Laadullinen analyysi. Tarkoitus, mahdolliset menetelmät. Epäorgaanisten ja orgaanisten aineiden kvalitatiivinen kemiallinen analyysi

Kvalitatiivisella analyysillä on omansa päämäärä tiettyjen aineiden tai niiden komponenttien havaitseminen analysoitavassa kohteessa. Tunnistuksen suorittaa henkilöllisyystodistus aineet, eli analysoitavan kohteen AS:n ja määritettyjen aineiden tunnetun AS:n identiteetin (samallisuuden) määrittäminen käytetyn analyysimenetelmän olosuhteissa. Tätä varten tällä menetelmällä tutkitaan alustavasti vertailuaineet (kohta 2.1), joissa määritettävien aineiden esiintyminen tiedetään. Esimerkiksi havaittiin, että spektriviivan, jonka aallonpituus on 350,11 nm, läsnäolo lejeeringin emissiospektrissä, kun spektri viritetään sähkökaarella, osoittaa bariumin läsnäolon lejeeringissä; vesiliuoksen sinisyys, kun siihen lisätään tärkkelystä, on AC I 2:n läsnäololle siinä ja päinvastoin.

Laadullinen analyysi edeltää aina kvantitatiivista.

Tällä hetkellä kvalitatiivinen analyysi suoritetaan instrumentaalisilla menetelmillä: spektri-, kromatografinen, sähkökemiallinen jne. Kemiallisia menetelmiä käytetään tietyissä instrumentaalisissa vaiheissa (näytteen avaaminen, erotus ja väkevöinti jne.), mutta joskus kemiallisen analyysin avulla voit saada tuloksia enemmän. yksinkertaisesti ja nopeasti, esimerkiksi kaksois- ja kolmoissidosten läsnäolon toteamiseksi tyydyttymättömissä hiilivedyissä johtamalla ne bromiveden tai KMn04:n vesiliuoksen läpi. Tässä tapauksessa liuokset menettävät värinsä.

Yksityiskohtainen kvalitatiivinen kemiallinen analyysi mahdollistaa epäorgaanisten ja orgaanisten aineiden alkuaine- (atomi-), ioni-, molekyyli- (materiaali-), toiminnalliset, rakenteelliset ja faasikoostumukset.

Epäorgaanisten aineiden analyysissä alkuaine- ja ionianalyysit ovat ensisijaisen tärkeitä, koska alkuaine- ja ionikoostumuksen tuntemus riittää epäorgaanisten aineiden materiaalikoostumuksen selvittämiseen. Orgaanisten aineiden ominaisuudet määräytyvät niiden alkuainekoostumuksen, mutta myös rakenteen, erilaisten funktionaalisten ryhmien läsnäolon perusteella. Siksi orgaanisten aineiden analysoinnilla on omat erityispiirteensä.

Laadullinen kemiallinen analyysi perustuu tietylle aineelle ominaiseen kemiallisten reaktioiden järjestelmään - erotukseen, erottamiseen ja havaitsemiseen.

Seuraavat vaatimukset koskevat kemiallisia reaktioita kvalitatiivisessa analyysissä.

1. Reaktion pitäisi edetä lähes välittömästi.

2. Reaktion on oltava peruuttamaton.

3. Reaktioon on liitettävä ulkoinen vaikutus (AS):

a) liuoksen värin muutos;

b) sakan muodostuminen tai liukeneminen;

c) kaasumaisten aineiden vapautuminen;

d) liekkivärjäys jne.

4. Reaktion tulee olla herkkä ja, mikäli mahdollista, spesifinen.

Reaktioita, jotka mahdollistavat ulkoisen vaikutuksen aikaansaamisen analyytillä, kutsutaan analyyttinen ja tätä varten lisätty aine - reagenssi . Kiinteiden aineiden välillä suoritettuja analyyttisiä reaktioita kutsutaan " kuivalla tavalla "ja ratkaisuissa -" märkä tapa ».

"Kuiviin" reaktioihin kuuluvat reaktiot, jotka suoritetaan jauhamalla kiinteää testiainetta kiinteällä reagenssilla sekä saamalla värillisiä laseja (helmiä) sulattamalla joitain alkuaineita booraksin kanssa.

Paljon useammin analyysi suoritetaan "märällä tavalla", jota varten analyytti siirretään liuokseen. Reaktiot liuosten kanssa voidaan suorittaa koeputki, tippa ja mikrokiteinen menetelmiä. Koeputkipuolimikroanalyysissä se suoritetaan koeputkissa, joiden tilavuus on 2-5 cm 3 . Saostumien erottamiseen käytetään sentrifugointia ja haihdutus suoritetaan posliinikupeissa tai upokkaissa. Pisaraanalyysi (N.A. Tananaev, 1920) suoritetaan posliinilevyille tai suodatinpaperiliuskoille, jolloin saadaan värireaktioita lisäämällä yksi tippa reagenssiliuosta yhteen pisaraan aineen liuosta. Mikrokiteinen analyysi perustuu komponenttien havaitsemiseen reaktioilla, jotka muodostavat yhdisteitä, joilla on mikroskoopilla havaittu kiteiden ominainen väri ja muoto.

Kvalitatiiviseen kemialliseen analyysiin käytetään kaikkia tunnettuja reaktiotyyppejä: happo-emäs, redox, saostus, kompleksin muodostus ja muut.

Epäorgaanisten aineiden liuosten kvalitatiivinen analyysi rajoittuu kationien ja anionien havaitsemiseen. Tähän käyttöön yleistä ja yksityinen reaktiot. Yleiset reaktiot antavat samanlaisen ulkoisen vaikutuksen (AC) monien ionien kanssa (esimerkiksi sulfaattien, karbonaattien, fosfaattien jne. saostumien muodostuminen kationien vaikutuksesta) ja yksityiset reaktiot 2-5 ionin kanssa. Mitä vähemmän ioneja tuottaa samanlaisen AS:n, sitä selektiivisempänä (selektiivisempänä) reaktiota pidetään. Reaktiota kutsutaan erityisiä kun se mahdollistaa yhden ionin havaitsemisen kaikkien muiden läsnä ollessa. Esimerkiksi ammoniumionille on ominaista reaktio:

NH 4 Cl + KOH  NH 3  + KCl + H 2 O

Ammoniakki havaitaan hajulla tai veteen liotetun punaisen lakmuspaperin sinisellä värillä, joka on asetettu koeputken päälle.

Reaktioiden selektiivisyyttä voidaan lisätä muuttamalla niiden olosuhteita (pH) tai käyttämällä maskia. naamiointi Tarkoituksena on vähentää häiritsevien ionien pitoisuutta liuoksessa niiden havaitsemisrajan alapuolelle, esimerkiksi sitomalla ne värittömiksi komplekseiksi.

Jos analysoitavan liuoksen koostumus on yksinkertainen, se analysoidaan peittämisen jälkeen murto-osa tapa. Se koostuu yhden ionin havaitsemisesta missä tahansa sekvenssissä kaikkien muiden läsnä ollessa spesifisten reaktioiden avulla, jotka suoritetaan analysoitavan liuoksen erillisissä osissa. Koska spesifisiä reaktioita on vähän, monimutkaista ioniseosta analysoitaessa käytetään järjestelmällinen tapa. Tämä menetelmä perustuu seoksen erottamiseen ioniryhmiksi, joilla on samanlaiset kemialliset ominaisuudet, muuntamalla ne saostuksiksi ryhmäreagensseilla, ja ryhmäreagenssit vaikuttavat samaan osaan analysoitavaa liuosta tietyn järjestelmän mukaisesti, tiukasti määritellyssä järjestyksessä. Sakat erotetaan toisistaan ​​(esimerkiksi sentrifugoimalla), liuotetaan sitten tietyllä tavalla ja saadaan sarja liuoksia, jotka mahdollistavat yksittäisen ionin havaitsemisen kussakin erityisellä reaktiolla siihen.

On olemassa useita systemaattisia analyysimenetelmiä, jotka on nimetty käytettyjen ryhmäreagenssien mukaan: rikkivety, happo-emäs, ammoniakkifosfaatti ja muut. Klassinen rikkivetymenetelmä perustuu kationien erottamiseen 5 ryhmään saamalla niiden sulfideja tai rikkiyhdisteitä, kun ne altistetaan H 2 S:lle, (NH 4) 2 S:lle, NaS:lle erilaisissa olosuhteissa.

Laajemmin käytetty, saavutettavissa oleva ja turvallisempi on happo-emäsmenetelmä, jossa kationit jaetaan 6 ryhmään (taulukko 1.3.1.). Ryhmänumero ilmaisee reagenssille altistuksen järjestyksen.

Taulukko 1.3.1

Kationien luokitus happo-emäs-menetelmän mukaan

Ryhmän numero		Ryhmäreagenssi	Yhdisteiden liukoisuus
	Ag+, Pb2+, Hg22+		Kloridit ovat veteen liukenemattomia
	Ca2+, Sr2+, Ba2+		Sulfaatit ovat veteen liukenemattomia
	Zn 2+ , Al 3+ , Cr 3+ , Sn 2+ , Si 4+ , ​​As		Hydroksidit ovat amfoteerisia, liukenevat ylimääräiseen alkaliin
	Mg 2+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Bi 3+ , Sb 3+ , Sb 5+		Hydroksidit ovat liukenemattomia NaOH- tai NH3-ylimäärään
Ryhmän numero		Ryhmäreagenssi	Yhdisteiden liukoisuus
	Co 2+ , Ni 2+ , Cu 2+ , Cd 2+ , Hg 2+		Hydroksidit liukenevat ylimäärään NH3:a muodostaen kompleksisia yhdisteitä
	Na+, K+, NH4+		Kloridit, sulfaatit, hydroksidit liukenevat veteen

Anionit analyysissä eivät periaatteessa häiritse toisiaan, joten ryhmäreagensseja ei käytetä erottamiseen, vaan tietyn anioniryhmän läsnäolon tai puuttumisen tarkistamiseen. Anioneja ei ole luokiteltu johdonmukaisesti ryhmiin.

Yksinkertaisimmalla tavalla ne voidaan jakaa kahteen ryhmään Ba 2+ -ionin suhteen:

a) antaa veteen erittäin liukenevia yhdisteitä: Cl - , Br - , I - , CN - , SCN - , S 2- , NO 2 2- , NO 3 3- , MnO 4-, CH 3 COO - , ClO 4 - , ClO 3-, ClO-;

b) saadaan veteen huonosti liukenevia yhdisteitä: 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- , Cr042-, PO43-, As043-, As033-.

Orgaanisten aineiden kvalitatiivinen kemiallinen analyysi on jaettu alkuaine- , toimiva , rakenteellinen ja molekyylinen .

Analyysi alkaa orgaanisen aineen alustavilla kokeilla. Kiinteille aineille mittaa t sulaa. , nesteelle - t kip tai , taitekerroin. Moolimassa määritetään laskemalla t pakastettua tai lisäämällä t paalia eli kryoskooppisilla tai ebullioskooppisilla menetelmillä. Tärkeä ominaisuus on liukoisuus, jonka perusteella on olemassa orgaanisten aineiden luokitusjärjestelmiä. Esimerkiksi, jos aine ei liukene veteen, vaan liukenee 5-prosenttiseen NaOH- tai NaHCO 3 -liuokseen, se kuuluu aineryhmään, joka sisältää vahvat orgaaniset hapot, yli kuusi hiiliatomia sisältävät karboksyylihapot, fenolit substituenteilla orto- ja para-asemissa, -diketoneja.

Taulukko 1.3.2

Reaktiot orgaanisten yhdisteiden tunnistamiseen

Liitäntätyyppi	Reaktioon osallistuva toiminnallinen ryhmä
Aldehydi		a) 2,4-dinitrofenyylihydrotsidi b) hydroksyyliamiinihydrokloridi c) natriumvetysulfaatti
		a) typpihappo b) bentseenisulfonyylikloridi
aromaattinen hiilivety		Atsoksibentseeni ja alumiinikloridi
		Katso aldehydi
tyydyttymätön hiilivety	C \u003d C - - C ≡ C -	a) KMnO 4 -liuos b) Br 2 -liuos CCL 4:ssä
Nitroyhdiste		a) Fe (OH) 2 (Mohrin suola + KOH) b) sinkkipöly + NH 4 Cl c) 20 % NaOH-liuos
		a) (NH 4) 2 b) ZnCl 2 -liuos HCl:ssä c) jodihappo
		a) FeCl3 pyridiinissä b) bromivesi
Eetteri on yksinkertainen		a) jodihappo b) bromivesi
Eetterikompleksi		a) NaOH (tai KOH) liuos b) hydroksyyliamiinihydrokloridi

Alkuaineanalyysi havaitsee orgaanisten aineiden molekyyleissä olevat alkuaineet (C, H, O, N, S, P, Cl jne.). Useimmissa tapauksissa orgaaninen aines hajoaa, hajoamistuotteet liukenevat ja alkuaineet syntyvästä liuoksesta määritetään kuten epäorgaanisissa aineissa. Esimerkiksi kun typpeä havaitaan, näyte fuusioidaan kaliummetallin kanssa KCN:n muodostamiseksi, joka käsitellään FeS04:lla ja muunnetaan K4:ksi. Lisäämällä jälkimmäiseen Fe 3+ -ionien liuosta saadaan Preussinsinistä Fe 4 3 - (AC N:n läsnäololle).

Funktionaalinen analyysi määrittää funktionaalisen ryhmän tyypin. Esimerkiksi reaktio (NH 4) 2:n kanssa voi havaita alkoholin, ja KMnO 4 -liuoksella voidaan erottaa primaariset, sekundaariset ja tertiaariset alkoholit. Primaarinen KMnO 4 hapettuu aldehydeiksi, värjäytyen, sekundäärinen hapettuu ketoneiksi muodostaen MnO 2:ta, eikä reagoi tertiääristen kanssa (taulukko 1.3.2).

Rakenneanalyysi määrittää orgaanisen aineen tai sen yksittäisten rakenneosien rakennekaavan (kaksois- ja kolmoissidokset, syklit ja niin edelleen).

Molekyylianalyysi määrittää koko aineen. Esimerkiksi fenoli voidaan havaita reaktiolla FeCl3:n kanssa pyridiinissä. Useimmiten molekyylianalyysi rajoittuu yhdisteen täydellisen koostumuksen määrittämiseen aineen alkuaine-, toiminnallista ja rakenteellista koostumusta koskevien tietojen perusteella. Tällä hetkellä molekyylianalyysi suoritetaan pääasiassa instrumentaalisilla menetelmillä.

Analyysin tuloksia laskettaessa laskelmat on suoritettava erittäin huolellisesti. Numeerisissa arvoissa tehty matemaattinen virhe on analyysivirhe.

Numeeriset arvot jaetaan tarkkoihin ja likimääräisiin arvoihin. Tarkka voi sisältää esimerkiksi suoritettujen analyysien määrän, elementin sarjanumeron jaksollisessa taulukossa, likimääräiset - massan tai tilavuuden mitatut arvot.

Likimääräisen luvun merkitseviä numeroita ovat kaikki sen numerot, lukuun ottamatta desimaalipilkun vasemmalla puolella olevia nollia ja desimaalipilkun jälkeen oikealla olevia nollia. Nollat ​​luvun keskellä ovat merkityksellisiä. Esimerkiksi numerossa 427.205 - 6 merkitsevää numeroa; 0,00365 - 3 merkitsevää numeroa; 244,00 - 3 merkitsevää numeroa.

Laskelmien tarkkuus määritetään GOST:lla, OST:lla tai TU:lla analysointia varten. Jos laskentavirhettä ei ole määritelty etukäteen, on syytä pitää mielessä että pitoisuus lasketaan neljänteen merkitsevään numeroon desimaalipilkun jälkeen, massa - neljänteen desimaaliin desimaalin jälkeen, massaosuus (prosentti) - sadasosaan asti.

Jokainen analyysitulos ei voi olla tarkempi kuin mittauslaitteet sallivat (täten grammoina ilmaistussa massassa ei saa olla enempää kuin 4-5 desimaalin tarkkuutta, eli enemmän kuin analyysivaa'an tarkkuus 10 -4 -10 -5 g ) .

Ylimääräiset luvut pyöristetään seuraavien sääntöjen mukaisesti.

1. Viimeinen numero, jos se on  4, hylätään, jos  5, lisää yksi edelliseen, jos se on 5 ja sen edessä on parillinen luku, lisää yksi edelliseen, ja jos pariton, vähennä (esimerkiksi 12,465  12, 46; 12,475  12,48).

2. Summissa ja likimääräisten lukujen eroissa säilytetään niin monta desimaalipistettä kuin oli luvussa, jossa niitä oli pienin, ja jakamisessa ja kertomisessa niin paljon kuin annetulle mittasuurelle vaaditaan (esim. massa kaavan avulla

Vaikka V mitataan sadasosilla, tulos tulee laskea arvoon 10 -4 -10 -5 g).

3. Kun nostat potenssiin, ota niin monta merkitsevää numeroa kuin potenssiksi korotettavassa numerossa oli.

4. Ota välituloksissa yksi desimaaliluku enemmän kuin pyöristyssääntöjen mukaan, ja laskelmien järjestyksen arvioimiseksi pyöristä kaikki luvut ensimmäiseen numeroon.

Analyysitulosten matemaattinen käsittely

Missä tahansa luetelluista kvantitatiivisen analyysin vaiheista voidaan tehdä virheitä ja virheet ovat pääsääntöisesti sallittuja, joten mitä vähemmän analyysin vaiheita on, sitä tarkempia sen tulokset ovat.

virhe mittaus tarkoittaa mittaustuloksen poikkeamaa x i mitatun suuren  todellisesta arvosta.

Ero х i -  =∆х i nimeltään absoluuttinen virhe , ja asenne (∆х i /)100 % nimeltään suhteellinen virhe .

Kvantitatiivisen analyysin tulosten virheet on jaettu brutto (väliin), systemaattinen ja satunnainen . Niiden perusteella arvioidaan saatujen analyysitulosten laatu. Laatuparametrit ovat heidän oikein, tarkkuus, toistettavuus ja luotettavuus.

Analyysin tulos otetaan huomioon oikein , jos siinä ei ole karkeaa ja systemaattista virhettä ja jos lisäksi satunnainen virhe on minimoitu, niin tarkka, vastaa totuutta. Tarkkojen mittaustulosten saamiseksi kvantitatiiviset määritykset toistetaan useita kertoja (yleensä paritonta).

Törkeitä virheitä ( ohitukset) ovat sellaisia, jotka johtavat jyrkkään eroon toistuvan mittauksen tuloksessa muista. Häiriöiden syyt ovat analyytikon törkeät toimintavirheet (esimerkiksi sedimentin osan menetys suodatuksen tai punnituksen aikana, virheellinen laskelma tai tuloksen kirjaaminen). Puutteet tunnistetaan toistuvien mittausten joukosta, yleensä käyttämällä Q-kriteerit. Sen laskemiseksi tulokset järjestetään riville nousevaan järjestykseen: x 1, x 2, x 3,…x n-1, x n. Epäilyttävä on yleensä ensimmäinen tai viimeinen tulos tässä sarjassa.

Q-kriteeri lasketaan sarjassa kyseenalaisen ja sitä lähimmän tuloksen välisen eron itseisarvon suhteeksi sarjan viimeisen ja ensimmäisen erotukseen. Ero x n- x 1 nimeltään vaihteluväli.

Esimerkiksi jos rivin viimeinen tulos on kyseenalainen, niin

Puuttuman tunnistamiseksi sille laskettua Q:ta verrataan taulukon kriittiseen arvoon Q pöytä annettu analyyttisissa hakuteoksissa. Jos Q  Q pöytä, silloin kyseenalainen tulos jätetään tarkastelun ulkopuolelle, koska se katsotaan puutteelliseksi. Virheet on tunnistettava ja korjattava.

Systemaattiset virheet ovat sellaisia, jotka johtavat toistuvien mittausten tulosten poikkeamiseen todellisesta arvosta saman positiivisen tai negatiivisen arvon verran. Ne voivat johtua mittauslaitteiden ja -instrumenttien virheellisestä kalibroinnista, käytettyjen reagenssien epäpuhtauksista, virheellisistä toimista (esim. indikaattorin valinta) tai analyytikon yksilöllisistä ominaisuuksista (esim. näkö). Systemaattiset virheet voidaan ja pitää poistaa. Tähän käyttöön:

1) kvantitatiivisen analyysin tulosten saaminen useilla luonteeltaan erilaisilla menetelmillä;

2) standardinäytteiden analyysimetodologian kehittäminen, ts. materiaalit, joiden analyyttien pitoisuus tunnetaan suurella tarkkuudella;

3) lisäysmenetelmä ("otettu-löydetty" -menetelmä).

Satunnaisia ​​virheitä - nämä ovat sellaisia, jotka johtavat toistuvien mittausten tulosten merkityksettömiin poikkeamiin todellisesta arvosta syistä, joiden esiintymistä ei voida selvittää ja ottaa huomioon (esimerkiksi verkkojännitteen vaihtelut, analyytikon mieliala jne.). Satunnaisvirheet aiheuttavat hajontaa samoissa olosuhteissa suoritettujen toistuvien määritysten tuloksissa. Scatter määrittää toistettavuus tulokset, ts. saada samat tai samankaltaiset tulokset toistuvilla määrityksillä. Toistettavuuden määrällinen ominaisuus on keskihajonta S, joka löydetään matemaattisten tilastojen menetelmillä. Pienelle määrälle mittauksia (pieni näyte) kanssa n=1-10

valinnaisia kutsua toistuvien mittausten tulosten joukkoa. Itse tuloksia kutsutaan näytteenottovaihtoehdot . Äärettömän suuren mittausmäärän tulosten kokonaisuus (titrauksessa n30) kutsutaan yleiseksi näytteeksi , ja siitä laskettua keskihajontaa merkitään :lla. Keskihajonta S() osoittaa, millä keskiarvolla n mittauksen tulos poikkeaa keskimääräisestä tuloksesta x tai tosi.

VENÄJÄN FEDERAATIOIN OPETUS- JA TIETEMINISTERIÖ

ROSTOVIN VALTION RAKENNUSYLIOPISTO

Hyväksyttiin kokouksessa

Kemian laitos

MENETELMÄOHJEET

laboratoriotöihin

"ORGAAANISTEN YHDISTEIDEN LAADULLISET ANALYYSI"

Rostov-on-Don, 2004

UDC 543.257(07)

Laboratoriotyön "Orgaanisten yhdisteiden laadullinen analyysi" ohje. – Rostov n/a: Rost. osavaltio rakentaa. un-t, 2004. - 8 s.

Ohjeissa on tietoa orgaanisten yhdisteiden analyysin ominaisuuksista, hiilen, vedyn, typen, rikin ja halogeenien havaitsemismenetelmistä.

Menetelmäohjeet on tarkoitettu työskentelyyn erikoisalan 1207 kokopäiväisten ja osa-aikaisten koulutusmuotojen opiskelijoiden kanssa.

Kokoonpano: E.S. Yagubyan

Toimittaja N.E. Gladkikh

Templan 2004, s. 175

Allekirjoitettu julkaistavaksi 20. toukokuuta 2004. Muoto 60x84/16

Kirjoituspaperi. Risografia. Uh. - toim. l. 0.5. Levikki 50 kpl. Tilaa 163.

__________________________________________________________________

Toimitus- ja julkaisukeskus

Rostovin osavaltion rakennusyliopisto.

344022, Rostov-on-Don, st. Sosialisti, 162

 Rostovin osavaltio

yliopiston rakentaminen, 2004

Turvallisuusohjeet työskenneltäessä orgaanisen kemian laboratoriossa

1. Ennen työn aloittamista on tarpeen tutustua käytettyjen ja saatujen aineiden ominaisuuksiin, ymmärtää kaikki kokeen toiminnot.

2. Voit aloittaa työn vain opettajan luvalla.

3. Kun kuumennat nesteitä tai kiinteitä aineita, älä osoita keittoastian aukkoa itseäsi tai naapureitasi kohti. älä katso keittoastiaan ylhäältä, sillä kuumennetun aineen mahdollinen sinkoutuminen voi aiheuttaa onnettomuuden.

4. Käsittele tiivistettyjä ja savuavia happoja vetokaapissa.

5. Lisää väkeviä happoja ja emäksiä varovasti koeputkeen, varo läikyttämästä niitä käsillesi, vaatteillesi, pöydällesi. Jos happoa tai alkalia joutuu ihollesi tai vaatteillesi, huuhtele ne nopeasti pois runsaalla vedellä ja ota yhteyttä opettajaasi saadaksesi apua.

6. Jos syövyttävää orgaanista ainesta joutuu kosketuksiin ihon kanssa, vedellä huuhtelu on useimmiten hyödytöntä. Pese sopivalla liuottimella (alkoholi, asetoni). Levitä liuotin mahdollisimman nopeasti ja suuria määriä.

7. Älä kaada ylimäärää otettua reagenssia äläkä kaada sitä takaisin pulloon, josta se on otettu.

Kvalitatiivisen analyysin avulla voit määrittää, mitkä elementit ovat osa testiainetta. Orgaaniset yhdisteet sisältävät aina hiiltä ja vetyä. Monet orgaaniset yhdisteet sisältävät koostumuksessaan happea ja typpeä, halogenidit, rikki ja fosfori ovat jonkin verran harvinaisempia. Luetteloidut elementit muodostavat ryhmän elementtejä - organogeenejä, joita löytyy useimmiten orgaanisten aineiden molekyyleistä. Orgaaniset yhdisteet voivat kuitenkin sisältää melkein minkä tahansa jaksollisen järjestelmän elementin. Joten esimerkiksi lesitiinissä ja fosfatideissa (solun ytimen ja hermokudoksen komponentit) - fosfori; hemoglobiinissa - rauta; klorofyllissä - magnesium; joidenkin nilviäisten sinisessä veressä - kompleksisesti sidottu kupari.

Laadullinen alkuaineanalyysi koostuu orgaanisen yhdisteen muodostavien alkuaineiden kvalitatiivisesta määrittämisestä. Tätä varten orgaaninen yhdiste ensin tuhotaan, sitten määritettävät alkuaineet muunnetaan yksinkertaisiksi epäorgaanisiksi yhdisteiksi, joita voidaan tutkia tunnetuilla analyysimenetelmillä.

Alkuaineet, jotka muodostavat orgaanisia yhdisteitä, käyvät läpi laadullisen analyysin aikana yleensä seuraavat muutokset:

CO 2:n kanssa; H H 2O; N-NH3; CI - CI -; SSO 4 2-; R RO 4 2-.

Tuntemattoman aineen tutkimuksen ensimmäinen testi sen selvittämiseksi, kuuluuko se orgaanisten aineiden luokkaan, on kalsinointi. Samaan aikaan monet orgaaniset aineet muuttuvat mustiksi, hiiltyneiksi paljastaen siten niihin kuuluvan hiilen. Hiiltymistä havaitaan joskus vettä poistavien aineiden vaikutuksesta (esimerkiksi väkevä rikkihappo jne.). Tällainen hiiltyminen on erityisen voimakasta kuumennettaessa. Kynttilöiden savuinen liekki, polttimet ovat esimerkkejä orgaanisten yhdisteiden hiiltymisestä, mikä todistaa hiilen olemassaolon.

Kaikesta yksinkertaisuudestaan ​​huolimatta hiiltymistesti on vain suuntaa-antava aputekniikka, ja sillä on rajoitettu käyttötarkoitus: monia aineita ei voida hiiltää tavanomaisella tavalla. Jotkut aineet, esimerkiksi alkoholi ja eetteri, haihtuvat jopa heikosti kuumennettaessa ennen kuin ne ehtivät hiiltyä; muut, kuten urea, naftaleeni, ftaalihappoanhydridi, sublimaatti ennen hiiltymistä.

Universaali tapa löytää hiiltä mistä tahansa orgaanisesta yhdisteestä, ei vain kiinteässä, vaan myös nestemäisessä ja kaasumaisessa aggregaatiotilassa, on aineen polttaminen kuparioksidilla (P). Tässä tapauksessa hiili hapettuu muodostamalla hiilidioksidia CO 2, joka havaitaan kalkin tai bariittiveden sameudella.

Suurin osa lääketieteellisessä käytännössä käytetyistä lääkkeistä on orgaanisia aineita.

Sen varmistamiseksi, että lääke kuuluu tiettyyn kemialliseen ryhmään, on käytettävä tunnistusreaktioita, joiden pitäisi havaita tietyn funktionaalisen ryhmän läsnäolo sen molekyylissä (esimerkiksi alkoholi tai fenolihydroksyyli, primaarinen aromaattinen tai alifaattinen ryhmä jne. .). Tällaista analyysiä kutsutaan toiminnallinen ryhmäanalyysi.

Toiminnallinen analyysi perustuu opiskelijoiden orgaanisen ja analyyttisen kemian opiskelussa hankkimiin tietoihin.

Tiedot

Toiminnalliset ryhmät - nämä ovat atomiryhmiä, jotka ovat erittäin reaktiivisia ja ovat helposti vuorovaikutuksessa erilaisten reagenssien kanssa, joilla on havaittavissa oleva erityinen analyyttinen vaikutus (värinmuutos, haju, kaasu tai sakka jne.).

Valmisteiden tunnistaminen rakenteellisten fragmenttien perusteella on myös mahdollista.

Rakenteellinen fragmentti - tämä on lääkemolekyylin osa, joka on vuorovaikutuksessa reagenssin kanssa ja jolla on huomattava analyyttinen vaikutus (esimerkiksi orgaanisten happojen anionit, monisidokset jne.).

Toiminnalliset ryhmät

Funktionaaliset ryhmät voidaan jakaa useisiin tyyppeihin:

2.2.1. sisältää happea:

a) hydroksyyliryhmä (alkoholi ja fenolihydroksyyli):

b) aldehydiryhmä:

c) ketoryhmä:

d) karboksyyliryhmä:

e) esteriryhmä:

f) yksinkertainen eetteriryhmä:

2.2.2. Sisältää typpeä:

a) primaariset aromaattiset ja alifaattiset aminoryhmät:

b) sekundaarinen aminoryhmä:

c) tertiäärinen aminoryhmä:

d) amidiryhmä:

e) nitroryhmä:

2.2.3. Rikkiä, joka sisältää:

a) tioliryhmä:

b) sulfamidiryhmä:

2.2.4. Halogeeni sisältää:

2.3. Rakenteelliset fragmentit:

a) kaksoissidos:

b) fenyyliradikaali:

2.4. Orgaanisten happojen anionit:

a) Asetaatti-ioni:

b) tartraatti-ioni:

c) sitraatti-ioni:

d) bentsoaatti-ioni:

Tämä menetelmäkäsikirja tarjoaa teoreettiset perusteet yleisimpien lääkeaineiden analyysimenetelmien rakenneelementtien ja funktionaalisten ryhmien kvalitatiiviselle analyysille käytännössä.

2.5. ALKOHOLIHYDROKSYYLIIN TUNNISTAMINEN

Alkoholihydroksyyliä sisältävät lääkkeet:

a) Etyylialkoholi

b) Metyylitestosteroni

c) Mentoli

2.5.1. Esterien muodostumisreaktio

Väkevän rikkihapon läsnä ollessa alkoholit muodostavat estereitä orgaanisten happojen kanssa. Pienen molekyylipainon eettereillä on tyypillinen haju, suurimolekyylipainoisilla eettereillä on tietty sulamispiste:

Alkoholi etyyliasetaatti

Etyyli (ominainen haju)

Metodologia: 0,5 ml etikkahappoa, 1 ml väkevää rikkihappoa lisätään 2 ml:aan 95-prosenttista etyylialkoholia ja kuumennetaan kiehuvaksi - tuntuu etyyliasetaatin tyypillinen haju.

2.5.2. Hapetusreaktiot

Alkoholit hapetetaan aldehydeiksi lisäämällä hapettavia aineita (kaliumdikromaatti, jodi).

Kokonaisreaktioyhtälö:

jodoformi

(keltainen sakka)

Metodologia: 0,5 ml 95-prosenttista etyylialkoholia sekoitetaan 5 ml:aan natriumhydroksidiliuosta, lisätään 2 ml 0,1 M jodiliuosta - jodoformin keltainen sakka saostuu vähitellen, jolla on myös ominainen haju.

2.5.3. Kelaattiyhdisteiden (moniarvoisten alkoholien) muodostumisreaktiot

Moniarvoiset alkoholit (glyseroli jne.) muodostavat sinisiä kelaattiyhdisteitä kuparisulfaattiliuoksen kanssa ja alkalisessa väliaineessa:

glyseriini sininen voimakas sininen

saostuman väriliuos

Metodologia: 1-2 ml natriumhydroksidiliuosta lisätään 5 ml:aan kuparisulfaattiliuosta, kunnes muodostuu kupari(II)hydroksidisakka. Lisää sitten glyseriiniliuosta, kunnes sakka liukenee. Liuos muuttuu voimakkaan siniseksi.

2.6 FENOLINEN HYDROKSYYLI TUNNISTETIEDOT

Fenolihydroksyyliä sisältävät lääkkeet:

a) Fenoli b) Resorsinoli

c) Sinestrol

d) Salisyylihappo e) Parasetamoli

2.6.1. Reaktio rauta(III)kloridin kanssa

Fenolit neutraalissa väliaineessa vesi- tai alkoholiliuoksissa muodostavat suoloja rauta(III)kloridin, värillisen sinivioletin (monatominen), sinisen (resorsinoli), vihreän (pyrokatekoli) ja punaisen (floroglusinoli) kanssa. Tämä johtuu kationien C 6 H 5 OFe 2+, C 6 H 4 O 2 Fe + jne. muodostumisesta.

Metodologia: 1 ml:aan testiaineen vesi- tai alkoholiliuosta (fenoli 0,1:10, resorsinoli 0,1:10, natriumsalisylaatti 0,01:10) lisätään 1-5 tippaa rauta(III)kloridiliuosta. Havaitaan tyypillinen väritys.

2.6.2. Hapetusreaktiot (indofenolitesti)

a) Reaktio kloramiinin kanssa

Kun fenolit ovat vuorovaikutuksessa kloramiinin ja ammoniakin kanssa, muodostuu indofenolia, joka on värjätty eri väreillä: sinivihreä (fenoli), ruskeankeltainen (resorsinoli) jne.

Metodologia: 0,05 g testiainetta (fenoli, resorsinoli) liuotetaan 0,5 ml:aan kloramiiniliuosta, lisätään 0,5 ml ammoniakkiliuosta. Seosta kuumennetaan kiehuvassa vesihauteessa. Värjäytyminen havaitaan.

b) Liebermanin nitrosoreaktio

Värillinen tuote (punainen, vihreä, punaruskea) muodostuu fenoleista, joissa orto- ja pari-määräyksillä ei ole korvikkeita.

Metodologia: aineen jyvä (fenoli, resorsinoli, tymoli, salisyylihappo) laitetaan posliinikuppiin ja kostutetaan 2-3 tippalla 1-prosenttista natriumnitriittiliuosta väkevässä rikkihapossa. Havaitaan värjäytymistä, joka muuttuu natriumhydroksidin lisäyksen myötä.

sisään) Korvausreaktiot (bromivedellä ja typpihapolla)

Reaktiot perustuvat fenolien kykyyn bromautua ja nitrautua liikkuvan vetyatomin korvaamisen vuoksi. orto- ja pari- säännökset. Bromijohdannaiset saostuvat valkoisena sakana, kun taas nitrojohdannaiset ovat keltaisia.

resorsinolivalkoinen sakka

keltainen värjäys

Metodologia: bromivettä lisätään tipoittain 1 ml:aan aineen (fenoli, resorsinoli, tymoli) liuosta. Muodostuu valkoinen sakka. Kun lisätään 1-2 ml laimeaa typpihappoa, väri muuttuu vähitellen keltaiseksi.

2.7. ALDEHYDIRYHMÄN TUNNISTETIEDOT

Aldehydiryhmän sisältävät lääkeaineet

a) formaldehydi b) glukoosi

2.7.1. Redox-reaktiot

Aldehydit hapettuvat helposti hapoiksi ja niiden suoloiksi (jos reaktiot etenevät emäksisessä väliaineessa). Jos hapettimina käytetään raskasmetallien (Ag, Cu, Hg) kompleksisia suoloja, reaktion seurauksena saostuu metallisakka (hopea, elohopea) tai metallioksidi (kupari(I)oksidi).

a) reaktio hopeanitraatin ammoniakkiliuoksen kanssa

Metodologia: 10-12 tippaa ammoniakkiliuosta ja 2-3 tippaa aineliuosta (formaldehydi, glukoosi) lisätään 2 ml:aan hopeanitraattiliuosta, jota kuumennetaan vesihauteessa 50-60 °C:n lämpötilassa. Metallista hopeaa vapautuu peilin tai harmaan sakan muodossa.

b) reaktio Fehlingin reagenssin kanssa

punainen sakka

Metodologia: 2 ml Fehlingin reagenssia lisätään 1 ml:aan aldehydiliuosta (formaldehydi, glukoosi), joka sisältää 0,01-0,02 g ainetta, kuumennetaan kiehuvaksi, tiilenpunainen kuparioksidisakka saostuu.

2.8. ESTERRYHMÄN TUNNISTETIEDOT

Esteriryhmän sisältävät lääkeaineet:

a) Asetyylisalisyylihappo b) Novokaiini

c) Anestetsiini d) Kortisoniasetaatti

2.8.1. Happaman tai emäksisen hydrolyysin reaktiot

Lääkeaineet, jotka sisältävät esteriryhmän rakenteessa, altistetaan happo- tai emäksiselle hydrolyysille, jonka jälkeen tunnistetaan hapot (tai suolat) ja alkoholit:

asetyylisalisyylihappo

etikkahappo

salisyylihappo

(valkoinen sakka)

violetti värjäys

Metodologia: 5 ml natriumhydroksidiliuosta lisätään 0,01 g:aan salisyylihappoa ja kuumennetaan kiehuvaksi. Jäähdytyksen jälkeen liuokseen lisätään rikkihappoa, kunnes muodostuu sakka. Sitten lisätään 2-3 tippaa rautakloridiliuosta, violetti väri tulee näkyviin.

2.8.2. hydroksami testi.

Reaktio perustuu alkalisen esterin hydrolyysiin. Hydrolyysin aikana emäksisessä väliaineessa hydroksyyliamiinihydrokloridin läsnä ollessa muodostuu hydroksaamihappoja, jotka rauta(III)-suolojen kanssa muodostavat punaisia ​​tai punavioletteja rautahydroksamaatteja. Kupari(II)hydroksamaatit ovat vihreitä saostumia.

hydroksyyliamiinihydrokloridi

hydroksaamihappo

rauta(III)hydroksamaatti

anestetsiinihydroksyyliamiinihydroksaamihappo

rauta(III)hydroksamaatti

Metodologia: 0,02 g ainetta (asetyylisalisyylihappo, novokaiini, anestetsiini jne.) liuotetaan 3 ml:aan 95 % etyylialkoholia, lisätään 1 ml emäksistä hydroksyyliamiiniliuosta, ravistetaan, kuumennetaan kiehuvassa vesihauteessa 5 minuuttia. Lisää sitten 2 ml laimeaa suolahappoa, 0,5 ml 10 % rauta(III)kloridiliuosta. Näkyviin tulee punainen tai punavioletti väri.

2.9. LAKTONIN TUNNISTUS

Lääkeaineet, jotka sisältävät laktoniryhmän:

a) Pilokarpiinihydrokloridi

Laktoniryhmä on sisäinen esteri. Laktoniryhmä voidaan määrittää käyttämällä hydroksaamitestiä.

2.10. KETO-RYHMÄN TUNNISTETIEDOT

Ketoryhmän sisältävät lääkeaineet:

a) Kamferi b) Kortisoniasetaatti

Ketonit ovat vähemmän reaktiivisia kuin aldehydit, koska niissä ei ole liikkuvaa vetyatomia, joten hapettuminen tapahtuu ankarissa olosuhteissa. Ketonit kondensoituvat helposti hydroksyyliamiinihydrokloridin ja hydratsiinien kanssa. Muodostuu oksiimeja tai hydratsoneja (sakkoja tai värillisiä yhdisteitä).

kamferioksiimi (valkoinen sakka)

fenyylihydratsiinisulfaatti fenyylihydratsoni

(keltainen väritys)

Metodologia: 0,1 g lääkeainetta (kamferi, bromikamferi, testosteroni) liuotetaan 3 ml:aan 95 % etyylialkoholia, lisätään 1 ml fetai emäksistä hydroksyyliamiiniliuosta. Havaitaan sakan tai värillisen liuoksen ilmaantumista.

2.11. CARBOXY-RYHMÄN TUNNISTETIEDOT

Lääkeaineet, jotka sisältävät karboksyyliryhmän:

a) Bentsoehappo b) Salisyylihappo

c) Nikotiinihappo

Karboksyyliryhmä reagoi helposti liikkuvan vetyatomin ansiosta. Pohjimmiltaan on kahdenlaisia ​​reaktioita:

a) estereiden muodostaminen alkoholien kanssa(katso kohta 5.1.5);

b) monimutkaisten suolojen muodostuminen raskasmetalli-ionien vaikutuksesta

(Fe, Ag, Cu, Co, Hg jne.). Tämä luo:

Hopeasuolat, valkoinen

Harmaa elohopean suolat

raudan suolat (III) vaaleanpunaisen keltainen,

kupari(II) sinisen tai sinisen suolat,

Lila tai vaaleanpunainen kobolttisuolat.

Seuraava on reaktio kupari(II)asetaatin kanssa:

nikotiinihapon sininen sakka

Metodologia: 5 ml:aan lämmintä nikotiinihappoliuosta (1:100) lisätään 1 ml asetaatti- tai kuparisulfaattiliuosta, muodostuu sininen sakka.

2.12. YKSINKERTAISEN EETERIRYHMÄN TUNNISTAMINEN

Lääkeaineet, jotka sisältävät yksinkertaisen eetteriryhmän:

a) Difenhydramiini b) Dietyylieetteri

Eettereillä on kyky muodostaa oksoniumsuoloja väkevän rikkihapon kanssa, jotka ovat oranssinvärisiä.

Metodologia: 3-4 tippaa väkevää rikkihappoa laitetaan kellolasiin tai posliinikuppiin ja lisätään 0,05 g lääkeainetta (difenhydramiini jne.). Näytölle tulee kelta-oranssi väri, joka muuttuu vähitellen tiilenpunaiseksi. Kun vettä lisätään, väri katoaa.

Dietyylieetterillä reaktiota rikkihapon kanssa ei suoriteta räjähdysvaarallisten aineiden muodostumisen vuoksi.

2.13. ENSISIJAISEN AROMAATISEN TUNNISTUS

AMINORYHMÄT

Lääkeaineet, jotka sisältävät primaarisen aromaattisen aminoryhmän:

a) Anestesiini

b) Novokaiini

Aromaattiset amiinit ovat heikkoja emäksiä, koska typen yksittäinen elektronipari siirtyy kohti bentseeniydintä. Tämän seurauksena typpiatomin kyky kiinnittää protoni heikkenee.

2.13.1. Atsovärin muodostumisreaktio

Reaktio perustuu primaarisen aromaattisen aminoryhmän kykyyn muodostaa diatsoniumsuoloja happamassa väliaineessa. Kun diatsoniumsuola lisätään emäksiseen β-naftoliliuokseen, ilmaantuu punaoranssi, punainen tai karmiininpunainen väri (atsoväri). Tämän reaktion antavat paikallispuudutteet, sulfamidit jne.

diatsoniumsuolaa

atsoväriaine

Metodologia: 0,05 g ainetta (anestesiini, novokaiini, streptosidi jne.) liuotetaan 1 ml:aan laimeaa kloorivetyhappoa, jäähdytetään jäissä, lisätään 2 ml 1-prosenttista natriumnitriittiliuosta. Saatu liuos lisätään 1 ml:aan emäksistä p-naftoliliuosta, joka sisältää 0,5 g natriumasetaattia.

Näkyviin tulee punaoranssia, punaista tai purppuranpunaista väriä tai oranssia sakkaa.

2.13.2. Hapetusreaktiot

Primaariset aromaattiset amiinit hapettavat helposti jopa ilmakehän hapen vaikutuksesta, jolloin muodostuu värillisiä hapetustuotteita. Hapettavina aineina käytetään myös valkaisuainetta, kloramiinia, vetyperoksidia, rauta(III)kloridia, kaliumdikromaattia jne.

Metodologia: 0,05-0,1 g ainetta (anestesiini, novokaiini, streptosidi jne.) liuotetaan 1 ml:aan natriumhydroksidia. Saatuun liuokseen lisätään 6-8 tippaa kloramiinia ja 6 tippaa 1-prosenttista fenoliliuosta. Kun sitä kuumennetaan kiehuvassa vesihauteessa, väri ilmestyy (sininen, sinivihreä, kelta-vihreä, keltainen, kelta-oranssi).

2.13.3. Ligniini testi

Tämä on eräänlainen primaarisen aromaattisen aminoryhmän kondensaatioreaktio aldehydien kanssa happamassa väliaineessa. Se on valmistettu puusta tai sanomalehtipaperista.

Ligniinin sisältämät aromaattiset aldehydit ( P-hydroksi-betsaldehydi, lila-aldehydi, vanilliini - ligniinin tyypistä riippuen) ovat vuorovaikutuksessa primaaristen aromaattisten amiinien kanssa. Schiff-pohjan muodostaminen.

Metodologia: useita aineen kiteitä asetetaan ligniiniin (sanomalehtipaperi), 1-2 tippaa suolahappoa, laimennettuna. Näkyviin tulee oranssinkeltainen väri.

2.14. ENSISIJAISEN ALIFAATIN TUNNISTETIEDOT

AMINORYHMÄT

Lääkeaineet, jotka sisältävät primaarisen alifaattisen aminoryhmän:

a) Glutamiinihappo b) y-aminovoihappo

2.14.1. Ninhydriini testi

Ninhydriini hapettaa primääriset alifaattiset amiinit kuumennettaessa. Ninhydriini on stabiili 1,2,3-trioksihydrindaanin hydraatti:

Molemmat tasapainomuodot reagoivat:

Schiffin emäs 2-amino-1,3-dioksoindaani

sinivioletti väritys

Metodologia: 0,02 g ainetta (glutamiinihappo, aminokapronihappo ja muut aminohapot ja primaariset alifaattiset amiinit) liuotetaan kuumennettaessa 1 ml:aan vettä, lisätään 5-6 tippaa ninhydriiniliuosta ja kuumennetaan, tulee violetti väri.

2.15. TOISsijaisen AMIINIRYHMÄN TUNNISTETIEDOT

Lääkeaineet, jotka sisältävät sekundäärisen aminoryhmän:

a) Dikain b) Piperatsiini

Sekundaarisen aminoryhmän sisältävät lääkeaineet muodostavat valkoisia, vihertävänruskeita saostumia reaktion seurauksena natriumnitriitin kanssa happamassa väliaineessa:

nitrosamiini

Metodologia: 0,02 g lääkeainetta (dikaiini, piperatsiini) liuotetaan 1 ml:aan vettä, lisätään 1 ml natriumnitriittiliuosta, johon on sekoitettu 3 tippaa kloorivetyhappoa. Sakka putoaa.

2.16. TERTIAARISEN AMINORYHMÄN TUNNISTETIEDOT

Tertiäärisen aminoryhmän sisältävät lääkeaineet:

a) Novokaiini

b) Difenhydramiini

Lääkeaineilla, joiden rakenteessa on tertiäärinen aminoryhmä, on perusominaisuuksia, ja niillä on myös voimakkaita pelkistäviä ominaisuuksia. Siksi ne hapettuvat helposti värillisiksi tuotteiksi. Tätä varten käytetään seuraavia reagensseja:

a) väkevä typpihappo;

b) väkevä rikkihappo;

c) Erdmannin reagenssi (väkevien happojen seos - rikki- ja typpihappo);

d) Mandelinin reagenssi ((NH 4) 2 VO 3:n liuos rikkihapossa);

e) Freden reagenssi ((NH4)2MoO3:n liuos rikkihapossa);

f) Brandin reagenssi (formaldehydin liuos rikkihapossa).

Metodologia: 0,005 g ainetta (papaveriinihydrokloridi, reserpiini jne.) laitetaan petrimaljalle jauheena ja lisätään 1-2 tippaa reagenssia. Tarkkaile vastaavan värin ulkonäköä.

2.17. AMIDE-RYHMÄN TUNNISTETIEDOT.

Lääkeaineet, jotka sisältävät amidi- ja substituoidun amidiryhmän:

a) Nikotiiniamidi b) Nikotiinidietyyliamidi

2.17.1. Alkalinen hydrolyysi

Lääkeaineet, jotka sisältävät amidia (nikotiiniamidi) ja substituoitua amidiryhmää (ftivitsidi, ftalatsoli, puriinialkaloidit, nikotiinihappodietyyliamidi), hydrolysoituvat emäksisessä väliaineessa kuumennettaessa muodostaen ammoniakkia tai amiineja ja happamia suoloja:

Metodologia: 0,1 g ainetta ravistellaan vedessä, lisätään 0,5 ml 1 M natriumhydroksidiliuosta ja kuumennetaan. Haisee vapautuneen ammoniakin tai amiinin.

2.18. AROMAATTISEN NITRORYHMÄN TUNNISTETIEDOT

Aromaattisen nitroryhmän sisältävät lääkeaineet:

a) Levomysetiini b) Metronilatsoli

2.18.1. Toipumisreaktiot

Aromaattisen nitroryhmän (levomysetiini jne.) sisältävät valmisteet tunnistetaan käyttämällä nitroryhmän pelkistysreaktiota aminoryhmäksi, minkä jälkeen suoritetaan atsovärin muodostusreaktio:

Metodologia: 0,01 g:aan levomysetiiniä lisätään 2 ml laimeaa suolahappoliuosta ja 0,1 g sinkkipölyä, kuumennetaan kiehuvassa vesihauteessa 2-3 minuuttia, suodatetaan jäähdytyksen jälkeen. Suodokseen lisätään 1 ml 0,1 M natriumnitraattiliuosta, sekoitetaan hyvin ja kaadetaan putken sisältö 1 ml:aan juuri valmistettua β-naftoliliuosta. Näkyviin tulee punainen väri.

2.19. SULFHYDRIL-RYHMÄN TUNNISTETIEDOT

Lääkeaineet, jotka sisältävät sulfhydryyliryhmän:

a) kysteiini b) meratsoliili

Sulfhydryyliryhmän (-SH) sisältävät orgaaniset lääkeaineet (kysteiini, merkasoliili, merkaptopuriili jne.) muodostavat saostumia raskasmetallien suolojen (Ag, Hg, Co, Cu) - merkaptidien (värit harmaa, valkoinen, vihreä jne.) kanssa . Tämä johtuu liikkuvan vetyatomin läsnäolosta:

Metodologia: 0,01 g lääkeainetta liuotetaan 1 ml:aan vettä, lisätään 2 tippaa hopeanitraattiliuosta, muodostuu valkoinen sakka, joka ei liukene veteen ja typpihappoon.

2.20. SULFAMIDIRYHMÄN TUNNISTETIEDOT

Sulfaryhmän sisältävät lääkeaineet:

a) Sulfasyylinatrium b) Sulfadimetoksiini

c) ftalatsoli

2.20.1. Suolanmuodostusreaktio raskasmetallien kanssa

Suuri joukko lääkeaineita, joiden molekyylissä on sulfamidiryhmä, osoittaa happamia ominaisuuksia. Heikosti emäksisessä ympäristössä nämä aineet muodostavat erivärisiä saostumia raudan (III), kuparin (II) ja koboltin suolojen kanssa:

norsulfatsoli

Metodologia: 0,1 g natriumsulfasyyliä liuotetaan 3 ml:aan vettä, lisätään 1 ml kuparisulfaattiliuosta, muodostuu sinivihreä sakka, joka ei muutu seisoessaan (toisin kuin muut sulfonamidit).

Metodologia: 0,1 g sulfadimesiiniä ravistellaan 3 ml:n kanssa 0,1 M natriumhydroksidiliuosta 1-2 minuuttia ja suodatetaan, suodokseen lisätään 1 ml kuparisulfaattiliuosta. Muodostuu kellertävänvihreä sakka, joka muuttuu nopeasti ruskeaksi (toisin kuin muut sulfonamidit).

Muiden sulfonamidien tunnistusreaktiot suoritetaan samalla tavalla. Norsulfatsolissa muodostuneen sakan väri on likaisen violetti, etatsolissa se on ruohonvihreä, muuttuen mustaksi.

2.20.2. Mineralisaatioreaktio

Sulfamidiryhmän sisältävät aineet mineralisoidaan keittämällä väkevässä typpihapossa rikkihapoksi, joka havaitaan valkoisen sakan saostumisesta bariumkloridiliuoksen lisäämisen jälkeen:

Metodologia: 0,1 g ainetta (sulfanilamidia) keitetään varovasti (vedon alla) 5-10 minuuttia 5 ml:ssa väkevää typpihappoa. Sitten liuos jäähdytetään, kaadetaan varovasti 5 ml:aan vettä, sekoitetaan ja lisätään bariumkloridiliuosta. Valkoinen sakka putoaa.

2.21. ORGAANISTEN HAPPOJEN ANIONIEN TUNNISTAMINEN

Lääkeaineet, jotka sisältävät asetaatti-ioneja:

a) kaliumasetaatti b) retinoliasetaatti

c) Tokoferoliasetaatti

d) Kortisoniasetaatti

Lääkeaineet, jotka ovat alkoholien ja etikkahapon estereitä (retinoliasetaatti, tokoferoliasetaatti, kortisoniasetaatti jne.), hydrolysoituvat kuumennettaessa emäksisessä tai happamassa väliaineessa alkoholiksi ja etikkahapoksi tai natriumasetaatiksi:

2.21.1. Etikkahappoetyyliesterin muodostumisreaktio

Asetaatit ja etikkahappo ovat vuorovaikutuksessa 95-prosenttisen etyylialkoholin kanssa väkevän rikkihapon läsnä ollessa muodostaen etyyliasetaattia:

Metodologia: 2 ml asetaattiliuosta kuumennetaan yhtä suurella määrällä väkevää rikkihappoa ja 0,5 ml 95 5 etyylialkoholia, etyyliasetaatin haju tuntuu.

2.21.2.

Asetaatit neutraalissa väliaineessa ovat vuorovaikutuksessa rauta(III)kloridiliuoksen kanssa muodostaen monimutkaisen punaisen suolan.

Metodologia: 0,2 ml rauta(III)kloridiliuosta lisätään 2 ml:aan neutraalia asetaattiliuosta, ilmaantuu punaruskea väri, joka häviää, kun laimennettuja mineraalihappoja lisätään.

Bentsoaatti-ioneja sisältävät lääkeaineet:

a) Bentsoehappo b) Natriumbentsoaatti

2.21.3. Raudan (III) kompleksisen suolan muodostumisreaktio

Lääkeaineet, jotka sisältävät bentsoaatti-ioneja, bentsoehappoa muodostavat monimutkaisen suolan rauta(III)kloridiliuoksen kanssa:

Metodologia: 0,2 ml rauta(III)kloridiliuosta lisätään 2 ml:aan neutraalia bentsoaattiliuosta, muodostuu vaaleanpunaisen keltainen sakka, joka liukenee eetteriin.

Orgaanisen aineen tutkimus alkaa sen eristämisellä ja puhdistamisella.

1. Sademäärä

sademäärä- kaasun tai nestemäisen aineseoksen yhdisteen erottaminen sakaksi, kiteiseksi tai amorfiseksi. Menetelmä perustuu solvataatio-olosuhteiden muuttamiseen, jonka vaikutusta voidaan merkittävästi vähentää ja kiinteä aine voidaan eristää puhtaassa muodossaan useilla menetelmillä.

Yksi niistä on, että lopullinen (usein sanottu - kohde) tuote muunnetaan suolan kaltaiseksi yhdisteeksi (yksinkertaiseksi tai kompleksiseksi suolaksi), jos se vain kykenee happo-emäsvuorovaikutukseen tai kompleksin muodostukseen. Joten esimerkiksi amiinit voidaan muuttaa substituoiduiksi ammoniumsuoloiksi:

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

ja karboksyyli-, sulfoni-, fosfoni- ja muut hapot - suolassa vastaavien alkalien vaikutuksesta:

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

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

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

Suolat ioniyhdisteinä liukenevat vain polaarisiin liuottimiin (H 2 O, ROH, RCOOH jne.) Mitä paremmin tällaiset liuottimet pääsevät luovuttaja-akseptori-vuorovaikutukseen suolakationien ja anionien kanssa, sitä suurempi on solvataation aikana vapautuva energia ja korkeampi liukoisuus. . Ei-polaarisissa liuottimissa, kuten hiilivedyissä, petrolieetterissä (kevytbensiini), CHCl 3:ssa, CCl 4:ssä jne., suolat eivät liukene ja kiteydy (suolaa pois), kun näitä tai vastaavia liuottimia lisätään suolan kaltaiseen liuokseen. yhdisteet. Suoloista vastaavat emäkset tai hapot voidaan helposti eristää puhtaassa muodossa.

Aldehydit ja ketonit, jotka eivät ole luonteeltaan aromaattisia, kiteytyvät vesiliuoksista niukkaliukoisten yhdisteiden muodossa lisäämällä natriumhydrosulfiittia.

Esimerkiksi asetoni (CH 3) 2 CO kiteytyy vesiliuoksista natriumhydrosulfiitin NaHS03 kanssa niukkaliukoisena hydrosulfiittijohdannaisena:

Aldehydit kondensoituvat helposti hydroksyyliamiinin kanssa vapauttaen vesimolekyylin:

Tuloksena olevia tuotteita kutsutaan oksiimit Oksiimit ovat luonteeltaan heikosti happamia, mikä ilmenee siinä, että hydroksyyliryhmän vety voidaan korvata metallilla, ja samalla ne ovat luonteeltaan heikosti emäksisiä, koska oksiimit yhdistyvät happojen kanssa. muodostaen suoloja, kuten ammoniumsuoloja.

Kun keitetään laimeiden hapojen kanssa, tapahtuu hydrolyysi, samalla kun aldehydi vapautuu ja hydroksyyliamiinisuola muodostuu:

Hydroksyyliamiini on siis tärkeä reagenssi, joka mahdollistaa oksiimien muodossa olevien aldehydien eristämisen seoksista muiden aineiden kanssa, joiden kanssa hydroksyyliamiini ei reagoi.Oksiimeja voidaan käyttää myös aldehydien puhdistamiseen.

Hydroksyyliamiinin tavoin hydratsiini H 2 N–NH 2 reagoi aldehydien kanssa; mutta koska hydratsiinimolekyylissä on kaksi NH2-ryhmää, se voi reagoida kahden aldehydimolekyylin kanssa. tuote, kun yksi vetyatomi substituoidaan hydratsiinimolekyylissä fenyyliryhmällä C6H5:

Aldehydien reaktiotuotteita fenyylihydratsiinin kanssa kutsutaan fenyylihydratsonit.Fenyylihydratsonit ovat nestemäisiä ja kiinteitä, ne kiteytyvät hyvin. Laimennettujen happojen, kuten oksiimien, kanssa keitettynä ne hydrolysoituvat, minkä seurauksena muodostuu vapaata aldehydiä ja fenyylihydratsiinisuolaa:

Siten fenyylihydratsiini, kuten hydroksyyliamiini, voi toimia aldehydien eristämiseen ja puhdistamiseen.

Joskus tähän tarkoitukseen käytetään toista hydratsiinijohdannaista, jossa vetyatomia ei korvata fenyyliryhmällä, vaan H 2 N-CO -ryhmällä. Tällaista hydratsiinijohdannaista kutsutaan NH 2 –NH–CO – NH 2 semikarbatsidiksi. Aldehydien kondensaatiotuotteita semikarbatsidin kanssa kutsutaan semikarbatsonit:

Ketonit myös kondensoituvat helposti hydroksyyliamiinin kanssa muodostaen ketoksiimeja:

Fenyylihydratsiinin kanssa ketonit antavat fenyylihydratsoneja:

ja semikarbatsidin kanssa - semikarbatsonit:

Siksi hydroksyyliamiinia, fenyylihydratsiinia ja semikarbatsidia käytetään ketonien eristämiseen seoksista ja niiden puhdistukseen samassa määrin kuin aldehydien eristämiseen ja puhdistukseen.Aldehydejä ei tietenkään voida erottaa ketoneista tällä menetelmällä.

Alkyynit, joissa on terminaalinen kolmoissidos, ovat vuorovaikutuksessa Ag20:n ammoniakkiliuoksen kanssa ja ne eristetään hopealkynidien muodossa, esimerkiksi:

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

Lähtöaldehydit, ketonit ja alkyynit voidaan helposti eristää huonosti liukenevista substituutiotuotteista puhtaassa muodossa.

2. Kiteyttäminen

Kiteytysmenetelmät seosten erottaminen ja aineiden syväpuhdistus perustuvat sulatteen, liuoksen, kaasufaasin osittaisen kiteytymisen aikana muodostuneiden faasien koostumukseen. Näiden menetelmien tärkeä ominaisuus on tasapaino- eli termodynaaminen erotuskerroin, joka on yhtä suuri kuin tasapainofaasien - kiinteän ja nesteen (tai kaasun) - komponenttien pitoisuuksien suhde:

missä x ja y ovat komponentin mooliosuudet kiinteässä ja nestefaasissa (tai kaasufaasissa). Jos x<< 1, т.е. разделяемый компонент является примесью, k 0 = x / y. Todellisissa olosuhteissa tasapainoa ei yleensä saavuteta; erotusastetta yksittäisessä kiteytyksessä kutsutaan tehokkaaksi erotustekijäksi k, joka on aina vähemmän k 0 .

Kiteytysmenetelmiä on useita.

Kun seokset erotetaan menetelmällä suunnattu kiteytys alkuliuoksen säiliö siirtyy hitaasti lämmitysvyöhykkeeltä jäähdytysvyöhykkeelle.Vyöhykkeiden rajalla tapahtuu kiteytymistä, jonka etuosa liikkuu säiliön nopeudella.

Sitä käytetään samanlaisten ominaisuuksien omaavien komponenttien erottamiseen vyöhykkeen sulaminen pitkänomaisessa säiliössä epäpuhtauksista puhdistetut harkot, jotka liikkuvat hitaasti yhtä tai useampaa lämmitintä pitkin.. Kuumennusvyöhykkeellä oleva harkon osa sulaa ja kiteytyy uudelleen siitä poistuessaan materiaalit (Ge, Si jne.).

Vastavirtakolonnin kiteytyminen valmistetaan kolonnissa, jonka yläosassa on jäähdytysvyöhyke, jossa muodostuu kiteitä ja alaosassa on kuumennusvyöhyke, jossa kiteet sulavat. Kolonnissa kiteitä liikutetaan painovoimalla tai käyttämällä esimerkiksi ruuvi nesteen liikettä vastakkaiseen suuntaan Sille on ominaista korkea tuottavuus ja korkea puhdistettujen tuotteiden saanto. Sitä käytetään puhtaan naftaleenin, bentsoehapon, kaprolaktaamin, rasvahappofraktioiden jne. valmistuksessa.

Seosten erottamiseksi kuivaa ja puhdista aineet kiinteä-kaasujärjestelmässä, sublimaatio (sublimaatio) ja desublimaatio.

Sublimaatiolle on ominaista suuri ero eri aineiden tasapainoolosuhteissa, mikä mahdollistaa monikomponenttijärjestelmien erottamisen erityisesti erittäin puhtaita aineita hankittaessa.

3. Poisto

Uutto- erotusmenetelmä, joka perustuu yhden tai useamman analysoitavan seoksen komponentin selektiiviseen uuttamiseen orgaanisia liuottimia käyttäen - uuttoaineita Uutolla tarkoitetaan pääsääntöisesti prosessia, jossa liuennut aine jaetaan kahden sekoittumattoman nestefaasin kesken, vaikka yleensä yksi faasit voivat olla kiinteitä (uutto kiinteistä aineista) tai kaasumaisia, joten menetelmän tarkempi nimi on neste-neste-uutto tai yksinkertaisesti nesteen uutto.Yleensä analyyttisessä kemiassa käytetään aineiden uuttamista vesiliuoksesta orgaanisilla liuottimilla.

Aineen X jakautuminen vesipitoisen ja orgaanisen faasin välillä tasapainoolosuhteissa noudattaa jakautumistasapainolakia. Tämän tasapainon vakio ilmaistuna kahden faasin aineiden pitoisuuksien välisenä suhteena:

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

tietyssä lämpötilassa on vakioarvo, joka riippuu vain aineen laadusta ja molemmista liuottimista. Tätä arvoa kutsutaan ns. jakautumisvakio Suunnilleen se voidaan arvioida aineen liukoisuuden suhteesta kuhunkin liuottimeen.

Faasi, johon uutettava komponentti siirtyy nesteuuton jälkeen, kutsutaan ottaa talteen; tämän komponentin vaihe, joka on lopussa, raffinoida.

Teollisuudessa yleisin on vastavirtainen monivaiheinen uutto.Vaadittu erotusvaiheiden määrä on yleensä 5–10 ja vaikeasti erotettavissa oleville yhdisteille jopa 50–60. Prosessi sisältää useita tyypillisiä ja erikoistoimenpiteitä. mekaanisesti jääneen varastoliuoksen poistaminen) ja uudelleen uuttaminen eli uutetun yhdisteen käänteinen siirto vesifaasiin sen jatkokäsittelyä vesiliuoksessa tai uudelleenuuttopuhdistusta varten.. Erityisiä operaatioita liittyy esimerkiksi erotettujen komponenttien hapetusasteen muutokseen.

Yksivaiheinen nesteen uutto, tehokas vain erittäin suurella jakautumisvakion arvolla K käytetään ensisijaisesti analyyttisiin tarkoituksiin.

Laitteet nesteenpoistoon - imurit- voi olla jatkuvalla (pylväät) tai porrastetulla (sekoitin-settlerit) vaihekontaktilla.

Koska uuton aikana on välttämätöntä sekoittaa intensiivisesti kahta sekoittumatonta nestettä, käytetään pääasiassa seuraavan tyyppisiä kolonneja: sykkivä (nesteen edestakaisin liikkeellä), tärisevä (värähtelevä levypakka), pyörivä kiekko (pyörivä kiekkopakkaus). yhteisellä akselilla) jne. d.

Setterin jokaisessa vaiheessa on sekoitus- ja laskeutuskammio Sekoitus voi olla mekaanista (sekoittimet) tai sykkivää; monivaiheinen saavutetaan yhdistämällä tarvittava määrä osia kaskadiksi Osat voidaan koota yhteiseen koteloon (laatikkoimurit) Sekoitin-setlerillä on etu kolonniin verrattuna prosesseissa, joissa on pieni vaihemäärä tai erittäin suuri nestevirta. Keskipakolaitteet ovat lupaavia suurten virtausten käsittelyyn.

Nesteenpoiston edut ovat alhaiset energiakustannukset (ei ole vaihesiirtymiä, jotka vaativat energian syöttöä ulkopuolelta); mahdollisuus saada erittäin puhtaita aineita; prosessin täysi automatisointi.

Nesteuuttoa käytetään esimerkiksi kevyiden aromaattisten hiilivetyjen eristämiseen maaöljyn raaka-aineista.

Aineen uuttaminen liuottimella kiinteästä faasista käytetään usein orgaanisessa kemiassa luontaisten yhdisteiden uuttamiseen biologisista esineistä: klorofylli vihreästä lehdestä, kofeiini kahvi- tai teemassasta, alkaloidit kasvimateriaaleista jne.

4. Tislaus ja rektifikaatio

Tislaus ja rektifikaatio ovat nesteseosten tärkeimmät erotus- ja puhdistusmenetelmät, jotka perustuvat nesteen ja siitä muodostuvan höyryn koostumuksen eroihin.

Seoksen komponenttien jakautuminen nesteen ja höyryn välillä määräytyy suhteellisen haihtuvuuden α perusteella:

aik= (yi/ xi) : (yk / xk),

missä xi ja xk,yi ja yk ovat komponenttien mooliosuuksia i ja k vastaavasti nesteessä ja siitä muodostuvassa höyryssä.

Jos ratkaisu koostuu kahdesta komponentista,

missä x ja y ovat haihtuvan komponentin mooliosuudet nesteessä ja höyryssä, vastaavasti.

Tislaus(tislaus) suoritetaan nesteen osittaisella haihduttamalla ja sen jälkeen höyryn kondensaatiolla. Tislauksen seurauksena tislattu jae tisle- on rikastettu haihtuvammalla (alhaalla kiehuvalla) komponentilla, ja tislaamaton neste - ALV jäännös- vähemmän haihtuva (korkealla kiehuva) Tislausta kutsutaan yksinkertaiseksi, jos alkuseoksesta tislataan pois yksi jae, ja fraktioiseksi (fraktioiseksi), jos useita fraktioita tislataan pois.

Erota tavanomainen ja molekyylitislaus. tavanomainen tislaus suoritetaan sellaisissa paineissa, kun molekyylien keskimääräinen vapaa reitti on monta kertaa pienempi kuin nesteen haihtumisen ja höyryn tiivistymisen pintojen välinen etäisyys. Molekyylitislaus suoritetaan erittäin alhaisessa paineessa (10 -3 - 10 -4 mm Hg), kun nesteen haihtumisen ja höyryn tiivistymisen pintojen välinen etäisyys on oikeassa suhteessa molekyylien vapaaseen reittiin.

Perinteisellä tislauksella puhdistetaan nesteitä vähän haihtuvista epäpuhtauksista ja erotetaan aineosien seoksia, jotka eroavat toisistaan ​​merkittävästi suhteellisen haihtuvuuden suhteen. Molekyylitislauksella erotetaan ja puhdistetaan vähän haihtuvien ja termisesti epästabiilien aineiden seoksia, esimerkiksi erotettaessa vitamiineja kalaöljy, kasviöljyt.

Jos suhteellinen haihtuvuus α on alhainen (alhaalla kiehuvat komponentit), seosten erotus suoritetaan rektifikaatiomenetelmällä. Oikaisu- nestemäisten seosten erottaminen käytännöllisesti katsoen puhtaiksi komponenteiksi tai jakeiksi, jotka eroavat kiehumispisteiltä. Rektifiointiin käytetään yleensä kolonnilaitteita, joissa osa lauhteesta (flegma) palautetaan kasteluun kolonnin yläosaan. Tällöin neste- ja höyryfaasin virtausten välille syntyy moninkertainen kosketus. oikaisuvoima on nestefaasin tiettyä koostumusta vastaavan höyryfaasin komponenttien todellisen ja tasapainopitoisuuden ero Höyry-neste-järjestelmä pyrkii saavuttamaan tasapainotilan, jonka seurauksena höyry kosketuksessa nesteen kanssa rikastetaan haihtuvilla (alhaalla kiehuvilla) komponenteilla ja neste rikastetaan vähän haihtuvilla (korkealla kiehumispisteillä) Koska neste ja höyry liikkuvat toisiaan kohti (vastavirta), kolonnin korkeudella riittää sen yläosassa voidaan saada lähes puhdasta haihtuvaa komponenttia.

Rektifikaatio voidaan suorittaa ilmakehän paineessa tai korotetussa paineessa sekä tyhjiöolosuhteissa, alennetussa paineessa kiehumispiste laskee ja komponenttien suhteellinen haihtuvuus kasvaa, mikä pienentää tislauskolonnin korkeutta ja mahdollistaa seosten erottamisen termisesti epästabiileista aineista.

Suunnittelunsa mukaan tislauslaitteet on jaettu alaosiin pakattu, astian muotoinen ja pyörivä kalvo.

Rektifikaatiota käytetään laajalti teollisuudessa bensiinin, kerosiinin (öljyn rektifiointi), hapen ja typen valmistukseen (matalien lämpötilojen ilmanpuhdistus), yksittäisten aineiden (etanoli, bentseeni jne.) eristämiseen ja syväpuhdistukseen.

Koska orgaaniset aineet ovat pääasiassa termisesti epästabiileja, niitä käytetään yleensä syväpuhdistukseen. pakatut tislauskolonnit, joka toimii tyhjiössä. Joskus erittäin puhtaiden orgaanisten aineiden saamiseksi käytetään pyöriviä kalvopylväitä, joilla on erittäin alhainen hydraulinen vastus ja tuotteen lyhyt viipymäaika niissä. Rektifikaatio tässä tapauksessa suoritetaan pääsääntöisesti tyhjiö.

Rektifikaatiota käytetään laajalti laboratoriokäytännössä aineiden syväpuhdistukseen. Huomaa, että tislaus ja rektifikaatio toimivat samanaikaisesti tutkittavan aineen kiehumispisteen määrittämisessä ja mahdollistavat siten jälkimmäisen puhtausasteen tarkistamisen. (kiehumispisteen vakio) Tätä tarkoitusta varten he käyttävät myös erikoislaitteita - ebuliometrejä.

5. Kromatografia

Kromatografia on menetelmä aineiden erottamiseen, analysointiin ja fysikaalis-kemialliseen tutkimiseen. Se perustuu liikkuvan faasin (eluentin) virtauksessa liikkuvan faasin (eluentin) virtauksessa liikkuvaa kerrosta pitkin liikkuvien komponenttien pitoisuusvyöhykkeiden liikenopeuksien eroon, ja tutkitut yhdisteet jakautuvat molempien faasien kesken.

Kaikki erilaiset kromatografiamenetelmät, jotka M.S. Tsvet aloitti vuonna 1903, perustuvat adsorptioon kaasu- tai nestefaasista kiinteällä tai nestemäisellä rajapinnalla.

Orgaanisessa kemiassa käytetään laajalti seuraavia kromatografiatyyppejä aineiden erottamiseen, puhdistamiseen ja tunnistamiseen: kolonni (adsorptio); paperi (jakelu), ohutkerros (erikoislevyllä), kaasu, neste ja kaasu-neste.

Näissä kromatografian muodoissa kaksi faasia joutuvat kosketuksiin - yksi on liikkumaton, adsorboi ja desorboi analyytin, ja toinen on liikkuva, joka toimii tämän aineen kantajana.

Yleensä paikallaan oleva faasi on sorbentti, jolla on kehittynyt pinta; liikkuva faasi - kaasu (Kaasukromatografia) tai nestettä (nestekromatografia) Liikkuvan faasin virtaus suodatetaan sorbenttikerroksen läpi tai liikkuu tätä kerrosta pitkin. kaasunestekromatografia liikkuva faasi on kaasu ja kiinteä faasi neste, joka on kerrostettu tavallisesti kiinteälle kantajalle.

Geeliläpäisykromatografia on nestekromatografian muunnos, jossa stationaarifaasi on geeli. (Menetelmä mahdollistaa makromolekyyliyhdisteiden ja biopolymeerien erottamisen laajalla molekyylipainoalueella.) Ero komponenttien tasapainossa tai kineettisessä jakautumisessa liikkuvan ja kiinteän faasin välillä on välttämätön edellytys niiden kromatografiselle erottamiselle.

Kromatografisen prosessin tarkoituksesta riippuen erotetaan analyyttinen ja preparatiivinen kromatografia. Analyyttinen on suunniteltu määrittämään tutkittavan seoksen laadullinen ja määrällinen koostumus.

Kromatografia suoritetaan yleensä erityisillä välineillä - kromatografit, jonka pääosat ovat kromatografinen pylväs ja detektori Näytteen ruiskutushetkellä analysoitava seos sijaitsee kromatografiakolonnin alussa. Liikkuvan faasin virtauksen vaikutuksesta seoksen komponentit alkavat liikkuvat kolonnia pitkin eri nopeuksilla, ja hyvin sorboituneet komponentit liikkuvat hitaammin sorbenttikerrosta pitkin Kolonnista ulostulossa oleva detektori määrittää automaattisesti jatkuvasti erottuneiden yhdisteiden pitoisuudet liikkuvassa faasissa Detektorin signaali tallennetaan yleensä kaaviotallennin. Tuloksena olevaa kaaviota kutsutaan kromatogrammi.

Preparatiivinen kromatografia sisältää kromatografisten menetelmien ja laitteiden kehittämisen ja soveltamisen erittäin puhtaiden aineiden saamiseksi, jotka sisältävät enintään 0,1 % epäpuhtauksia.

Preparatiivisen kromatografian ominaisuus on suuri sisähalkaisijaisten kromatografiakolonnien ja komponenttien eristämiseen ja keräämiseen tarkoitettujen erikoislaitteiden käyttö kilogrammaa.. Ainutlaatuisia teollisia laitteita, joiden halkaisija on 0,5 m kolonnit, on luotu tuottamaan useita tonneja ainetta vuodessa.

Ainehäviöt preparatiivisissa kolonneissa ovat pieniä, mikä mahdollistaa preparatiivisen kromatografian laajan käytön pienten määrien monimutkaisten synteettisten ja luonnollisten seosten erottamiseen. Kaasun preparatiivinen kromatografia käytetään erittäin puhtaiden hiilivetyjen, alkoholien, karboksyylihappojen ja muiden orgaanisten yhdisteiden, mukaan lukien klooriyhdisteiden, tuottamiseen; nestettä- lääkkeiden, polymeerien, joilla on kapea molekyylipainojakauma, aminohappojen, proteiinien jne. tuotantoon.

Joissakin tutkimuksissa on todettu, että kromatografialla saatujen erittäin puhtaiden tuotteiden hinta on alhaisempi kuin tislaamalla puhdistettujen, joten kromatografiaa kannattaa käyttää aiemmin tislaamalla erotettujen aineiden hienopuhdistukseen.

2. Alkuainelaadullinen analyysi

Laadullinen alkuaineanalyysi on joukko menetelmiä, joiden avulla voit määrittää, mistä alkuaineista orgaaninen yhdiste koostuu. Alkuainekoostumuksen määrittämiseksi orgaaninen aine muutetaan ensin epäorgaanisiksi yhdisteiksi hapettamalla tai mineralisoimalla (fuusio alkalimetallien kanssa), jotka sitten tutkitaan tavanomaisin analyyttisin menetelmin.

A. L. Lavoisierin suuri saavutus analyyttisena kemistinä oli luominen orgaanisten aineiden alkuaineanalyysi(ns. CH-analyysi) Epäorgaanisten aineiden (metallit, mineraalit jne.) gravimetriseen analyysiin oli tuolloin jo olemassa lukuisia menetelmiä, mutta orgaanisia aineita ei vielä osattu analysoida tällä tavalla. Tuon ajan analyyttinen kemia oli selvästi "ontumista yhdellä jalalla"; Valitettavasti suhteellinen viive orgaanisten yhdisteiden analyysissä ja erityisesti jäljessä sellaisen analyysin teoriasta tuntuu vielä tänäkin päivänä.

Käsitellessään orgaanisen analyysin ongelmia A. L. Lavoisier osoitti ensinnäkin, että kaikki orgaaniset aineet sisältävät happea ja vetyä, monet sisältävät typpeä ja jotkut sisältävät rikkiä, fosforia tai muita alkuaineita. Nyt oli tarpeen luoda universaaleja menetelmiä kvantitatiiviselle Nämä elementit, ensisijaisesti menetelmät hiilen ja vedyn tarkkaan määrittämiseen.Tämän tavoitteen saavuttamiseksi A. L. Lavoisier ehdotti punnittujen testiaineosien polttamista ja vapautuneen hiilidioksidin määrän määrittämistä (kuva 1). Samalla hän perustui kahteen havaintoonsa: 1) hiilidioksidia muodostuu minkä tahansa orgaanisen aineen palaessa; 2) alkuaineissa ei ole hiilidioksidia, se muodostuu hiilestä, joka on osa mitä tahansa orgaanista ainetta. Ensimmäiset analyysikohteet olivat haihtuvat orgaaniset aineet - yksittäiset yhdisteet, kuten etanoli.

Riisi. 1. A. L. Lavoisierin ensimmäinen laite luomuanalyysiin

aineet polttamalla

Kokeen puhtauden takaamiseksi korkeaa lämpötilaa ei tuotettu millään polttoaineella, vaan valtavalla linssillä näytteeseen kohdistetut auringonsäteet Näyte poltettiin hermeettisesti suljetussa laitoksessa (lasikellon alla) tunnetussa tilassa. happimäärästä vapautunut hiilidioksidi imettiin ja punnittiin.Veden massa määritettiin epäsuoralla menetelmällä.

Vähän haihtuvien yhdisteiden alkuaineanalyysiä varten A. L. Lavoisier ehdotti myöhemmin kehittyneempiä menetelmiä. Näissä menetelmissä yksi näytteen hapetukseen tarvittavista hapen lähteistä oli metallioksidit, joiden kanssa palanut näyte esisekoitettiin (esim. lyijy(IV)oksidi). Tätä lähestymistapaa käytettiin myöhemmin monissa orgaanisten aineiden alkuaineanalyysimenetelmissä, yleensä se antoi hyviä tuloksia. Lavoisier CH-analyysimenetelmät olivat kuitenkin liian pitkiä, eivätkä ne lisäksi mahdollistaneet vetypitoisuuden riittävän tarkkaa määritystä: muodostuneen veden suoraa punnitusta ei suoritettu.

CH-analyysitekniikkaa paransi suuri ruotsalainen kemisti Jens Jakob Berzelius vuonna 1814. Nyt näytettä ei poltettu lasikannen alla, vaan ulkopuolelta lämmitetyssä vaakasuorassa putkessa, jonka läpi kuljetettiin ilmaa tai happea. Lisättiin suoloja. näytteeseen palamisprosessin helpottamiseksi. imettiin kiinteällä kalsiumkloridilla ja punnittiin. Ranskalainen tutkija J. Dumas täydensi tätä tekniikkaa vapautuneen typen tilavuusmäärityksellä (CHN-analyysi). Lavoisier-Berzeliuksen menetelmää paransi jälleen J. Liebig, joka saavutti hiilidioksidin kvantitatiivisen ja selektiivisen absorption keksimissään palloabsorberissa (kuva 2.).

Riisi. 2. Laite J. Liebig orgaanisten aineiden polttamiseen

Tämä mahdollisti radikaalisti CH-analyysin monimutkaisuuden ja työläsyyden vähentämisen, ja mikä tärkeintä, sen tarkkuuden lisäämisen. Näin Yu. Liebig, puoli vuosisataa A.L. Lavoisier'n jälkeen, sai päätökseen orgaanisten aineiden gravimetrisen analyysin kehittämisen, jonka aloitti. suuri ranskalainen tiedemies. 1840-luvulla Liebig selvitti monien orgaanisten yhdisteiden (esimerkiksi alkaloidien) tarkan koostumuksen ja todisti (yhdessä F. Wöhlerin kanssa) isomeerien olemassaolon. Nämä menetelmät pysyivät käytännössä muuttumattomina monta vuotta , niiden tarkkuus ja monipuolisuus varmistivat orgaanisen kemian nopean kehityksen 1800-luvun jälkipuoliskolla. Lisää parannuksia orgaanisten aineiden alkuaineanalyysin (mikroanalyysin) alalla ilmaantui vasta 1900-luvun alussa. F. Preglin vastaavat tutkimukset palkittiin Nobel-palkinnolla (1923).

Mielenkiintoista on, että sekä A. L. Lavoisier että J. Liebig yrittivät vahvistaa minkä tahansa yksittäisen aineen kvantitatiivisen analyysin tulokset saman aineen vastasynteesillä kiinnittäen huomiota reagenssien kvantitatiivisiin suhteisiin synteesin aikana. A. L. Lavoisier huomautti, että kemialla on yleensä kaksi tapaa määrittää aineen koostumus: synteesi ja analyysi, ja tyytyväisenä ei pidä katsoa olevansa ennen kuin molempia menetelmiä voidaan käyttää todentamiseen. Tämä huomautus on erityisen tärkeä monimutkaisten orgaanisten aineiden tutkijoille, joiden luotettava tunnistaminen, joka paljastaa yhdisteiden rakenteen nykyään, kuten Lavoisier'n päivinä, edellyttää oikeaa analyyttisten ja synteettisten menetelmien yhdistämistä.

Hiilen ja vedyn havaitseminen.

Menetelmä perustuu orgaanisen aineen hapettumisen reaktioon kupari(II)oksidijauheen kanssa.

Hapetuksen seurauksena analysoitavaan aineeseen kuuluva hiili muodostaa hiili(IV)oksidia ja vety vettä. Kvalitatiivisesti hiili määräytyy valkoisen bariumkarbonaatin muodostumisen perusteella hiili(IV)oksidin ja bariittiveden vuorovaikutuksessa. Vety havaitaan sinisen kiteisen Cu804-5H20:n muodostuksella.

Toteutustekniikka.

Koeputkeen 1 (kuva 2.1) laitetaan kupari(II)oksidijauhetta 10 mm:n korkeuteen, lisätään vastaava määrä orgaanista ainetta ja sekoitetaan huolellisesti. Koeputken 1 yläosaan laitetaan pieni vanupala, jonka päälle kaadetaan ohuena kerroksena valkoista jauhetta ilman vesipitoista kupari(II)sulfaattia. Koeputki 1 suljetaan kaasunpoistoputkella 2 varustetulla tulpalla siten, että sen toinen pää melkein koskettaa vanua ja toinen pää upotetaan koeputkeen 3, jossa on 1 ml bariittivettä. Kuumennetaan varovasti polttimen liekissä, ensin kupari(II)oksidin seoksen yläkerros, sitten pohja

Riisi. 3 Hiilen ja vedyn löytäminen

Hiilen läsnä ollessa bariittiveden sameutta havaitaan bariumkarbonaattisakan muodostumisen vuoksi. Saostuman ilmaantumisen jälkeen putki 3 poistetaan ja putken 1 kuumennusta jatketaan, kunnes saavutetaan vesihöyry ilman vesipitoista kupari(II)sulfaattia. Veden läsnäollessa kupari(II)sulfaattikiteiden värin muutos havaitaan johtuen kiteisen hydraatin CuSO4 * 5H2O muodostumisesta.

halogeenien havaitseminen. Beiliteinin testi.

Menetelmä kloori-, bromi- ja jodiatomien havaitsemiseksi orgaanisista yhdisteistä perustuu kupari(II)oksidin kykyyn hajottaa halogeenipitoisia orgaanisia yhdisteitä korkeissa lämpötiloissa kupari(II)halogenideiksi.

Analysoitu näyte levitetään esikalsinoidun kuparilangan päähän ja kuumennetaan ei-valaisevassa poltinliekissä. Jos näytteessä on halogeeneja, muodostuvat kupari(II)halogenidit pelkistyvät kupari(I)halogenideiksi, jotka , haihtuu, värjää liekin sinivihreäksi (CuCl, CuBr) tai vihreäksi (OD) Fluoriorgaaniset yhdisteet eivät värjää kuparin (I) liekki fluoridi on haihtumaton Reaktio on epäselektiivinen, koska nitriilit, urea, tiourea, yksittäiset pyridiinijohdannaiset, karboksyylihapot, asetyyliasetoni jne. häiritsevät määritystä alkali- ja maa-alkalimetalliliekkejä tarkastellaan sinisen valon suodattimen läpi.

Typen havaitseminen, rikki ja halogeenit. "Lassenin testi"

Menetelmä perustuu orgaanisen aineen fuusioimiseen metallisen natriumin kanssa. Fuusion aikana typpi siirtyy natriumsyanidiksi, rikki natriumsulfidiksi, kloori, bromi, jodi vastaaviksi natriumhalogenideiksi.

Fuusiotekniikka.

A. Kiintoaineet.

Useita testiaineen jyviä (5-10 mg) laitetaan kuivaan (huomio!) tulenkestävään koeputkeen ja lisätään pieni pala (riisinjyvän kokoinen) metallista natriumia. Seosta kuumennetaan varovasti polttimen liekissä kuumentaen koeputkea tasaisesti, kunnes muodostuu homogeeninen seos. On varmistettava, että natrium sulaa aineen kanssa. Fuusion aikana tapahtuu aineen hajoamista. Fuusioon liittyy usein pieni natriumin välähdys ja koeputken sisällön mustuminen syntyvistä kivihiilihiukkasista. Koeputki jäähdytetään huoneenlämpötilaan ja siihen lisätään 5-6 tippaa etyylialkoholia metallisen natriumin poistamiseksi. Sen jälkeen kun on varmistettu, että natriumjäännös on reagoinut (sihiseminen loppuu, kun tippa alkoholia lisätään), koeputkeen kaadetaan 1-1,5 ml vettä ja liuos kuumennetaan kiehuvaksi. Vesi-alkoholiliuos suodatetaan ja sitä käytetään rikin, typen ja halogeenien havaitsemiseen.

B. Nestemäiset aineet.

Tulenkestävä koeputki kiinnitetään pystysuoraan asbestiverkkoon. Koeputkeen laitetaan metallista natriumia ja kuumennetaan sulamiseen asti. Kun natriumhöyryä ilmaantuu, testiaine syötetään pisaroittain. Lämmitystä lisätään, kun aine on hiiltynyt.

B. Erittäin haihtuvia ja sublimoituvia aineita.

Natriumin ja testiaineen seos peitetään noin 1 cm:n paksuisella natronkalkkikerroksella ja sen jälkeen suoritetaan yllä oleva analyysi.

Typen havaitseminen. Typpi havaitaan laadullisesti Preussin sinisen (sinisen värin) muodostumisen kautta.

Määritysmenetelmä. 5 tippaa suodosta, joka on saatu aineen fuusion jälkeen natriumin kanssa, laitetaan koeputkeen ja lisätään 1 tippa fenoliftaleiinin alkoholiliuosta. Purppuranpunaisen värin ilmaantuminen osoittaa emäksistä ympäristöä (jos väriä ei näy, lisää koeputkeen 1-2 tippaa 5-prosenttista natriumhydroksidin vesiliuosta). Lisää sitten 1-2 tippaa 10-prosenttinen rauta(II)sulfaatin vesiliuos, joka sisältää yleensä rauta(III)sulfaatin seoksen, muodostuu likaisenvihreä sakka. Pipetoi 1 tippa sameaa nestettä koeputkesta suodatinpaperille. Heti kun pisara imeytyy paperiin, siihen laitetaan 1 tippa 5 % suolahappoliuosta.typpeä, ilmestyy sininen Preussinsininen laikku.

Rikin havaitseminen.

Rikki havaitaan kvalitatiivisesti muodostumalla tummanruskea lyijy(II)sulfidisakka sekä punavioletti kompleksi natriumnitroprussidiliuoksen kanssa.

Määritysmenetelmä. Suodatinpaperin, jonka koko on 3x3 cm, vastakkaiset kulmat kostutetaan suodoksella, joka on saatu sulattamalla aine metalliseen natriumiin (kuva 4).

Riisi. 4. Suorita seu-testi neliönmuotoiselle paperille.

Yhdelle kostealle pisteelle levitetään pisara 1-prosenttista lyijy(II)asetaattiliuosta 3-4 mm etäisyydeltä sen reunasta.

Kosketusrajalle ilmestyy tummanruskea väritys johtuen lyijy(II)sulfidin muodostumisesta.

Pisara natriumnitroprussidiliuosta levitetään toisen pisteen reunalle, "vuotojen" rajalle ilmestyy voimakas punavioletti väri, joka muuttaa väriä vähitellen.

Rikin ja typen havaitseminen yhteisessä läsnäolossa.

Useissa typpeä ja rikkiä sisältävissä orgaanisissa yhdisteissä rikin läsnäolo häiritsee typen avautumista, jolloin typen ja rikin määrittämiseen käytetään hieman modifioitua menetelmää, joka perustuu siihen, että kun natriumsulfidia sisältävä vesiliuos ja natriumsyanidia levitetään suodatinpaperille, jälkimmäinen jakautuu märän pisteen reunalle Tämä tekniikka vaatii tiettyjä taitoja, mikä vaikeuttaa sen käyttöä.

Määritysmenetelmä. Suodos levitetään tipoittain 3 x 3 cm:n suodatinpaperin keskelle, kunnes muodostuu väritön märkä täplä, jonka halkaisija on noin 2 cm.

Riisi. 5. Rikin ja typen havaitseminen yhteisen läsnäolon yhteydessä 1 - tippa rauta(II)sulfaattiliuosta 2 - tippa lyijyasetaattiliuosta; 3 - tippa natriumnitroprussidiliuosta

1 tippa 5-prosenttista rauta(II)sulfaattiliuosta laitetaan täplän keskelle (kuva 5). Kun tippa on imeytynyt, keskelle laitetaan 1 tippa 5-prosenttista suolahappoliuosta. typen läsnäollessa ilmestyy sininen Preussinsininen täplä, jonka jälkeen 1 tippa 1-prosenttista lyijy(II)asetaattiliuosta levitetään märän kohdan reunalle ja 1 tippa natriumnitroprussidiliuosta vastakkaiselle pinnalle. täplän puolella toisessa tapauksessa punavioletin värinen täplä Reaktioyhtälöt on annettu yllä.

Fluori-ioni havaitaan alitsvärjäytymisellä tai keltaisella värjäytymisellä sen jälkeen, kun Lassen-testi on tehty happamaksi etikkahapolla.

Halogeenien havaitseminen hopeanitraatilla. Halogeenit löytyvät halogenidi-ionien muodossa muodostamalla hiutaleisia erivärisiä hopeahalogenideja: hopeakloridi on valkoinen sakka, joka tummuu valossa; hopeabromidi - vaaleankeltainen; hopeajodidi - voimakkaan keltainen sakka.

Määritysmenetelmä. Lisätään 5-6 tippaan orgaanisen aineen natriumin sulattamisen jälkeen saatua suodosta 2-3 tippaa laimeaa typpihappoa. Jos aine sisältää rikkiä ja typpeä, liuosta keitetään 1-2 minuuttia rikkivedyn ja syaanivedyn poistamiseksi. happoja, jotka häiritsevät halogeenien määritystä .Lisää sitten 1-2 tippaa 1-prosenttista hopeanitraattiliuosta. Valkoisen sakan esiintyminen osoittaa kloorin, vaaleankeltaisen bromin, keltaisen jodin läsnäolon.

Jos on tarpeen selvittää, onko bromia tai jodia mukana, on suoritettava seuraavat reaktiot:

1. Lisää 3-5 tippaan suodosta, joka on saatu aineen fuusioimisen jälkeen natriumin kanssa, 1-2 tippaa laimeaa rikkihappoa, 1 tippa 5-prosenttista natriumnitriittiliuosta tai 1-prosenttista rauta(III)kloridiliuosta. ja 1 ml kloroformia.

Kun sitä ravistellaan jodin läsnäollessa, kloroformikerros muuttuu purppuraiseksi.

2. Lisätään 3-5 tippaan suodosta, joka on saatu aineen ja natriumin fuusioitumisen jälkeen, 2-3 tippaa laimennettua suolahappoa, 1-2 tippaa 5-prosenttista kloramiiniliuosta ja 1 ml kloroformia.

Bromin läsnä ollessa kloroformikerros muuttuu kellanruskeaksi.

B. Halogeenien löytäminen Stepanovin menetelmällä. Se perustuu kovalenttisesti sitoutuneen halogeenin muuttamiseen orgaanisessa yhdisteessä ionitilaan alkoholiliuoksessa olevan metallisen natriumin vaikutuksesta.

Fosforin tunnistus. Yksi fosforin havaitsemismenetelmistä perustuu orgaanisen aineen hapetukseen magnesiumoksidilla, jolloin orgaanisesti sitoutunut fosfori muunnetaan fosfaatti-ioniksi, joka havaitaan reaktiolla molybdeeninesteen kanssa.

Määritysmenetelmä. Useita aineen jyviä (5-10 mg) sekoitetaan kaksinkertaiseen määrään magnesiumoksidia ja poltetaan tuhkaksi posliiniupokkaassa ensin kohtalaisella ja sitten voimakkaalla kuumennuksella Jäähdytyksen jälkeen tuhka liuotetaan väkevään typpihappoon, 0,5 ml saadusta liuoksesta siirretään koeputkeen, lisätään 0,5 ml molybdeeninestettä ja kuumennetaan.

Keltaisen ammoniumfosfomolybdaatin sakan ilmaantuminen osoittaa fosforin esiintymisen orgaanisessa aineessa.

3. Laadullinen analyysi funktionaalisten ryhmien mukaan

Perustuu funktionaalisten ryhmien selektiivisiin reaktioihin (katso aiheen esitys).

Tässä tapauksessa käytetään selektiivisiä saostumisreaktioita, kompleksin muodostusta, hajoamista ja tyypillisten reaktiotuotteiden vapautumista ja muita. Esityksessä on esimerkkejä tällaisista reaktioista.

Mielenkiintoista on, että orgaanisten yhdisteiden muodostumista, jotka tunnetaan orgaanisina analyyttisinä reagensseina, voidaan käyttää bulkkien havaitsemiseen ja tunnistamiseen. Esimerkiksi dimetyyliglyoksiimin analogit ovat vuorovaikutuksessa nikkelin ja palladiumin kanssa ja nitrosonaftolit ja nitrosofenolit koboltin, raudan ja palladiumin kanssa. Näitä reaktioita voidaan käyttää havaitsemiseen ja tunnistamiseen (katso aiheen esitys).

4. Tunnistus.

Orgaanisten aineiden puhtausasteen määritys

Yleisin menetelmä aineen puhtauden määrittämiseksi on mittaus kiehumispiste tislauksen ja rektifioinnin aikana käytetään useimmiten orgaanisten aineiden puhdistamiseen. Tätä varten neste laitetaan tislauskolviin (pyörepohjaiseen pulloon, jossa on kaulaan juotettu tyhjennysputki), joka suljetaan lämpömittarilla varustetulla tulpalla laitetaan siihen ja liitetään jääkaappiin. Lämpömittaripallon tulee olla sivuputkessa hieman korkeampia reikiä, joiden kautta höyryä poistuu. Lämpömittarin pallo upotettuna kiehuvan nesteen höyryyn ottaa tämän höyryn lämpötilan, mikä voi luettava lämpömittarin asteikolta. aneroidibarometrin avulla ilmakehän paineen kiinnitys ja tarvittaessa korjaus. Jos tislataan kemiallisesti puhdasta tuotetta, kiehumispiste pysyy vakiona koko tislausajan. Jos saastunutta ainetta tislataan, Lämpötila tislauksen aikana kohoaa, kun lisää poistetaan matalalla kiehuvassa lämpötilassa sotku.

Toinen yleisesti käytetty menetelmä aineen puhtausasteen määrittämiseksi on määrittää sulamispiste.Tätä tarkoitusta varten pieni määrä testiainetta asetetaan toisesta päästä tiivistettyyn kapillaariputkeen, joka kiinnitetään lämpömittariin siten, että aine on samalla tasolla lämpömittarin pallon kanssa. Lämpömittari, jossa putki on kiinnitetty se upotetaan aineen kanssa johonkin korkealla kiehuvaan nesteeseen, esimerkiksi glyseriiniin, ja kuumennetaan hitaasti miedolla lämmöllä tarkkaillen ainetta ja lämpötilan nousua. Jos aine on puhdasta, sulamishetki on helppo havaita, koska aine sulaa jyrkästi ja putken sisältö muuttuu välittömästi läpinäkyväksi Merkitse tällä hetkellä lämpömittarin lukema Kontaminoituneet aineet sulavat yleensä alemmassa lämpötilassa ja laajalla alueella.

Voit hallita aineen puhtausastetta mittaamalla tiheys.Nesteiden tai kiinteiden aineiden tiheyden määrittämiseen käytetään useimmiten niitä pyknometri Jälkimmäinen yksinkertaisimmassa muodossaan on pullo, joka on varustettu lasihiostulpalla, jossa on ohut sisäkapillaari, jonka läsnäolo myötävaikuttaa tilavuuden pysyvyyden tarkempaan noudattamiseen pyknometriä täytettäessä. Jälkimmäisen tilavuus, mukaan lukien kapillaari, löydetään punnitsemalla se vedellä.

Nesteen tiheyden pyknometrinen määritys rajoittuu yksinkertaisesti sen punnitsemiseen pyknometrillä. Massan ja tilavuuden tiedossa on helppo löytää haluttu nesteen tiheys - tai muu neste, jonka tiheys tunnetaan ja joka ei ole vuorovaikutuksessa nesteen kanssa. tutkittava aine) ja punnitaan uudelleen. Kummankin punnituksen ero mahdollistaa pyknometrin aineella täyttämättömän osan tilavuuden ja sen jälkeen tutkimukseen otetun aineen tilavuuden. Tietäen massa ja tilavuus, se on haluttu aineen tiheys on helppo löytää.

Hyvin usein orgaanisen aineen puhtausasteen arvioimiseksi mittaa taitekerroin. Taitekertoimen arvo annetaan yleensä natriumin spektrin keltaiselle viivalla aallonpituudella D= 589,3 nm (viiva D).

Taitekerroin määritetään yleensä käyttämällä refraktometri.Tämän menetelmän etuna orgaanisen aineen puhtausasteen määrittämisessä on se, että taitekertoimen mittaamiseen tarvitaan vain muutama pisara testiyhdistettä.Tässä käsikirjassa esitellään tärkeimpien orgaanisten aineiden tarkastelut fysikaaliset ominaisuudet. että yleinen menetelmä orgaanisen aineen puhtausasteen määrittämiseksi on kromatografia Tämän menetelmän avulla voidaan paitsi osoittaa, kuinka puhdas tietty aine on, myös osoittaa, mitä tiettyjä epäpuhtauksia ja kuinka paljon se sisältää.

Laadullinen alkuaineanalyysi on joukko menetelmiä, joiden avulla voit määrittää, mistä alkuaineista orgaaninen yhdiste koostuu. Alkuainekoostumuksen määrittämiseksi orgaaninen aine muutetaan ensin epäorgaanisiksi yhdisteiksi hapettamalla tai mineralisoimalla (fuusio alkalimetallien kanssa), jotka sitten tutkitaan tavanomaisin analyyttisin menetelmin.

Hiilen ja vedyn havaitseminen. Menetelmä perustuu orgaanisen aineen hapettumisen reaktioon kupari(II)oksidijauheen kanssa.

Hapetuksen seurauksena analysoitavaan aineeseen kuuluva hiili muodostaa hiili(IV)oksidia ja vety vettä. Kvalitatiivisesti hiili määräytyy valkoisen bariumkarbonaatin muodostumisen perusteella hiili(IV)oksidin ja bariittiveden vuorovaikutuksessa. Vety havaitaan sinisen kiteisen Cu804-5H20:n muodostuksella.

Toteutustekniikka. Koeputkeen 1 (kuva 2.1) laitetaan kupari(II)oksidijauhetta 10 mm:n korkeuteen, lisätään vastaava määrä orgaanista ainetta ja sekoitetaan huolellisesti. Koeputken 1 yläosaan laitetaan pieni vanupala, jonka päälle kaadetaan ohuena kerroksena valkoista vedetöntä kupari(II)sulfaattijauhetta. Koeputki 1 suljetaan kaasunpoistoputkella 2 varustetulla tulpalla siten, että sen toinen pää melkein koskettaa vanua ja toinen pää upotetaan koeputkeen 3, jossa on 1 ml bariittivettä. Kuumenna varovasti polttimen liekissä, ensin pintakerros

aineiden seokset kupari(II)oksi- _ _ 1 _

Tt Fig. 2.1. Hiilen löytäminen ja

talo, sitten alempi. Kun saatavilla

chii carbon tarkkaile bariittiveden sameutta, joka johtuu bariumkarbonaattisakan muodostumisesta. Saostuman ilmaantumisen jälkeen putki 3 poistetaan ja putken 1 kuumennusta jatketaan, kunnes vesihöyry saavuttaa vedettömän kupari(II)sulfaatin. Veden läsnäollessa kupari(II)sulfaatin kiteiden värin muutos havaitaan johtuen kiteisen hydraatin CuSO4-5I20 muodostumisesta.

(C ... H ...) + CuO - ^ CO2 + H20 + Cu CO2 + Ba (OH) 2 - BaCOe | + H20

5N20 + Si804 -*- Si804-5N20

valkoisen jauheen sinisiä kiteitä

Typen, rikin ja halogeenien havaitseminen. Menetelmä perustuu orgaanisen aineen fuusioimiseen metallisen natriumin kanssa. Fuusion aikana typpi siirtyy natriumsyanidiksi, rikki natriumsulfidiksi, kloori, bromi, jodi vastaaviksi natriumhalogenideiksi.

Fuusiotekniikka. A. Kiintoaineet. Useita testiaineen jyviä (5-10 mg) laitetaan kuivaan (huomio!) tulenkestävään koeputkeen ja lisätään pieni pala (riisinjyvän kokoinen) metallista natriumia. Seosta kuumennetaan varovasti polttimen liekissä kuumentaen koeputkea tasaisesti, kunnes muodostuu homogeeninen seos. On varmistettava, että natrium sulaa aineen kanssa. Fuusion aikana tapahtuu aineen hajoamista. Fuusioon liittyy usein pieni natriumin välähdys ja koeputken sisällön mustuminen syntyvistä kivihiilihiukkasista. Koeputki jäähdytetään huoneenlämpötilaan ja siihen lisätään 5-6 tippaa etyylialkoholia metallisen natriumin poistamiseksi. Sen varmistaminen

natriumjäännös on reagoinut (sihiseminen lakkaa kun alkoholipisara lisätään), koeputkeen kaadetaan 1-1,5 ml vettä ja liuos kuumennetaan kiehuvaksi. Vesi-alkoholiliuos suodatetaan ja sitä käytetään rikin, typen ja halogeenien havaitsemiseen:

(C... 14) + Ei -^NaCN (I...) + Ei -e^a!

(8...) + 2Nm -^N^8 2C2H5OH + 2N -2C2H5(Na + R2

(C1...) + Na -*^aC1 C2H5ONa + H20-^C2H5OH + NaOH

(Вг...) + № --*-№Вг

B. Nestemäiset aineet. Tulenkestävä koeputki kiinnitetään pystysuoraan asbestiverkkoon. Natriummetalli asetetaan koeputkeen ja kuumennetaan, kunnes se sulaa. Kun natriumhöyryä ilmestyy, testiaine lisätään tipoittain. Lämpeneminen tehostuu aineen hiiltymisen jälkeen. Sen jälkeen, kun putken sisältö on jäähdytetty huoneenlämpötilaan, sille suoritetaan yllä oleva analyysi.

B. Vaivaton ja sublimoituvat aineet. Natriumin ja testiaineen seos peitetään noin 1 cm:n paksuisella natronkalkkikerroksella ja sen jälkeen suoritetaan yllä oleva analyysi.

Typen havaitseminen. Typpi havaitaan kvalitatiivisesti Preussin sinisen Fe4[Fe(CrCh)6]3 (sininen väritys) muodostumisen kautta.

Määritysmenetelmä. 5 tippaa suodosta, joka on saatu aineen fuusion jälkeen natriumin kanssa, laitetaan koeputkeen ja lisätään 1 tippa fenoliftaleiinin alkoholiliuosta. Purppuranpunaisen värin esiintyminen osoittaa emäksistä ympäristöä (jos väriä ei näy, lisää koeputkeen 1-2 tippaa 5-prosenttista natriumhydroksidin vesiliuosta). Kun sen jälkeen lisätään 1-2 tippaa 10-prosenttista rauta(II)sulfaatin vesiliuosta, joka sisältää tavallisesti rauta(III)sulfaatin seoksen, muodostuu likainen vihreä sakka. Pipetoi 1 tippa sameaa nestettä koeputkesta suodatinpaperin päälle. Heti kun tippa on imeytynyt paperiin, siihen laitetaan 1 tippa 5-prosenttista suolahappoliuosta. Typen läsnäollessa ilmestyy sininen Preussin sininen täplä Fe4[Fe(CrCh)6]3:

Fe804 + 2N03 -* Fe(OH)2| + #28<Э4

Fe2(804)3 + 6WHOHA - 2Fe(OH)3| + 3#2804

|Fe(OH)2 + 2NaCN -^ Fe(CN)2 + 2NaCN

Fe(CN)2 + 4NaCN - Na4

| Fe(OH)2 + 2HC1-^ FeC12 + 2H20

|Fe(OH)3 + ZHC1 -^ FeC13 + ZH20

3Na4 + 4FeC13 - Re4[Re(C^6]3 + 12NaC1

Rikin havaitseminen. Rikki havaitaan kvalitatiivisesti muodostumalla tummanruskea lyijy(II)sulfidisakka sekä punavioletti kompleksi natriumnitroprussidiliuoksen kanssa.

Määritysmenetelmä. Suodatinpaperin, jonka koko on 3x3 cm, vastakkaiset kulmat kostutetaan suodoksella, joka on saatu sulattamalla ainetta metalliseen natriumiin (kuva 2.2). Yhdelle kostealle pisteelle levitetään pisara 1-prosenttista lyijy(II)asetaattiliuosta 3-4 mm etäisyydeltä sen reunasta.

Kosketusrajalle ilmestyy tummanruskea väritys johtuen lyijy(II)sulfidin muodostumisesta:

+ (CH3COO)2Pb - Pb8 |

1 - tippa lyijy(II)asetaattiliuosta; 2 - tippa natriumnitroprussidiliuosta

2CH3CO(Za

Pisara natriumnitroprussidiliuosta levitetään toisen pisteen reunalle. Voimakas punavioletti väritys ilmestyy "vuotojen" rajalle, asteittain vaihtaen väriä:

Ka2[Re(CHH)5GHO] -^ Ka4[Re(CHH)5G)8]

natriumnitroprussidi

punavioletti kompleksi

Rikin ja typen havaitseminen yhteisessä läsnäolossa. Useissa orgaanisissa yhdisteissä, jotka sisältävät typpeä ja rikkiä, rikin läsnäolo estää typen avautumisen. Tässä tapauksessa typen ja rikin määrittämiseen käytetään hieman muunneltua menetelmää, joka perustuu siihen, että kun suodatinpaperille levitetään natriumsulfidia ja natriumsyanidia sisältävää vesiliuosta, jälkimmäinen jakautuu märän pisteen kehälle. Tämä tekniikka vaatii tiettyjä taitoja, mikä vaikeuttaa sen käyttöä.

Määritysmenetelmä. Suodos levitetään tipoittain 3x3 cm suodatinpaperin keskelle, kunnes muodostuu väritön märkä täplä, jonka halkaisija on noin 2 cm.

paikallinen läsnäolo:

1 - tippa rauta(II)sulfaattiliuosta;

2 - tippa lyijyasetaattiliuosta; 3 - tippa natriumnitroprussidiliuosta

täplän keskelle (kuva 2.3) laita 1 tippa 5 % rauta(II)sulfaattiliuosta. Kun tippa on imeytynyt, keskelle laitetaan 1 tippa 5-prosenttista suolahappoliuosta. Typen läsnäollessa ilmestyy sininen Preussinsininen laikku. Sitten reunaa pitkin

Levitä märkälle paikalle 1 tippa 1 % lyijy(II)asetaattiliuosta ja pisteen vastakkaiselle puolelle 1 tippa natriumnitroprussidi Na2 [Fe (CrCh) 5gCh0] liuosta. Jos rikkiä on läsnä, ensimmäisessä tapauksessa "vuotojen" kosketuskohtaan ilmestyy tummanruskea täplä, toisessa tapauksessa puna-violetti täplä. Reaktioyhtälöt on annettu edellä.

halogeenien havaitseminen. A. Beiliteinin testi. Menetelmä kloori-, bromi- ja jodiatomien havaitsemiseksi orgaanisista yhdisteistä perustuu kupari(II)oksidin kykyyn hajottaa halogeenipitoisia orgaanisia yhdisteitä korkeissa lämpötiloissa kupari(II)halogenideiksi:

BNa1 + CuO -^ CuNa12 + CO21 + H20

Analysoitu näyte asetetaan esikalsinoidun kuparilangan päähän ja kuumennetaan ei-valaisevassa poltinliekissä. Jos näytteessä on halogeeneja, muodostuneet kupari(II)halogenidit pelkistyvät kupari(I)halogenideiksi, jotka haihtuessaan värjäävät liekin sinivihreäksi (CuCl, CuBr) tai vihreäksi (OD). Orgaaniset fluoriyhdisteet eivät värjää liekkiä, koska kupari(I)fluoridi on haihtumatonta. Reaktio on epäselektiivinen, koska määritystä häiritsevät nitriilit, urea, tiourea, yksittäiset pyridiinijohdannaiset, karboksyylihapot, asetyyliasetoni jne. Alkali- ja maa-alkalimetallien läsnä ollessa liekki tutkitaan sinisen läpi. valon suodatin.

Fluori-ioni havaitaan alitsvärjäytymisellä tai keltaisella värjäytymisellä sen jälkeen, kun Lassen-testi on tehty happamaksi etikkahapolla.

B. Halogeenien havaitseminen hopeanitraatilla. Halogeenit löytyvät halogenidi-ionien muodossa muodostamalla hiutaleisia erivärisiä hopeahalogenideja: hopeakloridi on valkoinen sakka, joka tummuu valossa; hopeabromidi - vaaleankeltainen; hopeajodidi - voimakkaan keltainen sakka.

Määritysmenetelmä. Lisätään 2-3 tippaa laimeaa typpihappoa 5-6 tippaan suodosta, joka on saatu orgaanisen aineen fuusioitumisen jälkeen natriumin kanssa. Jos aine sisältää rikkiä ja typpeä, liuosta keitetään 1-2 minuuttia halogeenien määritystä häiritsevien rikkivedyn ja syaanihapon poistamiseksi. Lisää sitten 1-2 tippaa 1-prosenttista hopeanitraattiliuosta. Valkoisen sakan esiintyminen osoittaa kloorin, vaaleankeltaisen - bromin, keltaisen - jodin läsnäolon:

No.Na1 + NGCh03 - No.gCh03 + HNa1 HC1 + ^gCh03 - A^C1 + NGCh03

Jos on tarpeen selvittää, onko bromia tai jodia mukana, on suoritettava seuraavat reaktiot:

1. Lisää 3-5 tippaan suodosta, joka on saatu aineen fuusioimisen jälkeen natriumin kanssa, 1-2 tippaa laimeaa rikkihappoa, 1 tippa 5-prosenttista natriumnitriittiliuosta tai 1-prosenttista rauta(III)kloridiliuosta ja 1 ml kloroformia.

Kun sitä ravistellaan jodin läsnäollessa, kloroformikerros muuttuu violetiksi:

2NaI + 2NaN02 + 2H2S04 - I2 + 2NOf + 2Na2S04 + 2H20 4NaI + 2FeCl3 + H2S04 -12 + Fel2 + Na2S04 + 2NaCl + 4HC1

2. Lisätään 3-5 tippaan suodosta, joka on saatu aineen ja natriumin fuusioitumisen jälkeen, 2-3 tippaa laimennettua suolahappoa, 1-2 tippaa 5-prosenttista kloramiiniliuosta ja 1 ml kloroformia.

Bromin läsnä ollessa kloroformikerros muuttuu kellanruskeaksi:

B. Halogeenien löytäminen Stepanovin menetelmällä. Se perustuu kovalenttisesti sitoutuneen halogeenin muuttamiseen orgaanisessa yhdisteessä ionitilaan alkoholiliuoksessa olevan metallisen natriumin vaikutuksesta (katso koe 20).

Fosforin tunnistus. Yksi fosforin havaitsemismenetelmistä perustuu orgaanisen aineen hapetukseen magnesiumoksidilla. Orgaanisesti sitoutunut fosfori muuttuu fosfaatti-ioniksi, joka sitten havaitaan reaktiolla molybdeeninesteen kanssa.

Määritysmenetelmä. Useita aineen rakeita (5-10 mg) sekoitetaan kaksinkertaiseen määrään magnesiumoksidia ja tuhkataan posliiniupokkaassa ensin kohtalaisella ja sitten voimakkaalla kuumennuksella. Jäähdytyksen jälkeen tuhka liuotetaan väkevään typpihappoon, 0,5 ml tuloksena olevaa liuosta siirretään koeputkeen, lisätään 0,5 ml molybdeeninestettä ja kuumennetaan.

Keltaisen ammoniumfosfomolybdaatin (hNi4)3[PMo12040] sakan ilmaantuminen osoittaa fosforin esiintymisen orgaanisessa aineessa:

(P...) + MwO -*~ P01~ + Me2+ P043_+ ZKH4 + 12Mo04~ + 24H+-^^H4)3[PMo12O40]| + 12H20

12-molybdofosforiheteropolyhapon ammoniumsuola

TESTIKYSYMYKSIÄ

kohta 2. instrumentaaliset menetelmät orgaanisten yhdisteiden rakenteen tutkimiseksi

Parhaillaan valmistetaan suhteellisen edullisia ja helppokäyttöisiä laitteita, jotka toimivat spektrin ultravioletti-, näkyvä- ja infrapuna-alueilla. Erityiskoulutuksen jälkeen opiskelijat ottavat IR-spektrit ja elektroniset absorptiospektrit operaattorin ohjauksessa. Massa- ja NMR-spektrometrien suunnittelut ovat monimutkaisempia, paljon kalliimpia ja vaativat erikoisosaamista ja syvällistä koulutusta käyttäjältä. Tästä syystä vain operaattorit voivat työskennellä näillä instrumenteilla, ja opiskelijat käyttävät valmiita spektrogrammeja.

Venäjällä valmistetaan useita erilaisia ​​spektrofotometrejä (SF-4, SF-4A, SF-16, SF-26, SF-46) elektronisten absorptiospektrien mittaamiseen.

Spektrofotometri SF-46 on ei-tallennustyyppisen laitteen malli (testinäytteen läpäisy mitataan kiinteällä säteilyn aallonpituudella). Sen toiminta-alue on 190-1100 nm. Laite on varustettu prosessorilla

jotka mittaavat samanaikaisesti optista tiheyttä, määrittävät liuoksen pitoisuuden ja optisen tiheyden muutosnopeuden.

Automaattiset (tallennus)spektrofotometrit SF-2M, SF-10, SF-14, SF-18, jotka tallentavat spektrin kaavion muodossa olevalle lomakkeelle, on suunniteltu toimimaan näkyvällä alueella (SF-18 alue - 400 -750 nm). Laitteet SF-8, SF-20 - automaattiset spektrofotometrit käytettäväksi spektrin lähi-UV-, näkyvä- ja lähi-IR-alueilla (195-2500 nm).

IVY-maissa käytettiin laajasti Carl Zeissin (Saksa) laitteita: Specord UV-VIS, Specord M40 UV-VIS. Edistyneempi malli - Specord M40 UV-VIS - toimii prosessorin ohjauksessa. Mittaustulokset annetaan numeerisena muodossa digitaalisella indikaattorilla tai lämpötulostimella tai tallennetaan graafin muodossa tallentimelle.

Ulkomaisista spektrofotometreistä tunnetaan laajalti myös Perkin Elmerin (USA, Englanti), Philipsin (kuva 2.4), Hedcmanin (USA) ja muiden laitteita.

Näiden laitteiden toiminta ja mittaustulosten käsittely tapahtuu minitietokoneen avulla. Spektrit näytetään graafisen näytön näytöllä ja plotterilla.

Edistyneimmät mallit tarjoavat mahdollisuuden spektritietojen matemaattiseen käsittelyyn tietokoneella, mikä lisää merkittävästi spektrin tulkinnan tehokkuutta.

Spektrin infrapuna-aluetta varten Neuvostoliitto valmisti IR-spektrofotometrin IKS-29 sekä MKS-31- ja ISM-1-spektrometrit. Tällä hetkellä käytössä on Saksassa valmistettuja laitteita IR-10, 8resoM Sh-75, 8resoM M-80 (kuva 2.5) sekä laitteita.

yritykset, kuten Beckmari, Perkin Elmer (USA),<

NMR-spektroskopian tarpeisiin on kehitetty erilaisia ​​40-600 MHz:n toimintataajuuksilla toimivia instrumenttimalleja. Korkealaatuisten spektrien saamiseksi laitteissa on oltava tehokkaat sähkömagneetit tai tasavirtamagneetit, joissa on laitteita, jotka

tarjoaa magneettikentän korkean tasaisuuden ja vakauden. Nämä suunnitteluominaisuudet vaikeuttavat spektrometrin toimintaa ja lisäävät sen kustannuksia, joten NMR-spektroskopia on vähemmän saatavilla oleva menetelmä kuin värähtely- ja elektronispektroskopia.

NMR-spektrometreistä voidaan erottaa Brukerin, Hitachin, Varianin ja Jeolin mallit (kuva 2.6).

IVY-maissa massaspektrometrit tuottavat Sumy Plant of Electron Microscopes ja Oryol Plant of Scientific Instruments. Ulkomaisista yrityksistä massaspektrometrejä valmistavat Nermag, Finnigan ja muut.

Ulkomailla massaspektrometrejä käytetään laajalti yhdistettynä kromatografiin - laitteeseen, jonka avulla voit automaattisesti erottaa monimutkaiset aineseokset. Nämä laitteet, joita kutsutaan kromatomassaspektrometreiksi (kuva 2.7), antavat mahdollisuuden analysoida tehokkaasti orgaanisten yhdisteiden monikomponenttisia seoksia.

Spektrofotometrit SF-26, SF-46. Yksisäteiset spektrofotometrit SF-26 ja SF-46 on suunniteltu mittaamaan liuosten ja kiintoaineiden läpäisyä ja optista tiheyttä alueella 186-1100 nm.

Spektrofotometri SF-26 toimitetaan kahdessa kokoonpanossa: perus- ja lisäkokoonpano, mukaan lukien digitaalinen volttimittari Shch-1312, joka on suunniteltu mittaamaan lähetystä ja optista tiheyttä.

Oyayascheskyn järjestelmä. Kotimaiset yksisäteiset spektrofotometrit SF-4:stä SF-26:een perustuvat yhteiseen optiseen piirikaavioon (Kuva 2.8), lukuun ottamatta SF-26:n paikkoja 6-10. Valo lähteestä 1 osuu sitten peilikondensaattoriin 2

Riisi. 2.8. Yksisäteisen spektrofotometrin optinen kaavio: 1 - valonlähde; 2 - peilikondensaattori; 3 - sisäänkäyntiaukko; 4, 7 - suojalevyt; 5 - peili; 6 - valokenno; 8 - kyvetti testi- tai standardiliuoksella; 9 - suodattimet; 10 - kvartsilinssi; 11 - ulostuloaukko; 12 - peililinssi; 13 - kvartsiprisma

tasaiselle peilille 5. Peili kääntää säteen säteen 90° ja ohjaa sen levyllä 4 suojattuun koloon 3.

Raon läpi kulkenut valo osuu sitten dispersiiviseen prismaan 13, joka hajottaa sen spektriksi. Hajavirtaus ohjataan takaisin linssiin, joka fokusoi säteet rakoon 11. Prisma on liitetty erityisellä mekanismilla aallonpituusasteikkoon. Kääntämällä prismaa kiertämällä vastaavaa kahvaa monokromaattorin lähdössä saadaan tietyn aallonpituuden omaava monokromaattinen valovirta, joka ohitettuaan raon 11, kvartsilinssin 10, suodattimen 9, joka absorboi sironnan.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Riisi. 2.9. SF-26 spektrofotometrin ulkonäkö:

1 - monokromaattori; 2 - aallonpituusasteikko; 3 - mittauslaite; 4 - valaisin säteilylähteellä ja stabilisaattorilla; 5 - kyvettilokero; 6 - kahva vaunun siirtämiseen kyvettien kanssa; 7 - kamera valoilmaisimilla ja vahvistimella; 8 - kahva valoilmaisimien vaihtamiseen; 9 - herkkyyden säätönuppi; 10 - säätökahva asentoon "0"; 11 - verhon kahva; 12 - kahva sisäänkäynti- ja uloskäyntiaukkojen avaamiseksi (raot avautuvat 0,01-2 mm); 13 - kahva "Countdown"; 14 - kompensointikahva; 15 - aallonpituusasteikon kahva

Kirkas valo, standardi (tai näyte) 8 ja suojalevy 7, putoavat valokennon 6 valoherkälle kerrokselle.

SF-26-laitteessa (kuva 2.9) valo kulkee linssin 10 (katso kuva 2.8) jälkeen standardin (tai näytteen), linssin läpi ja kerätään pyörivän peilin avulla valoherkälle kerrokselle. yksi valokennoista: antimoni-cesium (mittauksiin alueella 186-650 nm) tai happi-cesium (mittauksiin alueella 600-1100 nm).

Jatkuvan säteilyn lähteet, jotka tarjoavat laitteen laajan toiminta-alueen, ovat deuteriumlamppu (alueella 186-350 nm) ja hehkulamppu (alueella 110-320 nm).

Z / st / yuisteo I /? ja £ yu /? a SF-26 ja yariya ^iya ischsrsyay. Tutkittavan kohteen läpäisyn (optisen tiheyden) mittaus suoritetaan suhteessa standardiin, jonka läpäisyksi otetaan 100 % ja optinen tiheys on 0. SF-26 laite voidaan varustaa PDO-5-liittimellä, joka mahdollistaa kiinteiden näytteiden hajaheijastusspektrien tallentamisen.

Spektrofotometri SF-46. Yksisäteinen spektrofotometri SF-46 (kuva 2.10) sisäänrakennetulla mikroprosessorijärjestelmällä on suunniteltu mittaamaan nestemäisten ja kiinteiden aineiden läpäisyä (optista tiheyttä) alueella 190-1100 nm. Dispergointielementti on diffraktiohila, jossa on muuttuva nousu ja kaarevuus. Säteilylähteet ja vastaanottimet ovat samat kuin SF-26-laitteessa.

Riisi. 2.10. SF-46 spektrofotometrin ulkonäkö:

1 - monokromaattori; 2 - mikroprosessorijärjestelmä; 3 - kennoosasto; 4 - valaisin; 5 - kamera valoilmaisimilla ja vahvistimilla; 6 - kahva diffraktiohilan pyörittämiseksi; 7 - aallonpituusasteikko

Laite i/?i5o/?a SF-46 ja yariya^iya izmsrsyay. Spektrofotometrissä on seuraavat toimintatilat: läpäisyn mittaus 7, optinen tiheys A, konsentraatio C, optisen tiheyden muutosnopeus A/Am. Mittausperiaate on yhteinen kaikille yksisäteisille spektrofotometreille.

TYÖPAJA

Orgaanisen yhdisteen elektronisen absorptiospektrin mittaus SF-46 spektrofotometrillä

77 työjärjestys. 1. Kytke spektrofotometri päälle ja aloita työskentely 20-30 minuuttia laitteen lämmettyä.

2. Pitimeen asennetaan yhdestä kolmeen testinäytettä, kontrollinäyte voidaan asentaa pidikkeen neljänteen asentoon. Aseta pidike kennokotelossa olevaan vaunuun.

3. Aseta haluttu aallonpituus kääntämällä aallonpituusnuppia. Jos samaan aikaan asteikko kääntyy suureksi arvoksi, palauta se takaisin 5-10 nm ja vie se uudelleen haluttuun jakoon.

4. Asenna valokenno ja säteilylähde valittua spektrin mittausaluetta vastaavaan työasentoon.

5. Ennen jokaista uutta mittausta, kun lähtöjännite ei ole tiedossa, aseta raon leveydeksi 0,15 nm valokennojen altistumisen välttämiseksi.

6. Lukemat otetaan kyvettilokeron kansi tiiviisti suljettuna. Avaa kansi vain, jos sälekaihtimen nuppi on "KIINNI"-asennossa.

Läpäisymittaus

17o /? Yadok työ. 1. Aseta kaihdyttimen kahva KIINNI-asentoon.

2. Paina "W (0)" -näppäintä. Fotometrisen näytön tulee näyttää signaalin arvo voltteina, mikä on verrannollinen valokennon pimeän virran arvoon.

3. Aseta fotometrisen näytön pimeänvirran säätönuppi "ZERO" numeroarvoon välillä 0,05-0,1. Lukemat otetaan näytöstä painamalla "W (0)" -näppäintä, kunnes näkyviin tulee arvo, joka poikkeaa edellisestä enintään 0,001. Viimeinen merkintä tallennetaan mikroprosessorijärjestelmän (MPS) muistiin ja pysyy siellä seuraavaan "Ш (0)" -näppäimen painallukseen asti.

4. Asenna kontrollinäyte säteilyvirran reitille käyttämällä vaunun liikekahvaa. Jos kontrollinäytettä ei ole, mittaukset tehdään suhteessa ilmaan.

5. Aseta verhokytkimen kahva "AUKI"-asentoon.

6. Paina "K (1)" -näppäintä ja ota lukema fotometrisestä näytöstä. Indeksi "1" näkyy näytön vasemmalla puolella. Lukeman tulee olla välillä 0,5-5,0. Jos se on alle 0,5, lisää raon leveyttä; jos yli 5.0, indeksi "P" näkyy näytössä. Tässä tapauksessa raon leveyttä pienennetään ja "K (1)" -näppäintä painetaan useita kertoja, kunnes näkyviin tulee lukema, joka poikkeaa edellisestä enintään 0,001.

7. Paina "t (2)" -näppäintä. Tässä tapauksessa lukeman 100,0 ± 0,1 pitäisi ilmestyä fotometriselle näytölle ja indeksin "2" pitäisi näkyä vasemmalla. Jos näytöllä on eri arvo, syötä vertailusignaalin arvo uudelleen painamalla "K (1)" -näppäintä.

8. Paina "C / R" -näppäintä ja tarkkaile samalla "C"-tilan ilmaisimen hehkua. Paina "t(2)"-näppäintä. Spektrofotometri siirtyy sykliseen mittaustilaan, mittaa näytteen 5 sekunnin välein ja näyttää mittaustuloksen.

9. Mitatut näytteet asennetaan vuorotellen säteilyvuon reitille liikuttamalla vaunua kahvalla ja jokaiselle näytteelle, kun arvo poikkeaa edellisestä enintään 0,1, otetaan lukemat fotometrisestä näytöstä. .

10. Suorittaessasi lyhyitä mittauksia, joiden aikana pimeän virran voimakkuus ei muutu, et voi syöttää tätä arvoa MPS-muistiin jokaisessa mittauksessa. Tässä tapauksessa kaikki myöhemmät mittaukset toisesta alkaen aloitetaan kohdan 4 toiminnoista.

Optisen tiheyden määritys

77o /? Yadok työ. 1. Suorita edellisen mittauksen kappaleissa 1-6 mainitut toimenpiteet.

2. Paina "B (5)" -näppäintä. Fotometriselle näytölle pitäisi ilmestyä lukema 0,000 ± 0,001 ja indeksin "5" vasemmalla puolella.

3. Suorita edellisen mittauksen kappaleissa 8-9 kuvatut toimenpiteet ja ota lukemat fotometrisestä näytöstä.

4. Mittaa ehdotetun näytteen elektroninen absorptiospektri, piirrä optisen tiheyden tai transmission riippuvuus aallonpituudesta. Tehdään johtopäätökset testiaineen absorbanssista ultravioletti- ja näkyvän valon eri alueilla.

KYSYMYKSIÄ JA HARJOITUKSIA

1. Nimeä sähkömagneettisen säteilyn tyypit.

2. Mitä prosesseja tapahtuu aineessa, kun ultravioletti ja näkyvä valo absorboituvat? Kuinka UV-spektrofotometri toimii?

3. Mitä prosesseja tapahtuu aineessa, kun infrapunavalo absorboituu? Kuvaile IR-spektrofotometrin rakennetta.

4. Mitä aineelle tapahtuu, kun se absorboi radiotaajuista säteilyä? Selitä NMR-spektrometrin toimintaperiaate.

5. Miten massaspektrometria eroaa UV-, IR- ja NMR-spektroskopiasta? Mikä on massaspektrometrin rakenne?

6. Miten on tapana kuvata UV-, IR-, NMR- ja massaspektrit? Mitkä arvot piirretään abskissalle ja mitkä - ordinaatalle? Mitkä parametrit luonnehtivat spektrisignaaleja?

7. Mitä eroa on primääristen, sekundaaristen ja tertiääristen amiinien IR-spektrien välillä? Mikä annetuista spektreistä vastaa #to/?-butyyliamiinia ja mikä - dietyyliamiinia (kuva 2.11)? Määritä mahdollisimman monta kaistaa IR-spektreissä. Rakenna pallo- ja tikkumalleja näistä yhdisteistä ja näytä, kuinka venytys- ja taivutusvärähtelyt syntyvät.

Taajuus, cm ~1

3800 Kuva. 2.11. Ja

2000 1500 1100 900 800 700 400

Taajuus, cm "1

8. Määritä koostumuksen C2H60 yhdisteen rakenne IR-spektrin perusteella (kuva 2.12).

Yhdisteen spektri, jonka koostumus on c^n^o

9. Määritä pentaanin ja 2-nitropropaanin ominaistaajuudet. Millä vyöhykkeillä voidaan todeta nitroryhmän esiintyminen orgaanisessa aineessa (kuva 2.13)?

Taajuus, cm"

10. Määritä, mikä annetuista spektreistä vastaa n-butyylialkoholia ja mikä dietyylieetteriä (kuva 2.14).

2000 1500 1100 900 800 700 400

Taajuus, cm ~1

i-butyylialkoholi ja dietyylieetteri

11. Selvitä, mitkä kuvassa näytettävistä. 2,15 spektrit vastaavat etanolia, etanolia ja etikkahappoa.

\^11\^1X117 1L 1 1h_»u«,/_1,1 Gci|-uii1 LP^Li!

13. Ilmoita annetusta etyylibentseenin IR-spektristä (kuva 2.17), mitkä tunnusmerkit vastaavat aromaattisen renkaan sidosten ja alifaattisen radikaalin C-H-sidosten värähtelyjä.