Studiul materiei organice începe cu izolarea și purificarea acesteia.
1. Depunere
sedimentare – separarea unuia dintre compușii din un amestec gazos sau lichid de substanțe într-un precipitat, cristalin sau amorf. Metoda se bazează pe modificarea condițiilor de solvație, mai multe metode pot fi utilizate pentru a reduce foarte mult efectul de solvație și pentru a izola o substanță solidă în forma sa pură.
unul dintre ele este faptul că produsul final (adesea menționat adesea Ca țintă) este transformată într-un compus similar cu o sare (sare unică sau complexă), dacă este capabilă numai de interacțiune sau complexare bazată pe acid. De exemplu, aminele pot fi transformate în săruri de amoniu substituite:
(CH3) 2 NH + HCL- \ U003E + CL -,
și carboxilic, sulfonic, fosfonic și altele – în sare pentru acțiunea alcaliei corespunzătoare:
CH3COH + NaOH- \ u003E CH3O-NO + + H20;
2CH 3 SO 2 OH + (CH3S02O) 2 – + H20;
CH3P (OH) 2 O + 2AGOH – \ U003E AG (CH3O PO 3) 2- + 2H20.
Sărurile ca compușii ionici sunt dizolvați numai în solvenți polari (H20, RoH, Roooh, etc.). Cu cât sunt mai buni acești solvenți intră în interacțiunile acceptorului de donatori cu cationi și anioni de sare, cu atât este mai mare energia eliberată în timpul solubilității și o solubilitate mai mare. În solvenți non-polari, cum ar fi hidrocarburi, eter de petrol (benzină ușoară), CHCI3, CCL4, etc., sărurile nu sunt dizolvate sau cristalizate atunci când acești solvenți sau solvenți similari sunt adăugați la o soluție de compuși salini. Din săruri, bazele sau acizii corespunzători pot fi ușor izolați în formă pură.
Aldehidele și cetonele de natură nearomatică, adăugând hidrosulfit de sodiu, cristalizați din soluții apoase sub formă de compuși puțin solubili.
De exemplu, acetonă (CH3) 2 Cools din soluții apoase cu NaHS03 Hidrosulfit de sodiu sub formă de derivatul hidrosulfit ușor solubil:
Aldehidele sunt ușor condensate cu hidroxilamină la Eliberați o moleculă de apă:
Produsele rezultate sunt numite lichide sau solide Oximasson. Oximas sunt slab acide, care se manifestă în faptul că hidrogenul grupării hidroxil poate fi înlocuit cu un metal și, în același timp, cu o natură slabă de bază, deoarece Oximas se combină cu acizi pentru a forma săruri. Ca sărurile de amoniu.
La fierberea cu acizi diluați, apare hidroliza, în timp ce se formează aldehida și sarea hidroxilamină este formată:
Astfel, hidroxilamina este un reactiv important care permite izolarea aldehidelor sub formă de oxi de amestecuri cu alte substanțe cu care hidroxilamină nu reacționează, oximas poate fi de asemenea utilizată pentru purificarea aldehidelor.
Ca hidroxilamină, hidrazină H2N-NH2 reacționează cu aldehide; Dar, deoarece există două grupe NH2 într-o moleculă hidrazină, ea poate reacționa cu două molecule aldehidă. Ca urmare, se utilizează în general fenilhidrazina C6H5 -NH-NH2, adică produsul substituției unui atom de hidrogen într-o moleculă hidrazină cu o grupă fenil C 6H5:
Produsele interacțiunii aldehidelor cu fenilhidrazină sunt numite fenilhidrazone fenilhidrazone sunt lichide și solide, cristalizează bine. Când sunt fierte cu acizi diluați, cum ar fi oximă, ca urmare a căreia se formează o aldehidă liberă și o sare fenilhidrazină:
Prin urmare, fenilhidrazina, cum ar fi hidroxilamină, poate fi utilizată pentru izolarea și purificarea aldehidelor.
Uneori, în acest scop este utilizat un alt derivat de hidrazină, în cazul în care atomul de hidrogen este înlocuit de o grupare fenil , dar printr-un grup H 2 N – CO. Acest derivat de hidrazină se numește NH2 -NH – co-NH2 semicarbazide. Produsele de condensare ale aldehidelor cu semicarbazide sunt numite semicarbazon:
Cetrele sunt, de asemenea, ușor de condensat cu hidroxilamină pentru a forma cetoxilii:
cu fenilhidrazină, cetone dau fenilhidrazone:
și cu semicarbazide – semicarbazonas:
Prin urmare, hidroxilamină, fenilhidrazină și semicarbazide sunt utilizați pentru izolarea cetonei de la amestecuri și pentru purificarea aceluiași mod în care pentru izolarea și purificarea aldehidelor Desigur, este imposibil să separăm aldehidele Zeglehdes prin această metodă.
Alchii cu o linie de terminale triplă interacționează cu o soluție AG2 O-amoniac și sunt eliberate sub formă de alchinururi de argint, de exemplu:
2 (OH) – + + HC \ U003D CH – \ U003E AG – C – AG + AG + 4NH3 + 2H2O PURE.
Cristalizare
Metode de cristalizare Separarea amestecurilor și purificarea profundă a Substanțele se bazează pe diferența dintre compoziția fazelor formate în timpul cristalizării parțiale a topiturii, soluției, fazei gazului. O caracteristică importantă a acestor metode este coeficientul de separare a echilibrului sau termodinamic, egal cu raportul dintre concentrațiile componentelor din fazele de echilibru: solid și lichid (sau gaz):
unde xyy-molar fracții ale componentei în fazele solide și lichide (sau gazoase), respectiv. Dacă un XK 0 = X / Y … de fapt, echilibrul nu este, în general, realizat; Gradul de separare într-o cristalizare simplă se numește Factorul de separare eficient Kque este întotdeauna mai puțin k.
Există mai multe metode de cristalizare.
atunci când separă amestecurile prin metoda de cristalizare direcțională recipientului Cu soluția inițială se mișcă încet din zona de încălzire până la zona de răcire, cristalizarea este produsă la marginea zonelor, a cărei față se deplasează cu viteza mișcării recipientului.
pentru componente separate Cu proprietăți similare, utilizați o zonă de topire a ingot-ului curat într-un recipient alungit care se mișcă încet de-a lungul uneia sau mai multor încălzitoare. O secțiune a lingoului din zona de încălzire este topită și, la ieșire, cristalizează din nou. Această metodă oferă un grad ridicat de purificare, dar productivitate scăzută, prin urmare, este utilizat în principal pentru purificarea materialelor semiconductoare (GE, DA, etc.).
cristalizarea în coloană la contracurent are loc într-o coloană, În partea de sus a căreia există o zonă de răcire, în care se formează cristalele și în partea de jos există o zonă de încălzire, în care cristalele se îmbină. Cristalele din coloană se deplasează prin gravitate sau cu ajutorul, de exemplu, un șurub în direcția opusă mișcării lichidului. Se caracterizează printr-o productivitate ridicată și o performanță ridicată a produselor rafinate. Se utilizează în producerea de naftalenă pură, acid benzoic, caprolactam, fracțiuni de acizi grași etc.
pentru separarea amestecurilor, uscarea și purificarea substanțelor în gazul solid, sublimarea (sublimarea) și Sublimarea
Sublimarea se caracterizează printr-o mare diferență în condițiile de echilibru pentru diferite substanțe, care permite separarea sistemelor multicomponente, în special atunci când se obțin substanțe cu un grad ridicat de puritate.
Extracție
extracție – o metodă de separare bazată pe extracția selectivă a uneia sau mai multor componente ale amestecului analizat utilizând extracte de solvenți organici ca regulă generală, procesul de distribuție este înțeles de o soluție între două faze lichide nemiscibile , deși, în general, o faze pot fi solide (extracția solidelor) sau gazoase. Prin urmare, denumirea cea mai exactă a metodei este extracția lichidă-lichidă sau pur și simplu extracția de chimie analitică lichidă, utilizează extracția substanțelor dintr-o soluție apoasă cu solvenți organici.
distribuția substanței x între Fazele apoase și organice în condiții de echilibru, respectă legea echilibrului de distribuție. Constanta acestui echilibru, exprimată ca relație dintre concentrațiile de substanțe în două faze:
k \ u003d org / aq,
la o temperatură dată există o valoare constantă depinde doar de natura substanței și de ambii solvenți. Această valoare se numește constantă de distribuție, poate fi estimată aproximativ prin raportul de solubilitate a unei substanțe în fiecare dintre solvenți.
faza la care componenta detașabilă a trecut după extracția lichidă se numește extragere; Faza epuizată în această componentă – rafinament.
În industrie, extracția mai multor etape la contracurent este mai frecventă. Numărul necesar de etape de separare este de obicei de la 5 la 10 și pentru compușii dificil de separat, de la 50 la 60. Procesul include o serie de operațiuni tipice și speciale.Primul include extracția în sine, spălarea extractului (pentru a reduce conținutul de impurități și îndepărtarea soluției inițiale trase mecanic) și reextracție, adică transferul invers al compusului extras în faza apoasă pentru a fi prelucrarea spate Într-o soluție apoasă sau purificare prin extracție repetată. Operațiile speciale sunt asociate, de exemplu, cu o modificare a stării de oxidare a componentelor separate.
extracția lichidului dintr-o singură etapă, eficientă cu o distribuție foarte mare Constant K, ele sunt utilizate în principal în scopuri analitice.
Aparate de extracție lichide – extractoare – poate fi cu contact de fază continuă (coloane) sau cu pas (mixer-decanter).
Deoarece de atunci În timpul extracției este necesar să se amestece cu intens două lichide nemiscibile, se utilizează în principal următoarele tipuri de coloane: pulsator (cu mișcare alternativă de lichid), vib Rantele (cu un pachet de plăci vibratoare), disc rotativ (cu un pachet de discuri) rotativ pe o axă comună) etc., etc.
Fiecare etapă a mixerului decantor are o cameră de amestecare și o decantare , amestecul poate fi mecanic (agitatoare) sau pulsator; Stadiul multiplu este realizat prin conectarea numărului necesar de secțiuni într-o cascadă. Secțiunile pot fi asamblate într-o carcasă comună (extractoare de cutie). Rezervoarele de amestecare-decanter au un avantaj față de coloanele în procesele cu un număr mic de etape sau cu un lichid foarte mare pentru prelucrarea fluxurilor mari, dispozitive centrifuge sunt promițătoare.
Avantajele extracției lichide sunt un consum redus de energie ( Nu există tranziții de fază care necesită alimentare externă); posibilitatea de a obține substanțe de înaltă puritate; Posibilitatea de automatizare completă a procesului.
Se utilizează extracția lichidă, de exemplu, pentru a separa hidrocarburile aromatice ușoare din materiile prime petroliere.
extracția solventului a unei substanțe de o fază solidă . Este adesea folosit în chimia organică pentru extragerea compușilor naturali de obiecte biologice: clorofila frunzelor verzi, cafea de cafea sau ceai, alcoizi vegetali etc.
Distilare și rectificare
Distilare și Rectificarea sunt cele mai importante metode de separare și purificare a amestecurilor lichide, pe baza diferenței de compoziție a lichidului și a vaporilor care sunt formate din acesta.
distribuția componentelor amestecului între lichid și aburul este determinat de valoarea volatilității relative α:
αik = (și i / x): (yk / xk),
unde xi yxk și i yyk – Fracțiunile molare ale componentelor IYK, în lichid și abur care sunt formate din ea.
pentru o soluție constând din două componente,
unde xyy-molar fracții ale unei componente volatile în lichid și, respectiv,
distilare (de Styling) este realizată prin evaporarea parțială a lichidului și condensarea ulterioară a aburului. Ca rezultat al distilării, fracția distilată distilată – este îmbogățită cu o componentă mai volatilă (punct de fierbere scăzut) și reziduu de TVA-volatil cu lichid ne-distilat (punct de fierbere ridicat). Distilarea se numește simplă, dacă o fracțiune este separată prin distilarea amestecului inițial și fracționat (fracționat), dacă mai multe fracțiuni sunt distilate. Dacă este necesar să se reducă temperatura procesului, distilarea este utilizată cu vapori de apă sau gaz inert care bule printr-un strat lichid.
distinge între distilarea convențională și moleculară. Distilarea convențională din astfel de presiuni, când calea liberă a moleculelor este adesea mai mică decât distanța dintre suprafețele de evaporare ale condensului lichid și cu abur. Molecularea de distilare se realizează la o presiune foarte scăzută (10 -3-10 -4 mm Hg), când distanța dintre suprafețele de evaporare a lichidului și condensarea aburului este proporțională cu calea liberă a moleculelor.
Distilarea convențională este utilizată pentru a purifica lichidele de impurități cu volatil scăzut și pentru a separa amestecurile din componente care diferă semnificativ în volatilitate relativă. Distilarea moleculară este utilizată pentru separarea și purificarea amestecurilor de substanțe volatile scăzute și instabile termic, de exemplu, atunci când extrage vitamine de ulei și uleiuri vegetale , separarea amestecurilor se realizează prin metoda de rectificare. Rectificarea – separarea amestecurilor lichide în componente sau fracțiuni practic pure care diferă în punctele de fierbere.Pentru rectificare, dispozitivele coloane sunt utilizate în general, în care o parte a condensului (reflux) este returnată în partea superioară a coloanei pentru reflux. În acest caz, se produce un contact multiplu între fluxurile fazelor lichide și aburul. Forța motrice a rectificării este diferența dintre concentrațiile reale și de echilibru ale componentelor din faza de abur corespunzătoare compoziției fazei lichide. Sistemul de lichid abur tinde să ajungă la o stare de echilibru, ca rezultat al aburului, când este în contact cu lichidul, este îmbogățit cu componente extrem de volatile (punct de fierbere scăzut) și lichidul este îmbogățit cu componente care nu sunt volatile (fierbere ridicată ). Puteți obține o componentă volatilă aproape pură la înălțimea coloanei din partea superioară a coloanei.
Rectificarea poate fi efectuată la o presiune atmosferică sau înaltă, precum și la condițiile de vid. La presiune redusă, punctul de fierbere scade și volatilitatea relativă a componentelor, ceea ce reduce înălțimea coloanei de rectificare și permite separarea amestecurilor de substanțe instabile termic.
Prin design, redresoarele sunt subdivizate în ambalare, sub formă de disco filmare rotativă.
Rectificarea este utilizată pe scară largă în industria producerii de benzină, kerosenul (rectificarea uleiului), oxigenul și azotul (temperatura scăzută de rectificare a aerului), pentru izolare și Purificarea profundă a substanțelor individuale (etanol, benzen etc.).
Deoarece substanțele organice sunt în principal instabile termic, pentru o curățare profundă, ca regulă, coloanele sunt folosite distilare ambalate în vid. Uneori, pentru obținerea unor substanțe organice de înaltă puritate, sunt utilizate coloane de film rotativ, care au o rezistență hidraulică foarte scăzută și un timp scurt de permanență al produsului în ele. De regulă, rectificarea în acest caz se efectuează într-un aspirator.
Rectificarea este utilizată pe scară largă în practica de laborator pentru purificarea profundă a substanței. Rețineți că distilarea și rectificarea servesc în același timp pentru a determina punctul de fierbere al problemei și, prin urmare, permite verificarea purității acestuia din urmă (punct de fierbere constantă) în acest scop, sunt utilizate și dispozitive speciale: ebuliometrele.
5 Cromatografia
Cromatografia este o metodă de separare, analiză și cercetare fizico-chimică a substanțelor. Se bazează pe diferența dintre vitezele zonelor de concentrație ale componentelor studiate, care se deplasează în fluxul fazei mobile (eluant) de-a lungul stratului staționar, iar compușii investigați sunt distribuiți între ambele faze.
Toate metodele de cromatografie diverse, care au fost inițiate de MS TSVET în 1903 se bazează pe adsorbția unei faze de gaz sau lichid într-o interfață solidă sau lichidă.
În chimia organică, următoarele tipuri de cromatografie sunt utilizate pe scară largă pentru identificarea separării, purificării și substanței: coloană (adsorbţie); Hârtie (distribuție), strat subțire (într-o placă specială), gaz, lichid și gaz-lichid.
În aceste tipuri de cromatografie Două faze intră în contact: una este staționară, adsorbantă și dezorborarea analitului, Iar celălalt este mobil, acționând ca purtător al acestei substanțe.
În general, faza staționară este un absorbant cu o suprafață dezvoltată; Gazul de fază mobilă (cromatografie în gaz) sau lichid (cromatografie lichidă) Fluxul fazei mobile este filtrat prin stratul absorbant sau se mișcă de-a lungul acestui strat. Cromatografia de gaze lichide Faza mobilă este un gaz și faza staționară este un lichid, în general depus pe un purtător solid.
Cromatografia de permeație a gelului este o cromatografie lichidă, în care faza staționară este un gel. (Metoda permite separarea compușilor cu greutate moleculară mare și a biopolimerii într-o gamă largă de greutăți moleculare). Diferența în balanța sau distribuția cinetică a componentelor dintre fazele mobile și staționare este o condiție necesară pentru separarea sa cromatografică.
În funcție de scopul procesului cromatografic, cromatografia analitică și preparativă se distinge. Analitic este conceput pentru a determina compoziția calitativă și cantitativă a amestecului de testare.
Cromatografia este în general efectuată utilizând dispozitive speciale: cromatograf, ale cărui părți principale sunt o coloană cromatografică și un detector. La momentul injectării eșantionului, amestecul analizat este situat la începutul coloanei cromatografice.Sub acțiunea fluxului de fază mobilă, componentele amestecului încep să se deplaseze de-a lungul coloanei la viteze diferite, iar componentele bine absorbite se deplasează mai încet de-a lungul stratului sorbent. Din coloană determină automat și continuu concentrațiile compușilor separați în faza mobilă. Semnalul detectorului este în general înregistrat de un recorder. Diagrama rezultată se numește cromatogramă.
Cromatografia preparativă include dezvoltarea și aplicarea metodelor și a echipamentelor cromatografice pentru obținerea unor substanțe de înaltă puritate care nu conțin mai mult de 0,1% impurități.
o caracteristică caracteristică Din cromatografia preparativă este utilizarea coloanelor cromatografice cu un diametru intern mare și dispozitive speciale pentru izolarea și colectarea componentelor. În laboratoare, 0,1-10 grame de substanță în coloane de diametru de 8-15 mm sunt izolate, în coloane semi-industriale și industriale cu diametrul de 10-20 cm – mai multe kilograme au fost create dispozitive industriale unice cu 0 coloane de 0 de 0 , 5 m în diametru pentru a produce mai multe tone de substanță anual.
Pierderile substanței din coloanele preparative sunt mici, permițând utilizarea pe scară largă a cromatografiei preparative pentru separarea cantităților mici de amestecuri complexe sintetice și naturale. Cromatografia gazelor preparative pentru a obține hidrocarburi, alcooli, acizi carboxilici și alți compuși organici de înaltă puritate, incluzând clor conținând; Lichid – pentru producerea de medicamente, polimeri cu o distribuție îngustă a greutății moleculare, aminoacizi, proteine etc.
În unele lucrări se argumentează că costul produselor de înaltă puritate obținute prin cromatografie este mai mic decât purificat Prin distilare, este recomandabil să se utilizeze cromatografia pentru purificarea fină a substanțelor separate anterior prin rectificare.
analiza calitativă elementară
Analiza elementară calitativă este un set de metode care permit stabilirea în care elemente constă un compus organic. Pentru a determina compoziția elementară, substanța organică este transformată în mod preliminar prin oxidare sau mineralizare (fuziune cu metale alcaline) în compușii anorganici, care sunt apoi investigați prin metode analitice convenționale.
realizarea extraordinară a.L. Lavoisier ca chimist analitic a fost crearea unei analize elementare a substanțelor organice (așa-numita analiză CHE) până atunci, au existat deja numeroase metode de analiză gravimetrică a substanțelor anorganice (metale, minerale etc.), dar nu știau ei Cum se analizează substanțele organice în acest mod. Chimia analitică a acelui timp a fost în mod clar „a limpede un picior”; Din păcate, întârzierea relativă în analiza compușilor organici și în special întârzierea în teoria analizei menționate simte chiar și astăzi.
După ce a abordat problemele analizei organice, mai întâi Al Lavoisier, a arătat că compoziția din Toate substanțele organice includ oxigen și hidrogen, mulți conțin azot și unele conțin sulf, fosfor sau alte elemente. Acum era necesar să se creeze metode universale. Termenul cantitativ al acestor elemente, în primul rând, metodele de determinare precisă a carbonului și a hidrogenului. Pentru a atinge acest obiectiv, Lavoisierul a propus să ardă o probă de substanță de testat și să determine cantitatea de dioxid de dioxid Carbon emis (figura 1). În acest sens, sa bazat pe două dintre observațiile sale: 1) Dioxidul de carbon este format în timpul arderii oricărei substanțe organice; 2) Dioxidul de carbon nu este cuprins în substanțe inițiale, acesta este format din carbon, care face parte din orice substanță organică. Primele obiecte de analiză au fost substanțe organice volatile, compuși individuali cum ar fi etanolul.
iv id = „6B89F4B6B1”
fig. 1. Primul dispozitiv al lui A.L. Lavoisier pentru analiza organică
Substanțe prin combustie
Pentru a asigura puritatea experimentului, temperatura ridicată nu a fost asigurată de nici un combustibil, ci de razele soarelui, concentrându-se pe eșantion de către o lentilă imensă. Proba a fost arsă într-o instalație etanșă ermetic (sub un clopot de sticlă) într-o cantitate cunoscută de oxigen, metoda detaxid de dioxid de carbon, a fost absorbit și cântărit pentru analiza elementară a compușilor mici volatile, Al Lavoisier a propus ulterior metode mai complexe. În aceste metode, una dintre sursele de oxigen necesare pentru oxidarea probei au fost oxizii metalici cu care proba a fost amestecată anterior pentru a arde (de exemplu, oxidul de plumb (IV)).Această abordare a fost ulterior utilizată în multe metode de analiză elementară a substanțelor organice și, în general, a dat rezultate bune. Cu toate acestea, metodele de analiză ale lui Che în conformitate cu Lavoisier au fost prea lungi și, în plus, nu au permis o determinare suficient de precisă a conținutului de hidrogen: nu a fost efectuată cântărirea directă a apei.
analiza metodei a lui Ch a fost îmbunătățită în 1814 de marele chimici suedezi Jens Jacob Berzelius. Acum, eșantionul nu a fost ars sub un clopot de sticlă, ci într-un tub orizontal încălzit din exterior prin care a trecut aerul sau oxigenul. Sărurile s-au adăugat la eșantion pentru a facilita procesul de combustie, absorbit cu clorură de calciu solidă și grea, cercetătorul francez J. DUMAS a completat această tehnică cu determinarea volumetrică a azotului eliberați (analiza CHN). Metoda lui Lavoisier-Berzelius a fost din nou Îmbunătățită de J. Liebig, care a obținut absorbția cantitativă și selectivă a dioxidului de carbon în absorbantul cu bile inventat de acesta (figura 2.).
Fig. 2. Aparate pentru incinerarea substanțelor organice ale lui J. Liebig
Acest lucru a făcut posibilă reducerea drastică a complexității și intensității activității analizei CH și, ceea ce este mai important, pentru a-și spori acuratețea acestuia . Deci, yu. Liebig o jumătate de secol după ce Lavoisier a finalizat dezvoltarea analizei gravimetrice a substanțelor organice, a început de marele om de știință francez. Folosind metodele, Yu. În anii 1840, Liebig a descoperit compoziția exactă a multor compuși organici (de exemplu, alcaloid) și testată (împreună cu F. Wöhler) existența izomerilor. Aceste tehnici au rămas practic neschimbate de mulți ani, acuratețea și versatilitatea lor au asigurat dezvoltarea rapidă a chimiei organice în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Noi îmbunătățiri în domeniul analizei elementare a substanțelor organice (microanaliză) au apărut numai la începutul secolului al XX-lea. Ancheta F. PREGL corespunzătoare a fost acordată cu Premiul Nobel (1923).
Este interesant faptul că atât lavailul și J. Liebig, au încercat să confirme rezultatele analizei cantitative ale oricărei substanțe individuale prin intermediul de aceeași substanță, acordând atenție proporțiilor cantitative de reactivi în timpul sintezei. A. L. Lavoisier a menționat că chimia are în general două modalități de determinare a compoziției oricărei substanțe: sinteza și analiza și nu trebuie considerate îndeplinite până când ambele metode pot fi utilizate pentru verificare. Această observație este deosebit de importantă pentru cercetătorii de substanțe organice complexe, ale căror identificări fiabile, dezvăluind structura compușilor de astăzi, ca și în timpul lui Lavoisier, necesită combinația corectă de metode analitice și sintetice.
Detectarea Carbon și hidrogen.
Metoda se bazează pe reacția de oxidare a materiei organice cu pulbere de oxid de cupru (II).
ca urmare a oxidării, carbonului, care face parte din Analit, formează oxid de carbon (IV) și hidrogenul formează apă. În mod calitativ, carbonul este determinat prin formarea unui precipitat alb de carbonat de bariu în timpul interacțiunii oxidului de carbon (IV) cu apa de barită. Hidrogenul este detectat prin formarea hidratului cristalin albastru SI804-5H20. Metoda de execuție
Pulberea de oxid de cupru (II) este plasată în tubul de testare 1 (figura 2.1) la O înălțime de 10 mm, se adaugă o cantitate egală de materie organică și se amestecă complet. O bucată mică de bumbac este plasată pe partea superioară a tubului de testare 1, pe care o pulbere albă fără pulbere apoasă de sulfat de cupru albă (II) este turnată într-un strat subțire. Tubul 1 se închide cu un dop cu un tub de evacuare a gazului 2 astfel încât un capăt al lui aproape atinge bumbacul, iar celălalt este scufundat într-un tub 3 cu 1 ml de apă de barită. Se încălzește cu atenție în flacăra arzătorului, mai întâi stratul superior al unui amestec de substanță cu oxid de cupru (II), apoi stratul inferior
Fig. 3 Descoperirea carbonului și a hidrogenului
în prezența carbonului, se observă barbiditatea barajului, datorită formării unui precipitat de carbonat de bariu. După apariția unui precipitat, tubul 3 este îndepărtat și tubul 1 este continuat prin încălzire până când se atinge vaporii de apă fără sulfat de cupru apos (II). În prezența apei, există o schimbare a culorii cristalelor de sulfat de cupru (II) datorită formării hidratului cristalin CUSO4 * 5H2O
Detectarea halogenului. Testul beiliitein.
Metoda de detectare a atomilor de clor, brom și iod în compușii organici se bazează pe capacitatea de oxid de cupru (II) la temperaturi ridicate pentru a descompune compușii organici care conțin halogen pentru a forma halogenuri de cupru (II).
Eșantionul analizat este aplicat la capătul unui fir de cupru precalinat și se încălzește într-o flacără mai ușoară nefumătoare. În prezența halogenelor în eșantion, halogenurile de cupru (II) formate sunt reduse la halogenuri de cupru (I), care, atunci când se evaporă, culorile flacării albastru verzui (CIL, capac) sau verde (OD). Compușii organofluosi nu colorează flacăra de fluorură de cupru (I) nu este volatilă. Reacția este nediscriminată datorită nitrililor, tioureei, anumitor derivați de piridină, acizilor carboxilici, acetilacetona etc. Acestea interferează cu determinarea flăcărilor din metalele alcaline și alcaline ale pământului sunt văzute printr-un filtru albastru.
azot, sulf și detectarea halogenului. „Test Lassen”
Metoda se bazează pe topirea materiei organice cu sodiu metalic. În timpul fuziunii, azotul este transformat în cianură de sodiu, sulfură de sulfură de sodiu, clor, brom, iod – în halogenurile de sodiu corespunzătoare.
Tehnica de fuziune
A. Solide.
Diferite boabe de substanță problema (5-10 mg) sunt plasate într-un tub de testare refractar uscat (atenție!) Și o piesă mică (dimensiunea unui bob de orez) este adăugată metalică sodiu. Amestecul este încălzit cu grijă într-o flacără mai ușoară, încălzind uniform tubul, până când se formează un aliaj omogen. Trebuie să aveți grijă să se asigure că sodiul se topește cu substanța. După fuziune, substanța se descompune. Fuziunea este, de obicei, însoțită de o ușoară bliț de sodiu și bulgarea conținutului tubului datorită particulelor de carbon formate. Tubul este răcit la temperatura camerei și se adaugă 5-6 picături de alcool etilic pentru a îndepărta rămășițele metalice de sodiu. După ce a asigurat că reziduul de sodiu a reacționat (fluierul este oprit atunci când se adaugă o picătură de alcool), 1-1,5 ml de apă este turnată în tubul de testare și soluția este încălzită până când se fierbe. Soluția hidroalcoolică este filtrată și utilizată pentru a detecta sulful, azotul și halogeni.
b. Substanțe lichide.
Tubul refractar este fixat pe verticală pe o rețea de azbest. Este plasat sodiu metalic în tub și încălzit până când se topește. Când apare aburul de sodiu, se adaugă substanță problema de scădere. Încălzirea este mărită după carbonizarea substanței. După răcirea conținutului tubului la temperatura camerei, acesta este supus analizei anterioare.
b. Substanțe extrem de volatile și sublimatoare.
Problema amestecului de sodiu / substanță este acoperită cu un strat de var de var de aproximativ 1 cm grosime și apoi supus analizei anterioare.
Detectarea azotului Azotul este detectat calitativ prin formarea de albastru de Prusia (colorarea albastră).
Metoda de determinare. 5 picături ale filtratului obținute după topirea substanței cu sodiu sunt plasate într-un tub de testare și se adaugă o picătură de soluție alcoolică de fenolftaleină. Aspectul unei culori roșii crimson indică un mediu alcalin (dacă nu apare culoarea, se adaugă 1-2 picături de soluție apoasă de hidroxid de sodiu 5% la tubul de testare). Cu adăugarea ulterioară de 1-2 picături de soluție apoasă de sulfat de fier 10% (II), care în general conține un amestec de sulfat de fier (III), o formă de precipitanță verde murdară. Cu o pipetă, aplicați o picătură de lichid turbid de la un tub de testare la o bucată de îndată ce picătura a fost absorbită de hârtie, 1 picătură este aplicată dintr-o soluție de acid clorhidric 5%, azotul apare ca un albastru la fața locului Prusia.
Detectarea sulfului.
Sulful este detectat calitativ prin formarea unui precipitat de sulfură de culoare brun închis (II), precum și un complex roșu violet cu o soluție de nitrușitate de sodiu.
Metoda de determinare. Colțurile opuse ale unei bucăți de filtru de 3×3 cm sunt umezite cu filtratul obținut prin topirea substanței cu sodiu metalic (fig.4).
Fig. 4. Efectuarea unui test SEU pe o foaie pătrată.
O picătură de acetat de plumb 1% (II) este aplicată la unul dintre punctele umede, trăgând 3-4 mm de marginea sa. /p>
O culoare maro închisă apare la limita de contact datorită formării sulfurii de plumb (II).
pe marginea unei alte pete o picătură de soluție de sodiu Nidiousy, pe marginea „Stripes” apare o colorare intensă a violet-violet, care schimbă treptat culoarea.
Sulf și detectarea azotului atunci când sunt prezenți împreună.
Într-o serie de compuși organici care conțin azot și sulf, prezența sulfului interferează cu deschiderea azotului. În acest caz, o metodă ușor modificată este utilizată pentru determinarea azotului și a sulfului, pe baza faptului că atunci când o soluție apoasă care conține pe hârtia de filtru este aplicată sulfură de sodiu și cianură de sodiu, acesta din urmă este distribuit în periferia umedului Spot, această tehnică necesită anumite abilități de lucru, ceea ce face ca aplicarea să fie dificilă.
Metoda de determinare. Filtratul este abandonat în centrul unei hârtii de filtru de 3×3 cm până când se formează un loc umed incolor cu un diametru de aproximativ 2 cm.
fig. 5. Setarea de sulf și azot în prezența unei articulații.1 – picătură de soluție de sulfat de fier (II); 2 – picătură de soluție de acetat de plumb; 3 – O picătură de soluție de nitropusitate de sodiu
este aplicată 1 picătură de soluție de sulfat de fier 5% (II) în centrul patei (figura 5). După absorbția picăturii, 1 picătură este aplicată dintr-o soluție de acid clorhidric 5% în centru. În prezența azotului, apare un loc albastru de Prusia. Apoi, o picătură de soluție 1% de acetat de plumb (II) este aplicată de-a lungul periferiei spotului umed, iar 1 picătură de soluție de nitropusat de sodiu este aplicată pe partea opusă dacă există sulf, în primul caz, un maro închis Spot apare în punctul de contact al „scurgerilor”, în cel de-al doilea caz, un loc roșu-violet. Ecuațiile de reacție sunt date mai sus.
Ionul de fluor este detectat prin decolorare galbenă sau de colorare a indicatorului indicator alizarinzirconiu după acidularea probei Lassen cu acid acetic.
Detectarea halogeenilor cu azotat de argint. Halogenul sunt detectate sub formă de ioni de halogenură prin formarea depozitelor de floculare cu halogenură de argint: clorura de argint este un precipitat alb care se întunecă cu lumină; Bromură de argint – galben pal; Iodra de argint este un precipitat galben intens.
Metoda de determinare. La 5-6 picături ale filtratului obținut după fuziunea substanței organice cu sodiu, se adaugă 2-3 picături de acid azotic diluat. Dacă substanța conține sulf și azot, soluția este fiartă timp de 1-2 minute pentru a îndepărta hidrogen sulfurat și acid cianhidric. Acid, care interferează cu determinarea halogenelor, apoi se adaugă 1-2 picături de soluție la 1 \\% azotat de argint, aspectul unui precipitat alb indică prezența clorului, galben pal, galben-iod.
Dacă este necesar să se clarifice dacă există brom sau iod, trebuie efectuate următoarele reacții:
1. 3-5 picături ale filtratului obținute după topirea substanței cu sodiu, se adaugă 1-2 picături de acid sulfuric diluat, 1 picătură de soluție de nitrit de sodiu 5% sau o soluție de clorură de fier (III) până la 1% și 1 ml de cloroform .
Când este agitat în prezența iodului, stratul de cloroform devine violet.
2. La 3-5 picături ale filtratului obținut după topirea substanței cu sodiu, se adaugă 2-3 picături de acid clorhidric diluat, 1-2 picături de soluție de cloramină 5% și 1 ml de cloroform.
În prezența bromului, stratul de cloroform devine maro galben.
b. Descoperirea cu halogen prin metoda Stepanov. Pe baza conversiei unui halogen legat covalent într-un compus organic la o stare ionică prin acțiunea metalică de sodiu într-o soluție alcoolică.
detectarea fosforului. Una dintre metodele de detectare a fosforului se bazează pe oxidarea materiei organice cu oxidul de magneziu, fosforul legat organic este transformat într-un ion de fosfat, care este apoi detectat prin reacția cu un lichid de molibden.
Metoda de determinare a molibdenului. . Mai multe boabe de substanță (5-10 mg) sunt amestecate cu o cantitate dublă de oxid de magneziu și sunt incinerate într-un creuzet de porțelan, mai întâi la temperaturi moderate și apoi cu încălzire puternică. După răcire, cenușă este dizolvată în acid azotic concentrat, 0,5 ml. Din soluția rezultată este transferată într-un tub de testare, se adaugă 0,5 ml de lichid de molibden.
aspectul unui precipitat de fosforilobdate de amoniu galben indică prezența fosforului în materia organică.
Analiza calitativă prin grupe funcționale
pe baza reacțiilor selective ale grupurilor funcționale (a se vedea prezentarea aferentă).
În acest caz, reacțiile selective sunt utilizate de precipitații, complexing, descompunere cu Eliberarea produselor de reacție caracteristice, printre altele. În prezentare, sunt prezentate exemple de astfel de reacții.
Interesant, formarea compușilor organici, cunoscută sub numele de reactivi analitici organici, poate fi utilizată pentru detectarea și identificarea grupurilor. De exemplu, analogii de dimetilglicime interacționează cu nichel și paladiu și nitroso-nafțuri și nitrozofenoli cu cobalt, fier și paladiu. Aceste reacții pot fi utilizate pentru detectare și identificare (a se vedea prezentarea aferentă).
Identificare.
Determinarea gradului de puritate a substanțelor organice.
Metoda Mai frecvente pentru a determina puritatea unei substanțe este de a măsura punctul de fierbere în timpul distilării și rectificării, mai utilizat pentru purificarea substanțelor organice. Pentru a face acest lucru, lichidul este plasat într-un balon de distilare (un balon cu fund rotund cu un tub de ramură sudate la gât), care este închis cu un dop cu un termometru introdus pe acesta și conectat la un frigider. Becul termometrului trebuie să fie ușor mai mare decât deschiderea tubului lateral unde vine aburul. Becul termometru, când este scufundat în aburul unui lichid fierbinte, ia temperatura acestui abur, care poate fi citită pe scara termometrului. Utilizați un barometru anroidian pentru a înregistra presiunea atmosferică și, dacă este necesar, faceți o corecție. Dacă un produs chimic pur este distilat, punctul de fierbere rămâne constant în timpul întregului timp de distilare. Dacă o substanță contaminată este distilată, temperatura crește în timpul distilării, deoarece punctul de fierbere este mai mic în luna.
O altă metodă utilizată în mod obișnuit pentru a determina gradul de puritate a unei substanțe este de a determina punctul de fuziune pentru acest lucru, O cantitate mică de substanță este plasată într-un tub capilar sigilat la un capăt, care se leagă la termometru, astfel încât substanța să fie la același nivel ca și mingea termometrului. Termometrul cu tubul cu substanța a aderat la acesta este imersat într-un lichid cu punct de fierbere ridicat, de exemplu glicerina și încălzită lent la căldură scăzută, observând substanța și temperatura crescută. Dacă substanța este pură, momentul topit este ușor de observat, deoarece substanța este topită bruscă și conținutul tubului devine imediat transparent. În acest moment, se observă citirea termometrului. Substanțele contaminate sunt în general topite la o temperatură mai scăzută și într-o gamă largă.
Pentru a controla puritatea unei substanțe, poate măsura densitatea. Pentru a determina densitatea lichidelor sau a solidelor, cel mai utilizat picnometru, în Forma cea mai simplă, este un balon prevăzut cu un capac de sticlă marcat, cu o capilară interioară subțire, a cărei prezență contribuie la o respectare mai precisă a constanței volumului la umplerea picnometrului. Volumul acestuia din urmă, inclusiv capilarul, îl primește cu apă.
Determinarea picnometrică a densității unui lichid este redusă pentru a regreta pur și simplu într-un picnometru. Cunoașterea masei și a volumului, este ușor să găsiți densitatea dorită a lichidului. În cazul unui solid, picnometrul este parțial plin de ea. Prima cântărire, care dă masa eșantionului luată pentru studiu. După aceea, picnometrul este suplimentat cu apă (sau ce – sau alt lichid cu o densitate cunoscută și care nu interacționează cu substanța problema) și cântărește din nou. Diferența atât a cântăririi, permite determinarea volumului picnometrului care nu este plin de substanță și apoi volumul substanței care este luată pentru cercetare, cunoașterea masei și volumul, este ușor să găsiți densitatea necesară a substanței .
Foarte des, pentru a evalua gradul de puritate a materiei organice, măsurați indicele de refracție … Valoarea indicelui de refracție este de obicei dată pentru linia galbenă din spectrul de sodiu cu o lungime de undă D \ U003D 589,3 Nm (linia d).
În mod normal, indicele de refracție este determinat utilizând avantajul refracției de această metodă pentru a determina gradul de puritate al materiei organice este că doar câteva picături necesare ale compusului în studiu măsurați indicele de refracție. Acest manual descrie proprietățile fizice ale celor mai importante substanțe organice. De asemenea, rețineți că o metodă universală de determinare a gradului de puritate a materiei organice este metoda cromatografiei, permite nu numai să arate cât de pure este o anumită substanță, dar indică, de asemenea, ce impurități specifice și în ce cantitate conține.
Caracteristicile analizei compușilor organici:
- – Reacțiile cu substanțe organice avansează încet cu formarea de produse intermediare.
- – substanțele organice sunt termolabile, carbonate atunci când sunt încălzite.
Analiza farmaceutică a substanțelor medicinale organice se bazează pe principiile analizei funcționale și elementare.
Analiza funcțională: analiza prin grupul funcțional, adică atomi, grupe de atomi sau centre de reacție care determină proprietățile fizice, chimice sau farmacologice ale medicamentelor.
Analiza elementară este utilizată pentru a testa autenticitatea substanțelor medicinale organice care conțin atomi de sulf, azot, fosfor, halogeni, arsenic, metale într-un moleculă. Atomii acestor elemente sunt în compuși medicinali organoelemente într-o stare neionizată, o condiție prealabilă pentru a dovedi autenticitatea lor este mineralizarea preliminară.
pot fi substanțe lichide, solide și gazoase. Compușii lichizi și gazoși sunt în principal narcotici. Efectul scade cu F-CL-BR-I. Derivații de iod au în principal un efect antiseptic. Linkul c-f; C-i; C-B; CL este covalent; Prin urmare, pentru analiza farmaceutică, reacțiile ionice sunt utilizate după mineralizarea substanței.
Autenticitatea preparatelor de derivate cu hidrocarburi halogenate lichide este stabilită de către constante fizice (punct de fierbere, densitate, solubilitate) și prin prezența halogen. Cu cât este mai obiectiv, modalitatea de a stabili autenticitatea prin identificarea spectrelor IR de droguri și a probelor standard.
Pentru a testa prezența halogenelor în moleculă, testul Beilstein și mai multe metode de mineralizare.
Tabelul 1. Proprietățile compușilor halogenați
|
1,1,1-trifluoro-2cloro-2-bromethane |
bombanfor 3-brom-1,7,7, trimetilbicicloheptanon-2 |
|
|
Lichidul este transparent, incolor, ușor volatil, cu un miros ciudat, este dificil să se dizolve în apă, poate fi amestecat cu alcool și eter în orice proporție. |
Mirosul caracteristic incolor, transparent, greu, volatil, ușor solubil în apă, miscibil cu alcool, eter, cloroform. |
POLV sau cristale albe cristaline sau incolore, miros și aromă, foarte puțin solubil în apă, ușor în alcool și cloroform. |
|
bilignostum pro injectionibus bilignost acid acid (2,4,6-triyodo-3-carboxinilid) adsedial |
glumă 2-BROMISAVALIRILIL-UREA |
Pulbere de cristal alb sau cristale incolore, cu un miros slab slab, ușor solubil în apă, solubil în apă alcool. |
