"Kimia. Kelas 10". OS Gabrielyan (gdz)

Analisis kualitatif senyawa organik | Deteksi karbon, hidrogen dan halogen

Pengalaman 1. Deteksi karbon dan hidrogen dalam senyawa organik.
Kondisi kerja:
Perangkat dirakit seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 44 buku pelajaran. Tuang sejumput gula dan sedikit tembaga oksida (II) CuO ke dalam tabung reaksi. Mereka memasukkan kapas kecil ke dalam tabung reaksi, di suatu tempat setinggi dua pertiganya, lalu menuangkan sedikit tembaga sulfat anhidrat CuSO 4 . Tabung reaksi ditutup dengan gabus dengan tabung outlet gas, sehingga ujung bawahnya diturunkan ke tabung reaksi lain dengan kalsium hidroksida Ca(OH)2 yang sebelumnya dituangkan ke dalamnya. Panaskan tabung reaksi dalam nyala api kompor. Kami mengamati keluarnya gelembung-gelembung gas dari tabung, kekeruhan air kapur dan kebiruan bubuk CuSO4 putih.
C 12 H 22 O 11 + 24CuO → 12CO 2 + 11H 2 O + 24Cu
Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O
CuSO 4 + 5H 2 O → CuSO 4 . 5H2O
Kesimpulan: Zat awal mengandung karbon dan hidrogen, karena karbon dioksida dan air diperoleh sebagai hasil oksidasi, dan mereka tidak terkandung dalam pengoksidasi CuO.

Pengalaman 2. Deteksi halogen
Kondisi kerja:
Mereka mengambil kawat tembaga, ditekuk di ujungnya dengan loop dengan penjepit, dikalsinasi dalam nyala api sampai terbentuk lapisan hitam oksida tembaga (II) CuO. Kemudian kawat yang telah didinginkan dicelupkan ke dalam larutan kloroform dan sekali lagi dibawa ke dalam nyala api pembakar. Kami mengamati pewarnaan nyala api dalam warna hijau kebiruan, karena garam tembaga mewarnai nyala api.
5CuO + 2CHCl 3 \u003d 3CuCl 2 + 2CO 2 + H 2 O + 2Cu

Fitur analisis senyawa organik:

• - Reaksi dengan zat organik berlangsung lambat dengan pembentukan produk antara.
• - Zat organik bersifat termolabil, hangus saat dipanaskan.

Analisis kefarmasian bahan obat organik didasarkan pada prinsip analisis fungsional dan unsur.

Analisis fungsional - analisis berdasarkan kelompok fungsional, mis. atom, kelompok atom atau pusat reaksi yang menentukan sifat fisik, kimia atau farmakologi obat.

Analisis unsur digunakan untuk menguji keaslian zat obat organik yang mengandung sulfur, nitrogen, fosfor, halogen, arsenik, dan logam dalam molekulnya. Atom-atom dari unsur-unsur ini ditemukan dalam senyawa obat organoelemen dalam keadaan tidak terionisasi; kondisi yang diperlukan untuk menguji keasliannya adalah mineralisasi awal.

Ini bisa berupa zat cair, padat dan gas. Senyawa gas dan cair terutama memiliki efek narkotika. Efeknya menurun dari F - Cl - Br - I. Turunan yodium terutama memiliki efek antiseptik. Komunikasi C-F; C-aku; C-Br; C-Cl bersifat kovalen, oleh karena itu, untuk analisis farmasi, reaksi ionik digunakan setelah mineralisasi zat.

Keaslian preparat turunan halogen cair dari hidrokarbon ditentukan oleh konstanta fisik (titik didih, densitas, kelarutan) dan dengan adanya halogen. Yang paling objektif adalah metode penetapan keaslian identitas spektrum IR obat dan sampel standar.

Untuk membuktikan adanya halogen dalam molekul, uji Beilstein dan berbagai metode mineralisasi digunakan.

Tabel 1. Sifat senyawa terhalogenasi

Chloroethyl Aethylii cloridum (INN Ethylchloride)	Fluorotan 1,1,1-trifluoro-2chloro-2-bromoetana (INN Halotan)	Bromocamphor 3-bromo-1,7,7, trimetilbisikloheptanon-2
Cairannya transparan, tidak berwarna, mudah menguap, dengan bau khas, hampir tidak larut dalam air, larut dengan alkohol dan eter dalam perbandingan berapa pun.	Cairan tidak berwarna, transparan, berat, mudah menguap, dengan bau khas, sedikit larut dalam air, larut dengan alkohol, eter, kloroform.	Bubuk kristal putih atau kristal tidak berwarna, bau dan rasa, sangat buruk larut dalam air, mudah larut dalam alkohol dan kloroform.
Bilignostum pro injectionibus Bilignost Bis-(2,4,6-triiodo-3-carboxyanilide) asam adipat	Bromisova 2-bromoisovalerianil-urea
Bubuk kristal putih, rasa agak pahit, praktis tidak larut dalam air, alkohol, kloroform.	Bubuk kristal putih atau kristal tidak berwarna dengan sedikit bau tertentu, sedikit larut dalam air, larut dalam alkohol.

Tes Beilstein

Adanya halogen dibuktikan dengan mengkalsinasi zat dalam keadaan padat pada kawat tembaga. Dengan adanya halogen, tembaga halida terbentuk, mewarnai nyala api hijau atau biru-hijau.

Halogen dalam molekul organik terikat oleh ikatan kovalen, tingkat kekuatannya tergantung pada struktur kimia turunan halogen, oleh karena itu, diperlukan kondisi yang berbeda untuk eliminasi halogen untuk mentransfernya ke keadaan terionisasi. Ion halida yang dihasilkan dideteksi dengan reaksi analitik konvensional.

Kloroetil

· Metode mineralisasi - perebusan dengan larutan alkohol alkali (mengingat titik didih rendah, penentuan dilakukan dengan kondensor refluks).

CH 3 CH 2 Cl + KOH c KCl + C 2 H 5 OH

Ion klorida yang dihasilkan dideteksi dengan larutan perak nitrat dengan pembentukan endapan putih yang menggumpal.

Cl- + AgNO 3 > AgCl + NO 3 -

Fluorotan

Metode mineralisasi - fusi dengan natrium logam

F 3 C-CHClBr + 5Na + 4H 2 O> 3NaF + NaCl + 2NaBr + 2CO 2

Ion klorida dan bromida yang dihasilkan dideteksi dengan larutan perak nitrat dengan pembentukan endapan putih seperti keju dan kekuningan.

Ion fluorida dibuktikan dengan reaksi:

• - reaksi dengan larutan alizarin merah dan larutan zirkonium nitrat, dengan adanya F- warna merah berubah menjadi kuning muda;
• - interaksi dengan garam kalsium larut (endapan putih dari endapan kalsium fluorida);
• - reaksi dekolorisasi besi tiosianat (merah).
• Ketika ditambahkan ke ftorotane conc. H 2 SO 4 , obat berada di lapisan paling bawah.

Bromisova

Metode mineralisasi - mendidih dengan alkali (hidrolisis alkali dalam larutan berair), bau amonia muncul:

· Pemanasan dengan conc. asam sulfat - bau asam isovalerat

Bromocamphor

Metode mineralisasi dengan metode mineralisasi reduksi (dengan logam seng dalam media basa)

Ion bromida ditentukan melalui reaksi dengan kloramin B.

Bilignost

• · Metode mineralisasi - pemanasan dengan asam sulfat pekat: munculnya uap ungu dari yodium molekuler dicatat.
• · Spektroskopi IR - larutan 0,001% obat dalam larutan natrium hidroksida 0,1 N dalam kisaran 220 hingga 300 nm memiliki serapan maksimum pada l=236 nm.

iodoform

• Metode mineralisasi:
  • 1) pirolisis dalam tabung reaksi kering, uap violet yodium dilepaskan
  • 4CHI 3 + 5O 2 > 6I 2 + 4CO 2 + 2H 2 O
  • 2) pemanasan dengan conc. asam sulfat
  • 2CHI 3 + H 2 SO 4 > 3I 2 + 2CO 2 + 2H 2 O + SO 3

Kualitas bagus (kemurnian hidrokarbon terhalogenasi).

Kualitas kloretil dan halotan yang baik diperiksa dengan menetapkan keasaman atau alkalinitas, tidak adanya atau kandungan stabilisator yang dapat diterima (timol dalam halotan - 0,01%), pengotor organik asing, pengotor klorin bebas (bromin dalam halotan), klorida, bromida, non -residu yang mudah menguap.

• 1) Kloroetil: 1. Tentukan titik didih dan massa jenis,
• 2. Campuran etil alkohol yang tidak dapat diterima (reaksi pembentukan iodoform)
• 2) Bilignost : 1. Pemanasan dengan kH 2 SO 4 dan terbentuknya uap violet I 2
• 2. Spektroskopi IR
• 3) Fluorotan: 1. Spektroskopi IR
• 2. mendidih; kepadatan; Indeks bias
• 3. tidak boleh ada pengotor Cl- dan Br-

Penentuan kuantitatif kloretil GF tidak disediakan, tetapi dapat dilakukan dengan metode argentometri atau merkurimetri.

Metode penentuan kuantitatif - titrasi argentometrik terbalik menurut Folhard setelah mineralisasi (lihat reaksi dalam definisi keaslian).

1. Reaksi sebelum titrasi:

titrasi kloroetil obat farmasi

NaBr + AgNO3 > AgBrv+ NaNO3

2. Reaksi titrasi:

AgNO 3 + NH 4 SCN > AgSCN v + NH 4 NO 3

• 3. Pada titik ekivalen:
• 3NH 4 SCN + Fe (NH 4) (SO 4) 2>

Metode kuantitatif - titrasi Kolthoff argentometrik setelah mineralisasi (reaksi lihat identifikasi).

• 1. Reaksi sebelum titrasi:
• 3NH 4 SCN + Fe (NH 4) (SO 4) 2 > Fe (SCN) 3 + 2 (NH 4) 2 SO 4

jumlah yang tepat merah kecoklatan

2. Reaksi titrasi:

NaBr + AgNO3 > AgBrv+ NaNO3

3. Pada titik ekivalen:

AgNO 3 + NH 4 SCN > AgSCNv + NH 4 NO 3

pemutihan

Bilignost

Metode penentuan kuantitatif adalah iodometri tidak langsung setelah pembelahan oksidatif bilignost menjadi iodat bila dipanaskan dengan larutan kalium permanganat dalam media asam, kelebihan kalium permanganat dihilangkan dengan natrium nitrat, dan larutan urea ditambahkan ke dalam campuran untuk menghilangkan kelebihan. asam nitrat.

Titrannya adalah 0,1 mol/l larutan natrium titsulfat, indikatornya adalah pati, pada titik ekivalen, terlihat hilangnya warna biru pati.

Skema reaksi:

t; KMnO4 + H2SO4

RI 6 > 12 IO 3 -

Reaksi isolasi substitusi:

KIO 3 + 5KI + 3H 2 SO 4 > 3I 2 + 3K 2 SO 4 + 3H 2 O

Reaksi titrasi:

I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 > 2NaI + Na 2 S 4 O 6

iodoform

Metode penentuan kuantitatif adalah titrasi argentometri terbalik menurut Folgard setelah mineralisasi.

Mineralisasi:

CHI 3 + 3AgNO 3 + H 2 O > 3AgI + 3HNO 3 + CO 2

Reaksi titrasi:

AgNO 3 + NH 4 SCN > AgSCN v + NH 4 NO 3

Pada titik ekivalen:

3NH 4 SCN + Fe (NH 4) (SO 4) 2 > Fe (SCN) 3 v + 2 (NH 4) 2 SO 4

Penyimpanan

Kloroetil dalam ampul di tempat yang sejuk dan gelap, halotan dan biggnost dalam botol kaca oranye di tempat yang kering, sejuk, dan gelap. Bromocamphor disimpan dalam botol kaca oranye di tempat yang sejuk dan kering.

Chloroethyl digunakan untuk anestesi lokal, halotan untuk anestesi. Bromocamphor digunakan sebagai obat penenang (kadang-kadang untuk menghentikan laktasi). Bromisoval adalah obat hipnotis, bilignost digunakan sebagai zat radiopak berupa campuran garam dalam larutan.

literatur

• 1. Farmakope Negara Uni Soviet / Kementerian Kesehatan Uni Soviet. - edisi X. - M.: Kedokteran, 1968. - S. 78, 134, 141, 143, 186, 373.537
• 2. Farmakope Negara Masalah Uni Soviet. 1. Metode umum analisis. Bahan tanaman obat / Kementerian Kesehatan Uni Soviet. - Edisi ke-11, tambahkan. - M.: Kedokteran, 1989. - S. 165-180, 194-199
• 3. Materi kuliah.
• 4. Kimia Farmasi. Pukul 2: buku teks / V. G. Belikov - edisi ke-4, direvisi. dan tambahan - M.: MEDpress-inform, 2007. - S. 178-179, 329-332
• 5. Panduan studi laboratorium dalam kimia farmasi. Diedit oleh A.P. Arzamastsev, hlm. 152-156.

Lampiran 1

Artikel Farmakope

Bilignost

Bis-(2,4,6-triiodo-3-carboxyanilide) asam adipat

C 20 H 14 I 6 N 2 O 6 M. c. 1139.8

Keterangan. Bubuk kristal halus berwarna putih atau hampir putih dengan rasa agak pahit.

Kelarutan. Praktis tidak larut dalam air, 95% alkohol, eter dan kloroform, mudah larut dalam larutan alkali kaustik dan amonia.

Keaslian. 0,001% larutan obat dalam 0,1 N. larutan natrium hidroksida dalam kisaran 220 hingga 300 nm memiliki serapan maksimum pada panjang gelombang sekitar 236 nm.

Ketika 0,1 g obat dipanaskan dengan 1 ml asam sulfat pekat, uap violet yodium dilepaskan.

Warna larutan. 2 g obat dilarutkan dalam 4 ml 1 N. larutan natrium hidroksida, saring dan cuci saringan dengan air hingga diperoleh 10 ml filtrat. Warna larutan yang dihasilkan tidak boleh lebih pekat dari standar No. 4b atau No. 4c.

Tes hidrogen peroksida. Untuk 1 ml larutan yang dihasilkan ditambahkan 1 ml hidrogen peroksida; kekeruhan seharusnya tidak muncul dalam waktu 10-15 menit.

Senyawa dengan gugus amino terbuka. 1 g obat dikocok dengan 10 ml asam asetat glasial dan disaring. Ke dalam 5 ml filtrat bening tambahkan 3 tetes larutan natrium nitrit 0,1 mol. Setelah 5 menit, warna yang muncul seharusnya tidak lebih intens dari standar No. 2g.

Keasaman. 0,2 g obat dikocok selama 1 menit dengan air mendidih (4 kali 2 ml) dan disaring sampai diperoleh filtrat yang jernih. Titrasi filtrat gabungan! 0,05n. larutan natrium hidroksida (indikator - fenolftalein). Untuk titrasi, tidak lebih dari 0,1 ml 0,05 N harus dihabiskan. larutan natrium hidroksida.

Klorida. 2 g obat dikocok dengan 20 ml air dan disaring sampai diperoleh filtrat yang jernih. 5 ml filtrat, dibuat hingga 10 ml dengan air, harus lulus uji klorida (tidak lebih dari 0,004% dalam sediaan).

Fosfor. 1 g obat ditempatkan dalam wadah dan digerus sampai diperoleh residu putih. Pada residu ditambahkan 5 ml asam nitrat encer dan diuapkan sampai kering, setelah itu residu dalam wadah dicampur dengan baik dengan 2 ml air panas dan disaring ke dalam tabung reaksi melalui saringan kecil. Wadah dan saringan dicuci dengan 1 ml air panas, filtrat ditampung dalam tabung yang sama, kemudian ditambahkan 3 ml larutan amonium molibdat dan didiamkan selama 15 menit dalam penangas pada suhu 38-40 °. larutan mungkin berwarna kekuningan, tetapi harus tetap transparan (tidak lebih dari 0,0001% dalam sediaan).

yodium monoklorida. 0,2 g obat dikocok dengan 20 ml air dan disaring sampai diperoleh filtrat yang jernih. Ke dalam 10 ml filtrat tambahkan 0,5 g kalium iodida, 2 ml asam klorida, dan 1 ml kloroform. Lapisan kloroform harus tetap tidak berwarna.

Besi. 0,5 g obat harus lulus uji zat besi (tidak lebih dari 0,02% dalam obat). Perbandingan dibuat dengan standar yang dibuat dari 3,5 ml larutan standar B dan 6,5 ml air.

Abu sulfat dari 1 g obat tidak boleh melebihi 0,1%.

Logam berat. Abu sulfat dari 0,5 g sediaan harus lulus uji logam berat (tidak lebih dari 0,001% dalam sediaan).

Arsenik. 0,5 g sediaan harus lulus uji arsenik (tidak lebih dari 0,0001% dalam sediaan).

Kuantisasi. Sekitar 0,3 g obat (ditimbang secara akurat) ditempatkan dalam labu ukur 100 ml, dilarutkan dalam 5 ml larutan natrium hidroksida, diisi dengan air hingga tanda dan dicampur. 10 ml larutan yang dihasilkan ditempatkan dalam labu dengan kapasitas 250 ml, 5 ml larutan kalium permanganat 5% ditambahkan dan 10 ml asam sulfat pekat, 0,5-1 ml, ditambahkan dengan hati-hati di sepanjang dinding labu, sambil diaduk, dan dibiarkan selama 10 menit. Kemudian tambahkan perlahan, 1 tetes setiap 2-3 detik, dengan pengadukan kuat. larutan natrium nitrit sampai cairan menjadi tidak berwarna dan mangan dioksida larut. Setelah itu, segera tambahkan 10 ml larutan urea 10% dan aduk sampai gelembung benar-benar hilang, sambil membersihkan natrium nitrit dari dinding labu. Kemudian 100 ml air, 10 ml larutan kalium iodida yang baru disiapkan ditambahkan ke larutan, dan iod yang dilepaskan dititrasi dengan 0,1 N. larutan natrium tiosulfat (indikator - pati).

1 ml 0,1 n. larutan natrium tiosulfat sesuai dengan 0,003166 g C 20 H 14 l 6 N 2 0 6 , yang harus setidaknya 99,0% dalam persiapan.

Penyimpanan. Daftar B. Dalam stoples kaca oranye, terlindung dari cahaya.

Agen radiopak.

iodoform

Triiodometana

CHI 3 Mv 393.73

Keterangan. Kristal mengkilap pipih kecil atau bubuk kristal halus berwarna kuning lemon, bau persisten yang tajam. Volatile sudah pada suhu biasa, disuling dengan uap air. Solusi obat dengan cepat terurai dari aksi cahaya dan udara dengan pelepasan yodium.

Kelarutan. Praktis tidak larut dalam air, sedikit larut dalam alkohol, larut dalam eter dan kloroform, sedikit larut dalam gliserol. lemak dan minyak esensial.

Keaslian, 0,1 g obat dipanaskan dalam tabung reaksi di atas api pembakar; uap ungu yodium dilepaskan.

Titik lebur 116--120 ° (dengan dekomposisi).

Zat pewarna. 5 g obat dikocok kuat selama 1 menit dengan 50 ml air dan disaring. Filtrat harus tidak berwarna.

keasaman atau alkalinitas. Ke dalam 10 ml filtrat tambahkan 2 tetes larutan bromtimol biru. Warna kuning-hijau yang muncul seharusnya menjadi biru dari penambahan tidak lebih dari 0,1 ml 0,1 N. larutan natrium hidroksida atau kuning dari penambahan tidak lebih dari 0,05 ml 0,1 n. larutan asam klorida.

Halogen. 5 ml filtrat yang sama, diencerkan dengan air hingga 10 ml, harus lulus uji klorida (tidak lebih dari 0,004% dalam formulasi).

sulfat. 10 ml filtrat yang sama harus lulus uji sulfat (tidak lebih dari 0,01% dalam formulasi).

Abu dari 0,5 g obat tidak boleh melebihi 0,1%.

Kuantisasi. Sekitar 0,2 g obat (ditimbang secara akurat) ditempatkan dalam labu berbentuk kerucut dengan kapasitas 250--300 ml, dilarutkan dalam 25 atau 95% alkohol, 25 ml 0,1 n. larutan perak nitrat, 10 ml asam nitrat dan dipanaskan di bawah refluks di atas penangas air selama 30 menit, melindungi labu reaksi dari cahaya. Kulkas dicuci dengan air, 100 ml air ditambahkan ke dalam labu dan kelebihan perak nitrat dititrasi dengan 0,1 N. larutan amonium tiosianat (indikator - tawas amonium besi).

Secara paralel, lakukan eksperimen kontrol.

1 ml 0,1 n. larutan perak nitrat sesuai dengan 0,01312 g CHI 3 , yang harus setidaknya 99,0% dalam persiapan.

Penyimpanan. Dalam wadah tertutup baik, terlindung dari cahaya, di tempat yang sejuk.

Analisis kualitatif. Tujuan, metode yang mungkin. Analisis kimia kualitatif zat anorganik dan organik

Analisis kualitatif memilikinya sendiri sasaran deteksi zat tertentu atau komponennya pada objek yang dianalisis. Deteksi dilakukan dengan identifikasi zat, yaitu, menetapkan identitas (kesamaan) AS dari objek yang dianalisis dan AS yang diketahui dari zat yang akan ditentukan di bawah kondisi metode analisis yang digunakan. Untuk melakukan ini, metode ini terlebih dahulu memeriksa zat referensi (Bagian 2.1), di mana keberadaan zat yang akan ditentukan diketahui. Sebagai contoh, ditemukan bahwa adanya garis spektral dengan panjang gelombang 350,11 nm dalam spektrum emisi paduan, ketika spektrum dieksitasi oleh busur listrik, menunjukkan adanya barium dalam paduan; kebiruan larutan berair ketika pati ditambahkan ke dalamnya adalah AC untuk kehadiran I 2 di dalamnya dan sebaliknya.

Analisis kualitatif selalu mendahului kuantitatif.

Saat ini, analisis kualitatif dilakukan dengan metode instrumental: spektral, kromatografi, elektrokimia, dll. Metode kimia digunakan pada tahap instrumental tertentu (pembukaan sampel, pemisahan dan konsentrasi, dll.), tetapi terkadang menggunakan analisis kimia, Anda bisa mendapatkan hasil yang lebih banyak. sederhana dan cepat, misalnya, untuk menetapkan adanya ikatan rangkap dua dan rangkap tiga dalam hidrokarbon tak jenuh dengan melewatkannya melalui air brom atau larutan berair KMnO 4 . Dalam hal ini, larutan kehilangan warnanya.

Analisis kimia kualitatif terperinci memungkinkan untuk menentukan komposisi unsur (atomik), ionik, molekul (bahan), fungsional, struktural, dan fase zat anorganik dan organik.

Dalam analisis zat anorganik, analisis unsur dan ionik sangat penting, karena pengetahuan tentang komposisi unsur dan ionik cukup untuk menentukan komposisi bahan zat anorganik. Sifat-sifat zat organik ditentukan oleh komposisi unsurnya, tetapi juga oleh strukturnya, keberadaan berbagai gugus fungsi. Oleh karena itu, analisis zat organik memiliki kekhasan tersendiri.

Analisis kimia kualitatif didasarkan pada sistem karakteristik reaksi kimia dari suatu zat - pemisahan, pemisahan dan deteksi.

Persyaratan berikut berlaku untuk reaksi kimia dalam analisis kualitatif.

1. Reaksi harus berlangsung hampir seketika.

2. Reaksi harus ireversibel.

3. Reaksi harus disertai dengan efek eksternal (AS):

a) perubahan warna larutan;

b) pembentukan atau pelarutan endapan;

c) pelepasan zat gas;

d) pewarna api, dll.

4. Reaksi harus sensitif dan, jika mungkin, spesifik.

Reaksi yang memungkinkan untuk memperoleh efek eksternal dengan analit disebut analitis , dan zat yang ditambahkan untuk ini - reagen . Reaksi analitik yang dilakukan antara padatan disebut sebagai " cara kering ", dan dalam solusi -" cara basah ».

Reaksi "kering" meliputi reaksi yang dilakukan dengan menggiling zat uji padat dengan reagen padat, serta dengan memperoleh gelas berwarna (mutiara) dengan menggabungkan beberapa elemen dengan boraks.

Jauh lebih sering, analisis dilakukan "cara basah", di mana analit dipindahkan ke dalam larutan. Reaksi dengan solusi dapat dilakukan tabung reaksi, tetes dan mikrokristalin metode. Pada semi-mikroanalisis tabung reaksi, dilakukan dalam tabung reaksi dengan kapasitas 2-5 cm 3 . Untuk memisahkan endapan, sentrifugasi digunakan, dan penguapan dilakukan dalam cangkir porselen atau cawan lebur. Analisis tetes (N.A. Tananaev, 1920) dilakukan pada pelat porselen atau strip kertas saring, memperoleh reaksi warna dengan menambahkan satu tetes larutan reagen ke satu tetes larutan suatu zat. Analisis mikrokristalin didasarkan pada deteksi komponen melalui reaksi yang membentuk senyawa dengan karakteristik warna dan bentuk kristal yang diamati di bawah mikroskop.

Untuk analisis kimia kualitatif, semua jenis reaksi yang diketahui digunakan: asam-basa, redoks, pengendapan, pembentukan kompleks, dan lainnya.

Analisis kualitatif larutan zat anorganik direduksi menjadi deteksi kation dan anion. Untuk penggunaan ini umum dan pribadi reaksi. Reaksi umum memberikan efek eksternal yang serupa (AC) dengan banyak ion (misalnya, pembentukan endapan sulfat, karbonat, fosfat, dll. oleh kation), dan reaksi pribadi dengan 2-5 ion. Semakin sedikit ion memberikan AS serupa, semakin selektif (selektif) reaksi dianggap. Reaksi tersebut disebut spesifik ketika memungkinkan satu ion untuk dideteksi di hadapan semua yang lain. Spesifik, misalnya, untuk ion amonium adalah reaksi:

NH 4 Cl + KOH NH 3 + KCl + H 2 O

Amonia dideteksi dengan bau atau warna biru dari kertas lakmus merah yang direndam dalam air dan ditempatkan di atas tabung reaksi.

Selektivitas reaksi dapat ditingkatkan dengan mengubah kondisinya (pH) atau dengan menerapkan masking. penyamaran adalah mengurangi konsentrasi ion pengganggu dalam larutan di bawah batas deteksinya, misalnya, dengan mengikatnya menjadi kompleks tak berwarna.

Jika komposisi larutan yang dianalisis sederhana, maka dianalisis setelah masking pecahan jalan. Ini terdiri dari deteksi dalam urutan apa pun dari satu ion di hadapan semua yang lain dengan bantuan reaksi spesifik yang dilakukan di bagian terpisah dari larutan yang dianalisis. Karena ada beberapa reaksi spesifik, ketika menganalisis campuran ionik kompleks, seseorang menggunakan sistematis jalan. Metode ini didasarkan pada pemisahan campuran menjadi kelompok-kelompok ion dengan sifat kimia yang serupa dengan mengubahnya menjadi endapan menggunakan reagen kelompok, dan reagen kelompok bekerja pada bagian yang sama dari larutan yang dianalisis menurut sistem tertentu, dalam urutan yang ditentukan secara ketat. Endapan dipisahkan satu sama lain (misalnya, dengan sentrifugasi), kemudian dilarutkan dengan cara tertentu dan serangkaian solusi diperoleh, yang memungkinkan untuk mendeteksi ion individu di masing-masing dengan reaksi spesifik terhadapnya.

Ada beberapa metode analisis sistematis, dinamai menurut kelompok reagen yang digunakan: hidrogen sulfida, asam-basa, amonia-fosfat lainnya. Metode klasik hidrogen sulfida didasarkan pada pemisahan kation menjadi 5 kelompok dengan memperoleh sulfida atau senyawa belerangnya bila terkena H 2 S, (NH 4) 2 S, NaS dalam berbagai kondisi.

Metode asam-basa yang lebih banyak digunakan, mudah diakses dan aman, di mana kation dibagi menjadi 6 kelompok (Tabel 1.3.1.). Nomor kelompok menunjukkan urutan paparan reagen.

Tabel 1.3.1

Klasifikasi kation menurut metode asam-basa

Nomor grup		Reagen grup	Kelarutan senyawa
	Ag + , Pb 2+ , Hg 2 2+		Klorida tidak larut dalam air
	Ca2+, Sr2+, Ba2+		Sulfat tidak larut dalam air
	Zn 2+ , Al 3+ , Cr 3+ , Sn 2+ , Si 4+ , ​​As		Hidroksida bersifat amfoter, larut dalam alkali berlebih
	Mg 2+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Bi 3+ , Sb 3+ , Sb 5+		Hidroksida tidak larut dalam kelebihan NaOH atau NH3
Nomor grup		Reagen grup	Kelarutan senyawa
	Co 2+ , Ni 2+ , Cu 2+ , Cd 2+ , Hg 2+		Hidroksida larut dalam NH 3 berlebih dengan pembentukan senyawa kompleks
	Na + , K + , NH 4 +		Klorida, sulfat, hidroksida larut dalam air

Anion dalam analisis pada dasarnya tidak saling berinterferensi, oleh karena itu digunakan reagen golongan bukan untuk pemisahan, tetapi untuk memeriksa ada tidaknya gugus anion tertentu. Tidak ada klasifikasi yang konsisten dari anion ke dalam kelompok.

Dalam cara yang paling sederhana, mereka dapat dibagi menjadi dua kelompok sehubungan dengan ion Ba 2+:

a) memberikan senyawa yang sangat larut dalam air: Cl - , Br - , I - , CN - , SCN - , S 2- , NO 2 2- , NO 3 3- , MnO 4- , CH 3 COO - , ClO 4 - , ClO3 - , ClO - ;

b) memberikan senyawa yang sukar larut dalam air : F -, CO 3 2-, CsO 4 2-, SO 3 2-, S 2 O 3 2-, SO 4 2-, S 2 O 8 2-, SiO 3 2- , CrO 4 2-, PO 4 3-, AsO 4 3-, AsO 3 3-.

Analisis kimia kualitatif bahan organik dibagi menjadi: unsur , fungsional , struktural dan molekuler .

Analisis dimulai dengan uji pendahuluan bahan organik. Untuk padatan, ukur t leleh. , untuk cairan - t kip atau , indeks bias. Massa molar ditentukan dengan menurunkan t beku atau meningkatkan t bale, yaitu dengan metode cryoscopic atau ebullioscopic. Karakteristik penting adalah kelarutan, yang menjadi dasar skema klasifikasi zat organik. Misalnya, jika suatu zat tidak larut dalam H 2 O, tetapi larut dalam larutan NaOH 5% atau NaHCO 3, maka zat tersebut termasuk dalam kelompok zat yang meliputi asam organik kuat, asam karboksilat dengan lebih dari enam atom karbon, fenol dengan substituen pada posisi orto dan para, -diketon.

Tabel 1.3.2

Reaksi untuk identifikasi senyawa organik

Jenis koneksi	Gugus fungsi yang terlibat dalam reaksi
Aldehid		a) 2,4 - dinitrofenil hidroksida b) hidroksilamin hidroklorida c) natrium hidrogen sulfat
		a) asam nitrit b) benzenasulfonil klorida
hidrokarbon aromatik		Azoxybenzene dan aluminium klorida
		Lihat aldehida
hidrokarbon tak jenuh	C \u003d C - - C C -	a) Larutan KMnO 4 b) Larutan Br 2 dalam CCL 4
senyawa nitro		a) Fe(OH) 2 (garam Mohr + KOH) b) serbuk seng + NH 4 Cl c) larutan NaOH 20%
		a) (NH 4) 2 b) ZnCl 2 larutan dalam HCl c) asam iodik
		a) FeCl 3 dalam piridin b) air brom
Eter itu sederhana		a) asam hidroiodik b) air brom
Kompleks eter		a) larutan NaOH (atau KOH) b) hidroksilamin hidroklorida

Analisis unsur mendeteksi unsur-unsur yang termasuk dalam molekul zat organik (C, H, O, N, S, P, Cl, dll.). Dalam kebanyakan kasus, bahan organik terurai, produk dekomposisi dilarutkan, dan unsur-unsur dalam larutan yang dihasilkan ditentukan seperti pada zat anorganik. Misalnya, ketika nitrogen terdeteksi, sampel menyatu dengan logam kalium untuk membentuk KCN, yang diperlakukan dengan FeSO 4 dan diubah menjadi K 4 . Dengan menambahkan yang terakhir larutan ion Fe 3+, biru Prusia Fe 4 3 - (AC untuk keberadaan N) diperoleh.

Analisis fungsional menentukan jenis kelompok fungsional. Misalnya, reaksi dengan (NH 4) 2 dapat mendeteksi alkohol, dan dengan larutan KMnO 4, alkohol primer, sekunder dan tersier dapat dibedakan. KMnO 4 primer teroksidasi menjadi aldehida, perubahan warna, oksidasi sekunder menjadi keton, membentuk MnO 2, dan tidak bereaksi dengan tersier (Tabel 1.3.2).

Analisis struktural menetapkan formula struktural zat organik atau elemen struktural individunya (ikatan rangkap dan rangkap tiga, siklus, dan sebagainya).

Analisis molekuler menetapkan seluruh zat. Misalnya, fenol dapat dideteksi melalui reaksi dengan FeCl 3 dalam piridin. Lebih sering, analisis molekuler direduksi untuk menetapkan komposisi lengkap suatu senyawa berdasarkan data tentang komposisi unsur, fungsional, dan struktural zat tersebut. Saat ini, analisis molekuler dilakukan terutama dengan metode instrumental.

Saat menghitung hasil analisis, perlu dilakukan perhitungan dengan sangat hati-hati. Kesalahan matematika yang dibuat dalam nilai numerik sama dengan kesalahan dalam analisis.

Nilai numerik dibagi menjadi eksak dan perkiraan. Akurat, misalnya, dapat mencakup jumlah analisis yang dilakukan, nomor seri elemen dalam tabel periodik, perkiraan - nilai terukur massa atau volume.

Digit penting dari suatu bilangan perkiraan adalah semua digitnya, kecuali nol di sebelah kiri titik desimal dan nol di sebelah kanan setelah titik desimal. Angka nol di tengah angka adalah signifikan. Misalnya, pada angka 427.205 - 6 angka penting; 0,00365 - 3 angka penting; 244.00 - 3 angka penting.

Keakuratan perhitungan ditentukan oleh GOST, OST atau TU untuk analisis. Jika kesalahan perhitungan tidak ditentukan sebelumnya, maka harus diingat bahwa bahwa konsentrasi dihitung hingga angka penting ke-4 setelah titik desimal, massa - hingga desimal ke-4 setelah titik desimal, fraksi massa (persentase) - hingga seperseratus.

Setiap hasil analisis tidak boleh lebih akurat daripada yang diizinkan oleh alat ukur (oleh karena itu, dalam massa yang dinyatakan dalam gram, tidak boleh lebih dari 4-5 tempat desimal, yaitu lebih dari keakuratan neraca analitik 10 -4 -10 -5 g ) .

Angka tambahan dibulatkan sesuai dengan aturan berikut.

1. Angka terakhir, jika 4 dibuang, jika 5, tambahkan satu ke yang sebelumnya, jika 5, dan di depannya ada angka genap, tambahkan satu ke yang sebelumnya, dan jika ganjil, maka kurangi (misalnya, 12.465 12, 46; 12.475 12.48).

2. Dalam penjumlahan dan perbedaan bilangan-bilangan yang mendekati, tempat desimal dipertahankan sebanyak bilangan dengan bilangan terkecil, dan ketika membagi dan mengalikan, sebanyak yang diperlukan untuk besaran yang diberikan (misalnya, ketika menghitung massa menggunakan rumus

Meskipun V diukur hingga seperseratus, hasilnya harus dihitung hingga 10 -4 -10 -5 g).

3. Saat menaikkan pangkat, sebagai hasilnya, ambil angka penting sebanyak jumlah yang dipangkatkan.

4. Pada hasil antara, ambil satu digit desimal lebih banyak dari yang sesuai dengan aturan pembulatan, dan untuk mengevaluasi urutan perhitungan, bulatkan semua angka ke digit pertama.

Pemrosesan matematis hasil analisis

Pada salah satu tahap analisis kuantitatif yang terdaftar, kesalahan dapat dibuat dan, sebagai aturan, kesalahan diperbolehkan, oleh karena itu, semakin sedikit tahap analisis, semakin akurat hasilnya.

kesalahan pengukuran mengacu pada penyimpangan hasil pengukuran x i dari nilai sebenarnya dari besaran yang diukur .

Perbedaan saya - =∆х i ditelepon kesalahan mutlak , dan sikap (∆х i /)100% ditelepon Kesalahan relatif .

Kesalahan hasil analisis kuantitatif dibagi menjadi: kotor (meleset), sistematis dan acak . Berdasarkan mereka, kualitas hasil analisis yang diperoleh dinilai. Parameter kualitas adalah milik mereka Baik, akurasi, reproduktifitas dan keandalan.

Hasil analisis dianggap Baik , jika tidak memiliki kesalahan besar dan sistematis, dan jika, sebagai tambahan, kesalahan acak diminimalkan, maka tepat, sesuai dengan kebenaran. Untuk memperoleh hasil pengukuran yang akurat, penentuan kuantitatif diulang beberapa kali (biasanya ganjil).

Kesalahan besar ( meleset) adalah mereka yang menyebabkan perbedaan tajam dalam hasil pengukuran berulang dari yang lain. Penyebab kesalahan adalah kesalahan operasional kotor analis (misalnya, hilangnya sebagian sedimen selama penyaringan atau penimbangan, perhitungan atau pencatatan hasil yang salah). Kesalahan diidentifikasi di antara serangkaian pengukuran berulang, biasanya menggunakan K-kriteria. Untuk menghitungnya, hasilnya disusun dalam satu baris dalam urutan menaik: x 1, x 2, x 3,…x n-1, x n. Diragukan biasanya hasil pertama atau terakhir dalam seri ini.

Kriteria-Q dihitung sebagai rasio nilai absolut dari perbedaan antara hasil yang dipertanyakan dan yang paling dekat dengannya dalam seri dengan perbedaan antara yang terakhir dan yang pertama dalam seri. Perbedaan x n- x 1 ditelepon rentang variasi.

Misalnya, jika hasil terakhir berturut-turut diragukan, maka

Untuk mengidentifikasi kesalahan, Q yang dihitung untuk itu dibandingkan dengan nilai kritis tabular Q meja diberikan dalam buku referensi analitis. Jika Q Q meja, maka hasil yang meragukan dikeluarkan dari pertimbangan, menganggapnya sebagai kesalahan. Kesalahan harus diidentifikasi dan diperbaiki.

Kesalahan sistematis adalah kesalahan yang menyebabkan penyimpangan hasil pengukuran berulang dengan nilai positif atau negatif yang sama dari nilai sebenarnya. Mereka dapat disebabkan oleh kalibrasi alat dan instrumen pengukuran yang salah, pengotor dalam reagen yang digunakan, tindakan yang salah (misalnya, memilih indikator) atau karakteristik individu analis (misalnya, penglihatan). Kesalahan sistematis dapat dan harus dihilangkan. Untuk penggunaan ini:

1) memperoleh hasil analisis kuantitatif dengan beberapa metode yang berbeda sifatnya;

2) pengembangan metodologi analisis pada sampel standar, yaitu. bahan, kandungan analit, yang diketahui dengan akurasi tinggi;

3) metode penambahan (metode "ditemukan-ditemukan").

Kesalahan acak - ini adalah yang menyebabkan penyimpangan yang tidak signifikan dari hasil pengukuran berulang dari nilai sebenarnya karena alasan yang kemunculannya tidak dapat diklarifikasi dan diperhitungkan (misalnya, fluktuasi tegangan pada listrik, suasana hati analis, dll.). Kesalahan acak menyebabkan hamburan dalam hasil penentuan berulang yang dilakukan dalam kondisi yang identik. Scatter menentukan reproduktifitas hasil, yaitu memperoleh hasil yang sama atau serupa dengan penentuan berulang. Karakteristik kuantitatif dari reproduktifitas adalah simpangan baku S, yang ditemukan dengan metode statistik matematika. Untuk sejumlah kecil pengukuran (sampel kecil) dengan n=1-10

pilihan sebut himpunan hasil pengukuran berulang. Hasilnya sendiri disebut pilihan pengambilan sampel . Totalitas hasil sejumlah besar pengukuran (dalam titrasi n30) disebut sampel umum , dan simpangan baku yang dihitung darinya dilambangkan dengan . Standar deviasi S() menunjukkan berapa nilai rata-rata hasil n pengukuran yang menyimpang dari rata-rata hasil x atau benar.

Kerja Praktek No. 1

Reagen : parafin (C 14 H 30

Peralatan :

Catatan:

2. Halogen dalam bahan organik dapat dideteksi dengan reaksi warna nyala.

Algoritma kerja:

Tuang air kapur ke dalam tabung penerima.

Hubungkan tabung reaksi dengan campuran ke tabung reaksi dengan tabung outlet gas dengan sumbat.

Panaskan tabung reaksi dengan campuran dalam nyala lampu alkohol.

Nyalakan kawat tembaga dalam nyala lampu alkohol sampai lapisan hitam muncul di atasnya.

Bawa kabel yang didinginkan ke dalam zat uji dan bawa kembali lampu spiritus ke dalam nyala api.

Kesimpulan:

perhatikan: perubahan yang terjadi dengan air kapur, tembaga sulfat (2).

Apa warna nyala lampu spiritus ketika larutan uji ditambahkan?

Kerja Praktek No. 1

"Analisis kualitatif senyawa organik".

Reagen: parafin (C 14 H 30 ), air kapur, oksida tembaga (2), dikloroetana, tembaga sulfat (2).

Peralatan : dudukan logam dengan kaki, lampu spiritus, 2 tabung reaksi, gabus dengan tabung gas, kawat tembaga.

Catatan:

karbon dan hidrogen dapat dideteksi dalam bahan organik dengan oksidasi dengan oksida tembaga (2).

halogen dalam bahan organik dapat dideteksi menggunakan reaksi warna nyala.

Algoritma kerja:

Tahap 1 pekerjaan: Pencairan parafin dengan oksida tembaga

1. Pasang perangkat sesuai dengan gbr. 44 pada halaman 284, untuk ini, letakkan 1-2 g oksida tembaga dan parafin di bagian bawah tabung reaksi, panaskan.

Tahap 2 pekerjaan: Penentuan kualitatif karbon.

1. Tuang air kapur ke dalam tabung penerima.

2. Hubungkan tabung reaksi dengan campuran ke tabung reaksi dengan tabung outlet gas dengan sumbat.

3. Panaskan tabung reaksi dengan campuran dalam nyala lampu alkohol.

Tahap 3 pekerjaan: Penentuan kualitatif hidrogen.

1. Di bagian atas tabung reaksi dengan campuran, letakkan sepotong kapas, taruh tembaga sulfat (2) di atasnya.

Tahap 4 pekerjaan: Penentuan kualitatif klorin.

1. Nyalakan kabel tembaga dalam nyala lampu alkohol sampai lapisan hitam muncul di atasnya.

2. Masukkan kabel dingin ke dalam bahan uji dan nyalakan kembali lampu spiritus.

Kesimpulan:

1. perhatikan: perubahan yang terjadi dengan air kapur, tembaga sulfat (2).

2. Apa warna nyala lampu spiritus ketika larutan uji ditambahkan.

Studi tentang bahan organik dimulai dengan isolasi dan pemurniannya.

1. Curah hujan

pengendapan- pemisahan salah satu senyawa dari campuran zat gas atau cair menjadi endapan, kristal atau amorf. Metode ini didasarkan pada perubahan kondisi solvasi.Efek solvasi dapat sangat dikurangi dan padatan dapat diisolasi dalam bentuk murninya dengan beberapa metode.

Salah satunya adalah bahwa produk akhir (sering disebut - target) diubah menjadi senyawa mirip garam (garam sederhana atau kompleks), jika saja ia mampu berinteraksi asam basa atau membentuk kompleks. Jadi, misalnya, amina dapat diubah menjadi garam amonium tersubstitusi:

(CH 3) 2 NH + HCl -> [(CH 3) 2 NH 2] + Cl -,

dan asam karboksilat, sulfonat, fosfonat dan asam lainnya - dalam garam oleh aksi alkali yang sesuai:

CH 3 COOH + NaOH -> CH 3 COO - Na + + H 2 O;

2CH 3 SO 2 OH + Ba (OH) 2 -> Ba 2+ (CH 3 SO 2 O) 2 - + H 2 O;

CH 3 P (OH) 2 O + 2AgOH -> Ag (CH 3 PO 3) 2– + 2H 2 O.

Garam sebagai senyawa ionik hanya larut dalam pelarut polar (H 2 O, ROH, RCOOH, dll.). Semakin baik pelarut tersebut masuk ke dalam interaksi donor-akseptor dengan kation dan anion garam, semakin besar energi yang dilepaskan selama solvasi, dan kelarutan yang lebih tinggi . Dalam pelarut non-polar, seperti hidrokarbon, petroleum eter (bensin ringan), CHCl 3 , CCl 4, dll., garam tidak larut dan mengkristal (salt out) ketika pelarut ini atau pelarut serupa ditambahkan ke larutan seperti garam senyawa. Dari garam, basa atau asam yang sesuai dapat dengan mudah diisolasi dalam bentuk murni.

Aldehid dan keton yang bersifat non-aromatik, dengan menambahkan natrium hidrosulfit, mengkristal dari larutan berair dalam bentuk senyawa yang sedikit larut.

Misalnya, aseton (CH 3) 2 CO mengkristal dari larutan berair dengan natrium hidrosulfit NaHSO 3 dalam bentuk turunan hidrosulfit yang sedikit larut:

Aldehid dengan mudah mengembun dengan hidroksilamin untuk melepaskan molekul air:

Produk yang dihasilkan disebut oksim Mereka adalah cairan atau padatan.Oksim bersifat asam lemah, dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa hidrogen dari gugus hidroksil dapat digantikan oleh logam, dan pada saat yang sama - bersifat basa lemah, karena oksim bergabung dengan asam, membentuk garam seperti garam amonium.

Ketika direbus dengan asam encer, hidrolisis terjadi, sedangkan aldehida dilepaskan dan garam hidroksilamin terbentuk:

Dengan demikian, hidroksilamina adalah reagen penting yang memungkinkan untuk mengisolasi aldehida dalam bentuk oksim dari campuran dengan zat lain yang tidak bereaksi dengan hidroksilamin.Oksim juga dapat digunakan untuk memurnikan aldehida.

Seperti hidroksilamina, hidrazin H 2 N-NH 2 bereaksi dengan aldehida; tetapi karena ada dua gugus NH 2 dalam molekul hidrazin, ia dapat bereaksi dengan dua molekul aldehida. produk substitusi satu atom hidrogen dalam molekul hidrazin oleh gugus fenil C 6 H 5:

Hasil reaksi aldehida dengan fenilhidrazin disebut fenilhidrazon.Phenylhydrazones cair dan padat, mereka mengkristal dengan baik. Ketika direbus dengan asam encer, seperti oksim, mereka mengalami hidrolisis, yang menghasilkan aldehida bebas dan garam fenilhidrazin:

Dengan demikian, fenilhidrazin, seperti hidroksilamina, dapat berfungsi untuk mengisolasi dan memurnikan aldehida.

Terkadang turunan hidrazin lain digunakan untuk tujuan ini, di mana atom hidrogen digantikan bukan oleh gugus fenil, tetapi oleh gugus H2N-CO. Turunan hidrazin semacam itu disebut NH2 –NH–CO–NH2 semikarbazida. Produk kondensasi aldehida dengan semikarbazida disebut semikarbazon:

Keton juga mudah mengembun dengan hidroksilamin untuk membentuk ketoximes:

Dengan fenilhidrazin, keton menghasilkan fenilhidrazon:

dan dengan semicarbazide - semicarbazones:

Oleh karena itu, hidroksilamina, fenilhidrazin, dan semikarbazida digunakan untuk isolasi keton dari campuran dan untuk pemurniannya pada tingkat yang sama seperti untuk isolasi dan pemurnian aldehida.Tentu saja, tidak mungkin untuk memisahkan aldehida dari keton dengan metode ini.

Alkuna dengan ikatan rangkap tiga terminal berinteraksi dengan larutan amonia Ag 2 O dan menonjol dalam bentuk alkinida perak, misalnya:

2(OH) - + HC=CH -> Ag–C=C–Ag + 4NH 3 + 2H 2 O.

Aldehida, keton, dan alkuna awal dapat dengan mudah diisolasi dari produk substitusi yang sukar larut dalam bentuk murni.

2. Kristalisasi

Metode kristalisasi pemisahan campuran dan pemurnian zat yang mendalam didasarkan pada perbedaan komposisi fase yang terbentuk selama kristalisasi parsial dari lelehan, larutan, fase gas. Karakteristik penting dari metode ini adalah kesetimbangan, atau termodinamika, faktor pemisahan, sama dengan rasio konsentrasi komponen dalam fase kesetimbangan - padat dan cair (atau gas):

di mana x dan kamu adalah fraksi mol komponen dalam fase padat dan cair (atau gas). Jika sebuah x<< 1, т.е. разделяемый компонент является примесью, k 0 = x / kamu. Dalam kondisi nyata, keseimbangan biasanya tidak tercapai; derajat pemisahan dalam kristalisasi tunggal disebut faktor pemisahan efektif k, yang selalu lebih kecil k 0 .

Ada beberapa metode kristalisasi.

Saat memisahkan campuran dengan metode kristalisasi terarah wadah dengan larutan awal perlahan-lahan bergerak dari zona pemanasan ke zona pendinginan.Kristalisasi terjadi pada batas zona, yang bagian depannya bergerak dengan kecepatan wadah.

Untuk memisahkan komponen dengan sifat yang sama, digunakan pencairan zona ingot dibersihkan dari pengotor dalam wadah memanjang, perlahan-lahan bergerak di sepanjang satu atau lebih pemanas. Bagian ingot di zona pemanasan meleleh, dan mengkristal lagi saat keluar darinya. bahan (Ge, Si, dll.).

Kristalisasi kolom berlawanan arah diproduksi di kolom, di bagian atas yang ada zona pendinginan, di mana kristal terbentuk, dan di bagian bawah ada zona pemanasan, di mana kristal meleleh. Kristal di kolom digerakkan oleh gravitasi atau menggunakan, misalnya, sekrup ke arah yang berlawanan dengan pergerakan cairan Ini ditandai dengan produktivitas tinggi dan hasil tinggi dari produk murni, digunakan dalam produksi naftalena murni, asam benzoat, kaprolaktam, fraksi asam lemak, dll.

Untuk memisahkan campuran, mengeringkan dan memurnikan zat dalam sistem gas padat, sublimasi (sublimasi) dan desublimasi.

Sublimasi dicirikan oleh perbedaan besar dalam kondisi kesetimbangan untuk zat yang berbeda, yang memungkinkan untuk memisahkan sistem multikomponen, khususnya, ketika memperoleh zat dengan kemurnian tinggi.

3. Ekstraksi

Ekstraksi- metode pemisahan berdasarkan ekstraksi selektif dari satu atau lebih komponen campuran yang dianalisis menggunakan pelarut organik - ekstraktan Sebagai aturan, ekstraksi dipahami sebagai proses mendistribusikan zat terlarut antara dua fase cair yang tidak dapat bercampur, meskipun dalam kasus umum satu fase dapat berupa padat (ekstraksi dari padatan) atau gas. Oleh karena itu, nama metode yang lebih akurat adalah ekstraksi cair-cair, atau sederhananya ekstraksi cair.Biasanya dalam kimia analitik, ekstraksi zat dari larutan berair menggunakan pelarut organik digunakan.

Distribusi zat X antara fase berair dan organik dalam kondisi kesetimbangan mematuhi hukum kesetimbangan distribusi. Konstanta kesetimbangan ini, dinyatakan sebagai rasio antara konsentrasi zat dalam dua fase:

K= [X] org / [X] air,

pada suhu tertentu ada nilai konstan, hanya bergantung pada sifat zat dan kedua pelarut.Nilai ini disebut konstanta distribusi.Kira-kira, dapat diperkirakan dari rasio kelarutan zat dalam masing-masing pelarut.

Fase di mana komponen yang dapat diekstraksi lewat setelah ekstraksi cair disebut ekstrak; fase habis komponen ini, rafinat.

Dalam industri, ekstraksi multitahap arus balik adalah yang paling umum. Jumlah tahap pemisahan yang diperlukan biasanya 5-10, dan untuk senyawa yang sulit dipisahkan, hingga 50-60. Proses ini mencakup sejumlah operasi tipikal dan khusus. penghapusan larutan stok yang terperangkap secara mekanis) dan ekstraksi ulang, yaitu, pengembalian senyawa yang diekstraksi ke fase berair untuk tujuan pemrosesan lebih lanjut dalam larutan berair atau pemurnian ekstraksi ulang. Operasi khusus terkait, misalnya, dengan perubahan keadaan oksidasi dari komponen yang dipisahkan.

Ekstraksi cair satu tahap, hanya efektif pada nilai konstanta distribusi yang sangat tinggi K digunakan terutama untuk tujuan analitis.

Peralatan untuk ekstraksi cair - ekstraktor- bisa dengan kontak fase kontinu (kolom) atau bertahap (mixer-settler).

Karena selama ekstraksi perlu untuk mencampur dua cairan yang tidak dapat bercampur secara intensif, jenis kolom berikut ini terutama digunakan: berdenyut (dengan gerakan bolak-balik cairan), bergetar (dengan paket pelat bergetar), cakram putar (dengan paket cakram berputar pada poros umum), dll. d.

Setiap tahap mixer-settler memiliki ruang pencampuran dan pengendapan.Pencampuran dapat dilakukan secara mekanis (pencampur) atau berdenyut; multistage dicapai dengan menghubungkan jumlah bagian yang diperlukan ke dalam kaskade. Bagian dapat dirakit di rumah umum (ekstraktor kotak). Mixer-settler memiliki keunggulan dibandingkan kolom dalam proses dengan jumlah tahap yang kecil atau dengan aliran cairan yang sangat besar. Peralatan sentrifugal menjanjikan untuk memproses aliran besar.

Keuntungan ekstraksi cair adalah biaya energi yang rendah (tidak ada transisi fase yang membutuhkan pasokan energi dari luar); kemungkinan mendapatkan zat yang sangat murni; otomatisasi penuh dari proses.

Ekstraksi cair digunakan, misalnya, untuk mengisolasi hidrokarbon aromatik ringan dari bahan baku minyak bumi.

Ekstraksi zat dengan pelarut dari fase padat sering digunakan dalam kimia organik untuk mengekstrak senyawa alami dari objek biologis: klorofil dari daun hijau, kafein dari massa kopi atau teh, alkaloid dari bahan tanaman, dll.

4. Distilasi dan rektifikasi

Distilasi dan rektifikasi adalah metode yang paling penting untuk memisahkan dan memurnikan campuran cair, berdasarkan perbedaan komposisi cairan dan uap yang terbentuk darinya.

Distribusi komponen campuran antara cair dan uap ditentukan oleh volatilitas relatif :

aik= (kamusaya/ xsaya) : (kamuk / xk),

di mana xsaya dan xk,kamusaya dan kamuk adalah fraksi mol komponen saya dan k masing-masing dalam cairan dan uap yang terbentuk darinya.

Untuk larutan yang terdiri dari dua komponen,

di mana x dan kamu adalah fraksi mol komponen volatil dalam cairan dan uap, masing-masing.

Distilasi(distilasi) dilakukan dengan penguapan sebagian cairan dan kondensasi uap berikutnya.Sebagai hasil dari distilasi, fraksi sulingan adalah distilat- diperkaya dengan komponen yang lebih mudah menguap (mendidih rendah), dan cairan yang tidak disuling - sisa PPN- kurang volatil (mendidih tinggi) Distilasi disebut sederhana jika satu fraksi didistilasi dari campuran awal, dan fraksional (fraksional) jika beberapa fraksi didistilasi.

Bedakan antara distilasi konvensional dan molekuler. distilasi konvensional dilakukan pada tekanan seperti itu ketika jalur bebas rata-rata molekul berkali-kali lebih kecil dari jarak antara permukaan penguapan cairan dan kondensasi uap. Distilasi molekuler dilakukan pada tekanan yang sangat rendah (10 -3 - 10 -4 mm Hg), ketika jarak antara permukaan penguapan cairan dan kondensasi uap sepadan dengan jalur bebas molekul.

Distilasi konvensional digunakan untuk memurnikan cairan dari pengotor yang mudah menguap dan untuk memisahkan campuran komponen yang berbeda secara signifikan dalam volatilitas relatif. Distilasi molekuler digunakan untuk memisahkan dan memurnikan campuran zat yang mudah menguap dan tidak stabil secara termal, misalnya, ketika mengisolasi vitamin dari minyak ikan, minyak sayur.

Jika volatilitas relatif rendah (komponen dengan titik didih rendah), maka pemisahan campuran dilakukan dengan metode rektifikasi. Pembetulan- pemisahan campuran cair menjadi komponen atau fraksi yang praktis murni yang berbeda titik didihnya. Untuk rektifikasi, peralatan kolom biasanya digunakan, di mana bagian dari kondensat (dahak) dikembalikan untuk irigasi ke bagian atas kolom. Dalam hal ini, beberapa kontak dibuat antara aliran fase cair dan uap. gaya rektifikasi adalah perbedaan antara konsentrasi aktual dan keseimbangan komponen dalam fase uap, sesuai dengan komposisi fase cair yang diberikan Sistem uap-cair berusaha untuk mencapai keadaan kesetimbangan, sebagai akibatnya uap pada kontak dengan cairan diperkaya dengan komponen yang mudah menguap (mendidih rendah), dan cairan diperkaya dengan komponen yang mudah menguap (mendidih tinggi), karena cairan dan uap saling bergerak (berlawanan), dengan ketinggian kolom yang cukup di bagian atasnya, komponen volatil yang hampir murni dapat diperoleh.

Rektifikasi dapat dilakukan pada tekanan atmosfer atau tekanan tinggi, serta dalam kondisi vakum.Pada tekanan yang dikurangi, titik didih menurun dan volatilitas relatif komponen meningkat, yang mengurangi ketinggian kolom distilasi dan memungkinkan untuk memisahkan campuran zat yang tidak stabil secara termal.

Menurut desainnya, peralatan distilasi dibagi menjadi: penuh sesak, berbentuk piring dan film putar.

Rektifikasi banyak digunakan dalam industri untuk produksi bensin, minyak tanah (rektifikasi minyak), oksigen dan nitrogen (rektifikasi udara suhu rendah), untuk isolasi dan pemurnian mendalam zat individu (etanol, benzena, dll.).

Karena zat organik terutama tidak stabil secara termal, sebagai aturan, mereka digunakan untuk pemurnian mendalam. kolom distilasi yang dikemas, beroperasi dalam ruang hampa. Kadang-kadang, untuk mendapatkan zat organik yang sangat murni, kolom film putar digunakan, yang memiliki hambatan hidrolik yang sangat rendah dan waktu tinggal produk yang singkat di dalamnya. Sebagai aturan, rektifikasi dalam hal ini dilakukan di sebuah vakum.

Rektifikasi banyak digunakan dalam praktik laboratorium untuk pemurnian zat yang mendalam. Perhatikan bahwa distilasi dan rektifikasi berfungsi pada saat yang sama untuk menentukan titik didih zat yang diteliti, dan, oleh karena itu, memungkinkan untuk memverifikasi tingkat kemurnian yang terakhir. (kekonstanan titik didih) Untuk tujuan ini, mereka juga menggunakan perangkat khusus - ebulliometer.

5. Kromatografi

Kromatografi adalah metode pemisahan, analisis dan studi fisika-kimia zat. Ini didasarkan pada perbedaan kecepatan pergerakan zona konsentrasi komponen yang dipelajari, yang bergerak dalam aliran fase gerak (eluen) di sepanjang lapisan diam, dan senyawa yang dipelajari didistribusikan di antara kedua fase.

Inti dari semua metode kromatografi yang beragam, yang diprakarsai oleh M.S. Tsvet pada tahun 1903, adalah adsorpsi dari fase gas atau cair pada antarmuka padat atau cair.

Dalam kimia organik, jenis kromatografi berikut ini banyak digunakan untuk tujuan pemisahan, pemurnian dan identifikasi zat: kolom (adsorpsi); kertas (distribusi), lapisan tipis (pada piring khusus), gas, cair dan gas-cair.

Dalam jenis kromatografi ini, dua fase bersentuhan - satu tidak bergerak, mengadsorpsi dan mendesorbsi analit, dan yang lainnya bergerak, bertindak sebagai pembawa zat ini.

Biasanya fase diam adalah sorben dengan permukaan yang dikembangkan; fase gerak - gas (kromatografi gas) atau cair (kromatografi cair).Aliran fase gerak disaring melalui lapisan sorben atau bergerak sepanjang lapisan ini. kromatografi gas cair fase gerak adalah gas, dan fase diam adalah cairan yang diendapkan biasanya pada pembawa padat.

Kromatografi permeasi gel adalah varian dari kromatografi cair di mana fase diamnya adalah gel. (Metode ini memungkinkan pemisahan senyawa makromolekul dan biopolimer dalam kisaran berat molekul yang luas.) Perbedaan dalam keseimbangan atau distribusi kinetik komponen antara fase gerak dan fase diam merupakan kondisi yang diperlukan untuk pemisahan kromatografinya.

Tergantung pada tujuan proses kromatografi, kromatografi analitik dan preparatif dibedakan. analitis dirancang untuk menentukan komposisi kualitatif dan kuantitatif dari campuran yang diteliti.

Kromatografi biasanya dilakukan dengan menggunakan instrumen khusus - kromatografi, bagian utamanya adalah kolom kromatografi dan detektor. Pada saat injeksi sampel, campuran yang dianalisis terletak di awal kolom kromatografi. Di bawah aksi aliran fase gerak, komponen campuran mulai bergerak di sepanjang kolom pada kecepatan yang berbeda, dan komponen yang diserap dengan baik bergerak lebih lambat di sepanjang lapisan sorben. Detektor di pintu keluar dari kolom secara otomatis menentukan konsentrasi senyawa yang dipisahkan dalam fase gerak. Sinyal detektor biasanya direkam oleh perekam grafik. Diagram yang dihasilkan disebut kromatogram.

Kromatografi preparatif mencakup pengembangan dan penerapan metode dan peralatan kromatografi untuk memperoleh zat yang sangat murni yang mengandung tidak lebih dari 0,1% pengotor.

Fitur kromatografi preparatif adalah penggunaan kolom kromatografi dengan diameter internal yang besar dan perangkat khusus untuk isolasi dan pengumpulan komponen kilogram Perangkat industri yang unik dengan kolom berdiameter 0,5 m telah dibuat untuk menghasilkan beberapa ton zat setiap tahun.

Kehilangan zat dalam kolom preparatif rendah, yang memungkinkan kromatografi preparatif digunakan secara luas untuk memisahkan sejumlah kecil campuran sintetis dan alami yang kompleks. Kromatografi preparatif gas digunakan untuk menghasilkan hidrokarbon yang sangat murni, alkohol, asam karboksilat dan senyawa organik lainnya, termasuk senyawa klorin; cairan- untuk produksi obat-obatan, polimer dengan distribusi berat molekul sempit, asam amino, protein, dll.

Beberapa penelitian menyatakan bahwa biaya produk dengan kemurnian tinggi yang diperoleh dengan kromatografi lebih rendah daripada yang dimurnikan dengan distilasi.Oleh karena itu, disarankan untuk menggunakan kromatografi untuk pemurnian halus zat yang sebelumnya dipisahkan dengan distilasi.

2.Analisis kualitatif unsur

Analisis unsur kualitatif adalah seperangkat metode yang memungkinkan Anda menentukan unsur-unsur apa yang terdiri dari senyawa organik. Untuk menentukan komposisi unsur, bahan organik terlebih dahulu diubah menjadi senyawa anorganik melalui oksidasi atau mineralisasi (peleburan dengan logam alkali), yang kemudian diperiksa dengan metode analitik konvensional.

Pencapaian besar A. L. Lavoisier sebagai ahli kimia analitik adalah ciptaan analisis unsur zat organik(yang disebut analisis CH) Pada saat ini, sudah ada banyak metode untuk analisis gravimetri zat anorganik (logam, mineral, dll.), tetapi mereka masih tidak tahu bagaimana menganalisis zat organik dengan cara ini. Kimia analitik saat itu jelas "pincang dengan satu kaki"; Sayangnya, ketertinggalan relatif di belakang analisis senyawa organik, dan khususnya ketertinggalan di balik teori analisis semacam itu, masih terasa hingga hari ini.

Menghadapi masalah analisis organik, A. L. Lavoisier, pertama-tama, menunjukkan bahwa semua zat organik mengandung oksigen dan hidrogen, banyak mengandung nitrogen, dan beberapa mengandung belerang, fosfor, atau elemen lain. unsur-unsur ini, terutama metode untuk penentuan akurat karbon dan hidrogen. Untuk mencapai tujuan ini, A. L. Lavoisier mengusulkan pembakaran bagian yang ditimbang dari zat uji dan menentukan jumlah karbon dioksida yang dilepaskan (Gbr. 1). Pada saat yang sama, ia didasarkan pada dua pengamatannya: 1) karbon dioksida terbentuk selama pembakaran bahan organik apa pun; 2) karbon dioksida tidak terkandung dalam zat awal, itu terbentuk dari karbon, yang merupakan bagian dari zat organik apa pun. Objek analisis pertama adalah zat organik yang mudah menguap - senyawa individu seperti etanol.

Beras. 1. Perangkat pertama A. L. Lavoisier untuk analisis organik

zat dengan pembakaran

Untuk menjamin kemurnian percobaan, suhu tinggi tidak disediakan oleh bahan bakar apa pun, tetapi oleh sinar matahari yang difokuskan pada sampel dengan lensa besar.Sampel dibakar dalam instalasi tertutup rapat (di bawah bel kaca) di tempat yang dikenal jumlah oksigen, karbon dioksida yang dilepaskan diserap dan ditimbang Massa air ditentukan dengan metode tidak langsung.

Untuk analisis unsur senyawa volatil rendah, A. L. Lavoisier kemudian mengusulkan metode yang lebih canggih. Dalam metode ini, salah satu sumber oksigen yang diperlukan untuk oksidasi sampel adalah oksida logam, yang dengannya sampel yang terbakar dicampur (misalnya, timbal(IV) oksida). Pendekatan ini kemudian digunakan dalam banyak metode analisis unsur zat organik, biasanya memberikan hasil yang baik. Namun, metode analisis CH Lavoisier terlalu panjang dan, terlebih lagi, metode tersebut tidak memungkinkan seseorang untuk menentukan kandungan hidrogen secara akurat: penimbangan langsung dari air yang terbentuk tidak dilakukan.

Teknik analisis CH ditingkatkan pada tahun 1814 oleh ahli kimia besar Swedia Jens Jakob Berzelius. Sekarang sampel tidak dibakar di bawah tutup kaca, tetapi dalam tabung horizontal yang dipanaskan dari luar, di mana udara atau oksigen dilewatkan. Garam ditambahkan ke sampel untuk memfasilitasi proses pembakaran. diserap dengan kalsium klorida padat dan ditimbang. Peneliti Prancis J. Dumas melengkapi teknik ini dengan penentuan volumetrik nitrogen yang dilepaskan (analisis CHN). Metode Lavoisier-Berzelius sekali lagi ditingkatkan oleh J. Liebig, yang mencapai penyerapan karbon dioksida secara kuantitatif dan selektif dalam penyerap bola yang ia temukan (Gbr. 2.).

Beras. 2. Aparat J. Liebig untuk membakar zat organik

Hal ini memungkinkan untuk secara drastis mengurangi kompleksitas dan kerumitan analisis CH, dan yang paling penting, untuk meningkatkan akurasinya.Dengan demikian, Yu.Liebig, setengah abad setelah A.L. Lavoisier, menyelesaikan pengembangan analisis gravimetri zat organik yang dimulai oleh ilmuwan besar Prancis. Pada tahun 1840-an, Liebig menemukan komposisi yang tepat dari banyak senyawa organik (misalnya, alkaloid) dan membuktikan (bersama dengan F. Wöhler) fakta keberadaan isomer. Metode ini hampir tidak berubah selama bertahun-tahun , akurasi dan keserbagunaannya memastikan perkembangan pesat kimia organik pada paruh kedua abad ke-19. Perbaikan lebih lanjut di bidang analisis unsur zat organik (mikroanalisis) baru muncul pada awal abad ke-20. Studi terkait F. Pregl dianugerahi Hadiah Nobel (1923).

Menariknya, baik A. L. Lavoisier dan J. Liebig berusaha untuk mengkonfirmasi hasil analisis kuantitatif dari setiap zat individu dengan kontra-sintesis dari zat yang sama, memperhatikan rasio kuantitatif reagen selama sintesis. A. L. Lavoisier mencatat bahwa kimia umumnya memiliki dua cara untuk menentukan komposisi suatu zat: sintesis dan analisis, dan seseorang tidak boleh menganggap dirinya puas sampai kedua metode ini dapat digunakan untuk verifikasi. Pernyataan ini sangat penting bagi para peneliti zat organik kompleks. Identifikasi mereka yang andal, mengungkapkan struktur senyawa hari ini, seperti pada zaman Lavoisier, memerlukan kombinasi yang tepat dari metode analitik dan sintetis.

Deteksi karbon dan hidrogen.

Metode ini didasarkan pada reaksi oksidasi bahan organik dengan serbuk tembaga (II) oksida.

Sebagai hasil oksidasi, karbon, yang merupakan bagian dari zat yang dianalisis, membentuk karbon (IV) oksida, dan hidrogen membentuk air. Secara kualitatif, karbon ditentukan dengan terbentuknya endapan putih barium karbonat selama interaksi karbon (IV) oksida dengan air barit. Hidrogen dideteksi dengan pembentukan kristal biru Cu804-5H20.

Teknik eksekusi.

Dalam tabung reaksi 1 (Gbr. 2.1), bubuk tembaga (II) oksida ditempatkan hingga ketinggian 10 mm, bahan organik dalam jumlah yang sama ditambahkan dan dicampur secara menyeluruh. Gumpalan kecil kapas ditempatkan di bagian atas tabung reaksi 1, di mana bubuk putih tanpa tembaga (II) sulfat encer dituangkan dalam lapisan tipis. Tabung reaksi 1 ditutup dengan sumbat dengan tabung keluar gas 2 sehingga salah satu ujungnya hampir menyentuh kapas, dan ujung lainnya direndam dalam tabung reaksi 3 dengan 1 ml air barit. Dipanaskan dengan hati-hati dalam nyala kompor, pertama-tama lapisan atas campuran zat dengan tembaga (II) oksida, lalu bagian bawah

Beras. 3 Penemuan karbon dan hidrogen

Dengan adanya karbon, kekeruhan air barit diamati karena pembentukan endapan barium karbonat. Setelah munculnya endapan, tabung 3 diangkat, dan tabung 1 terus dipanaskan sampai uap air tercapai tanpa tembaga (II) sulfat encer. Dengan adanya air, perubahan warna kristal tembaga (II) sulfat diamati karena pembentukan kristal hidrat CuSO4 * 5H2O

deteksi halogen. Tes Beilitein.

Metode untuk mendeteksi atom klor, brom dan yodium dalam senyawa organik didasarkan pada kemampuan tembaga (II) oksida untuk menguraikan senyawa organik yang mengandung halogen pada suhu tinggi untuk membentuk tembaga (II) halida.

Sampel yang dianalisis diterapkan pada ujung kawat tembaga yang telah dikalsinasi sebelumnya dan dipanaskan dalam nyala api pembakar yang tidak bercahaya.Jika ada halogen dalam sampel, tembaga (II) halida yang dihasilkan direduksi menjadi tembaga (I) halida, yang , menguap, mewarnai nyala api biru-hijau (CuCl, CuBr) atau warna hijau (OD). Senyawa organofluorin tidak mewarnai nyala tembaga (I) fluorida bersifat non-volatil. Reaksinya tidak selektif karena fakta bahwa nitril, urea, tiourea, turunan piridin individu, asam karboksilat, asetilaseton, dll mengganggu penentuan.api logam alkali dan alkali tanah dilihat melalui filter cahaya biru.

Deteksi nitrogen, belerang dan halogen. "Uji Lassen"

Metode ini didasarkan pada fusi bahan organik dengan natrium logam. Selama fusi, nitrogen masuk ke natrium sianida, belerang menjadi natrium sulfida, klorin, brom, yodium ke dalam natrium halida yang sesuai.

Teknik fusi.

A. Padat.

Beberapa butir zat uji (5-10 mg) ditempatkan dalam tabung reaksi tahan api (perhatian!) kering dan sepotong kecil (seukuran sebutir beras) natrium logam ditambahkan. Campuran dipanaskan dengan hati-hati dalam nyala api pembakar, memanaskan tabung reaksi secara merata, sampai terbentuk paduan yang homogen. Penting untuk memastikan bahwa natrium meleleh dengan zat tersebut. Selama fusi, penguraian zat terjadi. Fusi sering disertai dengan kilatan kecil natrium dan menghitamnya isi tabung reaksi dari partikel batubara yang dihasilkan. Tabung reaksi didinginkan sampai suhu kamar dan 5-6 tetes etil alkohol ditambahkan untuk menghilangkan sisa natrium logam. Setelah memastikan bahwa residu natrium telah bereaksi (desis berhenti ketika setetes alkohol ditambahkan), 1-1,5 ml air dituangkan ke dalam tabung reaksi dan larutan dipanaskan hingga mendidih. Larutan air-alkohol disaring dan digunakan untuk mendeteksi belerang, nitrogen, dan halogen.

B. Zat cair.

Sebuah tabung reaksi tahan api dipasang secara vertikal pada mesh asbes. Natrium logam ditempatkan di dalam tabung reaksi dan dipanaskan sampai meleleh. Ketika uap natrium muncul, zat uji dimasukkan tetes demi tetes. Pemanasan meningkat setelah zat hangus.

B. Zat yang sangat mudah menguap dan menyublim.

Campuran natrium dan zat uji ditutup dengan lapisan soda kapur setebal 1 cm dan kemudian dilakukan analisis di atas.

Deteksi nitrogen. Nitrogen dideteksi secara kualitatif dengan pembentukan warna biru Prusia (warna biru).

Metode penentuan. 5 tetes filtrat yang diperoleh setelah peleburan zat dengan natrium ditempatkan dalam tabung reaksi, dan 1 tetes larutan alkohol fenolftalein ditambahkan. Munculnya warna merah-merah tua menunjukkan lingkungan basa (jika warna tidak muncul, tambahkan 1-2 tetes larutan natrium hidroksida 5% ke dalam tabung reaksi).Dengan penambahan berikutnya 1-2 tetes larutan larutan 10% besi (II) sulfat, biasanya mengandung campuran besi (III) sulfat, terbentuk endapan hijau kotor Pipet 1 tetes cairan keruh dari tabung reaksi ke selembar kertas saring. setetes diserap oleh kertas, 1 tetes larutan asam klorida 5% diterapkan padanya.nitrogen, sepetak biru biru Prusia muncul.

Deteksi belerang.

Sulfur dideteksi secara kualitatif dengan pembentukan endapan coklat tua timbal (II) sulfida, serta kompleks merah-ungu dengan larutan natrium nitroprusida.

Metode penentuan. Sudut berlawanan dari selembar kertas saring berukuran 3x3 cm dibasahi dengan filtrat yang diperoleh dengan menggabungkan zat dengan natrium logam (Gbr. 4).

Beras. 4. Melakukan tes untuk seu pada selembar kertas persegi.

Di salah satu tempat basah, mundur 3-4 mm dari perbatasannya, setetes larutan timbal (II) asetat 1% diterapkan.

Warna coklat tua muncul pada batas kontak karena pembentukan timbal (II) sulfida.

Setetes larutan natrium nitroprusside diterapkan ke perbatasan tempat lain.Warna merah-ungu intens muncul di perbatasan "kebocoran", secara bertahap berubah warna.

Deteksi belerang dan nitrogen dalam kehadiran bersama.

Dalam sejumlah senyawa organik yang mengandung nitrogen dan belerang, keberadaan belerang mengganggu pembukaan nitrogen. Dalam hal ini, metode yang sedikit dimodifikasi untuk menentukan nitrogen dan belerang digunakan, berdasarkan fakta bahwa ketika larutan berair yang mengandung natrium sulfida dan natrium sianida diterapkan pada kertas saring, yang terakhir didistribusikan di sepanjang pinggiran titik basah.Teknik ini membutuhkan keterampilan tertentu, yang membuatnya sulit untuk digunakan.

Metode penentuan. Filtrat diteteskan pada bagian tengah kertas saring berukuran 3x3 cm sampai terbentuk bercak basah yang tidak berwarna dengan diameter sekitar 2 cm.

Beras. 5. Deteksi belerang dan nitrogen dalam kehadiran bersama 1 - setetes larutan besi (II) sulfat; 2 - setetes larutan timbal asetat; 3 - tetes larutan natrium nitroprusside

1 tetes larutan besi (II) sulfat 5% diteteskan ke bagian tengah noda (Gbr. 5) Setelah tetesan diserap, 1 tetes larutan asam klorida 5% diteteskan ke bagian tengah. dengan adanya nitrogen, muncul bintik biru Prussian blue. Kemudian, 1 tetes larutan timbal (II) asetat 1% diteteskan di sepanjang tepi bercak basah, dan 1 tetes larutan natrium nitroprusida diteteskan di sebaliknya. sisi tempat. dalam kasus kedua, bercak warna merah-ungu. Persamaan reaksi diberikan di atas.

Ion fluor dideteksi dengan perubahan warna atau warna kuning pada kertas indikator alizarinzirkonium setelah mengasamkan uji Lassen dengan asam asetat.

Deteksi halogen dengan perak nitrat. Halogen ditemukan dalam bentuk ion halida dengan pembentukan endapan serpihan perak halida dengan berbagai warna: perak klorida adalah endapan putih yang menjadi gelap dalam cahaya; bromida perak - kuning pucat; perak iodida - endapan warna kuning pekat.

Metode penentuan. Pada 5-6 tetes filtrat yang diperoleh setelah melebur bahan organik dengan natrium, tambahkan 2-3 tetes asam nitrat encer. Jika bahan tersebut mengandung belerang dan nitrogen, larutan dididihkan selama 1-2 menit untuk menghilangkan hidrogen sulfida dan hidrosianat. asam, yang mengganggu penentuan halogen .Kemudian tambahkan 1-2 tetes larutan perak nitrat 1%. Munculnya endapan putih menunjukkan adanya klorin, kuning pucat - brom, kuning - yodium.

Jika perlu untuk memperjelas apakah ada brom atau yodium, reaksi berikut harus dilakukan:

1. Untuk 3-5 tetes filtrat yang diperoleh setelah peleburan zat dengan natrium, tambahkan 1-2 tetes asam sulfat encer, 1 tetes larutan natrium nitrit 5% atau larutan besi (III) klorida 1% dan 1 ml kloroform.

Ketika dikocok dengan adanya yodium, lapisan kloroform berubah menjadi ungu.

2. Untuk 3-5 tetes filtrat yang diperoleh setelah peleburan zat dengan natrium, tambahkan 2-3 tetes asam klorida encer, 1-2 tetes larutan kloramin 5% dan 1 ml kloroform.

Dengan adanya brom, lapisan kloroform berubah menjadi kuning-coklat.

B. Penemuan halogen dengan metode Stepanov. Ini didasarkan pada konversi halogen yang terikat secara kovalen dalam senyawa organik menjadi keadaan ionik oleh aksi logam natrium dalam larutan alkohol.

Deteksi fosfor. Salah satu metode untuk mendeteksi fosfor didasarkan pada oksidasi bahan organik dengan magnesium oksida, fosfor yang terikat secara organik diubah menjadi ion fosfat, yang kemudian dideteksi melalui reaksi dengan cairan molibdenum.

Metode penentuan. Beberapa butir zat (5-10 mg) dicampur dengan magnesium oksida dalam jumlah ganda dan ditaburi dalam wadah porselen, pertama dengan pemanasan sedang dan kemudian dengan pemanasan kuat.Setelah pendinginan, abu dilarutkan dalam asam nitrat pekat, 0,5 ml larutan yang dihasilkan dipindahkan ke dalam tabung reaksi, ditambahkan 0,5 ml cairan molibdenum dan dipanaskan.

Munculnya endapan kuning amonium fosfomolibdat menunjukkan adanya fosfor dalam bahan organik.

3. Analisis kualitatif berdasarkan gugus fungsi

Berdasarkan reaksi selektif kelompok fungsional (Lihat presentasi pada topik).

Dalam hal ini, reaksi selektif presipitasi, pembentukan kompleks, dekomposisi dengan pelepasan produk reaksi yang khas, dan lainnya digunakan. Contoh reaksi tersebut disajikan dalam presentasi.

Menariknya, pembentukan senyawa organik, yang dikenal sebagai reagen analitik organik, dapat digunakan untuk deteksi dan identifikasi massal. Misalnya, analog dimetilglioksim berinteraksi dengan nikel dan paladium, dan nitroso-naftol dan nitrosofenol dengan kobalt, besi, dan paladium. Reaksi-reaksi ini dapat digunakan untuk deteksi dan identifikasi (Lihat presentasi pada topik).

4. Identifikasi.

Penentuan derajat kemurnian zat organik

Metode yang paling umum untuk menentukan kemurnian suatu zat adalah dengan mengukur titik didih selama distilasi dan rektifikasi, paling sering digunakan untuk memurnikan zat organik.Untuk melakukan ini, cairan ditempatkan dalam labu distilasi (labu alas bundar dengan tabung pembuangan yang disolder ke leher), yang ditutup dengan sumbat dengan termometer dimasukkan ke dalamnya dan dihubungkan ke lemari es. Bola termometer harus sedikit lebih tinggi lubang di tabung samping melalui mana uap keluar. Bola termometer, yang direndam dalam uap cairan mendidih, mengambil suhu uap ini, yang dapat dibaca pada skala termometer. menggunakan barometer aneroid, perbaiki tekanan atmosfer dan, jika perlu, lakukan koreksi. Jika produk yang murni secara kimia disuling, titik didih tetap konstan sepanjang waktu distilasi. Jika zat yang terkontaminasi didistilasi, suhu selama distilasi naik karena lebih banyak dihilangkan dengan titik didih rendah pada kekacauan.

Metode lain yang umum digunakan untuk menentukan tingkat kemurnian suatu zat adalah dengan menentukan: titik lebur Untuk keperluan ini, sejumlah kecil zat uji dimasukkan ke dalam tabung kapiler yang salah satu ujungnya dirapatkan, yang dipasang pada termometer sehingga zat tersebut sejajar dengan bola termometer. dengan zat tersebut dicelupkan ke dalam suatu cairan dengan titik didih tinggi, misalnya gliserin, dan dipanaskan perlahan-lahan dengan api kecil, mengamati zat dan kenaikan suhunya. Jika zat itu murni, momen lelehnya mudah diketahui, karena zat meleleh tajam dan isi tabung segera menjadi transparan. Pada saat ini, perhatikan pembacaan termometer. Zat yang terkontaminasi biasanya meleleh pada suhu yang lebih rendah dan dalam rentang yang luas.

Untuk mengontrol tingkat kemurnian suatu zat, Anda dapat mengukur kepadatan.Untuk menentukan densitas cairan atau padatan, mereka paling sering digunakan piknometer.Yang terakhir dalam bentuknya yang paling sederhana adalah labu yang dilengkapi dengan penghenti kaca tanah dengan kapiler internal tipis, yang kehadirannya berkontribusi pada pengamatan yang lebih akurat dari keteguhan volume saat mengisi piknometer. Volume yang terakhir, termasuk kapiler, ditemukan dengan menimbangnya dengan air.

Penentuan piknometrik massa jenis cairan dikurangi menjadi hanya dengan menimbangnya dalam piknometer. Mengetahui massa dan volume, mudah untuk menemukan kepadatan cairan yang diinginkan. - atau cairan lain dengan kepadatan yang diketahui dan tidak berinteraksi dengan zat yang dipelajari) dan ditimbang lagi. Perbedaan antara kedua penimbangan memungkinkan Anda untuk menentukan volume bagian piknometer yang tidak diisi dengan zat, dan kemudian volume zat yang diambil untuk penelitian. Mengetahui massa dan volume, itu adalah mudah untuk menemukan kepadatan zat yang diinginkan.

Sangat sering, untuk menilai tingkat kemurnian bahan organik, ukur Indeks bias. Nilai indeks bias biasanya diberikan untuk garis kuning pada spektrum natrium dengan panjang gelombang D= 589,3 nm (garis D).

Indeks bias biasanya ditentukan dengan menggunakan refraktometer Keuntungan dari metode ini untuk menentukan tingkat kemurnian bahan organik adalah bahwa hanya beberapa tetes senyawa uji yang diperlukan untuk mengukur indeks bias. Panduan ini menyajikan sifat fisik yang dipertimbangkan dari zat organik yang paling penting. Kami juga mencatat bahwa metode universal untuk menentukan tingkat kemurnian bahan organik adalah kromatografi.Metode ini memungkinkan tidak hanya untuk menunjukkan seberapa murni suatu zat tertentu, tetapi juga untuk menunjukkan pengotor spesifik apa dan dalam jumlah berapa yang dikandungnya.