом огне, а затем крышку тигля сильно прокаливают. На основании наблюдений за характером горения вещества делают предположительное заключение о принадлежности его к какому–то классу соединений. Если вещество сгорает коптящим пламенем с выделением сажи, то это указывает на присутствие ароматических или ацетиленовых соединений. Алифатические углеводороды горят светящим пламенем с небольшим образованием сажи. Вещества, содержащие кислород, горят голубоватым слабо светящимся пламенем. Несгораемый остаток, оставшийся на крышке тигля, свидетельствует о присутствии в веществе металла. Определение растворимости. Исследование растворимости вещества в растворителях помогает определить наличие функциональных групп в образце. В пробирку помещают 2–3 капли жидкости или 0,1–0,5 г твердого вещества и постепенно прибавляют по каплям 0,3 мл растворителя, энергично взбалтывая. Растворение должно продолжаться не более 2–3 минут. Если вещество плохо растворяется при комнатной температуре, смесь осторожно нагревают до кипения. В разбавленной соляной кислоте растворяются вещества основного характера (например, амины), в растворе гидрокарбоната – вещества сильнокислотные (карбоновые и сульфокислоты); а в щелочах – вещества кислого характера (кислоты, фенолы, меркаптаны). В концентрированной серной кислоте растворение часто сопровождается разогреванием, изменением цвета раствора, что связано с химической реакцией между кислотой и веществом. Так реагируют многие кислородсодержащие вещества (эфиры, спирты). Серную кислоту наливают в пробирку (2-3 мл), а затем постепенно прибавляют исследуемое вещество, наблюдая за происходящими изменениями. Все наблюдения по растворимости вещества вносят в таблицу:
Проба Бейльштейна на галогены
Медную проволоку длиной 10 см с петлей на конце прокаливают на пламени горелки до прекращения окрашивания пламени. Остывшую петлю, покрывшуюся черным налетом оксида меди(II), опускают в пробирку с 1-2 каплями испытуемого вещества, например хлороформа, и вновь вносят в пламя горелки. Немедленно появляется характерная ярко–зеленая окраска пламени. При прокаливании оксид меди(II) окисляет углерод и водород органического вещества в СО2 и Н2О, медь же образует с галогеном летучие соединения, которые и окрашивают пламя горелки в зеленый цвет. Химизм процесса:
2 СНСI3 + 5 CuO = CuCI2 + 4 CuCI + 2 CO2 + H2O
Этот способ качественного обнаружения галогена в органическом веществе был предложен в 1872 г. русским академиком Ф.Ф. Бейльштейном. Эта проба очень чувствительная, и положительный ее результат может быть обусловлен наличием в исследуемом веществе лишь следов примесей, содержащих галоген. Этим путем легко обнаруживается, например, хлор в слюне. Фтор пробой Бейльштейна не обнаруживается, так как фторид меди не летуч.
Насыщенные углеводороды Главной аналитической характеристикой этого класса органических соединений является их химическая инертность - отсутствие положительных реакций с такими реагентами как раствор брома, раствор перманганата калия и др.
Ненасыщенные углеводороды Взаимодействие с бромом. Углеводороды, содержащие двойные или тройные связи, легко присоединяют бром, в результате чего наблюдается обесцвечивание реакционной смеси. К раствору 0,2 г (или 1 мл) вещества в 2–3 мл хлороформа добавляют по каплям при встряхивании 5%-ный раствор брома в хлороформа. Мгновенное исчезновение окраски свидетельствует о наличии кратной связи в веществе. Но раствор брома также обесцвечивается соединениями, содержащими подвижный водород (фенолы, ароматические амины). Однако при этом происходит реакция замещения с выделением бромоводорода, присутствие которого легко можно обнаружить с помощью влажной индикаторной бумажки. Кроме того, бром является активным окислителем илегко окисляющиеся органические соединения (например, альдегиды) также дают положительную пробу.
Проба с перманганатом калия. В слабо щелочной среде при действии перманганата калия происходит окисление вещества с разрывом кратной связи, раствор при этом обесцвечивается, и образуется хлопьевидный осадок оксида марганца(IV). К 0,2 г (или 1 мл) вещества, растворенного в воде или ацетоне, добавляют по каплям при встряхивании 1%-ный раствор перманганата калия. Происходит быстрое исчезновение малиновой окраски и появляется бурный осадок. Однако перманганат калия окисляет вещества других классов – альдегиды, многоатомные спирты, ароматические амины. При этом также обеспечиваются растворы, но окисление протекает большей частью значительно медленнее.
Ароматических соединения Ароматические соединения в отличие от алифатических способны вступать в реакции замещения, образуя часто окрашенные соединения. Обычно для этого используют реакции нитрования и алкилирования. Нитрование ароматических соединений. (ТЯГА!). Нитрование проводят азотной кислотой или нитрующей смесью. В пробирку помещают 0,2 г (или 2 мл) вещества и при непрерывном встряхивании постепенно прибавляют 3 мл нитрующей смеси (кон. серная и азотная кислоты в соотношении 1:1). Пробирку закрывают пробкой с длинной стеклянной трубкой, которая служит обратным холодильником, и нагревают на водяной бане 5 мин при 500С. Смесь выливают в стакан с 10 г измельченного льда. Если при этом выпадает твердый продукт или масло, не растворимые в воде и отличающиеся от исходного вещества, то можно предположить присутствие ароматической системы. Алкилирование ароматических соединений. Ароматические углеводороды и их галогенпроизводные дают при взаимодействии с хлороформом в присутствии хлорида алюминия продукты, окрашенные в яркие цвета (оранжевый, пурпурный, синий, зеленый). В пробирку к 1–2 мл обезвоженного хлороформа прибавляют 0,2 г (или 2 мл) исследуемого вещества и смесь перемешивают. Затем осторожно вносят 0,5 г порошка безводного хлорида алюминия так, чтобы большая его часть осталась на стенках пробирки выше уровня жидкости. Наклоняя пробирку, слегка смачивают порошок хлорида алюминия. Появление яркой окраски на стенке пробирки, а также окрашивание всего раствора указывает на присутствие ароматической системы.
Алифатические спирты При анализе спиртов используют реакции замещения как подвижного водорода в гидроксильной группе, так и всей гидроксильной группы. Реакция с металлическим натрием. Спирты легко реагируют с натрием, образуя при этом алкоголяты, растворимые в воде: 2 ROH + 2 Na 2 RONa + H2 В пробирку помещают 2–3 мл безводного исследуемого вещества и осторожно добавляют маленький кусочек металлического натрия. Выделение газа при растворении натрия указывает на присутствие активного водорода. Однако эту реакцию могут давать и другие органические соединения, проявляющие кислотный характер. Реакция с солянокислым раствором хлорида цинка (Проба Лукаса). Концентрированные галогенводородные кислоты способны замещать гидроксильную группу в спиртах на галоген, образуя нерастворимые в воде галогенпроизводные. Но замещение происходит с различной скоростью в зависимости от природы спирта. Первичные, вторичные и третичные спирты различаются по реакции их с соляной кислотой в присутствии хлорида цинка и без него. Так, третичные спирты реагируют с конц. соляной кислотой без хлорида цинка при комнатной температуре уже в течение 5 минут, а вторичные и первичные спирты при этом не реагируют.
В присутствии хлорида цинка третичные спирты взаимодействуют с соляной кислотой в течение 3–5 минут, при этом получаются нерастворимые в воде капли галоидного алкила. Вторичные спирты сначала растворяются с образованием прозрачного раствора, а затем раствор мутнеет и выпадают капли галогенпроизводного. Реакция для них возможна лишь при длительном нагревании или стоянии. К 1 мл исследуемого вещества прибавляют 5 мл реактива Лукаса. Пробирку закрывают пробкой, энергично встряхивают и оставляют стоять на 5мин. Третичные спирты при этом через 2–3 минуты образуют хлористый алкил, оседающий в виде нерастворимых в воде капель. Вторичные спирты дают помутнение раствора, а выделение галогенпроизводного наступает лишь 10 минут. Первичные спирты образуют гомогенный раствор, выделения хлоропроизводного не наблюдается. К 1 мл исследуемого вещества приливают 3 мл конц. соляной кислоты. Смесь сильно встряхивают и оставляют стоять на 3–5мин. Третичные спирты при этом образуют нерастворимый в кислоте галоидный алкил. Первичные и вторичные спирты в этих условиях заметно не реагирует. Эта реакция позволяет отличить третичные спирты от вторичных. Многоатомные спирты. Реакция с гидроксидом меди (II). В двух-, трех– и многоатомных спиртах, содержащих 1,2-диольный фрагмент, в отличие от одноатомных спиртов растворяется свежеприготовленный гидроксид меди (II), с образованием темно–синего раствора комплексных солей соответствующих производных (гликолятов, глицератов). В пробирку наливают несколько капель (0,3–0,5 мл) 3%-ного раствора сульфата меди, а затем 1 мл 10%-ного раствора NaOH. Выпадает студенистый голубой осадок гидроксида меди(II). Растворение осадка при добавлении 1 мл исследуемого вещества и изменение цвета раствора до темно – синего подтверждает присутствие многоатомного спирта с гидроксильными группами, расположенными у соседних атомов углерода.
Фенолы Реакция с хлоридом железа(III). Фенолы дают с хлоридом железа(III) интенсивно окрашенные комплексные соли. Обычно появляется глубокая синяя или фиолетовая окраска, некоторые фенолы дают зеленое или красное окрашивание, оно ярче проявляется в воде или хлороформе и хуже в спирте. В пробирку помещают несколько кристаллов исследуемого вещества в 2 мл воды или хлороформа, затем добавляют при встряхивании 1–3 капли 3%-ного раствора хлорида железа(III).В присутствии фенола появляется интенсивная фиолетовая или синяя окраска. Реакция с бромной водой. Фенолы со свободными орто– и пара– положениями в бензольном ядре легко обесцвечивают бромную воду, при этом получается осадок 2,4,6–трибромфенола.
Небольшое количество исследуемого вещества встряхивают с 1 мл воды, затем прибавляют по каплям бромную воду. Происходит быстрое обесцвечивание раствора и выпадение белого осадка.
Карбонильные соединения
В отличие от кетонов альдегиды легко окисляются. На этом свойстве основано открытие альдегидов. Реакция серебряного зеркала. Все альдегиды легко восстанавливают аммиачный раствор оксида серебра. Кетоны этой реакции не дают.
R–CHO + 2 Ag(NH3)2OH R–COONH4 + 2Ag + 3 NH4OH
В хорошо вымытой пробирке смешивают 1 мл раствора нитрата серебра с 1 мл 25-%-ного раствора аммиака. Выпавший первоначально осадок гидроксида серебра быстро растворяется в избытке аммиака. К полученному раствору прибавляют несколько капель спиртового раствора анализируемого вещества. Пробирку помещают на водяную баню и нагревают при 50-600С 10-15 минут. Если на стенках пробирки выделяется блестящий налет металлического серебра, то это свидетельствует о наличии альдегидной группы в исследуемом образце. Следует отметить, что эту реакцию могут давать также и другие легко окисляющиеся соединения: многоатомные фенолы, 1,3-дикетоны и др. Реакция с гидросульфитом натрия. Альдегиды, алифатические метилкетоны и алициклические кетоны при взаимодействии с гидросульфитом натрия образуют хорошо кристаллизующиеся сульфитные соединения:
R2C = O + NaHSO4 R2C (OH)SO3Na
В пробирку помещают 0,2 г (или 2 мл) исследуемого вещества, приливают 1 мл этилового спирта и 1 мл насыщенного раствора гидросульфита натрия. Пробирку закрывают пробкой и сильно встряхивают. Выпадение кристаллического осадка свидетельствует о наличии карбонильного соединения. При отрицательных пробах на специфические реакции альдегидов, выпавший кристаллический осадок гидросульфитного соединения указывает на присутствие метилкетона или циклического кетона.
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; просмотров: 780; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.12.71.237 (0.019 с.) |