„Koło 1”
Schemat postępowania analitycznego w jakościowej analizie związków organicznych
- badania wstępne
- jakościowa analiza pierwiastkowa
- badanie i zaliczenie substancji do odpowiedniej grupy rozpuszczalności
- określenie grup funkcyjnych i zaliczenie ich do odpowiednich grup połączeń (aldehydy, ketony, alkohole lub inne)
- próba identyfikacji substancji na podstawie właściwości fizycznych zanotowanych w powyższych punktach w oparciu o tabele z właściwościami fizycznymi, w przypadku niepowodzenia przystępuje się do kolejnego punktu
- otrzymanie krystalicznych pochodnych związku i porównanie ich temperatur topnienia z danymi tabelarycznymi
- opracowanie protokołu
Badania wstępne:
q próba spalania (odróżnienie związków organicznych od nieorganicznych, organiczne się zwęglają, można tez stwierdzić obecność metalu w powstałym popiele) Można także zwrócić uwagę na zapach
q oznaczenie właściwości fizycznych i ocena czystości związku( temperatura topnienia ciała stałego i temperatura wrzenia cieczy, skręcalność właściwa, współczynnik załamania światła i gęstość cieczy) Gdy temperatura topnienia waha się na pograniczu 1-2°C to związek jest czysty, w przypadku większych wahań występują zanieczyszczenia.
Związki org. są przeważnie bezbarwne, lecz może wystąpić zabarwienie spowodowana grupami związków: nitrowe, nitrozowe, azowe, chinony, barwniki lub produkty utlenienia fenolu i amin aromatycznych
Zapach posiadają niżej cząsteczkowe estry, a niektóre związki nitrowe aromatyczne zapach gorzkich migdałów.
q oczyszczanie substancji – głównie destylacja i krystalizacja
q rozdzielenie mieszanin na jednorodne związki ( stosuje się w przypadku marnych rezultatów procesu destylacji i krystalizacji)
Przed przystąpieniem do rozdzielania należy dokonać prób wstępnych:
- badanie organoleptyczne (stan skupienie składników mieszaniny i liczba faz mieszaniny
- próbę odparowania frakcji lotnej
- badania odczynu
Rozdział składników mieszaniny tworzącej zawiesinę substancji stałej w cieczy:
- rozdział poprzez odsączenie
- uzyskany przesącz oczyszcza się poprzez destylacje
- gdy niepełny rozdział przy sączeniu poddaje się krystalizacji
Ciecze nie mieszające się rozdziela się w rozdzielaczu a każdą z warstw poddaje destylacji
- rozdział na drodze destylacji
- tę metodę stosuje się gdy uzyskano pozytywną próbę odparowania frakcji lotnej
Rozdział mieszanin dwuskładnikowych na drodze ekstrakcji za pomocą rozpuszczalników polarnych - rozdział mieszanin dwuskładnikowych złożonych:
- substancji o charakterze kwaśnym i obojętnym
- substancji o charakterze zasadowym i obojętnym
- substancji o charakterze kwaśnym i zasadowym
dobre wyniki otrzymuje się gdy te substancje są nierozpuszczalne w wodzie a rozpuszczalne w eterze bądź w chloroformie
- rozpuszczenie w eterze lub chloroformie
- ekstrakcja roztworu eterowego wodnym roztworem NaOH
- substancja o charakterze kwaśnym tworzy sole sodowe nie rozpuszczalne w eterze
- składnik kwaśny rozpuszcza się w warstwie wodnej
- składnik obojętny pozostaje w warstwie eterowej
- aby wyodrębnić składnik obojętny należy przemyć w. eterową wodą i suszyć bezwodnym siarczanem sodowym, dalej oddestylować rozpuszczalnik.
- wyodrębniając składnik kwaśny chłodzi się lodem i zakwasza 20% kwasem siarkowym – składnik kwaśny wydzieli się w postaci oleju lub osadu
- składnik zasadowy oddziela się na drodze ekstrakcji eterowego roztworu mieszaniny wodnym roztworem HCl-u
- aminy tworzą z kwasem sole amoniowe nie rozpuszczalne w eterze a rozpuszczalne w wodzie
- z warstwy eterowej wyodrębnia się składnik obojętny zaś z kwaśnych warstw wodnych składnik zasadowy
- wyodrębnienie składnika zasadowego z warstwy eterowej
- składnik kwaśny z alkalicznych warstw wodnych
Jakościowa analiza pierwiastków obejmuje wykrycie następujących pierwiastków obecnych w związkach organicznych, dodam, że należy te pierwiastki przeprowadzić w proste związki nieorganiczne (wyjątek tlen) gdyż same nie dają charakterystycznych reakcji:
a) węgiel – występuje jako dwutlenek węgla
b) wodór – jako woda
c) azot – jako cyjanki lub amoniak
d) siarka – jako siarczki nieorganiczne
e) fluorowce – halogenki nieorganiczne
f) tlen
Pozytywna próba spalania jest dostatecznym dowodem na obecność węgla, a w przypadku związków łatwo sublimujących lub termo rozkładalnych obecność węgla stwierdza się za pomocą prażenia substancji z tlenkiem miedziawym.
- następuje utlenienie węgla do dwutlenku węgla
- CO2 wykrywa się w postaci nie rozpuszczalnego w wodzie węglanu baru lub wapnia
- woda pojawia się w postaci kropelek na górnych ściankach probówki
Odczynniki:
a) sproszkowany tlenek miuedziowy wyprażony
b) roztwór Ba(OH)2 lub Ca(OH)2 nasycony
Obserwacje:
Wysuszona substancja wymieszana w probówce z tlenkiem miedziowym podczas prażenie dale utleniające gazy które wprowadza się do roztworu wodorotlenku wapnia lub baru, wydzielenie nierozpuszczalnego węglanu świadczy o obecności WĘGLA
Polega na stapianiu substancji organicznej z metalicznym sodem. Azot, siarka i chlorowce przekształcają się w proste związki nieorganiczne o strukturze jonowej: SIARCZEK SODU, HALOGENEK SODU i CYJANEK SODU
- sód metaliczny wielkości ziarna grochu w probówce
- dodaje badaną substancję i ogrzewa
- po stopieniu drugą taką samą porcje analizowanej substancji
- ogrzewa próbówkę do czerwonego żaru
- zanurza w wodzie lub dalej rozbija
- przesącz powinien być bezbarwny – posłuży do prób na SIARKE, AZOT i FLUOROWCE
Próba Lassaigne’a
Próba z Benzydyną
Azot luźno związany wykrywa się bezpośrednio poddając alkalicznej hydrolizie (azot wydziela się w postaci amoniaku)
Przeprowadzenie uzyskanego w procesie mineralizacji cyjanku sodu w błękit pruski
Próba jest niepewna dla związków lotnych, nitrowych, azowych, dwuazowych i pochodnych pirolu. Pojawienie się błękitnego osadu lub zabarwienia świadczy o obecności azotu.
- siarczan żelazawy FeSO4
- kwas siarkowy H2SO4
Reakcja:
2 NaCN + FeSO4 > Fe( CN )2 + Na2SO4
Fe( CN )2 + 4NaCN > Na4{Fe( CN )6 }
3 Na4{Fe( CN )6 } + 2 Fe2(SO4)3 > Fe4 {Fe( CN )6 }3 + 6 Na2SO4
błękit Pruski
barwa niebieska
W próbie benzydynowej następuje utlenienie benzydyny do błękitu benzydynowego. W przypadku obecności jodu może pojawić się zielone zabarwienie lub osad.
Jeśli w badanej próbce znajduje się azot pojawi się niebieskie zabarwienie lub osad
- kwas octowy
- roztwór benzydyny w kwasie octowym
- roztwór siarczanu miedziowego
- roztwór octanu kadmowego
NaCN + Ch3 COOH > HCN + CH3 COONa
2 HCN + CuSO4 > Cu( CN )2 + H2SO4
2 Cu( CN )2 + 2 ( NH2-C6H4-C6H4-NH2 ) > NH2-C6H4-C6H4-NH2 + NH=C6H4=C6H4=NH + 2 Cu CN + 2 HCN
Alkaliczna hydroliza do soli kwasu karboksylowego i amoniaku, mocznik wydziela amoniak podczas procesu stapiania bez dodatku wodorotlenku sodowego. W wyniku reakcji obecność azotu stwierdza się po charakterystycznej woni amoniaku
R-COONH4 + NaOH > R-COONa + NH3↑ + H2O
.
R-CONH2 + NaOH > R-COONa + NH3↑
R-CN + NaOH > R-COONa + NH3↑
Próba z nitroprusydkiem sodu
Próba z octanem ołowiawym
Siarkę organicznie związaną mineralizuje się do siarczku sodu dopiero dalej wykonuje się poniższe próby
Przebieg reakcji siarczku sodu z nitroprusydkiem sodu daje nietrwałe ciemnopurpurowe zabarwienie
Odczynniki – wodny roztwór nitroprusydku sodowego świeżo przygotowany
Na2S + Na2 Fe(CN)5 NO > Na4 Fe(CN)5 NOS
ciemno purpurowe zabarwienie
Polega na przekształceniu siarczku sodu w czarny siarczek ołowiu (osad)
- octan ołowiu
Na2S + (CH3 COO)2 Pb > PbS + 2 CH3 COONa
...
InzChemiczna