"Chémia. 10. ročník". O.S. Gabrielyan (gdz)

Kvalitatívna analýza organických zlúčenín | Detekcia uhlíka, vodíka a halogénov

Skúsenosti 1. Detekcia uhlíka a vodíka v organickej zlúčenine.
Pracovné podmienky:
Zariadenie bolo zostavené tak, ako je znázornené na obr. 44 učebníc. Do skúmavky nasypte štipku cukru a trochu oxidu meďnatého (II) CuO. Do skúmavky vložili malý vatový tampón, niekde na úrovni dvoch tretín, a potom naliali trochu bezvodého síranu meďnatého CuSO 4 . Skúmavka bola uzavretá korkom s rúrkou na výstup plynu tak, že jej spodný koniec bol spustený do inej skúmavky, do ktorej bol predtým naliaty hydroxid vápenatý Ca(OH)2. Skúmavka sa zahrieva v plameni horáka. Pozorujeme uvoľňovanie plynových bublín z trubice, zakalenie vápennej vody a modrosť bieleho prášku CuSO 4 .
C12H22011 + 24CuO → 12CO2 + 11H20 + 24Cu
Ca(OH)2 + CO2 → CaC03↓ + H20
CuS04 + 5H20 → CuS04. 5H20
záver: Počiatočná látka obsahuje uhlík a vodík, pretože oxid uhličitý a voda sa získali ako výsledok oxidácie a neboli obsiahnuté v oxidátore CuO.

Skúsenosti 2. Detekcia halogénov
Pracovné podmienky:
Vzali medený drôt, na konci ohnutý slučkou s kliešťami, kalcinovali ho v plameni, kým sa nevytvoril čierny povlak oxidu medi (II) CuO. Potom sa ochladený drôt ponoril do roztoku chloroformu a opäť sa priviedol do plameňa horáka. Pozorujeme sfarbenie plameňa v modrozelenej farbe, keďže medené soli farbia plameň.
5CuO + 2CHCl3 \u003d 3CuCl2 + 2CO2 + H20 + 2Cu

Vlastnosti analýzy organických zlúčenín:

• - Reakcie s organickými látkami prebiehajú pomaly za vzniku medziproduktov.
• - Organické látky sú termolabilné, pri zahrievaní zuhoľnatejú.

Farmaceutická analýza organických liečivých látok je založená na princípoch funkčnej a elementárnej analýzy.

Funkčná analýza - analýza podľa funkčných skupín, t.j. atómy, skupiny atómov alebo reakčné centrá, ktoré určujú fyzikálne, chemické alebo farmakologické vlastnosti liečiv.

Elementárna analýza sa používa na testovanie pravosti organických liečivých látok obsahujúcich síru, dusík, fosfor, halogény, arzén a kovy v molekule. Atómy týchto prvkov sa v organoprvkových liečivých zlúčeninách nachádzajú v neionizovanom stave, nevyhnutnou podmienkou testovania ich pravosti je predbežná mineralizácia.

Môžu to byť kvapalné, pevné a plynné látky. Narkoticky pôsobia najmä plynné a kvapalné zlúčeniny. Účinok klesá od F - Cl - Br - I. Deriváty jódu pôsobia hlavne antisepticky. Komunikácia C-F; C-I; C-Br; C-Cl je kovalentný, preto sa na farmaceutickú analýzu používajú iónové reakcie po mineralizácii látky.

Pravosť prípravkov kvapalných halogénderivátov uhľovodíkov je daná fyzikálnymi konštantami (bod varu, hustota, rozpustnosť) a prítomnosťou halogénu. Najobjektívnejšia je metóda stanovenia pravosti identity IČ spektier liečiva a štandardných vzoriek.

Na preukázanie prítomnosti halogénov v molekule sa používa Beilsteinov test a rôzne mineralizačné metódy.

Tabuľka 1. Vlastnosti halogénovaných zlúčenín

Chloroetyl Aethylii cloridum (INN etylchlorid)	Fluorotan 1,1,1-trifluór-2-chlór-2-brómetán (INN Halothane)	brómkafr 3-bróm-1,7,7,trimetylbicykloheptanón-2
Kvapalina je priehľadná, bezfarebná, ľahko prchavá, so zvláštnym zápachom, ťažko rozpustná vo vode, miešateľná s alkoholom a éterom v akomkoľvek pomere.	Bezfarebná kvapalina, priehľadná, ťažká, prchavá, charakteristického zápachu, málo rozpustná vo vode, miešateľná s alkoholom, éterom, chloroformom.	Biely kryštalický prášok alebo bezfarebné kryštály, vôňa a chuť, veľmi zle rozpustný vo vode, ľahko rozpustný v alkohole a chloroforme.
Bilignostum pre injekcie Bilignost Kyselina bis-(2,4,6-trijód-3-karboxyanilid)adipová	Bromišoval 2-brómizovalerianil-močovina
Biely kryštalický prášok, mierne horkej chuti, prakticky nerozpustný vo vode, alkohole, chloroforme.	Biely kryštalický prášok alebo bezfarebné kryštály s miernym špecifickým zápachom, mierne rozpustný vo vode, rozpustný v alkohole.

Beilsteinov test

Prítomnosť halogénu sa dokazuje kalcináciou látky v pevnom stave na medenom drôte. V prítomnosti halogénov sa tvoria halogenidy medi, ktoré farbia plameň na zeleno alebo modrozeleno.

Halogény v organickej molekule sú viazané kovalentnou väzbou, ktorej stupeň pevnosti závisí od chemickej štruktúry halogénového derivátu, preto sú potrebné rôzne podmienky na elimináciu halogénu, aby sa previedol do ionizovaného stavu. Výsledné halogenidové ióny sa detegujú konvenčnými analytickými reakciami.

chlóretyl

· Mineralizačná metóda - varenie s alkoholovým roztokom alkálie (vzhľadom na nízky bod varu sa stanovenie vykonáva pomocou spätného chladiča).

CH3CH2CI + KOH c KCl + C2H5OH

Výsledný chloridový ión sa deteguje roztokom dusičnanu strieborného vytvorením bielej zrazenej zrazeniny.

Cl- + AgNO 3 > AgCl + NO 3 -

Fluorotan

Mineralizačná metóda - fúzia s kovovým sodíkom

F3C-CHClBr + 5Na + 4H20> 3NaF + NaCl + 2NaBr + 2C02

Výsledné chloridové a bromidové ióny sa detegujú roztokom dusičnanu strieborného tvorbou bielych syrových a žltkastých zrazenín.

Fluoridový ión je dokázaný reakciami:

• - reakcia s roztokom alizarínovej červene a roztokom dusičnanu zirkoničitého, v prítomnosti F- červená farba prechádza do svetložltej;
• - interakcia s rozpustnými vápenatými soľami (biela zrazenina zrazenín fluoridu vápenatého);
• - odfarbovacia reakcia tiokyanátu železitého (červená).
• Keď sa pridá k ftorotanu konc. H 2 SO 4, droga je v spodnej vrstve.

Bromišoval

Mineralizačná metóda - varenie s alkáliou (alkalická hydrolýza vo vodnom roztoku), objavuje sa zápach amoniaku:

· Vykurovanie s konc. kyselina sírová - vôňa kyseliny izovalérovej

brómkafr

Mineralizačná metóda metódou redukcie mineralizácie (s kovovým zinkom v alkalickom prostredí)

Bromidový ión sa stanoví reakciou s chlóramínom B.

Bilignost

• · Spôsob mineralizácie - zahrievanie koncentrovanou kyselinou sírovou: Zaznamenáva sa výskyt fialových pár molekulárneho jódu.
• · IR spektroskopia - 0,001 % roztok liečiva v 0,1 N roztoku hydroxidu sodného v rozsahu od 220 do 300 nm má absorpčné maximum pri l=236 nm.

Jodoform

• Mineralizačné metódy:
  • 1) pyrolýza v suchej skúmavke, uvoľňujú sa fialové výpary jódu
  • 4CHI3 + 502 > 6I2 + 4C02 + 2H20
  • 2) vykurovanie s konc. kyselina sírová
  • 2CHI3 + H2S04 > 3I2 + 2CO2 + 2H20 + SO3

Dobrá kvalita (čistota halogénovaných uhľovodíkov).

Dobrá kvalita chlóretylu a halotanu sa kontroluje stanovením kyslosti alebo zásaditosti, neprítomnosti alebo prijateľného obsahu stabilizátorov (tymol v halotane - 0,01 %), cudzích organických nečistôt, nečistôt voľného chlóru (brómu v halotane), chloridov, bromidov - prchavé zvyšky.

• 1) Chlóretyl: 1. Stanovte teplotu varu a hustotu,
• 2. Neprípustná prímes etylalkoholu (reakcia tvorby jodoformu)
• 2) Bilignost: 1. Zahrievanie s kH 2 SO 4 a tvorba fialových pár I 2
• 2. IČ spektroskopia
• 3) Fluorotan: 1. IR spektroskopia
• 2. t varu; hustota; index lomu
• 3. nemali by tam byť žiadne nečistoty Cl- a Br-

Kvantitatívne stanovenie chlóretylu GF sa neuvádza, ale možno ho vykonať metódou argentometrie alebo ortuti.

Metóda kvantitatívneho stanovenia - reverzná argentometrická titrácia podľa Folharda po mineralizácii (pozri reakciu v definícii pravosti).

1. Reakcia pred titráciou:

farmaceutický liek titrácia chlóretylu

NaBr + AgN03 > AgBrv+ NaN03

2. Titračná reakcia:

AgN03 + NH4SCN > AgSCN v + NH4NO3

• 3. V bode ekvivalencie:
• 3NH4SCN + Fe (NH4) (S04)2>

Kvantitatívna metóda - argentometrická Kolthoffova titrácia po mineralizácii (reakcie pozri identifikáciu).

• 1. Reakcia pred titráciou:
• 3NH4SCN + Fe (NH 4) (SO 4) 2 > Fe (SCN) 3 + 2 (NH 4) 2 SO 4

presné množstvo hnedočervené

2. Titračná reakcia:

NaBr + AgN03 > AgBrv+ NaN03

3. V bode ekvivalencie:

AgN03 + NH4SCN > AgSCNv + NH4NO3

bielenie

Bilignost

Metódou kvantitatívneho stanovenia je nepriama jodometria po oxidačnom štiepení bilignosti na jodičnan pri zahriatí s roztokom manganistanu draselného v kyslom prostredí, nadbytok manganistanu draselného sa odstráni dusičnanom sodným a do zmesi sa pridá roztok močoviny, aby sa odstránil prebytok kyselina dusitá.

Titrantom je 0,1 mol/l roztok síranu sodného, ​​indikátorom je škrob, v bode ekvivalencie sa pozoruje vymiznutie modrej farby škrobu.

Schéma reakcie:

t; KMn04 + H2S04

RI 6 > 12 IO 3 -

Reakcia izolácie náhrady:

KIO 3 + 5KI + 3H2S04 > 3I2 + 3K2S04 + 3H20

Titračná reakcia:

I2 + 2Na2S203 > 2NaI + Na2S406

Jodoform

Metódou kvantitatívneho stanovenia je reverzná argentometrická titrácia podľa Folgarda po mineralizácii.

Mineralizácia:

CHI3 + 3AgNO3 + H20> 3AgI + 3HNO3 + CO2

Titračná reakcia:

AgN03 + NH4SCN > AgSCN v + NH4NO3

V bode ekvivalencie:

3NH4SCN + Fe (NH 4) (SO 4) 2 > Fe (SCN) 3 v + 2 (NH 4) 2 SO 4

Skladovanie

Chloroetyl v ampulkách na chladnom, tmavom mieste, halotan a biggnost v oranžových sklenených fľašiach na suchom, chladnom a tmavom mieste. Bromokafor sa skladuje v oranžových sklenených fľašiach na chladnom a suchom mieste.

Na lokálnu anestéziu sa používa chlóretyl, na anestéziu halotán. Bromokafor sa používa ako sedatívum (niekedy na zastavenie laktácie). Bromisoval je hypnotikum, bilignost sa používa ako rádioopakná látka vo forme zmesi solí v roztoku.

Literatúra

• 1. Štátny liekopis ZSSR / Ministerstvo zdravotníctva ZSSR. - X vyd. - M.: Medicína, 1968. - S. 78, 134, 141, 143, 186, 373,537
• 2. Štátny liekopis ZSSR Vydanie. 1. Všeobecné metódy analýzy. Liečivé rastlinné materiály / Ministerstvo zdravotníctva ZSSR. - 11. vyd., dod. - M.: Medicína, 1989. - S. 165-180, 194-199
• 3. Prednáškový materiál.
• 4. Farmaceutická chémia. O 14. hodine: učebnica / V. G. Belikov - 4. vyd., preprac. a dodatočné - M.: MEDpress-inform, 2007. - S. 178-179, 329-332
• 5. Sprievodca laboratórnymi štúdiami vo farmaceutickej chémii. Spracoval A.P. Arzamastsev, s. 152-156.

Dodatok 1

Liekopisné články

Bilignost

Kyselina bis-(2,4,6-trijód-3-karboxyanilid)adipová

C20H14I6N206 M. c. 1139,8

Popis. Biely alebo takmer biely jemný kryštalický prášok s mierne horkastou chuťou.

Rozpustnosť. Prakticky nerozpustný vo vode, 95% alkohole, éteri a chloroforme, ľahko rozpustný v roztokoch žieravých zásad a amoniaku.

Autenticita. 0,001 % roztok liečiva v 0,1 N. roztok hydroxidu sodného v rozsahu od 220 do 300 nm má absorpčné maximum pri vlnovej dĺžke asi 236 nm.

Pri zahriatí 0,1 g drogy s 1 ml koncentrovanej kyseliny sírovej sa uvoľňujú fialové výpary jódu.

Farba roztoku. 2 g drogy sa rozpustí v 4 ml 1N. roztokom hydroxidu sodného, ​​prefiltrujte a filter premyte vodou, aby ste získali 10 ml filtrátu. Farba výsledného roztoku by nemala byť intenzívnejšia ako farba štandardu č. 4b alebo č. 4c.

Test peroxidu vodíka. K 1 ml výsledného roztoku sa pridá 1 ml peroxidu vodíka; zákal by sa nemal objaviť do 10-15 minút.

Zlúčeniny s otvorenou aminoskupinou. 1 g drogy sa pretrepe s 10 ml ľadovej kyseliny octovej a prefiltruje. K 5 ml číreho filtrátu sa pridajú 3 kvapky 0,1 mol roztoku dusitanu sodného. Po 5 minútach by farba, ktorá sa objaví, by nemala byť intenzívnejšia ako štandardná č. 2g.

Kyslosť. 0,2 g drogy sa pretrepáva 1 minútu s vriacou vodou (4x 2 ml) a filtruje sa, kým nevznikne číry filtrát. Spojené filtráty titrujte! 0,05 n. roztok hydroxidu sodného (indikátor - fenolftaleín). Na titráciu by sa nemalo minúť viac ako 0,1 ml 0,05 N. roztoku hydroxidu sodného.

Chloridy. 2 g drogy sa pretrepávajú s 20 ml vody a filtrujú sa, kým sa nezíska číry filtrát. 5 ml filtrátu doplneného vodou na 10 ml musí prejsť chloridovým testom (nie viac ako 0,004 % v prípravku).

Fosfor. 1 g drogy sa dá do téglika a spopolňuje sa, kým nezíska biely zvyšok. K zvyšku sa pridá 5 ml zriedenej kyseliny dusičnej a odparí sa do sucha, potom sa zvyšok v tégliku dobre zmieša s 2 ml horúcej vody a prefiltruje sa do skúmavky cez malý filter. Téglik a filter sa premyjú 1 ml horúcej vody, filtrát sa zachytí v tej istej skúmavke, potom sa pridajú 3 ml roztoku molybdénanu amónneho a nechá sa 15 minút v kúpeli pri teplote 38 - 40 °C. testovací roztok môže mať žltkastú farbu, ale mal by zostať priehľadný (nie viac ako 0,0001 % v prípravku).

Monochlorid jódu. 0,2 g drogy sa pretrepe s 20 ml vody a prefiltruje, kým sa nezíska číry filtrát. K 10 ml filtrátu sa pridá 0,5 g jodidu draselného, ​​2 ml kyseliny chlorovodíkovej a 1 ml chloroformu. Chloroformová vrstva by mala zostať bezfarebná.

železo. Testom na železo musí prejsť 0,5 g drogy (nie viac ako 0,02 % v droge). Porovnanie sa vykoná so štandardom pripraveným z 3,5 ml štandardného roztoku B a 6,5 ​​ml vody.

Síranový popol z 1 g drogy by nemal presiahnuť 0,1 %.

Ťažké kovy. Síranový popol z 0,5 g prípravku musí prejsť skúškou na ťažké kovy (nie viac ako 0,001 % v prípravku).

Arzén. 0,5 g prípravku musí prejsť testom na arzén (nie viac ako 0,0001 % v prípravku).

Kvantifikácia. Asi 0,3 g drogy (presne odvážené) sa dá do 100 ml odmernej banky, rozpustí sa v 5 ml roztoku hydroxidu sodného, ​​doplní sa vodou po značku a premieša sa. 10 ml výsledného roztoku sa vloží do banky s objemom 250 ml, pridá sa 5 ml 5 % roztoku manganistanu draselného a po stenách sa opatrne pridá 10 ml koncentrovanej kyseliny sírovej, 0,5 - 1 ml. v banke za stáleho miešania a nechala sa stáť 10 minút. Potom pomaly pridávajte 1 kvapku každé 2-3 sekundy za intenzívneho miešania. roztoku dusitanu sodného, ​​kým sa kvapalina nestane bezfarebnou a oxid manganičitý sa nerozpustí. Potom ihneď pridajte 10 ml 10 % roztoku močoviny a miešajte, kým bubliny úplne nezmiznú, pričom zo stien banky zmývajte dusitan sodný. Potom sa do roztoku pridá 100 ml vody, 10 ml čerstvo pripraveného roztoku jodidu draselného a uvoľnený jód sa titruje 0,1 N. roztok tiosíranu sodného (indikátor - škrob).

1 ml 0,1 n. roztoku tiosíranu sodného zodpovedá 0,003166 g C 20 H 14 l 6 N 2 0 6, čo by malo byť v prípravku najmenej 99,0 %.

Skladovanie. Zoznam B. V oranžových sklenených nádobách, chránených pred svetlom.

Rádioaktívne činidlo.

Jodoform

trijódmetán

CHI 3 M.v. 393,73

Popis. Malé lamelárne lesklé kryštály alebo jemne kryštalický prášok citrónovo žltej farby, ostrý charakteristický perzistentný zápach. Prchavé už pri bežnej teplote, destilované s vodnou parou. Roztoky liečiva sa rýchlo rozkladajú pôsobením svetla a vzduchu s uvoľňovaním jódu.

Rozpustnosť. Prakticky nerozpustný vo vode, ťažko rozpustný v alkohole, rozpustný v éteri a chloroforme, mierne rozpustný v glyceríne. mastné a éterické oleje.

Autenticita, 0,1 g drogy sa zahrieva v skúmavke na plameni horáka; uvoľňujú sa fialové výpary jódu.

Teplota topenia 116-120 °C (s rozkladom).

Farbiace látky. 5 g drogy sa 1 minútu intenzívne pretrepáva s 50 ml vody a prefiltruje sa. Filtrát by mal byť bezfarebný.

kyslosť alebo zásaditosť. Do 10 ml filtrátu sa pridajú 2 kvapky roztoku brómtymolovej modrej. Žltozelená farba, ktorá sa objaví, by sa mala zmeniť na modrú po pridaní nie viac ako 0,1 ml 0,1 N. roztoku hydroxidu sodného alebo žltej z prídavku nie viac ako 0,05 ml 0,1 n. roztok kyseliny chlorovodíkovej.

Halogény. 5 ml rovnakého filtrátu, zriedeného vodou na 10 ml, musí prejsť chloridovým testom (nie viac ako 0,004 % v prípravku).

sírany. 10 ml toho istého filtrátu musí prejsť sulfátovým testom (nie viac ako 0,01 % v prípravku).

Popol z 0,5 g drogy by nemal presiahnuť 0,1 %.

Kvantifikácia. Asi 0,2 g drogy (presne odvážené) sa vloží do kužeľovej banky s objemom 250--300 ml, rozpustenej v 25 alebo 95% liehu, 25 ml 0,1 n. roztoku dusičnanu strieborného, ​​10 ml kyseliny dusičnej a zahrievané pod spätným chladičom na vodnom kúpeli počas 30 minút, pričom sa reakčná banka chráni pred svetlom. Chladnička sa premyje vodou, do banky sa pridá 100 ml vody a prebytok dusičnanu strieborného sa titruje 0,1 N. roztok tiokyanátu amónneho (indikátor - železo-amónny kamenec).

Súčasne vykonajte kontrolný experiment.

1 ml 0,1 n. roztoku dusičnanu strieborného zodpovedá 0,01312 g CHI 3, čo by malo byť najmenej 99,0 % v prípravku.

Skladovanie. V dobre uzavretej nádobe, chránenom pred svetlom, na chladnom mieste.

Kvalitatívna analýza. Účel, možné metódy. Kvalitatívna chemická analýza anorganických a organických látok

Kvalitatívna analýza má svoje vlastné účel detekciu určitých látok alebo ich zložiek v analyzovanom objekte. Detekcia sa vykonáva pomocou identifikácia látok, teda stanovenie identity (zhodnosti) AS analyzovaného objektu a známej AS určovaných látok v podmienkach použitej metódy analýzy. Na tento účel táto metóda predbežne skúma referenčné látky (oddiel 2.1), v ktorých je známa prítomnosť látok, ktoré sa majú stanoviť. Napríklad sa zistilo, že prítomnosť spektrálnej čiary s vlnovou dĺžkou 350,11 nm v emisnom spektre zliatiny, keď je spektrum excitované elektrickým oblúkom, indikuje prítomnosť bária v zliatine; modrosť vodného roztoku, keď sa k nemu pridá škrob, je AC pre prítomnosť I2 v ňom a naopak.

Kvalitatívna analýza vždy predchádza kvantitatívnej analýze.

V súčasnosti sa kvalitatívna analýza vykonáva inštrumentálnymi metódami: spektrálne, chromatografické, elektrochemické atď. Chemické metódy sa používajú v určitých inštrumentálnych štádiách (otvorenie vzorky, separácia a koncentrácia atď.), ale niekedy pomocou chemickej analýzy môžete získať viac výsledkov jednoducho a rýchlo, napríklad na zistenie prítomnosti dvojitých a trojitých väzieb v nenasýtených uhľovodíkoch ich prechodom cez brómovú vodu alebo vodný roztok KMnO 4 . V tomto prípade roztoky stratia svoju farbu.

Podrobná kvalitatívna chemická analýza umožňuje určiť elementárne (atómové), iónové, molekulárne (materiálové), funkčné, štruktúrne a fázové zloženie anorganických a organických látok.

Pri analýze anorganických látok majú prvoradý význam elementárne a iónové analýzy, pretože znalosť elementárneho a iónového zloženia postačuje na stanovenie materiálového zloženia anorganických látok. Vlastnosti organických látok určuje ich elementárne zloženie, ale aj štruktúra, prítomnosť rôznych funkčných skupín. Rozbor organických látok má preto svoje špecifiká.

Kvalitatívna chemická analýza je založená na systéme chemických reakcií charakteristických pre danú látku – separácia, separácia a detekcia.

Nasledujúce požiadavky platia pre chemické reakcie v kvalitatívnej analýze.

1. Reakcia by mala prebiehať takmer okamžite.

2. Reakcia musí byť nezvratná.

3. Reakcia musí byť sprevádzaná vonkajším účinkom (AS):

a) zmena farby roztoku;

b) vytvorenie alebo rozpustenie zrazeniny;

c) uvoľňovanie plynných látok;

d) farbenie plameňom a pod.

4. Reakcia by mala byť citlivá a ak je to možné, špecifická.

Reakcie, ktoré umožňujú dosiahnuť vonkajší efekt s analytom, sa nazývajú analytické a látka pridaná na tento účel - činidlo . Analytické reakcie uskutočňované medzi pevnými látkami sa označujú ako „ suchou cestou "a v riešeniach -" mokrou cestou ».

Reakcie „suchou cestou“ zahŕňajú reakcie uskutočňované mletím tuhej testovanej látky s pevným činidlom, ako aj získavaním farebných skiel (perličiek) tavením určitých prvkov s bóraxom.

Oveľa častejšie sa analýza vykonáva „mokrou cestou“, pri ktorej sa analyt prenesie do roztoku. Môžu sa uskutočniť reakcie s roztokmi skúmavka, kvapkacia a mikrokryštalická metódy. V skúmavkovej semimikroanalýze sa vykonáva v skúmavkách s objemom 2-5 cm 3 . Na oddelenie precipitátov sa používa odstreďovanie a odparovanie sa vykonáva v porcelánových pohároch alebo téglikoch. Analýza kvapiek (N.A. Tananaev, 1920) sa vykonáva na porcelánových tanieroch alebo prúžkoch filtrovaného papiera, pričom sa získajú farebné reakcie pridaním jednej kvapky roztoku činidla do jednej kvapky roztoku látky. Mikrokryštalická analýza je založená na detekcii zložiek prostredníctvom reakcií, ktoré tvoria zlúčeniny s charakteristickou farbou a tvarom kryštálov pozorovaných pod mikroskopom.

Pre kvalitatívnu chemickú analýzu sa používajú všetky známe typy reakcií: acidobázická, redoxná, precipitácia, tvorba komplexov a iné.

Kvalitatívna analýza roztokov anorganických látok sa redukuje na detekciu katiónov a aniónov. Na toto použitie všeobecný a súkromné reakcie. Všeobecné reakcie poskytujú podobný vonkajší účinok (AC) s mnohými iónmi (napríklad tvorba zrazenín síranov, uhličitanov, fosforečnanov atď. katiónmi) a súkromné ​​reakcie s 2-5 iónmi. Čím menej iónov poskytuje podobný AS, tým selektívnejšie (selektívnejšie) sa reakcia zvažuje. Reakcia je tzv špecifické keď umožňuje detekciu jedného iónu v prítomnosti všetkých ostatných. Napríklad pre amónny ión je špecifická reakcia:

NH 4 Cl + KOH  NH 3  + KCl + H 2 O

Amoniak sa zisťuje čuchom alebo modrou farbou červeného lakmusového papierika namočeného vo vode a umiestneného nad skúmavkou.

Selektivita reakcií sa môže zvýšiť zmenou ich podmienok (pH) alebo použitím maskovania. maskovanie je zníženie koncentrácie interferujúcich iónov v roztoku pod hranicu ich detekcie, napríklad ich viazaním do bezfarebných komplexov.

Ak je zloženie analyzovaného roztoku jednoduché, potom sa analyzuje po maskovaní zlomkové spôsobom. Spočíva v detekcii jedného iónu v ľubovoľnej sekvencii za prítomnosti všetkých ostatných pomocou špecifických reakcií, ktoré sa uskutočňujú v oddelených častiach analyzovaného roztoku. Pretože existuje málo špecifických reakcií, pri analýze komplexnej iónovej zmesi sa používa systematický spôsobom. Táto metóda je založená na rozdelení zmesi do skupín iónov s podobnými chemickými vlastnosťami ich premenou na zrazeniny pomocou skupinových činidiel, pričom skupinové činidlá pôsobia na rovnakú časť analyzovaného roztoku podľa určitého systému v presne definovanom poradí. Precipitáty sa od seba oddelia (napríklad centrifugáciou), potom sa určitým spôsobom rozpustia a získa sa séria roztokov, čo umožňuje v každom detegovať individuálny ión špecifickou reakciou naň.

Existuje niekoľko systematických metód analýzy, pomenovaných podľa použitých skupinových činidiel: sírovodík, acidobázický, fosforečnan amónny iné. Klasická sírovodíková metóda je založená na separácii katiónov do 5 skupín získaním ich sulfidov alebo zlúčenín síry pri vystavení H 2 S, (NH 4) 2 S, NaS za rôznych podmienok.

Viac používaná, dostupná a bezpečná je acidobázická metóda, pri ktorej sa katióny rozdeľujú do 6 skupín (tab. 1.3.1.). Číslo skupiny označuje postupnosť expozície reagencie.

Tabuľka 1.3.1

Klasifikácia katiónov podľa acidobázickej metódy

Číslo skupiny		Skupinové činidlo	Rozpustnosť zlúčenín
	Ag +, Pb 2+, Hg 2 2+		Chloridy sú nerozpustné vo vode
	Ca2+, Sr2+, Ba2+		Sírany sú nerozpustné vo vode
	Zn 2+, Al 3+, Cr 3+, Sn 2+, Si 4+, ​​As		Hydroxidy sú amfotérne, rozpustné v nadbytku alkálií
	Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+, Fe 3+, Bi 3+, Sb 3+, Sb 5+		Hydroxidy sú nerozpustné v nadbytku NaOH alebo NH3
Číslo skupiny		Skupinové činidlo	Rozpustnosť zlúčenín
	Co2+, Ni2+, Cu2+, Cd2+, Hg2+		Hydroxidy sa rozpúšťajú v nadbytku NH 3 za vzniku komplexných zlúčenín
	Na+, K+, NH4+		Vo vode sú rozpustné chloridy, sírany, hydroxidy

Anióny v analýze v podstate navzájom neinterferujú, preto sa skupinové činidlá nepoužívajú na separáciu, ale na kontrolu prítomnosti alebo neprítomnosti konkrétnej skupiny aniónov. Neexistuje jednotná klasifikácia aniónov do skupín.

Najjednoduchším spôsobom ich možno rozdeliť do dvoch skupín vzhľadom na ión Ba2+:

a) poskytnutie vysoko rozpustných zlúčenín vo vode: Cl-, Br-, I-, CN-, SCN-, S2-, NO22-, NO33-, MnO4-, CH3COO-, ClO4- Cl03-, ClO-;

b) poskytnutie zle rozpustných zlúčenín vo vode: 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- , Cr04 2-, P04 3-, As04 3-, As03 3-.

Kvalitatívna chemická analýza organických látok sa delí na elementárny , funkčné , štrukturálne a molekulárne .

Analýza začína predbežnými testami organickej hmoty. Pre tuhé látky zmerajte t top. , pre kvapalinu - t kip alebo , index lomu. Molárna hmotnosť sa určuje znížením t zmrazeného alebo zvýšením t balu, to znamená kryoskopickými alebo ebulioskopickými metódami. Dôležitou charakteristikou je rozpustnosť, na základe ktorej existujú klasifikačné schémy pre organické látky. Ak sa látka napríklad nerozpúšťa v H 2 O, ale rozpúšťa sa v 5 % roztoku NaOH alebo NaHCO 3, potom patrí do skupiny látok, ktorá zahŕňa silné organické kyseliny, karboxylové kyseliny s viac ako šiestimi atómami uhlíka, fenoly. so substituentmi v orto a para polohách, -diketóny.

Tabuľka 1.3.2

Reakcie na identifikáciu organických zlúčenín

Typ pripojenia	Funkčná skupina zapojená do reakcie
Aldehyd		a) 2,4-dinitrofenylhydrozid b) hydroxylamín hydrochlorid c) hydrogénsíran sodný
		a) kyselina dusitá b) benzénsulfonylchlorid
aromatický uhľovodík		Azoxybenzén a chlorid hlinitý
		Pozri aldehyd
nenasýtený uhľovodík	C \u003d C - - C ≡ C -	a) roztok KMn04 b) roztok Br2 v CCL 4
Nitro zlúčenina		a) Fe (OH) 2 (Mohrova soľ + KOH) b) zinkový prach + NH 4 Cl c) 20% roztok NaOH
		a) (NH 4) 2 b) roztok ZnCl 2 v HCl c) kyselina jodová
		a) FeCl3 v pyridíne b) brómová voda
Éter je jednoduchý		a) kyselina jodovodíková b) brómová voda
Éterový komplex		a) roztok NaOH (alebo KOH) b) hydrochlorid hydroxylamínu

Elementárna analýza zisťuje prvky obsiahnuté v molekulách organických látok (C, H, O, N, S, P, Cl atď.). Vo väčšine prípadov sa organická hmota rozloží, produkty rozkladu sa rozpustia a prvky vo výslednom roztoku sa stanovia ako v anorganických látkach. Napríklad, keď sa deteguje dusík, vzorka sa fúzuje s kovom draslíka za vzniku KCN, ktorý sa spracuje s FeS04 a prevedie sa na K4. Pridaním posledne menovaného roztoku iónov Fe 3+ sa získa pruská modrá Fe 4 3 - (AC pre prítomnosť N).

Funkčná analýza určuje typ funkčnej skupiny. Napríklad reakciou s (NH 4) 2 možno detekovať alkohol a s roztokom KMnO 4 možno rozlíšiť primárne, sekundárne a terciárne alkoholy. Primárny KMnO 4 oxiduje na aldehydy, odfarbuje sa, sekundárne oxiduje na ketóny za vzniku MnO 2 a nereaguje s terciárnymi (tabuľka 1.3.2).

Štrukturálna analýza stanovuje štruktúrny vzorec organickej látky alebo jej jednotlivých štruktúrnych prvkov (dvojitá a trojitá väzba, cykly atď.).

Molekulárna analýza stanovuje celú látku. Napríklad fenol možno detegovať reakciou s FeCl3 v pyridíne. Molekulárna analýza sa častejšie redukuje na stanovenie úplného zloženia zlúčeniny na základe údajov o elementárnom, funkčnom a štruktúrnom zložení látky. V súčasnosti sa molekulárna analýza vykonáva hlavne inštrumentálnymi metódami.

Pri výpočte výsledkov analýzy je potrebné vykonať výpočty veľmi opatrne. Matematická chyba urobená v číselných hodnotách sa rovná chybe v analýze.

Číselné hodnoty sú rozdelené na presné a približné. Presné môžu napríklad zahŕňať počet vykonaných analýz, sériové číslo prvku v periodickej tabuľke, približné - namerané hodnoty hmotnosti alebo objemu.

Významné číslice približného čísla sú všetky jeho číslice, okrem núl naľavo od desatinnej čiarky a núl napravo za desatinnou čiarkou. Nuly v strede čísla sú významné. Napríklad v čísle 427.205 - 6 platných číslic; 0,00365 - 3 platné číslice; 244,00 - 3 platné číslice.

Presnosť výpočtov je určená pre analýzu GOST, OST alebo TU. Ak chyba výpočtu nie je vopred špecifikovaná, treba mať na pamäti, že že koncentrácia sa počíta do 4. platného čísla za desatinnou čiarkou, hmotnosť - do 4. desatinného miesta za desatinnou čiarkou, hmotnostný zlomok (percentá) - až na stotiny.

Každý výsledok analýzy nemôže byť presnejší, ako umožňujú meracie prístroje (preto v hmotnosti vyjadrenej v gramoch nemôže byť viac ako 4-5 desatinných miest, t.j. viac ako presnosť analytických váh 10 -4 -10 -5 g ).

Extra čísla sa zaokrúhľujú podľa nasledujúcich pravidiel.

1. Posledná číslica, ak je  4, sa zahodí, ak  5, pripočíta sa jedna k predchádzajúcej, ak je 5 a je pred ňou párne číslo, tak sa pripočíta jedna k predchádzajúcej, a ak je nepárne, odpočítajte (napríklad 12,465  12, 46; 12,475  12,48).

2. V súčtoch a rozdieloch približných čísel sa zachová toľko desatinných miest, koľko ich bolo v čísle s najmenším počtom a pri delení a násobení toľko, koľko je potrebné pre danú meranú veličinu (napr. pri výpočte hmotnosť pomocou vzorca

Hoci sa V meria na stotiny, výsledok by sa mal vypočítať na 10 -4 -10 -5 g).

3. Keď zvyšujete na mocninu, zoberte toľko platných číslic, koľko bolo v čísle, ktoré sa zvyšuje na mocninu.

4. V medzivýsledkoch vezmite o jedno desatinné miesto viac ako podľa pravidiel zaokrúhľovania a na vyhodnotenie poradia výpočtov zaokrúhlite všetky čísla na prvú číslicu.

Matematické spracovanie výsledkov analýzy

V ktorejkoľvek z uvedených fáz kvantitatívnej analýzy je možné urobiť chyby a spravidla sú povolené chyby, preto čím menej fáz analýza má, tým presnejšie sú jej výsledky.

chyba meranie sa vzťahuje na odchýlku výsledku merania X i od skutočnej hodnoty meranej veličiny .

Rozdiel х i -  =∆х i volal absolútna chyba , a postoj (∆х i /)100 % volal relatívna chyba .

Chyby výsledkov kvantitatívnej analýzy sú rozdelené na hrubé (mine), systematické a náhodné . Na ich základe sa hodnotí kvalita získaných výsledkov analýz. Kvalitatívne parametre sú ich správny, presnosť, reprodukovateľnosť a spoľahlivosť.

Zvažuje sa výsledok analýzy správne , ak nemá hrubú a systematickú chybu a ak je navyše náhodná chyba minimalizovaná, tak presné, zodpovedajúce pravde. Na získanie presných výsledkov merania sa kvantitatívne stanovenia niekoľkokrát opakujú (zvyčajne nepárne).

Hrubé chyby ( miss) sú také, ktoré vedú k prudkému rozdielu vo výsledku opakovaného merania od ostatných. Príčinou chýb sú hrubé prevádzkové chyby analytika (napríklad strata časti sedimentu pri jeho filtrovaní alebo vážení, nesprávny výpočet alebo záznam výsledku). Chyby sa identifikujú v rámci série opakovaných meraní, ktoré sa zvyčajne používajú Q-kritériá. Na jej výpočet sú výsledky usporiadané do radu vo vzostupnom poradí: x 1, x 2, x 3,…x n-1, x n. Pochybný je zvyčajne prvý alebo posledný výsledok v tomto riadku.

Kritérium Q sa vypočíta ako pomer absolútnej hodnoty rozdielu medzi pochybným výsledkom a výsledkom, ktorý je k nemu najbližšie v sérii, k rozdielu medzi posledným a prvým v sérii. Rozdiel x n- x 1 volal rozsah variácií.

Napríklad, ak je posledný výsledok v rade pochybný, potom

Aby sa identifikovala chyba, vypočítané Q sa porovnáva s tabuľkovou kritickou hodnotou Q tabuľky uvedené v analytických príručkách. Ak Q  Q tabuľky, potom je sporný výsledok vylúčený z úvahy, pretože ho považuje za miss. Chyby treba identifikovať a opraviť.

Systematické chyby sú tie, ktoré vedú k odchýlke výsledkov opakovaných meraní o rovnakú kladnú alebo zápornú hodnotu od skutočnej hodnoty. Môžu byť spôsobené nesprávnou kalibráciou meracích zariadení a nástrojov, nečistotami v použitých činidlách, nesprávnymi činnosťami (napríklad výberom indikátora) alebo individuálnymi charakteristikami analytika (napríklad zrak). Systematické chyby môžu a mali by byť odstránené. Na toto použitie:

1) získanie výsledkov kvantitatívnej analýzy niekoľkými metódami rôzneho charakteru;

2) vývoj metodológie analýzy na štandardných vzorkách, t.j. materiály, ktorých obsah analytov je známy s vysokou presnosťou;

3) metóda pridávania (metóda „zavedené-nájdené“).

Náhodné chyby - sú to tie, ktoré vedú k nevýznamným odchýlkam výsledkov opakovaných meraní od skutočnej hodnoty z dôvodov, ktorých výskyt nemožno objasniť a vziať do úvahy (napríklad kolísanie napätia v sieti, nálada analytika atď.). Náhodné chyby spôsobujú rozptyl vo výsledkoch opakovaných stanovení uskutočnených za rovnakých podmienok. Rozptyl určuje reprodukovateľnosť výsledky, t.j. získanie rovnakých alebo podobných výsledkov pri opakovaných stanoveniach. Kvantitatívna charakteristika reprodukovateľnosti je smerodajná odchýlka S, ktorý sa zisťuje metódami matematickej štatistiky. Pre malý počet meraní (malá vzorka) s n=1-10

voliteľný zavolajte súbor výsledkov opakovaných meraní. Samotné výsledky sú tzv možnosti odberu vzoriek . Súhrn výsledkov nekonečne veľkého počtu meraní (v titrácii n30) nazývaná všeobecná vzorka , a z nej vypočítaná smerodajná odchýlka sa označí . Smerodajná odchýlka S() ukazuje, o akú priemernú hodnotu sa výsledky n meraní líšia od priemerného výsledku x alebo pravda.

Praktická práca č.1

Činidlá : parafín (C14H30

Vybavenie :

Poznámka:

2. Halogén v organickej hmote sa dá zistiť farebnou reakciou plameňa.

Pracovný algoritmus:

Nalejte vápennú vodu do prijímacej trubice.

Skúmavku so zmesou pripojte k skúmavke hadičkou na výstup plynu so zátkou.

Skúmavku so zmesou zahrievajte v plameni alkoholovej lampy.

Medený drôt zapaľujte v plameni alkoholovej lampy, kým sa na ňom neobjaví čierny povlak.

Vneste vychladnutý drôt do testovanej látky a opäť priveďte liehovú lampu do plameňa.

záver:

venujte pozornosť: zmenám vyskytujúcim sa s vápennou vodou, síranom meďnatým (2).

Akú farbu sfarbí plameň liehoviny po pridaní skúšobného roztoku?

Praktická práca č.1

"Kvalitatívna analýza organických zlúčenín".

Činidlá: parafín (C14H30 ), vápenná voda, oxid meďnatý (2), dichlóretán, síran meďnatý (2).

Vybavenie : kovový stojan s nohou, liehová lampa, 2 skúmavky, korok s plynovou trubicou, medený drôt.

Poznámka:

uhlík a vodík možno v organickej hmote zistiť ich oxidáciou oxidom medi (2).

halogén v organickej hmote možno detegovať pomocou farebnej reakcie plameňa.

Pracovný algoritmus:

1. etapa prác: Tavenie parafínu s oxidom medi

1. Zostavte zariadenie podľa obr. 44 na strane 284, za týmto účelom vložte 1-2 g oxidu meďnatého a parafínu na dno skúmavky, zahrejte ju.

2. etapa práce: Kvalitatívne stanovenie uhlíka.

1. Nalejte vápennú vodu do prijímacej trubice.

2. Pripojte skúmavku so zmesou k skúmavke s hadičkou na výstup plynu so zátkou.

3. Skúmavku so zmesou zohrejte v plameni alkoholovej lampy.

3. etapa práce: Kvalitatívne stanovenie vodíka.

1. Do hornej časti skúmavky so zmesou položte kúsok vaty, na ktorú položte síran meďnatý (2).

4. etapa práce: Kvalitatívne stanovenie chlóru.

1. Medený drôt zapaľujte v plameni alkoholovej lampy, kým sa na ňom neobjaví čierny povlak.

2. Vychladnutý drôt vložíme do testovanej látky a liehovú lampu opäť uvedieme do plameňa.

záver:

1. dávajte pozor na: zmeny vyskytujúce sa s vápennou vodou, síranom meďnatým (2).

2. Akú farbu má plameň liehovej lampy po pridaní skúšobného roztoku.

Štúdium organickej hmoty začína jej izoláciou a čistením.

1. Zrážky

zrážok- oddelenie jednej zo zlúčenín plynnej alebo kvapalnej zmesi látok na zrazeninu, kryštalickú alebo amorfnú. Metóda je založená na zmene podmienok solvatácie.Účinok solvatácie možno značne znížiť a pevnú látku možno izolovať vo svojej čistej forme niekoľkými metódami.

Jedným z nich je, že konečný (často povedané - cieľový) produkt sa premení na zlúčeninu podobnú soli (jednoduchá alebo komplexná soľ), ak je len schopná acidobázickej interakcie alebo tvorby komplexu. Napríklad amíny možno premeniť na substituované amónne soli:

(CH3)2NH + HCl -> [(CH3)2NH2] + Cl-,

a karboxylové, sulfónové, fosfónové a iné kyseliny - v soli pôsobením zodpovedajúcich zásad:

CH3COOH + NaOH -> CH3COO - Na + + H20;

2CH3S02OH + Ba (OH)2 -> Ba2+ (CH3S020)2- + H20;

CH3P (OH)20 + 2AgOH -> Ag (CH3P03)2– + 2H20.

Soli ako iónové zlúčeniny sa rozpúšťajú iba v polárnych rozpúšťadlách (H 2 O, ROH, RCOOH atď.) Čím lepšie takéto rozpúšťadlá vstupujú do interakcií donor-akceptor s katiónmi solí a aniónmi, tým väčšia je energia uvoľnená pri solvatácii a tým vyššia je rozpustnosť . V nepolárnych rozpúšťadlách, ako sú uhľovodíky, petroléter (ľahký benzín), CHCl3, CCl4 atď., sa soli nerozpúšťajú a nekryštalizujú (vysoľujú), keď sa tieto alebo podobné rozpúšťadlá pridajú do roztoku podobnému soli. zlúčeniny. Zo solí sa dajú ľahko izolovať zodpovedajúce zásady alebo kyseliny v čistej forme.

Aldehydy a ketóny nearomatickej povahy pridaním hydrosiričitanu sodného kryštalizujú z vodných roztokov vo forme ťažko rozpustných zlúčenín.

Napríklad acetón (CH 3) 2 CO kryštalizuje z vodných roztokov s hydrosulfitom sodným NaHSO 3 vo forme ťažko rozpustného hydrosulfitového derivátu:

Aldehydy ľahko kondenzujú s hydroxylamínom a uvoľňujú molekulu vody:

Výsledné produkty sú tzv oxímy Sú kvapalné alebo pevné.Oxímy sú slabo kyslej povahy, čo sa prejavuje tým, že vodík hydroxylovej skupiny je možné nahradiť kovom a zároveň sú slabo zásaditej povahy, keďže sa oxímy spájajú s kyselinami za vzniku solí, ako sú amónne soli.

Pri varení so zriedenými kyselinami dochádza k hydrolýze, pričom sa uvoľňuje aldehyd a vytvára sa hydroxylamínová soľ:

Hydroxylamín je teda dôležitým činidlom, ktoré umožňuje izolovať aldehydy vo forme oxímov zo zmesí s inými látkami, s ktorými hydroxylamín nereaguje.Oxímy možno použiť aj na čistenie aldehydov.

Podobne ako hydroxylamín, aj hydrazín H 2 N–NH 2 reaguje s aldehydmi; ale keďže v molekule hydrazínu sú dve NH2 skupiny, môže reagovať s dvomi molekulami aldehydu. produkt substitúcie jedného atómu vodíka v molekule hydrazínu fenylovou skupinou C6H5:

Produkty reakcie aldehydov s fenylhydrazínom sú tzv fenylhydrazóny.Fenylhydrazóny sú tekuté a tuhé, dobre kryštalizujú. Pri varení so zriedenými kyselinami, ako sú oxímy, podliehajú hydrolýze, v dôsledku čoho sa vytvára voľný aldehyd a soľ fenylhydrazínu:

Takže fenylhydrazín, podobne ako hydroxylamín, môže slúžiť na izoláciu a čistenie aldehydov.

Niekedy sa na tento účel používa iný derivát hydrazínu, v ktorom nie je atóm vodíka nahradený fenylovou skupinou, ale skupinou H2N–CO. Takýto derivát hydrazínu sa nazýva NH 2 –NH – CO – NH 2 semikarbazid. Kondenzačné produkty aldehydov so semikarbazidom sú tzv semikarbazóny:

Ketóny tiež ľahko kondenzujú s hydroxylamínom za vzniku ketoxímov:

S fenylhydrazínom ketóny poskytujú fenylhydrazóny:

a so semikarbazidmi - semikarbazónmi:

Preto sa na izoláciu ketónov zo zmesí a na ich čistenie používajú hydroxylamín, fenylhydrazín a semikarbazid v rovnakom rozsahu ako na izoláciu a čistenie aldehydov.

Alkíny s koncovou trojitou väzbou interagujú s roztokom amoniaku Ag 2 O a sú izolované vo forme strieborných alkynidov, napr.

2(OH) - + HC=CH -> Ag–C=C–Ag + 4NH3 + 2H20.

Východiskové aldehydy, ketóny a alkíny sa dajú ľahko izolovať zo slabo rozpustných substitučných produktov v čistej forme.

2. Kryštalizácia

Kryštalizačné metódy separácia zmesí a hĺbkové čistenie látok sú založené na rozdiele v zložení fáz vznikajúcich pri čiastočnej kryštalizácii taveniny, roztoku, plynnej fázy. Dôležitou charakteristikou týchto metód je rovnovážny alebo termodynamický separačný faktor, ktorý sa rovná pomeru koncentrácií zložiek v rovnovážnych fázach – tuhej a kvapalnej (alebo plynnej):

kde X a r sú mólové frakcie zložky v tuhej a kvapalnej (alebo plynnej) fáze. Ak X<< 1, т.е. разделяемый компонент является примесью, k 0 = X / r. V reálnych podmienkach sa zvyčajne nedosiahne rovnováha; stupeň separácie pri jedinej kryštalizácii sa nazýva efektívny separačný faktor k, čo je vždy menej k 0 .

Existuje niekoľko spôsobov kryštalizácie.

Pri oddeľovaní zmesí metódou smerová kryštalizácia nádoba s východiskovým roztokom sa pomaly presúva z ohrievacej zóny do chladiacej zóny.Na hranici zón dochádza ku kryštalizácii, ktorej čelo sa pohybuje rýchlosťou nádoby.

Používa sa na oddelenie komponentov s podobnými vlastnosťami zónové tavenie ingoty očistené od nečistôt v podlhovastej nádobe, pomaly sa pohybujúce pozdĺž jedného alebo viacerých ohrievačov.Úsek ingotu v zóne ohrevu sa roztaví a na výstupe z nej opäť kryštalizuje materiály (Ge, Si a pod.).

Protiprúdová kolónová kryštalizácia sa vyrába v kolóne, v ktorej hornej časti je ochladzovacia zóna, kde sa tvoria kryštály a v spodnej časti ohrievacia zóna, kde sa kryštály topia. Kryštály v kolóne sa pohybujú gravitáciou alebo pomocou, napríklad závitovka v smere proti pohybu kvapaliny Vyznačuje sa vysokou produktivitou a vysokým výťažkom purifikovaných produktov Používa sa pri výrobe čistého naftalénu, kyseliny benzoovej, kaprolaktámu, frakcií mastných kyselín atď.

Na oddelenie zmesí, sušenie a čistenie látok v systéme pevná látka-plyn, sublimácia (sublimácia) a desublimácia.

Sublimácia sa vyznačuje veľkým rozdielom v rovnovážnych podmienkach pre rôzne látky, čo umožňuje separovať viaczložkové systémy, najmä pri získavaní látok s vysokou čistotou.

3. Extrakcia

Extrakcia- separačná metóda založená na selektívnej extrakcii jednej alebo viacerých zložiek analyzovanej zmesi pomocou organických rozpúšťadiel - extrakčných činidiel. Extrakciou sa spravidla rozumie proces distribúcie rozpustenej látky medzi dve nemiešateľné kvapalné fázy, aj keď vo všeobecnom prípade jedna fáz môže byť tuhá (extrakcia z pevných látok) alebo plynná.Presnejší názov metódy je preto extrakcia kvapalina-kvapalina, alebo jednoducho kvapalinová extrakcia.V analytickej chémii sa zvyčajne používa extrakcia látok z vodného roztoku pomocou organických rozpúšťadiel.

Distribúcia látky X medzi vodnou a organickou fázou za rovnovážnych podmienok sa riadi zákonom distribúcie rovnováhy. Konštanta tejto rovnováhy, vyjadrená ako pomer medzi koncentráciami látok v dvoch fázach:

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

pri danej teplote je konštantná hodnota, závislá len od charakteru látky a oboch rozpúšťadiel.Táto hodnota sa nazýva distribučná konštanta.Približne sa to dá odhadnúť z pomeru rozpustnosti látky v každom z rozpúšťadiel.

Fáza, do ktorej prechádza extrahovateľná zložka po extrakcii kvapalinou, sa nazýva extrakt; fáza ochudobnená o túto zložku, rafinát.

V priemysle je najbežnejšia protiprúdová viacstupňová extrakcia Potrebný počet separačných stupňov je zvyčajne 5 – 10 a pre ťažko separovateľné zlúčeniny až 50 – 60. Proces zahŕňa množstvo typických a špeciálnych operácií. odstránenie mechanicky zachyteného zásobného roztoku) a opätovná extrakcia návrat extrahovanej zlúčeniny do vodnej fázy za účelom jej ďalšieho spracovania vo vodnom roztoku alebo opakovaného extrakčného čistenia Špeciálne operácie sú spojené napríklad so zmenou oxidačného stavu separovaných zložiek.

Jednostupňová kvapalinová extrakcia účinná len pri veľmi vysokej hodnote distribučnej konštanty K sa používajú predovšetkým na analytické účely.

Zariadenie na extrakciu tekutín - extraktory- môže byť s kontinuálnym (stĺpce) alebo stupňovitým (mixér-usadzovače) fázovým kontaktom.

Keďže pri extrakcii je potrebné intenzívne premiešavať dve nemiešateľné kvapaliny, používajú sa najmä tieto typy kolón: pulzačné (s vratným pohybom kvapaliny), vibračné (s vibračným zväzkom dosiek), rotačné kotúčové (so zväzkom kotúčov rotujúce). na spoločnom hriadeli) atď. d.

Každý stupeň miešača-usadzovača má zmiešavaciu a usadzovaciu komoru Miešanie môže byť mechanické (miešačky) alebo pulzačné; viacstupňový sa dosiahne spojením potrebného počtu sekcií do kaskády Sekcie je možné zostaviť v spoločnom kryte (skriňové extraktory) Miešač-usadzovače majú výhodu oproti kolónam v procesoch s malým počtom stupňov alebo s veľmi veľkými prietokmi kvapalín. Odstredivé prístroje sú perspektívne na spracovanie veľkých tokov.

Výhodou kvapalinovej extrakcie sú nízke náklady na energiu (neexistujú žiadne fázové prechody, ktoré by vyžadovali dodávku energie zvonku); možnosť získať vysoko čisté látky; plná automatizácia procesu.

Kvapalná extrakcia sa používa napríklad na izoláciu ľahkých aromatických uhľovodíkov z ropných surovín.

Extrakcia látky rozpúšťadlom z pevnej fázyčasto sa používa v organickej chémii na extrakciu prírodných zlúčenín z biologických predmetov: chlorofyl zo zeleného listu, kofeín z kávovej alebo čajovej hmoty, alkaloidy z rastlinných materiálov atď.

4. Destilácia a rektifikácia

Destilácia a rektifikácia sú najdôležitejšie metódy na oddeľovanie a čistenie kvapalných zmesí na základe rozdielu v zložení kvapaliny a pary z nej vytvorenej.

Rozdelenie zložiek zmesi medzi kvapalinu a paru je určené relatívnou prchavosťou α:

aik= (ri/ Xi) : (rk / Xk),

kde Xi a Xk,ri a rk sú mólové zlomky zložiek i a k v kvapaline a pare z nej vytvorenej.

Pre riešenie pozostávajúce z dvoch komponentov,

kde X a r sú mólové frakcie prchavej zložky v kvapaline a pare.

Destilácia(destilácia) prebieha čiastočným odparením kvapaliny a následnou kondenzáciou pár.Výsledkom destilácie je destilovaná frakcia destilát- je obohatený o prchavejšiu (nízkovrúcu) zložku a nedestilovanú kvapalinu - zvyšok DPH- menej prchavá (vysokovrúca) Destilácia sa nazýva jednoduchá, ak sa z počiatočnej zmesi oddestiluje jedna frakcia, a frakčná (frakčná), ak sa oddestiluje niekoľko frakcií.

Rozlišujte medzi konvenčnou a molekulárnou destiláciou. konvenčná destilácia sa uskutočňujú pri takých tlakoch, keď je stredná voľná dráha molekúl mnohonásobne menšia ako vzdialenosť medzi povrchmi vyparovania kvapaliny a kondenzácie pár. Molekulárna destilácia sa uskutočňuje pri veľmi nízkom tlaku (10 -3 - 10 -4 mm Hg), keď vzdialenosť medzi povrchmi vyparovania kvapaliny a kondenzácie pár je úmerná voľnej dráhe molekúl.

Klasická destilácia sa používa na čistenie kvapalín od málo prchavých nečistôt a na oddelenie zmesí zložiek, ktoré sa výrazne líšia relatívnou prchavosťou Molekulárna destilácia sa používa na oddelenie a čistenie zmesí málo prchavých a tepelne nestabilných látok, napríklad pri izolácii vitamínov z rybí tuk, rastlinné oleje.

Ak je relatívna prchavosť α nízka (zložky s nízkou teplotou varu), potom sa separácia zmesí vykonáva rektifikačnou metódou. Rektifikácia- delenie kvapalných zmesí na prakticky čisté zložky alebo frakcie, ktoré sa líšia bodmi varu. Na rektifikáciu sa zvyčajne používajú kolónové aparáty, v ktorých sa časť kondenzátu (hlienu) vracia na zavlažovanie do hornej časti kolóny.V tomto prípade dochádza k viacnásobnému kontaktu medzi prúdmi kvapalnej a parnej fázy. sila usmernenia je rozdiel medzi skutočnou a rovnovážnou koncentráciou zložiek v parnej fáze, zodpovedajúci danému zloženiu kvapalnej fázy Systém para-kvapalina sa snaží dosiahnuť rovnovážny stav, v dôsledku čoho para pri kontakte s kvapalinou je obohatená o prchavé (nízkovrúce) zložky a kvapalina je obohatená o nízkoprchavé (vysokovrúce) zložky.Keďže sa kvapalina a para pohybujú k sebe (protiprúd), pri dostatočnej výške kolóny v jeho vrchnej časti možno získať takmer čistú prchavú zložku.

Rektifikácia sa môže uskutočňovať za atmosférického alebo zvýšeného tlaku, ako aj za podmienok vákua.Pri zníženom tlaku klesá bod varu a zvyšuje sa relatívna prchavosť zložiek, čo znižuje výšku destilačnej kolóny a umožňuje separáciu zmesí tepelne nestabilných látok.

Podľa konštrukcie sa destilačné prístroje delia na zabalené, miskovitého tvaru a rotačný film.

Rektifikácia má široké využitie v priemysle na výrobu benzínu, petroleja (rektifikácia oleja), kyslíka a dusíka (nízkoteplotná rektifikácia vzduchu), na izoláciu a hĺbkové čistenie jednotlivých látok (etanol, benzén a pod.).

Keďže organické látky sú prevažne tepelne nestabilné, spravidla sa používajú na hĺbkové čistenie. plnené destilačné kolóny, pracujúce vo vákuu.Niekedy sa na získanie vysoko čistých organických látok používajú rotačné filmové kolóny, ktoré majú veľmi nízky hydraulický odpor a krátky čas zotrvania produktu v nich.Rektifikácia sa v tomto prípade spravidla uskutočňuje v vákuum.

Rektifikácia je široko používaná v laboratórnej praxi na hĺbkové čistenie látok. Upozorňujeme, že destilácia a rektifikácia slúžia súčasne na určenie teploty varu skúmanej látky, a preto umožňujú overiť stupeň čistoty látky. (stálosť bodu varu).Na tento účel používajú aj špeciálne prístroje - ebuliometre.

5. Chromatografia

Chromatografia je metóda separácie, analýzy a fyzikálno-chemického štúdia látok. Vychádza z rozdielu rýchlostí pohybu koncentračných zón študovaných zložiek, ktoré sa pohybujú v prúdení mobilnej fázy (eluentu) po stacionárnej vrstve a študované zlúčeniny sú rozložené medzi obe fázy.

Základom všetkých rôznych metód chromatografie, ktoré inicioval M. S. Tsvet v roku 1903, je adsorpcia z plynnej alebo kvapalnej fázy na tuhom alebo kvapalnom rozhraní.

V organickej chémii sa na účely separácie, čistenia a identifikácie látok široko používajú nasledujúce typy chromatografie: kolónová (adsorpcia); papier (distribúcia), tenkovrstvový (na špeciálnej doske), plyn, kvapalina a plyn-kvapalina.

Pri týchto typoch chromatografie prichádzajú do styku dve fázy – jedna nepohyblivá, ktorá adsorbuje a desorbuje analyt, a druhá mobilná, ktorá pôsobí ako nosič tejto látky.

Zvyčajne je stacionárnou fázou sorbent s rozvinutým povrchom; mobilná fáza – plyn (plynová chromatografia) alebo kvapalina (kvapalinová chromatografia) Prúd mobilnej fázy sa filtruje cez vrstvu sorbentu alebo sa pohybuje pozdĺž tejto vrstvy. plynová kvapalinová chromatografia mobilná fáza je plyn a stacionárna fáza je kvapalina nanesená zvyčajne na pevnom nosiči.

Gélová permeačná chromatografia je variant kvapalinovej chromatografie, v ktorej je stacionárnou fázou gél. (Metóda umožňuje separáciu makromolekulárnych zlúčenín a biopolymérov v širokom rozsahu molekulových hmotností.) Rozdiel v rovnovážnom alebo kinetickom rozložení zložiek medzi mobilnou a stacionárnou fázou je nevyhnutnou podmienkou ich chromatografickej separácie.

V závislosti od účelu chromatografického procesu sa rozlišuje analytická a preparatívna chromatografia. Analytický je určený na určenie kvalitatívneho a kvantitatívneho zloženia skúmanej zmesi.

Chromatografia sa zvyčajne vykonáva pomocou špeciálnych prístrojov - chromatografy, ktorej hlavnými časťami sú chromatografická kolóna a detektor V momente nástreku vzorky sa analyzovaná zmes nachádza na začiatku chromatografickej kolóny Pôsobením toku mobilnej fázy sa zložky zmesi začnú sa po kolóne pohybujú rôznou rýchlosťou a dobre sorbované zložky sa po vrstve sorbentu pohybujú pomalšie Detektor na výstupe z kolóny automaticky kontinuálne zisťuje koncentrácie separovaných zlúčenín v mobilnej fáze Signál detektora zvyčajne zaznamenáva zapisovač tabuliek.Výsledný diagram sa nazýva chromatogram.

Preparatívna chromatografia zahŕňa vývoj a aplikáciu chromatografických metód a zariadení na získanie vysoko čistých látok obsahujúcich najviac 0,1 % nečistôt.

Charakteristickým rysom preparatívnej chromatografie je použitie chromatografických kolón s veľkým vnútorným priemerom a špeciálnych zariadení na izoláciu a zber komponentov kilogramov Na výrobu niekoľkých ton látky ročne boli vytvorené unikátne priemyselné zariadenia s kolónami s priemerom 0,5 m.

Straty látok v preparatívnych kolónach sú nízke, čo umožňuje široké použitie preparatívnej chromatografie na separáciu malých množstiev komplexných syntetických a prírodných zmesí. Plynová preparatívna chromatografia používa sa na výrobu vysoko čistých uhľovodíkov, alkoholov, karboxylových kyselín a iných organických zlúčenín vrátane zlúčenín chlóru; kvapalina- na výrobu liečiv, polymérov s úzkou distribúciou molekulovej hmotnosti, aminokyselín, bielkovín a pod.

Niektoré štúdie uvádzajú, že náklady na produkty vysokej čistoty získané chromatografiou sú nižšie ako produkty purifikované destiláciou, preto je vhodné použiť chromatografiu na jemné čistenie látok, ktoré boli predtým oddelené destiláciou.

2. Elementárna kvalitatívna analýza

Kvalitatívna elementárna analýza je súbor metód, ktoré vám umožňujú určiť, z ktorých prvkov pozostáva organická zlúčenina. Na stanovenie elementárneho zloženia sa organická hmota najprv oxidáciou alebo mineralizáciou (fúziou s alkalickými kovmi) premení na anorganické zlúčeniny, ktoré sa potom skúmajú konvenčnými analytickými metódami.

Veľkým úspechom A. L. Lavoisiera ako analytického chemika bolo stvorenie elementárna analýza organických látok(tzv. CH-analýza).V tom čase už existovalo množstvo metód na gravimetrickú analýzu anorganických látok (kovy, minerály atď.), ale ešte nevedeli, ako analyzovať organické látky týmto spôsobom. Vtedajšia analytická chémia zjavne „krívala na jednu nohu“; Relatívne zaostávanie za analýzou organických zlúčenín a najmä za teóriou takejto analýzy je, žiaľ, pociťované aj dnes.

Pri riešení problémov organickej analýzy A. L. Lavoisier v prvom rade ukázal, že všetky organické látky obsahujú kyslík a vodík, mnohé obsahujú dusík a niektoré obsahujú síru, fosfor alebo iné prvky. Teraz bolo potrebné vytvoriť univerzálne metódy kvantitatívneho stanovenia tieto prvky, predovšetkým metódy presného stanovenia uhlíka a vodíka Na dosiahnutie tohto cieľa A. L. Lavoisier navrhol spálenie navážených častí testovanej látky a stanovenie množstva uvoľneného oxidu uhličitého (obr. 1). Zároveň vychádzal z dvoch svojich pozorovaní: 1) oxid uhličitý vzniká pri spaľovaní akejkoľvek organickej hmoty; 2) oxid uhličitý nie je obsiahnutý vo východiskových látkach, vzniká z uhlíka, ktorý je súčasťou akejkoľvek organickej látky. Prvými predmetmi analýzy boli prchavé organické látky – jednotlivé zlúčeniny ako etanol.

Ryža. 1. Prvé zariadenie A. L. Lavoisiera na analýzu organických látok

látok spaľovaním

Aby bola zaručená čistota experimentu, vysokú teplotu nezabezpečovalo žiadne palivo, ale slnečné lúče zaostrené na vzorku obrovskou šošovkou Vzorka bola spálená v hermeticky uzavretej inštalácii (pod skleneným zvonom) v známom množstvo kyslíka, uvoľnený oxid uhličitý bol absorbovaný a odvážený.Hmotnosť vody bola stanovená nepriamou metódou.

Pre elementárnu analýzu nízko prchavých zlúčenín A. L. Lavoisier neskôr navrhol sofistikovanejšie metódy. Pri týchto metódach boli jedným zo zdrojov kyslíka potrebného na oxidáciu vzorky oxidy kovov, s ktorými bola spálená vzorka vopred zmiešaná (napríklad oxid olovnatý). Tento prístup bol neskôr použitý v mnohých metódach elementárnej analýzy organických látok, zvyčajne dával dobré výsledky. Lavoisierove metódy analýzy CH však boli príliš dlhé a navyše neumožňovali presne určiť obsah vodíka: priame váženie vytvorenej vody sa neuskutočnilo.

Techniku ​​analýzy CH zdokonalil v roku 1814 skvelý švédsky chemik Jens Jakob Berzelius. Teraz sa vzorka spálila nie pod skleneným uzáverom, ale vo vodorovnej trubici vyhrievanej zvonku, cez ktorú prechádzal vzduch alebo kyslík. Pridali sa soli do vzorky na uľahčenie procesu horenia.absorbovaný pevným chloridom vápenatým a odvážený.Francúzsky výskumník J.Dumas doplnil túto techniku ​​o objemové stanovenie uvoľneného dusíka (CHN analýza).Lavoisier-Berzeliusovu metódu opäť zdokonalil J. Liebig, ktorý v ním vynájdenom guľôčkovom absorbéri dosiahol kvantitatívnu a selektívnu absorpciu oxidu uhličitého (obr. 2.).

Ryža. 2. Prístroj J. Liebiga na spaľovanie organických látok

To umožnilo drasticky znížiť zložitosť a pracnosť CH-analýzy, a čo je najdôležitejšie, zvýšiť jej presnosť.Tak Yu.Liebig, pol storočia po A.L.Lavoisierovi, dokončil vývoj gravimetrickej analýzy organických látok, ktorý začal v r. veľký francúzsky vedec. Liebig v 40. rokoch 19. storočia zistil presné zloženie mnohých organických zlúčenín (napríklad alkaloidov) a dokázal (spolu s F. Wöhlerom) existenciu izomérov. Tieto metódy zostali dlhé roky prakticky nezmenené. , ich presnosť a všestrannosť zabezpečili prudký rozvoj organickej chémie v druhej polovici 19. storočia. Ďalšie zlepšenia v oblasti elementárnej analýzy organických látok (mikroanalýza) sa objavili až začiatkom 20. storočia. Zodpovedajúce štúdie F. Pregla boli ocenené Nobelovou cenou (1923).

Je zaujímavé, že A. L. Lavoisier aj J. Liebig sa snažili potvrdiť výsledky kvantitatívnej analýzy akejkoľvek jednotlivej látky protisyntézou tej istej látky, pričom venovali pozornosť kvantitatívnym pomerom činidiel počas syntézy. A. L. Lavoisier poznamenal, že chémia má vo všeobecnosti dva spôsoby, ako určiť zloženie látky: syntéza a analýza, a človek by sa nemal považovať za spokojný, kým obe tieto metódy nemožno použiť na overenie. Táto poznámka je dôležitá najmä pre výskumníkov komplexných organických látok, ktorých spoľahlivá identifikácia, odhaľujúca štruktúru zlúčenín dnes, ako za čias Lavoisiera, si vyžaduje správnu kombináciu analytických a syntetických metód.

Detekcia uhlíka a vodíka.

Metóda je založená na reakcii oxidácie organickej hmoty s práškom oxidu meďnatého (II).

V dôsledku oxidácie uhlík, ktorý je súčasťou analyzovanej látky, tvorí oxid uhličitý (IV) a vodík tvorí vodu. Kvalitatívne je uhlík určený tvorbou bielej zrazeniny uhličitanu bárnatého počas interakcie oxidu uhoľnatého (IV) s barytovou vodou. Vodík sa deteguje tvorbou modrého kryštalického Cu804-5H20.

Technika vykonávania.

Do skúmavky 1 (obr. 2.1) sa umiestni prášok oxidu meďnatého do výšky 10 mm, pridá sa rovnaké množstvo organickej hmoty a dôkladne sa premieša. Do hornej časti skúmavky 1 sa umiestni malá hrudka vaty, na ktorú sa v tenkej vrstve nasype biely prášok bez vodného síranu meďnatého. Skúmavka 1 sa uzatvorí zátkou s hadičkou 2 na výstup plynu tak, že jeden jej koniec sa takmer dotýka vaty a druhý koniec sa ponorí do skúmavky 3 s 1 ml barytovej vody. Opatrne zahriate v plameni horáka, najprv horná vrstva zmesi látky s oxidom meďnatým (II), potom spodná

Ryža. 3 Objav uhlíka a vodíka

V prítomnosti uhlíka sa pozoruje zákal barytovej vody v dôsledku tvorby zrazeniny uhličitanu bárnatého. Po objavení sa zrazeniny sa rúrka 3 odstráni a rúrka 1 sa ďalej zahrieva, kým sa nedosiahne vodná para bez vodného síranu meďnatého. V prítomnosti vody sa pozoruje zmena farby kryštálov síranu meďnatého v dôsledku tvorby kryštalického hydrátu CuSO4 * 5H2O

detekcia halogénov. Beiliteinov test.

Metóda detekcie atómov chlóru, brómu a jódu v organických zlúčeninách je založená na schopnosti oxidu meďnatého rozkladať organické zlúčeniny obsahujúce halogén pri vysokých teplotách za vzniku halogenidov medi.

Analyzovaná vzorka sa nanesie na koniec predkalcinovaného medeného drôtu a zahrieva sa v nesvietivom plameni horáka. Ak sú vo vzorke prítomné halogény, výsledné halogenidy medi (II) sa redukujú na halogenidy medi (I), ktoré , odparovaním, zafarbia plameň modrozelenú (CuCl, CuBr) alebo zelenú (OD) farbu Organofluórové zlúčeniny nesfarbujú plameň fluoridu meďnatého je neprchavý.Reakcia je neselektívna vzhľadom na to, že nitrily, močovina, tiomočovina, jednotlivé deriváty pyridínu, karboxylové kyseliny, acetylacetón atď.. Plamene alkalických kovov a kovov alkalických zemín sú pozorované cez filter s modrým svetlom.

Detekcia dusíka, síry a halogénov. "Lassenov test"

Metóda je založená na fúzii organickej hmoty s kovovým sodíkom. Pri fúzii dusík prechádza na kyanid sodný, síra na sulfid sodný, chlór, bróm, jód na zodpovedajúce halogenidy sodíka.

Technika fúzie.

A. Pevné látky.

Niekoľko zŕn testovanej látky (5-10 mg) sa umiestni do suchej (pozor!) žiaruvzdornej skúmavky a pridá sa malý kúsok (veľkosť zrnka ryže) kovového sodíka. Zmes sa opatrne zahrieva v plameni horáka, pričom sa skúmavka rovnomerne zahrieva, kým sa nevytvorí homogénna zliatina. Je potrebné zabezpečiť, aby sa sodík roztopil s látkou. Pri fúzii dochádza k rozkladu látky. Fúzia je často sprevádzaná malým zábleskom sodíka a sčernením obsahu skúmavky od výsledných častíc uhlia. Skúmavka sa ochladí na teplotu miestnosti a pridá sa 5 až 6 kvapiek etylalkoholu, aby sa odstránil zvyškový kovový sodík. Po uistení sa, že zvyšok sodíka zreagoval (syčanie prestane, keď sa pridá kvapka alkoholu), sa do skúmavky naleje 1-1,5 ml vody a roztok sa zahreje do varu. Roztok voda-alkohol sa filtruje a používa sa na detekciu síry, dusíka a halogénov.

B. Kvapalné látky.

Žiaruvzdorná skúmavka je zvisle pripevnená na azbestovú sieťku. Do skúmavky sa vloží kovový sodík a zahrieva sa, kým sa neroztopí. Keď sa objavia výpary sodíka, po kvapkách sa zavádza testovaná látka. Po zuhoľnatení látky sa zahrievanie zvýši.

B. Vysoko prchavé a sublimujúce látky.

Zmes sodíka a testovanej látky sa pokryje vrstvou natronového vápna s hrúbkou asi 1 cm a potom sa podrobí vyššie uvedenej analýze.

Detekcia dusíka. Dusík sa kvalitatívne zisťuje tvorbou pruskej modrej (modré sfarbenie).

Spôsob stanovenia. 5 kvapiek filtrátu získaného po fúzii látky so sodíkom sa umiestni do skúmavky a pridá sa 1 kvapka alkoholového roztoku fenolftaleínu. Výskyt karmínovočervenej farby svedčí o alkalickom prostredí (ak sa farba neobjaví, pridajte do skúmavky 1-2 kvapky 5% vodného roztoku hydroxidu sodného) S následným pridaním 1-2 kvapiek 10% vodný roztok síranu železnatého, ktorý zvyčajne obsahuje prímes síranu železnatého, vytvorí sa špinavá zelená zrazenina Pipetujte 1 kvapku zakalenej kvapaliny zo skúmavky na kúsok filtračného papiera. kvapka sa absorbuje papierom, nanesie sa naň 1 kvapka 5% roztoku kyseliny chlorovodíkovej.dusík, objaví sa modrá škvrna pruskej modrej.

Detekcia síry.

Síra sa kvalitatívne deteguje tvorbou tmavohnedej zrazeniny sulfidu olovnatého, ako aj červenofialového komplexu s roztokom nitroprusidu sodného.

Spôsob stanovenia. Protiľahlé rohy kúska filtračného papiera s rozmermi 3x3 cm sa navlhčia filtrátom získaným tavením látky s kovovým sodíkom (obr. 4).

Ryža. 4. Uskutočnenie testu na seu na štvorcovom papieri.

Na jednu z mokrých škvŕn, ustupujúcu 3-4 mm od jej okraja, sa nanesie kvapka 1% roztoku octanu olovnatého (II).

Na hranici kontaktu sa objavuje tmavohnedé sfarbenie v dôsledku tvorby sulfidu olovnatého (II).

Na okraj ďalšej škvrny sa aplikuje kvapka roztoku nitroprusidu sodného.Na hranici "únikov" sa objaví intenzívne červenofialové sfarbenie, ktoré postupne mení farbu.

Detekcia síry a dusíka v spoločnej prítomnosti.

V mnohých organických zlúčeninách obsahujúcich dusík a síru prítomnosť síry interferuje s otváraním dusíka.V tomto prípade sa používa mierne upravená metóda stanovenia dusíka a síry, založená na skutočnosti, že keď vodný roztok obsahujúci sulfid sodný a kyanid sodný sa nanáša na filtračný papier, ktorý sa distribuuje po obvode mokrej škvrny.Táto technika vyžaduje určité zručnosti, čo sťažuje jej použitie.

Spôsob stanovenia. Filtrát sa nanáša po kvapkách do stredu filtračného papiera s rozmermi 3 x 3 cm, kým sa nevytvorí bezfarebná mokrá škvrna s priemerom asi 2 cm.

Ryža. 5. Detekcia síry a dusíka v spoločnej prítomnosti 1 - kvapka roztoku síranu železnatého 2 - kvapka roztoku octanu olovnatého; 3 - kvapka roztoku nitroprusidu sodného

Do stredu škvrny sa aplikuje 1 kvapka 5% roztoku síranu železnatého (obr. 5). Po vstrebaní kvapky sa do stredu aplikuje 1 kvapka 5% roztoku kyseliny chlorovodíkovej. prítomnosti dusíka sa objaví modrá škvrna pruskej modrej Potom sa po obvode vlhkej škvrny nanesie 1 kvapka 1% roztoku octanu olovnatého a na opačnú stranu 1 kvapka roztoku nitroprusidu sodného strana škvrny.v druhom prípade škvrna červenofialovej farby.Rovnice reakcie sú uvedené vyššie.

Fluórový ión sa deteguje odfarbením alebo žltým sfarbením alizarinzirkóniového indikátorového papierika po okyslení Lassenovho testu kyselinou octovou.

Detekcia halogénov dusičnanom strieborným. Halogény sa nachádzajú vo forme halogenidových iónov vytváraním vločkovitých zrazenín halogenidov striebra rôznych farieb: chlorid strieborný je biela zrazenina, ktorá na svetle tmavne; bromid strieborný - svetložltý; jodid strieborný - zrazenina intenzívnej žltej farby.

Spôsob stanovenia. K 5-6 kvapkám filtrátu získaného po roztavení organickej látky so sodíkom pridajte 2-3 kvapky zriedenej kyseliny dusičnej.Ak látka obsahuje síru a dusík, roztok sa varí 1-2 minúty, aby sa odstránil sírovodík a kyanovodík kyseliny, ktoré rušia stanovenie halogénov .Potom pridajte 1-2 kvapky 1% roztoku dusičnanu strieborného.Výskyt bielej zrazeniny indikuje prítomnosť chlóru, bledožltej - brómovej, žltej - jódu.

Ak je potrebné objasniť, či je prítomný bróm alebo jód, musia sa vykonať tieto reakcie:

1. Do 3-5 kvapiek filtrátu získaného po fúzii látky so sodíkom pridajte 1-2 kvapky zriedenej kyseliny sírovej, 1 kvapku 5% roztoku dusitanu sodného alebo 1% roztoku chloridu železitého. a 1 ml chloroformu.

Pri trepaní v prítomnosti jódu sa chloroformová vrstva sfarbí do fialova.

2. K 3-5 kvapkám filtrátu získaného po fúzii látky so sodíkom pridajte 2-3 kvapky zriedenej kyseliny chlorovodíkovej, 1-2 kvapky 5% roztoku chloramínu a 1 ml chloroformu.

V prítomnosti brómu sa chloroformová vrstva zmení na žltohnedú.

B. Objav halogénov Stepanovovou metódou. Je založená na premene kovalentne viazaného halogénu v organickej zlúčenine do iónového stavu pôsobením kovového sodíka v alkoholovom roztoku.

Detekcia fosforu. Jedna z metód detekcie fosforu je založená na oxidácii organickej hmoty oxidom horečnatým, pričom organicky viazaný fosfor sa premieňa na fosforečnanový ión, ktorý sa potom deteguje reakciou s tekutým molybdénom.

Spôsob stanovenia. Niekoľko zŕn látky (5-10 mg) sa zmieša s dvojnásobným množstvom oxidu horečnatého a spopolní sa v porcelánovom tégliku najskôr miernym a potom silným ohrevom.Po ochladení sa popol rozpustí v koncentrovanej kyseline dusičnej, 0,5 ml výsledného roztoku sa prenesie do skúmavky, pridá sa 0,5 ml tekutého molybdénu a zahrieva sa.

Výskyt žltej zrazeniny fosfomolybdénanu amónneho naznačuje prítomnosť fosforu v organickej hmote.

3. Kvalitatívna analýza podľa funkčných skupín

Na základe selektívnych reakcií funkčných skupín (Pozri prezentáciu k téme).

V tomto prípade sa používajú selektívne reakcie zrážania, tvorby komplexov, rozkladu s uvoľňovaním charakteristických reakčných produktov a iné. Príklady takýchto reakcií sú uvedené v prezentácii.

Je zaujímavé, že tvorba organických zlúčenín, známych ako organické analytické činidlá, sa môže použiť na hromadnú detekciu a identifikáciu. Napríklad analógy dimetylglyoxímu interagujú s niklom a paládiom a nitrózo-naftoly a nitrózofenoly s kobaltom, železom a paládiom. Tieto reakcie možno použiť na detekciu a identifikáciu (Pozri prezentáciu k téme).

4. Identifikácia.

Stanovenie stupňa čistoty organických látok

Najbežnejšou metódou na určenie čistoty látky je meranie bod varu pri destilácii a rektifikácii sa najčastejšie používa na čistenie organických látok K tomu sa kvapalina vloží do destilačnej banky (banka s guľatým dnom s odtokovou rúrkou priletovanou k hrdlu), ktorá je uzavretá zátkou s teplomerom vloží sa do nej a pripojí k chladničke. Teplomerová gulička by mala byť o niečo vyššie otvory v bočnej trubici, cez ktorú uniká para. Teplomerová gulička ponorená do pary vriacej kvapaliny preberá teplotu tejto pary, ktorá môže odčítajte na stupnici teplomera. pomocou aneroidného barometra upravte atmosférický tlak a v prípade potreby vykonajte korekciu Ak sa destiluje chemicky čistý produkt, teplota varu zostáva konštantná počas celej doby destilácie Ak sa destiluje kontaminovaná látka, teplota počas destilácie stúpa, čím sa viac odstraňuje pri nízkej teplote varu neporiadok.

Ďalšou bežne používanou metódou na určenie stupňa čistoty látky je stanovenie bod topenia.Na tento účel sa malé množstvo testovanej látky vloží do kapilárnej trubice, ktorá je na jednom konci utesnená a ktorá je pripevnená k teplomeru tak, aby látka bola v rovnakej úrovni ako gulička teplomera. spolu s látkou sa ponorí do nejakej vysokovriacej kvapaliny, napríklad glycerínu, a pomaly sa zahrieva na miernom ohni, pričom sa pozoruje látka a nárast teploty. Ak je látka čistá, okamih topenia sa dá ľahko spozorovať, pretože látka sa prudko roztopí a obsah tuby sa okamžite spriehľadní.V tomto momente si všimnite údaj teplomera.Kontaminované látky sa zvyčajne topia pri nižšej teplote a v širokom rozsahu.

Ak chcete kontrolovať stupeň čistoty látky, môžete merať hustota.Na určenie hustoty kvapalín alebo pevných látok sa najčastejšie používajú pyknometer.Ten v najjednoduchšej forme je banka vybavená zábrusovou zátkou s tenkou vnútornou kapilárou, ktorej prítomnosť prispieva k presnejšiemu dodržaniu stálosti objemu pri plnení pyknometra. kapilára, sa zistí vážením vodou.

Pyknometrické stanovenie hustoty kvapaliny je zredukované na jednoduché váženie v pyknometri. So znalosťou hmotnosti a objemu je ľahké nájsť požadovanú hustotu kvapaliny. - alebo inej kvapaliny so známou hustotou a neinteragujúcej s skúmanú látku) a znovu odvážte Rozdiel medzi obidvoma váženiami umožňuje určiť objem časti pyknometra nenaplnenej látkou a následne objem látky odobratej na výskum. Pri znalosti hmotnosti a objemu je ľahké nájsť požadovanú hustotu látky.

Veľmi často sa na posúdenie stupňa čistoty organickej hmoty meria index lomu. Hodnota indexu lomu sa zvyčajne udáva pre žltú čiaru v spektre sodíka s vlnovou dĺžkou D= 589,3 nm (čiara D).

Index lomu sa zvyčajne určuje pomocou refraktometer.Výhodou tejto metódy na stanovenie stupňa čistoty organickej hmoty je, že na meranie indexu lomu je potrebných len niekoľko kvapiek testovanej zlúčeniny.V tejto príručke sú uvedené uvažované fyzikálne vlastnosti najdôležitejších organických látok.Poznamenávame tiež že univerzálna metóda na určenie stupňa čistoty organických látok je chromatografia.Táto metóda umožňuje nielen ukázať, aká je daná látka čistá, ale aj uviesť, aké konkrétne nečistoty a v akom množstve obsahuje.