ניתוח איכותי. מטרה, שיטות אפשריות. ניתוח כימי איכותי של חומרים אנאורגניים ואורגניים

לניתוח איכותי יש משלו מַטָרָה זיהוי של חומרים מסוימים או מרכיביהם באובייקט המנותח. האיתור מתבצע על ידי זיהוי חומרים, כלומר מבססים את הזהות (זהות) של ה-AS של האובייקט המנותח וה-AS הידוע של החומרים שנקבעו בתנאים של שיטת הניתוח המיושמת. לשם כך, שיטה זו בוחנת מראש חומרי ייחוס (סעיף 2.1), בהם ידועה הימצאות החומרים שייקבעו. כך למשל, נמצא כי נוכחות קו ספקטרלי באורך גל של 350.11 ננומטר בספקטרום הפליטה של ​​הסגסוגת, כאשר הספקטרום מעורר בקשת חשמלית, מעידה על נוכחות בריום בסגסוגת; הכחולה של תמיסה מימית כאשר מוסיפים לה עמילן היא AC לנוכחות I 2 בה ולהיפך.

ניתוח איכותני תמיד קודם לכמותי.

כיום ניתוח איכותני מתבצע בשיטות אינסטרומנטליות: ספקטרלי, כרומטוגרפי, אלקטרוכימי וכו'. שיטות כימיות משמשות בשלבים אינסטרומנטליים מסוימים (פתיחת דגימה, הפרדה וריכוז וכו'), אך לעיתים באמצעות ניתוח כימי ניתן לקבל תוצאות יותר. פשוט ומהיר, למשל, לבסס את נוכחותם של קשרים כפולים ומשולשים בפחמימנים בלתי רוויים על ידי העברתם דרך מי ברום או תמיסה מימית של KMnO 4 . במקרה זה, הפתרונות מאבדים את צבעם.

ניתוח כימי איכותי מפורט מאפשר לקבוע את הרכבים היסודיים (אטומיים), יוניים, מולקולריים (חומריים), פונקציונליים, מבניים ופאזיים של חומרים אנאורגניים ואורגניים.

בניתוח חומרים אנאורגניים יש חשיבות עיקרית לניתוחים אלמנטריים ויונים, שכן די בידע על ההרכב היסודי והיוני כדי לקבוע את הרכב החומרים של חומרים אנאורגניים. המאפיינים של חומרים אורגניים נקבעים על ידי הרכב היסודות שלהם, אבל גם על ידי המבנה שלהם, נוכחות של קבוצות פונקציונליות שונות. לכן, לניתוח של חומרים אורגניים יש פרטים משלו.

ניתוח כימי איכותי מבוססת על מערכת של תגובות כימיות האופייניות לחומר נתון - הפרדה, הפרדה וגילוי.

הדרישות הבאות חלות על תגובות כימיות בניתוח איכותי.

1. התגובה צריכה להתקדם כמעט באופן מיידי.

2. התגובה חייבת להיות בלתי הפיכה.

3. התגובה חייבת להיות מלווה בהשפעה חיצונית (AS):

א) שינוי בצבע התמיסה;

ב) היווצרות או פירוק של משקעים;

ג) שחרור חומרים גזים;

ד) צבע להבה וכו'.

4. התגובה צריכה להיות רגישה ובמידת האפשר ספציפית.

תגובות המאפשרות לקבל אפקט חיצוני עם אנליט נקראות אנליטיים והחומר שנוסף לכך - מֵגִיב . תגובות אנליטיות המתבצעות בין מוצקים נקראות " דרך יבשה ", ובפתרונות -" דרך רטובה ».

תגובות "הדרך היבשה" כוללות תגובות המתבצעות על ידי טחינת חומר בדיקה מוצק עם מגיב מוצק, כמו גם על ידי השגת כוסות צבעוניות (פנינים) על ידי מיזוג יסודות מסוימים עם בורקס.

לעתים קרובות הרבה יותר, הניתוח מתבצע "בדרך רטובה", שעבורו האנליט מועבר לתמיסה. ניתן לבצע תגובות עם תמיסות מבחנה, טפטוף ומיקרו-גבישי שיטות. בחצי-מיקרואנליזה של מבחנות, היא מתבצעת במבחנות בעלות קיבולת של 2-5 ס"מ 3 . כדי להפריד את המשקעים, נעשה שימוש בצנטריפוגה, והאיוד מתבצע בכוסות חרסינה או בכור היתוך. ניתוח טיפות (N.A. Tananaev, 1920) מתבצע על לוחות חרסינה או רצועות של נייר מסונן, משיג תגובות צבע על ידי הוספת טיפה אחת של תמיסת מגיב לטיפה אחת של תמיסה של חומר. ניתוח מיקרו-גבישי מבוסס על איתור רכיבים באמצעות תגובות היוצרות תרכובות בעלות צבע וצורה אופייניים של גבישים הנצפים במיקרוסקופ.

לניתוח כימי איכותי, כל סוגי התגובות הידועים משמשים: חומצה-בסיס, חיזור, משקעים, היווצרות מורכבות ואחרים.

ניתוח איכותי של פתרונות של חומרים אנאורגניים מצטמצם לזיהוי של קטיונים ואניונים. לשימוש זה כללי ו פְּרָטִי תגובות. תגובות כלליות נותנות אפקט חיצוני דומה (AC) עם יונים רבים (למשל, היווצרות משקעים של סולפטים, קרבונטים, פוספטים וכו' על ידי קטיונים), ותגובות פרטיות עם 2-5 יונים. ככל שפחות יונים נותנים AS דומה, התגובה נחשבת יותר סלקטיבית (סלקטיבית). התגובה נקראת ספֵּצִיפִי כאשר הוא מאפשר לזהות יון אחד בנוכחות כל האחרים. ספציפית, למשל, ליון האמוניום היא התגובה:

NH 4 Cl + KOH  NH 3  + KCl + H 2 O

אמוניה מזוהה על ידי ריח או על ידי צבע כחול של נייר לקמוס אדום ספוג במים והניח מעל מבחנה.

ניתן להגביר את הסלקטיביות של תגובות על ידי שינוי התנאים שלהן (pH) או על ידי יישום מיסוך. מִסוּך הוא להפחית את ריכוז היונים המפריעים בתמיסה מתחת לגבול הזיהוי שלהם, למשל, על ידי קשירתם לקומפלקסים חסרי צבע.

אם הרכב הפתרון המנותח הוא פשוט, הוא מנותח לאחר מיסוך חֶלקִי דֶרֶך. זה מורכב מזיהוי של יון אחד בכל רצף בנוכחות כל האחרים בעזרת תגובות ספציפיות שמתבצעות בחלקים נפרדים של התמיסה המנותחת. מכיוון שיש מעט תגובות ספציפיות, כאשר מנתחים תערובת יונית מורכבת, משתמשים שִׁיטָתִי דֶרֶך. שיטה זו מבוססת על הפרדת תערובת לקבוצות של יונים בעלות תכונות כימיות דומות על ידי המרתם למשקעים באמצעות ריאגנטים קבוצתיים, והריאגנטים הקבוצתיים פועלים על אותו חלק של התמיסה המנותחת לפי מערכת מסוימת, ברצף מוגדר בהחלט. משקעים מופרדים זה מזה (למשל בצנטריפוגה), ואז מומסים בצורה מסוימת ומתקבלת סדרה של תמיסות, המאפשרת לזהות יון בודד בכל אחד על ידי תגובה ספציפית אליו.

ישנן מספר שיטות ניתוח שיטתיות, הנקראות על שם הריאגנטים הקבוצתיים שבהם נעשה שימוש: מימן גופרתי, חומצה-בסיס, אמוניה-פוספט ואחרים. שיטת המימן הגופרית הקלאסית מבוססת על הפרדת קטיונים ל-5 קבוצות על ידי השגת הסולפידים או תרכובות הגופרית שלהם כאשר הם נחשפים ל-H 2 S, (NH 4) 2 S, NaS בתנאים שונים.

בשימוש נרחב יותר, נגיש ובטוח יותר היא שיטת חומצה-בסיס, שבה מחולקים קטיונים ל-6 קבוצות (טבלה 1.3.1). מספר הקבוצה מציין את רצף החשיפה למגיב.

טבלה 1.3.1

סיווג קטיונים לפי שיטת חומצה-בסיס

מספר קבוצה		ריאגנט קבוצתי	מסיסות של תרכובות
	Ag + , Pb 2+ , Hg 2 2+		כלורידים אינם מסיסים במים
	Ca2+, Sr2+, Ba2+		סולפטים אינם מסיסים במים
	Zn 2+ , Al 3+ , Cr 3+ , Sn 2+ , Si 4+ ,​As		הידרוקסידים הם אמפוטריים, מסיסים בעודף אלקלי
	Mg 2+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Bi 3+ , Sb 3+ , Sb 5+		הידרוקסידים אינם מסיסים בעודף NaOH או NH 3
מספר קבוצה		ריאגנט קבוצתי	מסיסות של תרכובות
	Co 2+ , Ni 2+ , Cu 2+ , Cd 2+ , Hg 2+		הידרוקסידים מתמוססים בעודף NH 3 עם היווצרות תרכובות מורכבות
	Na + , K + , NH 4 +		כלורידים, סולפטים, הידרוקסידים מסיסים במים

אניונים בניתוח בעצם אינם מפריעים זה לזה, לכן, ריאגנטים קבוצתיים משמשים לא להפרדה, אלא כדי לבדוק נוכחות או היעדרות של קבוצה מסוימת של אניונים. אין סיווג עקבי של אניונים לקבוצות.

בצורה הפשוטה ביותר, ניתן לחלק אותם לשתי קבוצות ביחס ליון Ba 2+:

א) מתן תרכובות מסיסות מאוד במים: Cl - , Br - , I - , CN - , SCN - , S 2- , NO 2 2- , NO 3 3- , MnO 4- , CH 3 COO - , ClO 4 - , ClO 3 - , ClO - ;

ב) מתן תרכובות שאינן מסיסות במים: F -, CO 3 2-, CsO 4 2-, SO 3 2-, S 2 O 3 2-, SO 4 2-, S 2 O 8 2-, SiO 3 2- , CrO 4 2-, PO 4 3-, AsO 4 3-, AsO 3 3-.

ניתוח כימי איכותי של חומרים אורגניים מחולק ל יסודי , פוּנקצִיוֹנָלִי , מִבנִי ו מולקולרית .

הניתוח מתחיל בבדיקות מקדימות של חומר אורגני. למוצקים, למדוד t נמס. , לנוזל - t kip או , מקדם השבירה. המסה הטוחנית נקבעת על ידי הורדת t קפוא או הגדלת t bale, כלומר בשיטות קריוסקופיות או ebullioscopic. מאפיין חשוב הוא מסיסות, שעל בסיסה קיימות תוכניות סיווג לחומרים אורגניים. לדוגמה, אם חומר אינו מתמוסס ב-H 2 O, אלא מתמוסס בתמיסת 5% NaOH או NaHCO 3, אז הוא שייך לקבוצת חומרים הכוללת חומצות אורגניות חזקות, חומצות קרבוקסיליות עם יותר משישה אטומי פחמן, פנולים. עם תחליפים בעמדות אורתו ופרא, -דיקטונים.

טבלה 1.3.2

תגובות לזיהוי תרכובות אורגניות

סוג חיבור	קבוצה פונקציונלית המעורבת בתגובה
אלדהיד		א) 2,4 - דיניטרופניל הידרוזיד ב) הידרוקסילאמין הידרוכלוריד ג) נתרן מימן גופרתי
		א) חומצה חנקתית ב) בנזן סולפוניל כלוריד
פחמימנים ארומטיים		אזוקסיבנזן ואלומיניום כלוריד
		ראה אלדהיד
פחמימנים בלתי רווים	C \u003d C - - C ≡ C -	א) פתרון KMnO 4 ב) פתרון Br 2 ב- CCL 4
תרכובת ניטרו		א) Fe (OH) 2 (מלח מוהר + KOH) ב) אבק אבץ + NH 4 Cl ג) תמיסה של 20% NaOH
		א) (NH 4) 2 ב) תמיסת ZnCl 2 בHCl. ג) חומצה יודית
		א) FeCl 3 בפירידין ב) מי ברום
אתר פשוט		א) חומצה הידרו-יודית ב) מי ברום
מתחם אתר		א) תמיסה של NaOH (או KOH) ב) הידרוקסילאמין הידרוכלוריד

ניתוח יסודות מגלה יסודות הכלולים במולקולות של חומרים אורגניים (C, H, O, N, S, P, Cl וכו'). ברוב המקרים החומר האורגני מתפרק, תוצרי הפירוק מומסים והיסודות בתמיסה שנוצרת נקבעים כמו בחומרים אנאורגניים. לדוגמה, כאשר מתגלה חנקן, הדגימה מתמזגת עם מתכת אשלגן ליצירת KCN, אשר מטופלת ב- FeSO 4 ומומרת ל- K 4 . על ידי הוספת לאחרון תמיסה של יוני Fe 3+, מתקבלת Fe 4 3 כחול פרוסי - (AC לנוכחות N).

ניתוח פונקציונלי קובע את סוג הקבוצה הפונקציונלית. לדוגמה, תגובה עם (NH 4) 2 יכולה לזהות אלכוהול, ועם תמיסת KMnO 4 ניתן להבחין בין אלכוהול ראשוני, משני ושלישוני. KMnO 4 ראשוני מתחמצן לאלדהידים, משנה צבע, מתחמצן משני לקטונים, יוצר MnO 2, ואינו מגיב עם שלישונים (טבלה 1.3.2).

ניתוח מבני קובע את הנוסחה המבנית של חומר אורגני או מרכיבים מבניים בודדים שלו (קשרים כפולים ומשולשים, מחזורים וכן הלאה).

ניתוח מולקולרי מבסס את החומר כולו. לדוגמה, ניתן לזהות פנול על ידי תגובה עם FeCl 3 בפירידין. לעתים קרובות יותר, ניתוח מולקולרי מצטמצם לביסוס ההרכב המלא של תרכובת על בסיס נתונים על ההרכב היסודי, הפונקציונלי והמבני של החומר. כיום, ניתוח מולקולרי מתבצע בעיקר בשיטות אינסטרומנטליות.

בעת חישוב תוצאות הניתוח, יש צורך לבצע את החישובים בזהירות רבה. שגיאה מתמטית שנעשתה בערכים מספריים כמוה לטעות בניתוח.

ערכים מספריים מחולקים למדויקים ומשוערים. מדויק, למשל, יכול לכלול את מספר הניתוחים שבוצעו, המספר הסידורי של האלמנט בטבלה המחזורית, משוער - הערכים הנמדדים של מסה או נפח.

ספרות משמעותיות של מספר משוער הן כל הספרות שלו, למעט אפסים משמאל לנקודה העשרונית ואפסים מימין לאחר הנקודה העשרונית. אפסים באמצע מספר הם משמעותיים. לדוגמה, במספר 427.205 - 6 ספרות משמעותיות; 0.00365 - 3 דמויות משמעותיות; 244.00 - 3 דמויות משמעותיות.

הדיוק של החישובים נקבע על ידי GOST, OST או TU לניתוח. אם טעות החישוב לא צוינה מראש, יש לזכור זאת שהריכוז מחושב עד המספר המשמעותי ה-4 אחרי הנקודה העשרונית, המסה - עד הנקודה העשרונית ה-4 אחרי הנקודה העשרונית, שבר המסה (אחוז) - עד מאיות.

כל תוצאה של הניתוח לא יכולה להיות מדויקת יותר ממה שמאפשרים מכשירי המדידה (לכן, במסה המבוטאת בגרמים, לא יכול להיות יותר מ-4-5 מקומות עשרוניים, כלומר יותר מהדיוק של המאזן האנליטי 10 -4 -10 - 5 גרם).

מספרים נוספים מעוגלים לפי הכללים הבאים.

1. הספרה האחרונה, אם היא  4, נמחקת, אם  5, הוסף אחת לקודמת, אם היא 5, ויש מספר זוגי לפניה, ואז הוסף אחד לקודם, ואם אי זוגי, אז תחסיר (לדוגמה, 12.465  12, 46; 12.475  12.48).

2. בסכומים ובהפרשים של מספרים משוערים, מקומות עשרוניים רבים נשמרים כפי שהיו במספר בעל המספר הקטן ביותר מהם, וכאשר מחלקים ומכפילים, ככל הנדרש עבור מידה נתונה (לדוגמה, כאשר חישוב המסה באמצעות הנוסחה

למרות ש-V נמדד במאות, יש לחשב את התוצאה ל-10 -4 -10 -5 גרם).

3. כאשר מעלים לחזקה, כתוצאה מכך, קח כמה ספרות משמעותיות כמו שהיו במספר המועלה לחזקה.

4. בתוצאות ביניים קחו ספרה עשרונית אחת יותר מאשר לפי כללי העיגול, וכדי להעריך את סדר החישובים יש לעגל את כל המספרים לספרה הראשונה.

עיבוד מתמטי של תוצאות ניתוח

בכל אחד משלבי הניתוח הכמותי המפורטים, ניתן לעשות טעויות וככלל מותרות טעויות, לכן, ככל שיש לניתוח פחות שלבים, כך התוצאות שלו מדויקות יותר.

שְׁגִיאָה מדידה מתייחסת לסטייה של תוצאת המדידה איקס i מהערך האמיתי של הכמות הנמדדת .

הֶבדֵל х i -  =∆х iשקוראים לו טעות מוחלטת , ויחס (∆х i /)100%שקוראים לו טעות יחסית .

הטעויות של תוצאות הניתוח הכמותי מחולקות ל גס (החמצות), שיטתי ואקראי . על בסיסם, מוערכת איכות תוצאות הניתוח שהתקבלו. פרמטרי איכות הם שלהם ימין, דיוק, שחזור ואמינות.

תוצאת הניתוח נחשבת ימין , אם אין לו שגיאה גסה ושיטתית, ואם, בנוסף, השגיאה האקראית ממוזערת, אז מְדוּיָק, תואם את האמת. כדי לקבל תוצאות מדידה מדויקות, קביעות כמותיות חוזרות על עצמן מספר פעמים (בדרך כלל מוזרות).

טעויות גסות (פספוסים) הם אלו שמובילים להבדל חד בתוצאה של מדידה חוזרת מהשאר. הסיבות להחמצות הן טעויות תפעוליות גסות של האנליטיקאי (לדוגמה, אובדן חלק מהמשקעים במהלך סינונו או שקילתו, חישוב שגוי או רישום התוצאה). החמצות מזוהות בין סדרה של מדידות חוזרות, בדרך כלל באמצעות קריטריוני Q. כדי לחשב אותו, התוצאות מסודרות בשורה בסדר עולה: x 1, x 2, x 3,…x n-1, x n. מפוקפק היא בדרך כלל התוצאה הראשונה או האחרונה בשורה זו.

קריטריון ה-Q מחושב כיחס בין הערך המוחלט של ההפרש בין התוצאה המפוקפקת לזו הקרובה אליה בסדרה להפרש בין האחרונה והראשונה בסדרה. הֶבדֵל x n- x 1שקוראים לו מגוון וריאציות.

לדוגמה, אם התוצאה האחרונה בשורה מוטלת בספק, אז

כדי לזהות החמצה, ה-Q שחושב עבורו מושווה לערך הקריטי הטבלאי Q שולחןניתן בספרי עיון אנליטיים. אם ש  ש שולחן, אז התוצאה המפוקפקת נשללת מהשיקול, בהתחשב בהחמצה. יש לזהות ולתקן טעויות.

שגיאות שיטתיות הן כאלה שמובילות לסטייה של תוצאות מדידות חוזרות באותו ערך חיובי או שלילי מהערך האמיתי. הם יכולים להיגרם על ידי כיול שגוי של מכשירי מדידה ומכשירי מדידה, זיהומים בריאגנטים שבהם נעשה שימוש, פעולות שגויות (לדוגמה, בחירת מחוון) או המאפיינים האישיים של האנליטיקאי (לדוגמה, ראייה). טעויות שיטתיות אפשר וצריך לבטל. לשימוש זה:

1) השגת תוצאות ניתוח כמותי במספר שיטות שונות באופיים;

2) פיתוח מתודולוגיית הניתוח על דגימות סטנדרטיות, כלומר. חומרים, התוכן של אנליטים, שבו ידוע בדיוק רב;

3) שיטת התוספות (שיטת "הציג-נמצא").

שגיאות אקראיות - אלו הם אלו שמובילים לסטיות לא משמעותיות של תוצאות מדידות חוזרות מהערך האמיתי מסיבות שלא ניתן לברר ולהביא בחשבון את התרחשותן (למשל, תנודות מתח ברשת החשמל, מצב רוחו של האנליטיקאי וכו'). שגיאות אקראיות גורמות לפיזור בתוצאות של קביעות חוזרות המבוצעות בתנאים זהים. פיזור קובע יכולת שחזור תוצאות, כלומר. השגת תוצאות זהות או דומות עם קביעות חוזרות ונשנות. המאפיין הכמותי של יכולת השחזור הוא סטיית תקן S, שנמצא בשיטות של סטטיסטיקה מתמטית. למספר קטן של מדידות (מדגם קטן) עם נ=1-10

מקצוע בחירה לקרוא לקבוצת התוצאות של מדידות חוזרות. התוצאות עצמן נקראות אפשרויות דגימה . מכלול התוצאות של מספר רב לאין שיעור של מדידות (בטיטרציה n30) נקרא המדגם הכללי , וסטיית התקן המחושבת ממנו מסומנת ב- . סטיית התקן S() מראה באיזה ערך ממוצע התוצאות של n מדידות חורגות מהתוצאה הממוצעת x או true.

משרד החינוך והמדע של הפדרציה הרוסית

אוניברסיטת רוסטוב מדינת בנייה

אושר בישיבה

המחלקה לכימיה

הוראות מתודולוגיות

לעבודת מעבדה

"ניתוח איכותי של תרכובות אורגניות"

רוסטוב-על-דון, 2004

UDC 543.257(07)

הנחיות לעבודת המעבדה "ניתוח איכותי של תרכובות אורגניות". – Rostov נ/א: Rost. מדינה בונה. un-t, 2004. - 8 עמ'.

ההוראות מספקות מידע על תכונות הניתוח של תרכובות אורגניות, שיטות לזיהוי פחמן, מימן, חנקן, גופרית והלוגנים.

הנחיות מתודיות מיועדות לעבודה עם תלמידי ההתמחות 1207 צורות חינוך במשרה מלאה וחלקית.

הידור: א.ס. יאגוביאן

עורך נ.ע. גלדקיך

Templan 2004, pos.175

נחתם לפרסום ב-20 במאי 2004. פורמט 60x84/16

נייר כתיבה. ריזוגרף. Uch.- ed. ל. 0.5. תפוצה 50 עותקים. הזמנה 163.

__________________________________________________________________

מרכז עריכה והוצאה לאור

אוניברסיטת רוסטוב לבנייה ממלכתית.

344022, רוסטוב-על-דון, st. סוציאליסט, 162

 מדינת רוסטוב

אוניברסיטת בניין, 2004

אמצעי זהירות בעת עבודה במעבדה לכימיה אורגנית

1. לפני תחילת העבודה, יש צורך להכיר את תכונות החומרים המשמשים והמתקבלים, כדי להבין את כל פעולות הניסוי.

2. ניתן להתחיל בעבודה רק באישור המורה.

3. בעת חימום נוזלים או מוצקים, אל תכוון את פתח כלי הבישול לעצמך או לשכניך; אל תסתכל לתוך כלי הבישול מלמעלה, שכן תאונה עלולה להתרחש במקרה של פליטה אפשרית של החומר המחומם.

4. טפל בחומצות מרוכזות ומבעיטות במנדף.

5. הוסיפו בזהירות חומצות ואלקליות מרוכזות לתוך המבחנה, שימו לב לא לשפוך אותם על הידיים, הבגדים, השולחן. אם חומצה או אלקליות נכנסות לעור או בגדיך, שטפו אותם במהירות עם הרבה מים ופנו למורה שלכם לעזרה.

6. אם חומר אורגני מאכל בא במגע עם העור, הרי שטיפה במים היא ברוב המקרים חסרת תועלת. לשטוף עם ממס מתאים (אלכוהול, אצטון). יש למרוח את הממס במהירות האפשרית ובכמויות גדולות.

7. אין לשפוך את עודף הריאגנט שנלקח ואל לשפוך אותו בחזרה לבקבוק ממנו נלקח.

ניתוח איכותי מאפשר לך לקבוע אילו אלמנטים הם חלק מהחומר הנבדק. תרכובות אורגניות מכילות תמיד פחמן ומימן. תרכובות אורגניות רבות מכילות חמצן וחנקן בהרכבן, הלידים, גופרית וזרחן שכיחים מעט פחות. היסודות הרשומים יוצרים קבוצה של יסודות - אורגנוגנים, המצויים לרוב במולקולות של חומרים אורגניים. עם זאת, תרכובות אורגניות יכולות להכיל כמעט כל יסוד במערכת המחזורית. כך, למשל, בלציטין ופוספטידים (מרכיבים של גרעין התא ורקמות העצבים) - זרחן; בהמוגלובין - ברזל; בכלורופיל - מגנזיום; בדם הכחול של כמה רכיכות - נחושת קשורה מורכבת.

ניתוח יסודות איכותי מורכב בקביעה איכותית של היסודות המרכיבים תרכובת אורגנית. לשם כך, התרכובת האורגנית מושמדת תחילה, ואז היסודות הנקבעים מומרים לתרכובות אנאורגניות פשוטות, אותן ניתן לחקור בשיטות אנליטיות ידועות.

היסודות המרכיבים תרכובות אורגניות, במהלך ניתוח איכותי, ככלל, עוברים את התמורות הבאות:

עם CO 2; H H 2 O; N - NH 3; CI - CI -; S SO 4 2-; R RO 4 2-.

הבדיקה הראשונה של מחקר של חומר לא ידוע כדי לבדוק אם הוא שייך למחלקת החומרים האורגניים היא הסתיידות. יחד עם זאת, הרבה מאוד חומרים אורגניים משחירים, נחרכים ובכך חושפים את הפחמן שהוא חלק מהם. לעתים נצפית חריכה בפעולה של חומרים מסירי מים (למשל חומצה גופרתית מרוכזת וכו'). חריכה כזו בולטת במיוחד בחימום. הלהבה המעושנת של נרות, מבערים הם דוגמאות לפחממות של תרכובות אורגניות, המוכיחות את נוכחותו של פחמן.

עם כל הפשטות שלה, בדיקת החריכה היא רק טכניקת עזר, אינדיקטיבית ויש לה יישום מוגבל: מספר חומרים לא ניתנים לחריכה בדרך הרגילה. חומרים מסוימים, למשל, אלכוהול ואתר, אפילו עם חימום חלש מתאדים לפני שהם מספיקים להיחרך; אחרים, כגון אוריאה, נפתלין, פתאל אנהידריד, סובלימציה לפני החריכה.

דרך אוניברסלית לגלות פחמן בכל תרכובת אורגנית, לא רק במוצק, אלא גם במצבי צבירה נוזליים וגזיים, היא בעירה של חומר עם תחמוצת נחושת (P). במקרה זה, פחמן מתחמצן עם היווצרות של פחמן דו חמצני CO 2, אשר מזוהה על ידי עכירות של סיד או מי באריט.

רוב התרופות המשמשות בפרקטיקה הרפואית הן חומרים אורגניים.

כדי לאשר שתרופה שייכת לקבוצה כימית מסוימת, יש צורך להשתמש בתגובות זיהוי שאמורות לזהות נוכחות של קבוצה פונקציונלית מסוימת במולקולה שלה (לדוגמה, אלכוהול או הידרוקסיל פנולי, קבוצה ארומטית או אליפטית ראשונית וכו' .). ניתוח כזה נקרא ניתוח קבוצתי פונקציונלי.

ניתוח לפי קבוצות פונקציונליות מבוסס על הידע שרכשו התלמידים בלימודי כימיה אורגנית ואנליטית.

מֵידָע

קבוצות פונקציונליות - אלו הן קבוצות של אטומים בעלי תגובתיות גבוהה ומקיימים אינטראקציה בקלות עם ריאגנטים שונים עם השפעה אנליטית ספציפית בולטת (שינוי צבע, ריח, גז או משקעים וכו').

זיהוי תכשירים לפי שברים מבניים אפשרי גם כן.

שבר מבני - זהו החלק של מולקולת התרופה שמקיים אינטראקציה עם המגיב עם השפעה אנליטית בולטת (לדוגמה, אניונים של חומצות אורגניות, קשרים מרובים וכו').

קבוצות פונקציונליות

ניתן לחלק קבוצות פונקציונליות למספר סוגים:

2.2.1. מכיל חמצן:

א) קבוצת הידרוקסיל (אלכוהול והידרוקסיל פנולי):

ב) קבוצת אלדהיד:

ג) קבוצת קטו:

ד) קבוצת קרבוקסיל:

ה) קבוצת אסטר:

ו) קבוצת אתר פשוטה:

2.2.2. מכיל חנקן:

א) קבוצות אמינו ארומטיות ואליפטיות ראשוניות:

ב) קבוצת אמינו משנית:

ג) קבוצת אמינו שלישונית:

ד) קבוצת אמיד:

ה) קבוצת ניטרו:

2.2.3. גופרית המכילה:

א) קבוצת תיול:

ב) קבוצת סולפאמיד:

2.2.4. הלוגן המכיל:

2.3. שברים מבניים:

א) קשר כפול:

ב) רדיקל פניל:

2.4. אניונים של חומצות אורגניות:

א) יון אצטט:

ב) יון טרטרט:

ג) יון ציטראט:

ד) יון בנזואט:

מדריך מתודולוגי זה מספק את היסודות התיאורטיים לניתוח איכותי של אלמנטים מבניים וקבוצות פונקציונליות של שיטות הניתוח הנפוצות ביותר של חומרים רפואיים בפועל.

2.5. זיהוי של HYDROXYL אלכוהולי

תרופות המכילות אלכוהול הידרוקסיל:

א) אתיל אלכוהול

ב) מתיל טסטוסטרון

ג) מנטול

2.5.1. תגובה להיווצרות אסטרים

אלכוהול בנוכחות חומצה גופרתית מרוכזת יוצרים אסטרים עם חומצות אורגניות. לאתרים במשקל מולקולרי נמוך יש ריח אופייני, לאתרים בעלי משקל מולקולרי גבוה יש נקודת התכה מסוימת:

אלכוהול אתיל אצטט

אתיל (ריח אופייני)

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.5 מ"ל חומצה אצטית, 1 מ"ל חומצה גופרתית מרוכזת מוסיפים ל-2 מ"ל אלכוהול אתילי 95% ומחממים לרתיחה - מורגש ריח אופייני של אתיל אצטט.

2.5.2. תגובות חמצון

אלכוהול מתחמצן לאלדהידים על ידי הוספת חומרי חמצון (אשלגן דיכרומט, יוד).

משוואת תגובה כוללת:

יודופורם

(משקעים צהובים)

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.5 מ"ל אלכוהול אתילי 95% מעורבב עם 5 מ"ל תמיסת נתרן הידרוקסיד, מוסיפים 2 מ"ל תמיסת יוד 0.1 M - משקע צהוב של יודופורם משקע בהדרגה, שגם לו יש ריח אופייני.

2.5.3. תגובות ליצירת תרכובות צ'לט (אלכוהולים רב-הידריים)

אלכוהולים רב-הידריים (גליצרול וכו') יוצרים תרכובות צ'לט כחולות עם תמיסה של גופרת נחושת ובמדיום אלקליין:

כחול גליצרין כחול עז

פתרון צבע משקעים

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 1-2 מ"ל של תמיסת נתרן הידרוקסיד מתווספים ל-5 מ"ל תמיסת נחושת סולפט עד שנוצר משקעים של הידרוקסיד נחושת (II). לאחר מכן מוסיפים תמיסה של גליצרין עד שהמשקע נמס. הפתרון הופך לכחול עז.

2.6 זיהוי של HYDROXYL פנולי

מוצרים רפואיים המכילים הידרוקסיל פנולי:

א) פנול ב) רסורצינול

ג) סינסטרול

ד) חומצה סליצילית ה) אקמול

2.6.1. תגובה עם ברזל (III) כלוריד

פנולים במדיום ניטרלי בתמיסות מימיות או אלכוהוליות יוצרים מלחים עם ברזל (III) כלוריד, צבעוני כחול-סגול (מונטומי), כחול (resorcinol), ירוק (פירוקאטכול) ואדום (פלורוגלוצינול). זה נובע מהיווצרות קטיונים C 6 H 5 OFe 2+, C 6 H 4 O 2 Fe + וכו'.

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה:ל-1 מ"ל של תמיסה מימית או אלכוהולית של החומר הנבדק (פנול 0.1:10, resorcinol 0.1:10, סודיום סליצילאט 0.01:10) מוסיפים 1 עד 5 טיפות של תמיסת ברזל (III) כלוריד. צבע אופייני הוא ציין.

2.6.2. תגובות חמצון (בדיקת אינדופנול)

א) תגובה עם כלורמין

כאשר פנולים מקיימים אינטראקציה עם כלורמין ואמוניה, נוצר אינדופנול שצבעו בצבעים שונים: כחול-ירוק (פנול), חום-צהוב (resorcinol) וכו'.

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.05 גרם מהחומר הנבדק (פנול, resorcinol) מומס ב-0.5 מ"ל תמיסת כלורמין, מוסיפים 0.5 מ"ל תמיסת אמוניה. התערובת מחוממת באמבט מים רותחים. נצפה מכתים.

ב) הניטרוסוראקציה של ליברמן

המוצר הצבעוני (אדום, ירוק, אדום-חום) נוצר על ידי פנולים, שבהם יָשָׁר- ו זוג-להוראות אין תחליפים.

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה:גרגר של חומר (פנול, resorcinol, תימול, חומצה סליצילית) מונח בכוס חרסינה ומרטיב ב-2-3 טיפות של תמיסה 1% של נתרן ניטריט בחומצה גופרתית מרוכזת. צביעה הוא ציין, אשר משתנה עם תוספת של נתרן הידרוקסיד.

ב) תגובות החלפה (עם מי ברום וחומצה חנקתית)

התגובות מבוססות על יכולתם של פנולים להיות ברום וחנקה עקב החלפת אטום מימן נייד ב יָשָׁר- ו זוג-הפרשות. נגזרות הברום משקעות כמשקע לבן, בעוד שנגזרות הניטרו צהובות.

משקע לבן של resorcinol

מכתים צהובים

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה:מי ברום מוסיפים טיפה ל-1 מ"ל של תמיסה של חומר (פנול, resorcinol, תימול). נוצר משקע לבן. כאשר מוסיפים 1-2 מ"ל של חומצה חנקתית מדוללת, מופיע בהדרגה צבע צהוב.

2.7. זיהוי קבוצת אלדהיד

חומרים רפואיים המכילים קבוצת אלדהידים

א) פורמלדהיד ב) גלוקוז

2.7.1. תגובות חיזור

אלדהידים מתחמצנים בקלות לחומצות ולמלחים שלהן (אם התגובות מתרחשות במדיום אלקליין). אם משתמשים במלחים מורכבים של מתכות כבדות (Ag, Cu, Hg) כחומרי חמצון, אז כתוצאה מהתגובה, משקעים של מתכת (כסף, כספית) או תחמוצת מתכת (תחמוצת נחושת (I)).

א) תגובה עם תמיסת אמוניה של חנקתי כסף

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 10-12 טיפות של תמיסת אמוניה ו-2-3 טיפות של תמיסת חומר (פורמלדהיד, גלוקוז) מתווספות ל-2 מ"ל תמיסת חנקתי כסף, מחוממת באמבט מים בטמפרטורה של 50-60 מעלות צלזיוס. כסף מתכתי משתחרר בצורה של מראה או משקעים אפורים.

ב) תגובה עם הריאגנט של פהלינג

משקעים אדומים

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 2 מ"ל מגיב של Fehling מתווספים ל-1 מ"ל של תמיסת אלדהיד (פורמלדהיד, גלוקוז) המכילה 0.01-0.02 גרם של החומר, מחומם לרתיחה, משקע אדום לבנים של משקעי תחמוצת נחושת.

2.8. זיהוי קבוצת ESTER

חומרים רפואיים המכילים קבוצת אסטרים:

א) חומצה אצטילסליצילית ב) נובוקאין

ג) אנסטזין ד) קורטיזון אצטט

2.8.1. תגובות של הידרוליזה חומצית או אלקליין

חומרים רפואיים המכילים קבוצת אסטר במבנה שלהם נתונים להידרוליזה חומצית או אלקלית, ולאחר מכן זיהוי של חומצות (או מלחים) ואלכוהול:

חומצה אצטילסליצילית

חומצה אצטית

חומצה סליצילית

(משקע לבן)

מכתים סגול

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 5 מ"ל של תמיסת נתרן הידרוקסיד מתווספים ל-0.01 גרם חומצה סליצילית ומחממים לרתיחה. לאחר הקירור מוסיפים חומצה גופרתית לתמיסה עד להיווצרות משקעים. לאחר מכן מוסיפים 2-3 טיפות של תמיסה של כלוריד ברזל, מופיע צבע סגול.

2.8.2. בדיקת הידרוקסאם.

התגובה מבוססת על הידרוליזה של אסטר אלקליין. במהלך הידרוליזה במדיום אלקליין בנוכחות הידרוקסילמין הידרוכלוריד, נוצרות חומצות הידרוקסמיות, אשר עם מלחי ברזל (III) נותנות הידרוקסמטים של ברזל אדום או אדום-סגול. הידרוקסמטים של נחושת(II) הם משקעים ירוקים.

הידרוקסילמין הידרוכלוריד

חומצה הידרוקסמית

ברזל(III) הידרוקסמט

anestezin hydroxylamine hydroxamic acid

ברזל(III) הידרוקסמט

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.02 גרם מהחומר (חומצה אצטילסליצילית, נובוקאין, אנסטזין וכו') מומסים ב-3 מ"ל אלכוהול אתילי 95%, מוסיפים 1 מ"ל של תמיסה בסיסית של הידרוקסילאמין, מנערים ומחממים באמבט מים רותחים למשך 5 דקות. לאחר מכן הוסף 2 מ"ל של חומצה הידרוכלורית מדוללת, 0.5 מ"ל של תמיסת 10% של ברזל (III) כלוריד. מופיע צבע אדום או אדום-סגול.

2.9. זיהוי לקטון

חומרים רפואיים המכילים קבוצת לקטונים:

א) פילוקרפין הידרוכלוריד

קבוצת הלקטונים היא אסטר פנימי. ניתן לקבוע את קבוצת הלקטונים באמצעות בדיקת הידרוקסם.

2.10. זיהוי קבוצת KETO

חומרים רפואיים המכילים קבוצת קטו:

א) קמפור ב) קורטיזון אצטט

קטונים מגיבים פחות מאלדהידים בגלל היעדר אטום מימן נייד, ולכן החמצון מתרחש בתנאים קשים. קטונים מתעבים בקלות עם הידרוקסילמין הידרוכלוריד והידרזינים. נוצרים אוקסימים או הידרזונים (משקעים או תרכובות צבעוניות).

קמפור אוקסימה (משקע לבן)

phenylhydrazine sulfate phenylhydrazone

(צבע צהוב)

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.1 גרם מהחומר הרפואי (קמפור, ברומקמפור, טסטוסטרון) מומס ב-3 מ"ל של אלכוהול אתילי 95%, 1 מ"ל של תמיסה של פנילהידראזין סולפט או פתרון בסיסי של הידרוקסילאמין. נצפתה הופעת משקעים או תמיסה צבעונית.

2.11. זיהוי קבוצת הקרבוקסי

חומרים רפואיים המכילים קבוצת קרבוקסיל:

א) חומצה בנזואית ב) חומצה סליצילית

ג) חומצה ניקוטינית

קבוצת הקרבוקסיל מגיבה בקלות בגלל אטום המימן הנייד. יש בעיקרון שני סוגים של תגובות:

א) היווצרות אסטרים עם אלכוהול(ראה סעיף 5.1.5);

ב) היווצרות מלחים מורכבים על ידי יוני מתכות כבדות

(Fe, Ag, Cu, Co, Hg וכו'). זה יוצר:

מלחי כסף, לבן

מלחי כספית אפורה

מלחי ברזל (III) צבע ורדרד-צהוב,

מלחי נחושת (II) כחול או כחול,

מלחי קובלט לילך או ורוד.

להלן התגובה עם נחושת (II) אצטט:

משקע כחול של חומצה ניקוטינית

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה:ל-5 מ"ל של תמיסה חמה של חומצה ניקוטינית (1:100), מוסיפים 1 מ"ל של תמיסה של אצטט או גופרת נחושת, נוצר משקע כחול.

2.12. זיהוי של קבוצת ETHER פשוטה

חומרים רפואיים המכילים קבוצת אתר פשוטה:

א) דיפנהידרמין ב) אתר דיאתיל

לאתרים יש את היכולת ליצור מלחי אוקסוניום עם חומצה גופרתית מרוכזת, שצבעם כתום.

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה:מורחים 3-4 טיפות חומצה גופרתית מרוכזת על זכוכית שעון או כוס חרסינה ומוסיפים 0.05 גרם של חומר תרופתי (דיפנהידרמין וכו'). מופיע צבע צהוב-כתום, הופך בהדרגה לאדום לבנים. כאשר מוסיפים מים, הצבע נעלם.

עבור דיאתיל אתר, התגובה עם חומצה גופרתית לא תתבצע עקב היווצרות של חומרים נפיצים.

2.13. זיהוי של ארומטי ראשוני

קבוצות אמינו

חומרים רפואיים המכילים קבוצת אמינו ארומטית ראשונית:

א) אנסטזין

ב) נובוקאין

אמינים ארומטיים הם בסיסים חלשים, מכיוון שזוג האלקטרונים הבודד של חנקן מוסט לכיוון גרעין הבנזן. כתוצאה מכך, היכולת של אטום החנקן לחבר פרוטון פוחתת.

2.13.1. תגובה להיווצרות צבע אזו

התגובה מבוססת על היכולת של קבוצת האמינו הארומטית הראשונית ליצור מלחי דיאזוניום במדיום חומצי. כאשר מוסיפים מלח דיאזוניום לתמיסה בסיסית של β-naphthol, מופיע צבע אדום-כתום, אדום או ארגמן (צבע אזו). תגובה זו ניתנת על ידי חומרי הרדמה מקומיים, סולפאמידים וכו'.

מלח דיאזוניום

צבע אזו

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.05 גרם של חומר (מרדים, נובוקאין, סטרפטוסיד וכו') מומס ב-1 מ"ל חומצה הידרוכלורית מדוללת, מקורר בקרח, מוסיפים 2 מ"ל תמיסת נתרן ניטריט 1%. התמיסה שהתקבלה מתווספת ל-1 מ"ל של תמיסה בסיסית של β-naphthol המכילה 0.5 גרם נתרן אצטט.

מופיע צבע אדום-כתום, אדום או ארגמן או משקעים כתומים.

2.13.2. תגובות חמצון

אמינים ארומטיים ראשוניים מתחמצנים בקלות אפילו על ידי חמצן אטמוספרי, ויוצרים תוצרי חמצון צבעוניים. אקונומיקה, כלורמין, מי חמצן, ברזל (III) כלוריד, אשלגן דיכרומט וכו' משמשים גם כחומרי חמצון.

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.05-0.1 גרם של חומר (אלחוש, נובוקאין, סטרפטוסיד וכו') מומס ב-1 מ"ל של נתרן הידרוקסיד. לתמיסה שהתקבלה מוסיפים 6-8 טיפות כלורמין ו-6 טיפות של תמיסה 1% פנול. כאשר הוא מחומם באמבט מים רותחים, מופיע צבע (כחול, כחול-ירוק, צהוב-ירוק, צהוב, צהוב-כתום).

2.13.3. בדיקת לגנין

זהו סוג של תגובת עיבוי של קבוצת אמינו ארומטית ראשונית עם אלדהידים במדיום חומצי. זה עשוי על עץ או נייר עיתון.

אלדהידים ארומטיים הכלולים בליגנין ( פ-הידרוקסי-בזאלדהיד, לילך אלדהיד, ונילין - תלוי בסוג הליגנין) מתקשרים עם אמינים ארומטיים ראשוניים. יצירת בסיסי שיף.

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה:מספר גבישים של החומר מונחים על ליגנין (נייר עיתון), 1-2 טיפות של חומצה הידרוכלורית, מדוללת. מופיע צבע כתום-צהוב.

2.14. זיהוי של האליפטי הראשי

קבוצות אמינו

חומרים רפואיים המכילים קבוצת אמינו אליפטית ראשונית:

א) חומצה גלוטמית ב) חומצה γ-Aminobutyric

2.14.1. בדיקת נינהידרין

אמינים אליפטיים ראשוניים מתחמצנים על ידי נינהידרין כאשר הם מחוממים. Ninhydrin הוא הידרט יציב של 1,2,3-trioxyhydrindane:

שתי צורות שיווי המשקל מגיבות:

הבסיס של שיף 2-amino-1,3-dioxoindane

צבע כחול-סגול

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.02 גרם מהחומר (חומצה גלוטמית, חומצה אמינוקפרואית וחומצות אמינו אחרות ואמינים אליפטיים ראשוניים) מומסים בחימום ב-1 מ"ל מים, מוסיפים ומחממים 5-6 טיפות של תמיסת נינהידרין, מופיע צבע סגול.

2.15. זיהוי קבוצת האמינים המשנית

חומרים רפואיים המכילים קבוצת אמינו משנית:

א) דיקאין ב) פיפרזין

חומרים רפואיים המכילים קבוצת אמינו משנית יוצרים משקעים של צבעים לבנים, ירקרק-חום כתוצאה מתגובה עם נתרן ניטריט במדיום חומצי:

ניטרוזאמין

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.02 גרם מהחומר הרפואי (דיקאין, פיפרזין) מומס ב-1 מ"ל מים, מוסיפים 1 מ"ל תמיסת נתרן ניטריט מעורבבת עם 3 טיפות חומצה הידרוכלורית. משקעים נושרים.

2.16. זיהוי קבוצת אמינו השלישונית

חומרים רפואיים המכילים קבוצת אמינו שלישונית:

א) נובוקאין

ב) דיפנהידרמין

לחומרים רפואיים שיש במבנה שלהם קבוצת אמינו שלישונית יש תכונות בסיסיות, וגם מפגינים תכונות מפחיתות חזקות. לכן, הם מתחמצנים בקלות ליצירת מוצרים צבעוניים. לשם כך, משתמשים בריאגנטים הבאים:

א) חומצה חנקתית מרוכזת;

ב) חומצה גופרתית מרוכזת;

ג) ריאגנט של ארדמן (תערובת של חומצות מרוכזות - גופרית וחנקתי);

ד) מגיב מנדלין (פתרון של (NH 4) 2 VO 3 בחומצה גופרתית);

ה) מגיב של Frede (פתרון של (NH 4) 2 MoO 3 בחומצה גופרתית);

ו) מגיב ברנד (תמיסת פורמלדהיד בחומצה גופרתית).

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.005 גרם של חומר (פפאברין הידרוכלוריד, רזפין וכו') מונח על צלחת פטרי בצורה של אבקה ומוסיפים 1-2 טיפות של המגיב. שימו לב למראה הצבע המתאים.

2.17. זיהוי קבוצת AMIDE.

חומרים רפואיים המכילים אמיד וקבוצת אמידים מוחלפים:

א) ניקוטינמיד ב) דיאתילמיד ניקוטיני

2.17.1. הידרוליזה אלקלית

חומרים רפואיים המכילים אמיד (ניקוטינאמיד) וקבוצת אמיד מוחלפת (פטיביזיד, פתלזול, אלקלואידים פורין, דיאטילמיד חומצה ניקוטינית), כאשר הם מחוממים במדיום אלקליין, עוברים הידרוליזה תוך יצירת אמוניה או אמינים ומלחי חומצה:

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.1 גרם מהחומר מנערים במים, מוסיפים 0.5 מ"ל של תמיסת נתרן הידרוקסיד 1 M ומחממים. יש ריח של אמוניה משוחררת או אמין.

2.18. זיהוי קבוצת הניטרו הארומטית

חומרים רפואיים המכילים קבוצת ניטרו ארומטית:

א) Levomycetin ב) Metronilazole

2.18.1. תגובות החלמה

תכשירים המכילים קבוצת ניטרו ארומטית (לבומיציטין וכו') מזוהים באמצעות תגובת ההפחתה של קבוצת הניטרו לקבוצת האמינו, ואז מתבצעת תגובת היווצרות צבע אזו:

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה:ל-0.01 גרם של levomycetin הוסף 2 מ"ל של תמיסת חומצה הידרוכלורית מדוללת ו-0.1 גרם אבק אבץ, מחממים באמבט מים רותחים למשך 2-3 דקות, מסננים לאחר הקירור. הוסף 1 מ"ל של תמיסת נתרן חנקתי 0.1 M לתסנין, ערבב היטב ויוצקים את תכולת הצינור לתוך 1 מ"ל של תמיסת β-naphthol טרי שהוכנה. מופיע צבע אדום.

2.19. זיהוי קבוצת SULFHYDRIL

חומרים רפואיים המכילים קבוצת סולהידריל:

א) ציסטאין ב) Mercazolil

חומרים רפואיים אורגניים המכילים קבוצת סולהידריל (-SH) (ציסטאין, מרקסוליל, מרקפטופוריל וכו') יוצרים משקעים עם מלחים של מתכות כבדות (Ag, Hg, Co, Cu) - מרקפטידים (צבעי אפור, לבן, ירוק וכו') . זה נובע מהנוכחות של אטום מימן נייד:

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.01 גרם מהחומר הרפואי מומס ב-1 מ"ל מים, מוסיפים 2 טיפות תמיסת כסף חנקתי, נוצר משקעים לבנה, בלתי מסיסים במים וחומצה חנקתית.

2.20. זיהוי קבוצת הסולפמיד

חומרים רפואיים המכילים קבוצת סולפא:

א) Sulfacyl sodium ב) Sulfadimethoxine

ג) Phthalazole

2.20.1. תגובה להיווצרות מלח עם מתכות כבדות

קבוצה גדולה של חומרים רפואיים שיש להם קבוצת סולפאמיד במולקולה מציגה תכונות חומציות. בסביבה בסיסית חלשה, חומרים אלה יוצרים משקעים בצבעים שונים עם מלחי ברזל (III), נחושת (II) וקובלט:

נורסולפסול

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.1 גרם נתרן סולפאציל מומס ב-3 מ"ל מים, מוסיפים 1 מ"ל תמיסת נחושת גופרתית, נוצר משקע כחלחל-ירוק, שאינו משתנה בעמידה (בניגוד לסולפנאמידים אחרים).

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.1 גרם של sulfadimesine מזועזע עם 3 מ"ל של תמיסת 0.1 M נתרן הידרוקסיד במשך 1-2 דקות ומסננים, 1 מ"ל של תמיסת נחושת גופרתית מתווסף לתסנין. נוצר משקע צהבהב-ירוק, שהופך במהירות לחום (בניגוד לסולפונאמידים אחרים).

תגובות הזיהוי של סולפנאמידים אחרות מתבצעות באופן דומה. צבע המשקע הנוצר ב-norsulfazol הוא סגול מלוכלך, ב-etazol הוא ירוק עשב והופך לשחור.

2.20.2. תגובת מינרליזציה

חומרים בעלי קבוצת סולפאמיד עוברים מינרליזציה על ידי הרתחה בחומצה חנקתית מרוכזת לחומצה גופרתית, המתגלה על ידי משקעים של משקע לבן לאחר הוספת תמיסה של בריום כלוריד:

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.1 גרם מהחומר (סולפנילאמיד) מבושל בזהירות (תחת טיוטה) במשך 5-10 דקות ב-5 מ"ל של חומצה חנקתית מרוכזת. ואז התמיסה מתקררת, מוזגת בזהירות לתוך 5 מ"ל מים, מערבבת ומתוספת תמיסה של בריום כלוריד. משקע לבן נושר.

2.21. זיהוי אניונים של חומצות אורגניות

חומרים רפואיים המכילים יון אצטט:

א) אשלגן אצטט ב) רטינול אצטט

ג) טוקופרול אצטט

ד) קורטיזון אצטט

חומרים רפואיים שהם אסטרים של אלכוהול וחומצה אצטית (רטינול אצטט, טוקופרול אצטט, קורטיזון אצטט וכו') עוברים הידרוליזה בחימום במדיום בסיסי או חומצי ליצירת אלכוהול וחומצה אצטית או נתרן אצטט:

2.21.1. תגובה להיווצרות אתיל אסטר אצטי

אצטט וחומצה אצטית מתקשרים עם אלכוהול אתילי 95% בנוכחות חומצה גופרתית מרוכזת ליצירת אתיל אצטט:

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 2 מ"ל של תמיסה אצטט מחומם עם כמות שווה של חומצה גופרתית מרוכזת ו 0.5 מ"ל של 95 5 אלכוהול אתילי, ריח של אתיל אצטט מורגש.

2.21.2.

אצטט במדיום ניטרלי מתקשר עם תמיסה של ברזל (III) כלוריד ליצירת מלח אדום מורכב.

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.2 מ"ל של תמיסה של ברזל (III) כלוריד מתווסף ל-2 מ"ל של תמיסה ניטרלית של אצטט, מופיע צבע אדום-חום, שנעלם כאשר מוסיפים חומצות מינרלים מדוללות.

חומרים רפואיים המכילים יון בנזואט:

א) חומצה בנזואית ב) בנזואט נתרן

2.21.3. התגובה של היווצרות מלח מורכב של ברזל (III)

חומרים רפואיים המכילים יון בנזואט, חומצה בנזואית יוצרים מלח מורכב עם תמיסה של ברזל (III) כלוריד:

מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה: 0.2 מ"ל של תמיסה של ברזל (III) כלוריד מתווסף ל-2 מ"ל של תמיסה ניטרלית של בנזואט, נוצר משקע צהוב-ורדרד, מסיס באתר.

חקר החומר האורגני מתחיל בבידוד וטיהורו.

1. משקעים

מִשׁקָע- הפרדה של אחת התרכובות של גז או תערובת נוזלית של חומרים למשקע, גבישי או אמורפי. השיטה מבוססת על שינוי תנאי הפתרון ניתן להפחית מאוד את השפעת הפתרון ולבודד מוצק בצורתו הטהורה במספר שיטות.

אחד מהם הוא שהתוצר הסופי (לעיתים נאמר - המטרה) הופך לתרכובת דמוית מלח (מלח פשוט או מורכב), אם רק הוא מסוגל לאינטראקציה חומצה-בסיסית או היווצרות מורכבות. כך, למשל, ניתן להמיר אמינים למלחי אמוניום מוחלפים:

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

וחומצות קרבוקסיליות, סולפוניות, פוספוניות וחומצות אחרות - במלח על ידי פעולת האלקליות המקבילות:

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

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

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

מלחים כתרכובות יוניות מתמוססים רק בממיסים קוטביים (H 2 O, ROH, RCOOH וכו') ככל שממסים כאלה נכנסים טוב יותר לאינטראקציות תורם-מקבל עם קטיוני מלח ואניונים, כך האנרגיה המשתחררת במהלך ההמסה גדולה יותר, והמסיסות גבוהה יותר. . בממיסים לא קוטביים, כגון פחמימנים, אתר נפט (בנזין קל), CHCl 3, CCl 4 וכו', מלחים אינם מתמוססים ומתגבשים (מלוחים החוצה) כאשר מוסיפים ממיסים אלה או דומים לתמיסה של דמוי מלח. תרכובות. ממלחים, ניתן לבודד בקלות את הבסיסים או החומצות המתאימים בצורה טהורה.

אלדהידים וקטונים בעלי אופי לא ארומטי, על ידי הוספת סודיום הידרוסולפיט, מתגבשים מתמיסות מימיות בצורה של תרכובות מסיסות בקושי.

לדוגמה, אצטון (CH 3) 2 CO מתגבש מתמיסות מימיות עם נתרן הידרוסולפיט NaHSO 3 בצורה של נגזרת הידרוסולפיט מסיס במעט:

אלדהידים מתעבים בקלות עם הידרוקסילאמין כדי לשחרר מולקולת מים:

המוצרים המתקבלים נקראים אוקסימיםהם נוזלים או מוצקים, אוקסימים הם בעלי אופי חומצי חלש, מה שמתבטא בכך שניתן להחליף את המימן של קבוצת ההידרוקסיל במתכת, ובמקביל הם בעלי אופי בסיסי חלש, כי אוקסימים מתחברים עם חומצות , יוצרים מלחים כגון מלחי אמוניום.

כאשר רותחים עם חומצות מדוללות, מתרחשת הידרוליזה, בזמן שהאלדהיד משתחרר ונוצר מלח ההידרוקסילמין:

לפיכך, הידרוקסילאמין הוא מגיב חשוב המאפשר לבודד אלדהידים בצורה של אוקסימים מתערובות עם חומרים אחרים שהידרוקסילמין אינו מגיב איתם, ניתן להשתמש בחמצנים גם לטיהור אלדהידים.

כמו הידרוקסילאמין, הידראזין H 2 N-NH 2 מגיב עם אלדהידים; אך מכיוון שיש שתי קבוצות NH 2 במולקולת ההידראזין, היא יכולה להגיב עם שתי מולקולות אלדהיד. התוצר של החלפה של אטום מימן אחד במולקולת הידרזין בקבוצת פניל ​​C 6 H 5:

תוצרי התגובה של אלדהידים עם פנילהידרזין נקראים פניל הידרזונים.פניל הידרזונים הם נוזלים ומוצקים, הם מתגבשים היטב. כשהם רותחים עם חומצות מדוללות, כמו אוקסימים, הם עוברים הידרוליזה, וכתוצאה מכך נוצרים אלדהיד חופשי ומלח פנילהידראזין:

לפיכך, פנילהידרזין, כמו הידרוקסילאמין, יכול לשמש לבידוד וטיהור אלדהידים.

לפעמים משתמשים בנגזרת אחרת של הידרזין למטרה זו, שבה אטום המימן מוחלף לא בקבוצת פניל, אלא בקבוצת H 2 N–CO. נגזרת הידרזין כזו נקראת NH 2 –NH–CO–NH 2 semicarbazide. תוצרי העיבוי של אלדהידים עם semicarbazide נקראים סמיקרבזונים:

קטונים גם מתעבים בקלות עם הידרוקסילאמין ליצירת קטוקסימים:

עם פנילהידרזין, קטונים נותנים פנילהידראזונים:

ועם semicarbazide - semicarbazones:

לכן משתמשים בהידרוקסילמין, פנילהידרזין וסמיקרבזיד להפרדת קטונים מתערובות ולטיהורם באותה מידה כמו לבידוד וטיהור של אלדהידים, כמובן שאי אפשר להפריד אלדהידים מקטונים בשיטה זו.

אלקינים בעלי קשר משולש סופי מקיימים אינטראקציה עם תמיסת אמוניה של Ag 2 O ומבודדים בצורה של אלקינידי כסף, למשל:

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

ניתן לבודד בקלות את האלדהידים, הקטונים והאלקינים ההתחלתיים ממוצרי החלפה שאינם מסיסים בצורה טהורה.

2. התגבשות

שיטות התגבשותהפרדת תערובות וטיהור עמוק של חומרים מבוססים על ההבדל בהרכב השלבים הנוצרים במהלך התגבשות חלקית של ההמסה, התמיסה, שלב הגז. מאפיין חשוב של שיטות אלו הוא גורם ההפרדה בשיווי משקל, או תרמודינמי, השווה ליחס בין ריכוזי הרכיבים בשלבי שיווי המשקל - מוצק ונוזל (או גז):

איפה איקסו yהם שברי השומה של הרכיב בשלב המוצק והנוזל (או הגז), בהתאמה. אם איקס<< 1, т.е. разделяемый компонент является примесью, ק 0 = איקס / y. בתנאים אמיתיים לרוב לא מגיעים לשיווי משקל; מידת ההפרדה בגיבוש בודד נקראת גורם ההפרדה האפקטיבי ק, שזה תמיד פחות ק 0 .

ישנן מספר שיטות התגבשות.

כאשר מפרידים תערובות בשיטה התגבשות כיווניתהמיכל עם התמיסה הראשונית עובר באיטיות מאזור החימום לאזור הקירור.התגבשות מתרחשת בגבול האזורים, שחזיתם נעה במהירות המיכל.

כדי להפריד רכיבים בעלי מאפיינים דומים, הוא משמש התכה של אזורמטילים מנוקים מזיהומים במיכל מוארך, נעים באיטיות לאורך מחמם אחד או יותר.מקטע המטיל באזור החימום נמס, ומתגבש שוב במוצא חומרים (Ge, Si וכו').

התגבשות עמודה נגדיתמיוצר בעמוד שבחלקו העליון ישנו אזור קירור בו נוצרים גבישים ובחלקו התחתון אזור חימום בו הגבישים נמסים הוא מאופיין בתפוקה גבוהה ובתפוקה גבוהה של מטוהרים הוא משמש לייצור נפתלין טהור, חומצה בנזואית, קפרולקטם, שברי חומצות שומן וכו'.

להפרדת תערובות, לייבש ולטהר חומרים במערכת הגז המוצק, סובלימציה (סובלימציה)ו דה-סובלימציה.

סובלימציה מאופיינת בהבדל גדול בתנאי שיווי המשקל לחומרים שונים, מה שמאפשר להפריד בין מערכות מרובות רכיבים, במיוחד בעת קבלת חומרים בעלי טוהר גבוה.

3. מיצוי

הוֹצָאָה- שיטת הפרדה המבוססת על מיצוי סלקטיבי של מרכיב אחד או יותר של התערובת המנותחת באמצעות ממסים אורגניים - מיצויים. ככלל, מיצוי מובן כתהליך של הפצת מומס בין שני שלבים נוזליים בלתי ניתנים לערבב, אם כי במקרה הכללי אחד מהשלבים יכולים להיות מוצקים (מיצוי ממוצקים) או גזים, לכן השם המדויק יותר של השיטה הוא מיצוי נוזל-נוזל, או פשוט מיצוי נוזלי.בדרך כלל בכימיה אנליטית משתמשים בהפקת חומרים מתמיסה מימית באמצעות ממיסים אורגניים.

התפלגות החומר X בין השלבים המימיים והאורגניים בתנאי שיווי משקל מצייתת לחוק שיווי משקל החלוקה. הקבוע של שיווי משקל זה, מבוטא כיחס בין ריכוזי החומרים בשני שלבים:

ק= [X] org / [X] מים,

בטמפרטורה נתונה יש ערך קבוע, תלוי רק באופי החומר ושני הממיסים.ערך זה נקרא קבוע התפלגות.ניתן להעריך בקירוב מהיחס בין מסיסות החומר בכל אחד מהממיסים.

השלב אליו עובר הרכיב הניתן לחילוץ לאחר מיצוי הנוזל נקרא לחלץ; השלב שהתרוקן מהרכיב הזה, raffinate.

בתעשייה נפוצה ביותר מיצוי רב-שלבי נגד זרם. המספר הנדרש של שלבי ההפרדה הוא לרוב 5-10, ולתרכובות קשות להפרדה עד 50-60. התהליך כולל מספר פעולות אופייניות ומיוחדות. זיהומים ו. הסרה של תמיסת המניות הכלואה מכנית) ו חילוץ מחדש, כלומר העברה הפוכה של התרכובת המופקת לשלב המימי לצורך המשך עיבודה בתמיסה מימית או טיהור מיצוי חוזר.פעולות מיוחדות קשורות למשל לשינוי במצב החמצון של הרכיבים המופרדים.

מיצוי נוזל חד-שלבי, יעיל רק בערך גבוה מאוד של קבוע החלוקה קמשמשים בעיקר למטרות אנליטיות.

מכשיר למיצוי נוזלים - חולצים- יכול להיות עם מגע פאזה רציף (עמודות) או מדורג (מיקסר-מתיישבים).

מכיוון שבמהלך המיצוי יש צורך לערבב באופן אינטנסיבי שני נוזלים בלתי ניתנים לערבב, משתמשים בעיקר בסוגי העמודים הבאים: פועם (עם תנועה הדדית של נוזל), רטט (עם חבילת צלחת רוטטת), דיסק סיבובי (עם חבילת דיסקים מסתובבת על פיר משותף) וכו' ד.

לכל שלב של מערבל-מתיישב יש תא ערבוב ושקיעת ערבוב יכול להיות מכני (מערבלים) או פועם; רב שלבי מושג ע"י חיבור מספר החתכים הנדרש למפל. ניתן להרכיב קטעים בבית משותף (מחלצי קופסאות). למיקסר-מתיישבים יתרון על פני עמודים בתהליכים עם מספר שלבים קטן או עם זרימות נוזלים מאוד גדולות. מכשירי צנטריפוגליים מבטיחים לעיבוד זרימות גדולות.

היתרונות של מיצוי נוזלים הם עלויות אנרגיה נמוכות (אין מעברי פאזה הדורשים אספקת אנרגיה מבחוץ); האפשרות להשיג חומרים טהורים ביותר; אוטומציה מלאה של התהליך.

מיצוי נוזלים משמש, למשל, כדי לבודד פחמימנים ארומטיים קלים מחומרי הזנה של נפט.

מיצוי של חומר עם ממס מהפאזה המוצקהמשמש לעתים קרובות בכימיה אורגנית להפקת תרכובות טבעיות מחפצים ביולוגיים: כלורופיל מעלה ירוק, קפאין ממסת קפה או תה, אלקלואידים מחומרים צמחיים וכו'.

4. זיקוק ותיקון

זיקוק ותיקון הן השיטות החשובות ביותר להפרדה וטיהור תערובות נוזליות, על בסיס ההבדל בהרכב הנוזל והאדים הנוצרים ממנו.

התפלגות מרכיבי התערובת בין נוזל לאדים נקבעת על ידי התנודתיות היחסית α:

aik= (yאני/ איקסאני) : (yק / איקסק),

איפה איקסאניו איקסק,yאניו yקהם שברי השומה של הרכיבים אניו קבהתאמה בנוזל ובאדים שנוצרו ממנו.

לפתרון המורכב משני מרכיבים,

איפה איקסו yהם שברי השומה של הרכיב הנדיף בנוזל ובאדים, בהתאמה.

זִקוּק(זיקוק) מתבצע ע"י אידוי חלקי של הנוזל ובעקבותיו עיבוי האדים. כתוצאה מהזיקוק, השבר המזוקק הוא תַזקִיק- מועשר ברכיב נדיף יותר (בעל רתיחה נמוכה), והנוזל הלא מזוקק - שאריות מע"מ- פחות נדיף (בעל רתיחה גבוהה). זיקוק נקרא פשוט אם שבר אחד מזוקק מהתערובת הראשונית, ושברית (שברית) אם מזוקקים מספר שברים.

הבחנה בין זיקוק קונבנציונלי למולקולרי. זיקוק קונבנציונלימתבצעות בלחצים כאלה כאשר הנתיב החופשי הממוצע של מולקולות קטן פי כמה מהמרחק בין המשטחים של אידוי נוזלים ועיבוי אדים. זיקוק מולקולרימתבצע בלחץ נמוך מאוד (10 -3 - 10 -4 מ"מ כספית), כאשר המרחק בין משטחי אידוי הנוזל ועיבוי האדים תואם לנתיב החופשי של מולקולות.

זיקוק קונבנציונלי משמש לטיהור נוזלים מזיהומים בעלי נדיפות נמוכה ולהפרדת תערובות רכיבים השונות באופן משמעותי בתנודות היחסית. זיקוק מולקולרי משמש להפרדה וטיהור של תערובות של חומרים נדיפים ובלתי יציבים תרמית, למשל, בעת בידוד ויטמינים מ. שמן דגים, שמנים צמחיים.

אם התנודתיות היחסית α נמוכה (רכיבים רותחים נמוכים), הפרדת התערובות מתבצעת בשיטת התיקון. יִשׁוּר- הפרדת תערובות נוזליות לרכיבים או שברים טהורים כמעט הנבדלים בנקודות הרתיחה. לצורך תיקון משתמשים בדרך כלל במנגנוני עמודים בהם מוחזר חלק מהעיבוי (ליחה) להשקיה לחלקו העליון של העמוד. במקרה זה נוצר מגע מרובה בין זרימות שלבי הנוזל והאדים. ההנעה כוח התיקון הוא ההבדל בין ריכוז הרכיבים בפועל לשיווי משקל בשלב האדים, המתאים להרכב השלב הנוזלי. מערכת האדים-נוזל נוטה להשיג מצב שיווי משקל, וכתוצאה מכך האדים על המגע עם הנוזל מועשר ברכיבים נדיפים (רותחים נמוכים), והנוזל מועשר ברכיבים נדיפים (בעלי רתיחה גבוהה). מכיוון שהנוזל והאדים נעים זה לעבר זה (זרם נגדי), עם גובה מספיק עמודה בחלקו העליון, ניתן להשיג רכיב נדיף כמעט טהור.

התיקון יכול להתבצע בלחץ אטמוספרי או מוגבר וכן בתנאי ואקום, בלחץ מופחת נקודת הרתיחה יורדת והתנודתיות היחסית של הרכיבים עולה, מה שמקטין את גובה עמוד הזיקוק ומאפשר להפריד בין תערובות של חומרים לא יציבים מבחינה תרמית.

על פי התכנון שלהם, מכשירי זיקוק מחולקים ל ארוז, בצורת צלחתו סרט סיבובי.

תיקון נמצא בשימוש נרחב בתעשייה לייצור בנזין, נפט (תיקון נפט), חמצן וחנקן (תיקון אוויר בטמפרטורה נמוכה), לבידוד וטיהור עמוק של חומרים בודדים (אתנול, בנזן וכו').

מאז חומרים אורגניים הם בעיקר לא יציבים מבחינה תרמית, ככלל, הם משמשים לטיהור עמוק. עמודות זיקוק ארוזותפועל בוואקום. לפעמים, כדי להשיג חומרים אורגניים טהורים מאוד, משתמשים בעמודות סרט סיבוביות, בעלי התנגדות הידראולית נמוכה מאוד וזמן שהייה קצר של המוצר בתוכם. ככלל, התיקון במקרה זה מתבצע ב- לִשְׁאוֹב.

תיקון נמצא בשימוש נרחב בפרקטיקה מעבדתית לטיהור עמוק של חומרים. שימו לב שזיקוק ותיקון משמשים בו-זמנית לקביעת נקודת הרתיחה של החומר הנבדק, ולכן, מאפשרים לאמת את מידת הטוהר של החומר האחרון. (קביעות נקודת הרתיחה) לשם כך הם משתמשים גם במכשירים מיוחדים - ebulliometers.

5. כרומטוגרפיה

כרומטוגרפיההיא שיטה של ​​הפרדה, ניתוח ומחקר פיזיקו-כימי של חומרים. הוא מבוסס על ההבדל במהירויות התנועה של אזורי הריכוז של הרכיבים הנחקרים, הנעים בזרימת הפאזה הניידת (הפלטה) לאורך השכבה הנייחת, והתרכובות הנחקרות מפוזרות בין שני השלבים.

כל שיטות הכרומטוגרפיה המגוונות, שיזם M.S. Tsvet ב-1903, מבוססות על ספיחה מפאזה של גז או נוזל על ממשק מוצק או נוזלי.

בכימיה אורגנית, נעשה שימוש נרחב בסוגי הכרומטוגרפיה הבאים לצורך הפרדה, טיהור וזיהוי חומרים: טור (ספיחה); נייר (חלוקה), שכבה דקה (על צלחת מיוחדת), גז, נוזל וגזים.

בזנים אלה של כרומטוגרפיה, שני שלבים באים במגע - האחד אינו נייד, סופח וסופח את האנליט, והשני נייד, הפועל כנשא של חומר זה.

בדרך כלל השלב הנייח הוא סורבנט עם משטח מפותח; פאזה ניידת - גז (כרומטוגרפיית גז)או נוזל (כרומטוגרפיית נוזלים)זרימת הפאזה הניידת מסוננת דרך שכבת הספיגה או נעה לאורך שכבה זו. כרומטוגרפיית נוזלי גזהשלב הנייד הוא גז, והשלב הנייח הוא נוזל המופקד בדרך כלל על מנשא מוצק.

כרומטוגרפיה של ג'ל היא גרסה של כרומטוגרפיה נוזלית שבה השלב הנייח הוא ג'ל. (השיטה מאפשרת הפרדה של תרכובות מקרו-מולקולריות וביו-פולימרים במגוון רחב של משקלים מולקולריים.) ההבדל בשיווי המשקל או בחלוקה הקינטית של רכיבים בין השלב הנייד והנייח הוא תנאי הכרחי להפרדה הכרומטוגרפית שלהם.

בהתאם למטרת התהליך הכרומטוגרפי, מבחינים בין כרומטוגרפיה אנליטית והכנה. אנליטייםנועד לקבוע את ההרכב האיכותי והכמותי של התערובת הנבדקת.

כרומטוגרפיה מתבצעת בדרך כלל באמצעות מכשירים מיוחדים - כרומטוגרפים, שחלקיו העיקריים הם העמודה הכרומטוגרפית והגלאי. ברגע הזרקת הדגימה, התערובת המנותחת ממוקמת בתחילת העמודה הכרומטוגרפית. בפעולת זרימת הפאזה הניידת מתחילים מרכיבי התערובת נעים לאורך העמוד במהירויות שונות, והרכיבים הנספגים היטב נעים לאט יותר לאורך שכבת הספיגה. הגלאי ביציאה מהעמוד קובע באופן אוטומטי באופן רציף את ריכוזי התרכובות המופרדות בשלב הנייד. אות הגלאי נרשם בדרך כלל על ידי מקליט תרשים. התרשים המתקבל נקרא כרומטוגרמה.

כרומטוגרפיה הכנהכולל פיתוח ויישום של שיטות כרומטוגרפיות וציוד להשגת חומרים טהורים ביותר המכילים לא יותר מ-0.1% זיהומים.

מאפיין של כרומטוגרפיה הכנה הוא שימוש בעמודות כרומטוגרפיות בקוטר פנימי גדול ובמכשירים מיוחדים לבידוד ואיסוף רכיבים.קילוגרמים.מכשירים תעשייתיים ייחודיים בקוטר 0.5 מ' נוצרו לייצור מספר טונות של החומר מדי שנה.

הפסדי חומרים בעמודות הכנה נמוכים, מה שמאפשר שימוש נרחב בכרומטוגרפיה הכנה להפרדה בין כמויות קטנות של תערובות סינתטיות וטבעיות מורכבות. כרומטוגרפיה הכנת גזמשמש לייצור פחמימנים טהורים במיוחד, אלכוהול, חומצות קרבוקסיליות ותרכובות אורגניות אחרות, לרבות תרכובות כלור; נוזל- לייצור תרופות, פולימרים בעלי חלוקת משקל מולקולרית צרה, חומצות אמינו, חלבונים וכו'.

חלק מהמחקרים קובעים שעלותם של מוצרים בעלי ניקיון גבוה המתקבלים בכרומטוגרפיה נמוכה מאלה שמטוהרים בזיקוק, לכן כדאי להשתמש בכרומטוגרפיה לטיהור עדין של חומרים שהופרדו בעבר בזיקוק.

2.ניתוח איכותני יסודי

ניתוח יסודות איכותי הוא סט של שיטות המאפשרות לך לקבוע מאילו יסודות מורכבת תרכובת אורגנית. כדי לקבוע את הרכב היסודות, החומר האורגני מומר תחילה לתרכובות אנאורגניות על ידי חמצון או מינרליזציה (היתוך עם מתכות אלקליות), אשר נבדקות לאחר מכן בשיטות אנליטיות קונבנציונליות.

ההישג הגדול של A. L. Lavoisier ככימאי אנליטי היה היצירה ניתוח יסודות של חומרים אורגניים(מה שנקרא CH-אנליזה) בשלב זה, כבר היו שיטות רבות לניתוח גרבימטרי של חומרים אנאורגניים (מתכות, מינרלים וכו'), אך הם עדיין לא ידעו כיצד לנתח חומרים אורגניים בצורה זו. הכימיה האנליטית של אז הייתה בבירור "צליעה על רגל אחת"; למרבה הצער, הפיגור היחסי מאחורי הניתוח של תרכובות אורגניות, ובעיקר הפיגור מאחורי התיאוריה של ניתוח כזה, מורגש גם כיום.

בהתמודדות עם הבעיות של ניתוח אורגני, A. L. Lavoisier, קודם כל, הראה שכל החומרים האורגניים מכילים חמצן ומימן, רבים מכילים חנקן, וחלקם מכילים גופרית, זרחן או יסודות אחרים. כעת היה צורך ליצור שיטות אוניברסליות לקביעה כמותית של יסודות אלה, בעיקר שיטות לקביעה מדויקת של פחמן ומימן. כדי להשיג מטרה זו, A.L. Lavoisier הציע לשרוף חלקים שקולים של החומר הנבדק ולקבוע את כמות הפחמן הדו חמצני המשתחרר (איור 1). במקביל, הוא התבסס על שתיים מהתצפיות שלו: 1) פחמן דו חמצני נוצר במהלך בעירה של כל חומר אורגני; 2) פחמן דו חמצני אינו כלול בחומרים הראשוניים, הוא נוצר מפחמן, שהוא חלק מכל חומר אורגני. האובייקטים הראשונים של הניתוח היו חומרים אורגניים נדיפים - תרכובות בודדות כמו אתנול.

אורז. 1. המכשיר הראשון של A. L. Lavoisier לניתוח אורגני

חומרים על ידי שריפה

כדי להבטיח את טוהר הניסוי, הטמפרטורה הגבוהה סופקה לא ע"י שום דלק, אלא ע"י קרני השמש הממוקדות בדגימה ע"י עדשה ענקית. הדגימה נשרפה במתקן סגור הרמטית (מתחת לפעמון זכוכית) בדגם ידוע. כמות החמצן, הפחמן הדו חמצני ששוחרר נספג ונשקל. מסת המים נקבעה בשיטה עקיפה.

לניתוח היסודות של תרכובות נמוכות נדיפות, A. L. Lavoisier הציע מאוחר יותר שיטות מתוחכמות יותר. בשיטות אלו, אחד ממקורות החמצן הנדרשים לחמצון הדגימה היה תחמוצות מתכת, שאיתן עורבבה הדגימה הבוערת מראש (לדוגמה, תחמוצת עופרת(IV). גישה זו שימשה מאוחר יותר בשיטות רבות של ניתוח יסודות של חומרים אורגניים, בדרך כלל היא נתנה תוצאות טובות. עם זאת, שיטות הניתוח CH-Lavoisier היו ארוכות מדי, ויותר מכך, הן לא אפשרו קביעה מדויקת מספיק של תכולת המימן: לא בוצעה שקילה ישירה של המים שנוצרו.

טכניקת ה-CH-אנליזה שופרה בשנת 1814 על ידי הכימאי השוודי הגדול Jens Jakob Berzelius. כעת הדגימה נשרפה לא מתחת למכסה זכוכית, אלא בצינור אופקי מחומם מבחוץ, שדרכו הועבר אוויר או חמצן. נוספו מלחים לדגימה כדי להקל על תהליך הבעירה. נספג בסידן כלורי מוצק ונשקל. החוקר הצרפתי J. Dumas השלים את הטכניקה הזו בקביעה נפחית של חנקן משוחרר (ניתוח CHN). שיטת Lavoisier-Berzelius שוב שופרה על ידי J. ליביג, שהשיג ספיגה כמותית וסלקטיבית של פחמן דו חמצני בבולם הכדורים שהמציא (איור 2.).

אורז. 2. מכשיר J. Liebig לשריפת חומרים אורגניים

זה איפשר להפחית באופן דרסטי את המורכבות והעמל של אנליזת CH, ובעיקר, להגביר את הדיוק שלה. כך, יו. ליביג, חצי מאה לאחר א.ל. לבויזיה, השלים את פיתוח הניתוח הגרבימטרי של חומרים אורגניים שהחל על ידי המדען הצרפתי הגדול. עד שנות ה-40, ליביג גילה את ההרכב המדויק של תרכובות אורגניות רבות (לדוגמה, אלקלואידים) והוכיח (יחד עם פ. וולר) את עובדת קיומם של איזומרים. שיטות אלו נותרו כמעט ללא שינוי במשך שנים רבות , הדיוק והרבגוניות שלהם הבטיחו את ההתפתחות המהירה של הכימיה האורגנית במחצית השנייה של המאה ה-19. שיפורים נוספים בתחום ניתוח היסודות של חומרים אורגניים (מיקרואנליזה) הופיעו רק בתחילת המאה ה-20. המחקרים המקבילים של פ. פרגל זכו בפרס נובל (1923).

מעניין, גם A. L. Lavoisier וגם J. Liebig ביקשו לאשר את התוצאות של ניתוח כמותי של כל חומר בודד על ידי סינתזה נגדית של אותו חומר, תוך שימת לב ליחסים הכמותיים של הריאגנטים במהלך הסינתזה. A. L. Lavoisier ציין כי לכימיה יש בדרך כלל שתי דרכים לקבוע את הרכב החומר: סינתזה ואנליזה, ואין לראות את עצמו מרוצה עד שניתן להשתמש בשתי השיטות הללו לאימות. הערה זו חשובה במיוחד לחוקרי חומרים אורגניים מורכבים, זיהוים המהימן, החושף את מבנה התרכובות כיום, כמו בימי לבואזיה, מצריך שילוב נכון של שיטות אנליטיות וסינתטיות.

איתור פחמן ומימן.

השיטה מבוססת על תגובה של חמצון חומר אורגני עם אבקת תחמוצת נחושת (II).

כתוצאה מחמצון, פחמן, שהוא חלק מהחומר המנותח, יוצר תחמוצת פחמן (IV), ומימן יוצר מים. מבחינה איכותית, פחמן נקבע על ידי היווצרות של משקע לבן של בריום קרבונט במהלך האינטראקציה של תחמוצת פחמן (IV) עם מי באריט. מימן מזוהה על ידי היווצרות של Cu804-5H20 גבישי כחול.

טכניקת ביצוע.

במבחנה 1 (איור 2.1) מניחים אבקת תחמוצת נחושת (II) לגובה 10 מ"מ, מוסיפים כמות שווה של חומר אורגני ומערבבים היטב. בחלק העליון של מבחנה 1 מניחים גוש קטן של צמר גפן, עליו יוצקים בשכבה דקה אבקה לבנה ללא גופרת נחושת (II) מימית. את המבחנה 1 סוגרים בפקק עם צינור יציאת גז 2 כך שאחד מקצוותיה כמעט נוגע בצמר גפן, והקצה השני טובל במבחנה 3 עם 1 מ"ל מי בריט. מחומם בזהירות בלהבת המבער, ראשית השכבה העליונה של תערובת החומר עם תחמוצת נחושת (II), ולאחר מכן התחתונה.

אורז. 3 גילוי של פחמן ומימן

בנוכחות פחמן נצפית עכירות של מי בריט עקב היווצרות משקעים של בריום קרבונט. לאחר הופעת משקעים, מסירים את צינור 3, וצינור 1 ממשיך להתחמם עד שמגיעים לאדי מים ללא גופרת נחושת (II) מימית. בנוכחות מים, נצפה שינוי בצבע של גבישי נחושת (II) סולפט עקב היווצרות הידרט גבישי CuSO4 * 5H2O

זיהוי הלוגנים. מבחן בייליטיין.

השיטה לזיהוי אטומי כלור, ברום ויוד בתרכובות אורגניות מבוססת על יכולתה של תחמוצת הנחושת (II) לפרק תרכובות אורגניות המכילות הלוגן בטמפרטורות גבוהות ליצירת הלידי נחושת (II).

הדגימה המנותחת מוחלת על קצה חוט נחושת מסוייד מראש ומחוממת בלהבת מבער לא זוהרת. אם קיימים הלוגנים בדגימה, הלידי הנחושת (II) המתקבלים מופחתים להלידי נחושת (I), אשר , מתאדה, צובעים את הלהבה בצבע כחול-ירוק (CuCl, CuBr) או ירוק (OD). תרכובות אורגנופלואור אינן צובעות את הלהבה של נחושת (I) פלואוריד אינו נדיף. התגובה אינה סלקטיבית בשל העובדה כי ניטרילים, אוריאה, תיאוריאה, נגזרות פירידין בודדות, חומצות קרבוקסיליות, אצטילאצטון וכו' מפריעים לקביעה.להבות מתכת אלקלי ואדמה אלקליין נראות דרך מסנן אור כחול.

זיהוי חנקן, גופרית והלוגנים. "מבחן לאסן"

השיטה מבוססת על היתוך של חומר אורגני עם נתרן מתכתי. במהלך היתוך, חנקן עובר לנתרן ציאניד, גופרית לנתרן גופרתי, כלור, ברום, יוד להלידי נתרן המקבילים.

טכניקת פיוז'ן.

א מוצקים.

מספר גרגרים של החומר הנבדק (5-10 מ"ג) מונחים במבחנה יבשה (שימו לב!) עקשן ומוסיפים חתיכה קטנה (בגודל של גרגר אורז) של נתרן מתכתי. התערובת מחוממת בזהירות בלהבת מבער, מחממת את המבחנה באופן שווה, עד שנוצרת סגסוגת הומוגנית. יש צורך לוודא שהנתרן נמס עם החומר. במהלך היתוך מתרחש פירוק החומר. היתוך מלווה לרוב בהבזק קטן של נתרן ובהשחרה של תכולת המבחנה מחלקיקי הפחם הנוצרים. המבחנה מקורר לטמפרטורת החדר ומוסיפים 5-6 טיפות של אלכוהול אתילי כדי לסלק שאריות נתרן מתכתי. לאחר שמוודאים ששאריות הנתרן הגיבו (השריקה נפסקת עם הוספת טיפת אלכוהול), שופכים 1-1.5 מ"ל מים למבחנה ומחממים את התמיסה לרתיחה. תמיסת המים-אלכוהול עוברת סינון ומשמשת לאיתור גופרית, חנקן והלוגנים.

ב. חומרים נוזליים.

מבחנה עקשנית מקובעת אנכית על רשת אסבסט. נתרן מתכתי מונח במבחנה ומחמם עד להמסה. כאשר מופיעים אדי נתרן, חומר הנבדק מוכנס טיפה. החימום מוגבר לאחר חריכת החומר.

ב. חומרים נדיפים מאוד וסובלימציה.

תערובת של נתרן והחומר הנבדק מכוסה בשכבת סודה ליים בעובי של כ-1 ס"מ ולאחר מכן נתונה לניתוח שלעיל.

זיהוי חנקן. חנקן מזוהה באופן איכותי על ידי היווצרות של כחול פרוסי (צבע כחול).

שיטת קביעה. 5 טיפות מהתסנין המתקבל לאחר איחוי החומר עם נתרן מונחות במבחנה, ומוסיפים 1 טיפה של תמיסת אלכוהול של פנולפטלין. הופעת צבע אדום-ארגמן מעידה על סביבה בסיסית (אם הצבע אינו מופיע, הוסף למבחנה 1-2 טיפות של תמיסה מימית של נתרן הידרוקסיד 5% למבחנה). עם הוספה לאחר מכן של 1-2 טיפות של תמיסה מימית 10% של ברזל (II) סולפט, המכילה בדרך כלל תערובת של ברזל (III) סולפט, נוצרת משקעים ירוקים מלוכלכים. מטפטפים טיפה אחת של נוזל עכור ממבחנה על פיסת נייר סינון. ברגע הטיפה נספגת בנייר, מורחים עליה טיפה אחת של תמיסה 5% של חומצה הידרוכלורית. חנקן, מופיע כתם כחול של כחול פרוסי.

זיהוי גופרית.

גופרית מזוהה באופן איכותי על ידי היווצרות של משקע חום כהה של גופרית עופרת (II), כמו גם קומפלקס אדום-סגול עם תמיסה של נתרן nitroprusside.

שיטת קביעה. פינות נגדיות של פיסת נייר סינון בגודל 3X3 ס"מ מורטבים בתסנין המתקבל על ידי איחוי החומר עם נתרן מתכתי (איור 4).

אורז. 4. ביצוע בדיקת seu על פיסת נייר מרובעת.

על אחד הכתמים הרטובים, הנסוגים 3-4 מ"מ מגבולו, מורחים טיפה של תמיסה 1% של עופרת (II) אצטט.

צבע חום כהה מופיע בגבול המגע עקב היווצרות גופרית עופרת (II).

טיפה של תמיסת נתרן nitroprusside מונחת על גבול נקודה אחרת.צבע אדום-סגול עז מופיע בגבול ה"דליפות", משנה צבע בהדרגה.

זיהוי של גופרית וחנקן בנוכחות המפרק.

במספר תרכובות אורגניות המכילות חנקן וגופרית, נוכחות גופרית מפריעה לפתיחת החנקן, במקרה זה משתמשים בשיטה שונה מעט לקביעת חנקן וגופרית, המבוססת על כך שכאשר תמיסה מימית המכילה נתרן גופרתי ונתרן ציאניד מוחל על נייר סינון, האחרון מופץ לאורך הפריפריה של הנקודה הרטובה.טכניקה זו דורשת מיומנויות מסוימות, מה שמקשה על השימוש.

שיטת קביעה. את התסנין מורחים טיפה על מרכז נייר הסינון בגודל 3X3 ס"מ עד שנוצרת כתם רטוב חסר צבע בקוטר של כ-2 ס"מ.

אורז. 5. איתור גופרית וחנקן בנוכחות המפרק 1 - טיפה של תמיסה של ברזל (II) סולפט; 2 - טיפה של תמיסה של עופרת אצטט; 3 - טיפת תמיסת נתרן nitroprusside

מורחים 1 טיפה של תמיסה 5% של ברזל (II) סולפט על מרכז הנקודה (איור 5). לאחר ספיגת הטיפה מורחים על המרכז 1 טיפה מתמיסה 5% של חומצה הידרוכלורית. נוכחות של חנקן, מופיע כתם כחול של כחול פרוסי. לאחר מכן, טיפה אחת מתמיסת 1% של עופרת (II) אצטט מוחלת לאורך הפריפריה של הכתם הרטוב, וטיפה אחת של תמיסת נתרן nitroprusside מונחת על ההפוך. צד של הכתם. במקרה השני, כתם בצבע אדום-סגול. משוואות התגובה ניתנות לעיל.

יון הפלואור מזוהה על ידי שינוי צבע או צבע צהוב של נייר אינדיקטור alizarinzirconium לאחר החמצה של בדיקת לאסן עם חומצה אצטית.

איתור הלוגנים עם חנקתי כסף. הלוגנים מצויים בצורה של יוני הליד על ידי יצירת משקעים מתקלפים של הלידי כסף בצבעים שונים: כסף כלורי הוא משקע לבן שמתכהה באור; ברומיד כסף - צהוב חיוור; יודי כסף - משקע בעל צבע צהוב עז.

שיטת קביעה. ל-5-6 טיפות מהתסנין המתקבל לאחר איחוי החומר האורגני עם נתרן, מוסיפים 2-3 טיפות חומצה חנקתית מדוללת.אם החומר מכיל גופרית וחנקן, התמיסה מבושלת למשך 1-2 דקות להסרת מימן גופרתי והידרוציאנית. חומצה, אשר מפריעים לקביעת הלוגנים .לאחר מכן הוסף 1-2 טיפות של תמיסה 1% של חנקתי כסף. הופעת משקעים לבנה מעידה על נוכחות של כלור, צהוב חיוור - ברום, צהוב - יוד.

אם יש צורך להבהיר אם יש ברום או יוד, יש לבצע את התגובות הבאות:

1. ל-3-5 טיפות מהתסנין המתקבל לאחר איחוי החומר עם נתרן, מוסיפים 1-2 טיפות של חומצה גופרתית מדוללת, 1 טיפה של תמיסה 5% של נתרן ניטריט או תמיסה 1% של ברזל (III) כלוריד. ו-1 מ"ל של כלורופורם.

כאשר מנערים בנוכחות יוד, שכבת הכלורופורם הופכת לסגולה.

2. ל-3-5 טיפות מהתסנין המתקבל לאחר איחוי החומר עם נתרן, מוסיפים 2-3 טיפות חומצה הידרוכלורית מדוללת, 1-2 טיפות של תמיסה 5% של כלורמין ו-1 מ"ל כלורופורם.

בנוכחות ברום, שכבת הכלורופורם הופכת לצהובה-חום.

ב.גילוי הלוגנים בשיטת סטפנוב. הוא מבוסס על הפיכת הלוגן הקשור בקוולנטית בתרכובת אורגנית למצב יוני על ידי פעולת נתרן מתכתי בתמיסה אלכוהולית.

זיהוי זרחן. אחת השיטות לאיתור זרחן מבוססת על חמצון של חומר אורגני עם תחמוצת מגנזיום, זרחן הקשור אורגנית הופך ליון פוספט, המתגלה לאחר מכן בתגובה עם נוזל מוליבדן.

שיטת קביעה. מספר גרגרים של החומר (5-10 מ"ג) מערבבים בכמות כפולה של תחמוצת מגנזיום ומאפרים בכור היתוך חרסינה, תחילה בחימום מתון ולאחר מכן בחימום חזק. לאחר הקירור, האפר מומס בחומצה חנקתית מרוכזת, 0.5 מ"ל. מהתמיסה שהתקבלה מועברת למבחנה, מוסיפים 0.5 מ"ל של נוזל מוליבדן ומחומם.

הופעת משקע צהוב של אמוניום פוספומוליבדאט מעידה על נוכחות של זרחן בחומר האורגני.

3. ניתוח איכותי לפי קבוצות פונקציונליות

מבוסס על תגובות סלקטיביות של קבוצות תפקודיות (ראה מצגת בנושא).

במקרה זה, נעשה שימוש בתגובות סלקטיביות של משקעים, היווצרות מורכבות, פירוק עם שחרור תוצרי תגובה אופייניים ואחרים. דוגמאות לתגובות כאלה מוצגות במצגת.

מעניין, היווצרות של תרכובות אורגניות, הידועות כריאגנטים אנליטיים אורגניים, יכולה לשמש לזיהוי וזיהוי בתפזורת. לדוגמה, אנלוגים של dimethylglyoxime מקיימים אינטראקציה עם ניקל ופלדיום, וניטרוסו-נפטולים וניטרוסופנולים עם קובלט, ברזל ופלדיום. ניתן להשתמש בתגובות אלו לזיהוי וזיהוי (ראה המצגת בנושא).

4. זיהוי.

קביעת מידת הטוהר של חומרים אורגניים

השיטה הנפוצה ביותר לקביעת טוהר החומר היא מדידה נקודת רתיחהבמהלך הזיקוק והתיקון, משמש לרוב לטיהור חומרים אורגניים. לשם כך שמים את הנוזל בבקבוק זיקוק (בקבוק תחתון עגול עם צינור ניקוז מולחם לצוואר), שנסגר בפקק עם מדחום. מוחדר לתוכו ומחובר למקרר. כדור המדחום צריך להיות חורים מעט גבוהים יותר בצינור הצד שדרכו יוצאים אדים. כדור המדחום, בהיותו שקוע באדי נוזל רותח, מקבל את הטמפרטורה של האדים האלה, שיכולים יש לקרוא על סולם מד החום. בעזרת ברומטר אנרואידי, יש לתקן את הלחץ האטמוספרי ובמידת הצורך לבצע תיקון. אם מזוקק מוצר טהור מבחינה כימית, נקודת הרתיחה נשארת קבועה לאורך כל זמן הזיקוק. אם מזוקק חומר מזוהם, הטמפרטורה במהלך הזיקוק עולה ככל שמוציאים יותר רתיחה נמוכה בשעה אי סדר.

שיטה נפוצה נוספת לקביעת מידת הטוהר של חומר היא קביעה נקודת המסה.לצורך כך מניחים כמות קטנה מהחומר הנבדק בצינור נימי אטום בקצה אחד, המחובר למדחום כך שהחומר נמצא באותה רמה עם כדור המדחום.מדחום עם הצינור המחובר אליו. הוא עם החומר טובל בנוזל בעל רתיחה גבוהה, למשל גליצרין, ומחומם באיטיות על אש נמוכה, תוך התבוננות בחומר ובעליית הטמפרטורה. אם החומר טהור, קל להבחין ברגע ההמסה, כי החומר נמס בחדות ותכולת הצינור הופכת מיד לשקופה. ברגע זה, שימו לב לקריאת מד החום. חומרים מזוהמים נמסים בדרך כלל בטמפרטורה נמוכה יותר ובטווח רחב.

כדי לשלוט במידת הטוהר של חומר, אתה יכול למדוד צְפִיפוּת.כדי לקבוע את הצפיפות של נוזלים או מוצקים, הם משמשים לרוב פיקנומטר.האחרון בצורתו הפשוטה ביותר הוא צלוחית המצוידת בפקק זכוכית טחון בעל נימי דם פנימי דק, אשר נוכחותו תורמת לשמירה מדויקת יותר על קביעות הנפח בעת מילוי הפיקנומטר. נימי, נמצא על ידי שקילתו במים.

הקביעה הפיקנומטרית של צפיפות הנוזל מצטמצמת לפשוט שקילתו בפיקנומטר. בידיעת המסה והנפח, קל למצוא את הצפיפות הרצויה של הנוזל. - או נוזל אחר עם צפיפות ידועה ואינו יוצר אינטראקציה עם החומר הנבדק) ונשקל שוב. ההבדל בין שתי השקילות מאפשר לך לקבוע את נפח החלק של הפיקנומטר שאינו מלא בחומר, ולאחר מכן את נפח החומר שנלקח למחקר. לדעת את המסה והנפח, זה קל למצוא את הצפיפות הרצויה של החומר.

לעתים קרובות מאוד, כדי להעריך את מידת הטוהר של החומר האורגני, למדוד מקדם השבירה. ערך מקדם השבירה ניתן בדרך כלל עבור הקו הצהוב בספקטרום של נתרן עם אורך גל ד= 589.3 ננומטר (קו ד).

מקדם השבירה נקבע בדרך כלל באמצעות רפרקטומטרהיתרון של שיטה זו לקביעת דרגת הטוהר של החומר האורגני הוא שנדרשות רק כמה טיפות מהתרכובת הנבדקת למדידת מקדם השבירה. מדריך זה מציג את התכונות הפיזיקליות הנחשבות של החומרים האורגניים החשובים ביותר. שהשיטה האוניברסלית לקביעת מידת הטוהר של החומר האורגני היא כרומטוגרפיה.שיטה זו מאפשרת לא רק להראות עד כמה חומר נתון טהור, אלא גם לציין אילו זיהומים ספציפיים ובאיזו כמות הוא מכיל.

ניתוח יסודות איכותי הוא סט של שיטות המאפשרות לך לקבוע מאילו יסודות מורכבת תרכובת אורגנית. כדי לקבוע את הרכב היסודות, החומר האורגני מומר תחילה לתרכובות אנאורגניות על ידי חמצון או מינרליזציה (היתוך עם מתכות אלקליות), אשר נבדקות לאחר מכן בשיטות אנליטיות קונבנציונליות.

איתור פחמן ומימן. השיטה מבוססת על תגובה של חמצון חומר אורגני עם אבקת תחמוצת נחושת (II).

כתוצאה מחמצון, פחמן, שהוא חלק מהחומר המנותח, יוצר תחמוצת פחמן (IV), ומימן יוצר מים. מבחינה איכותית, פחמן נקבע על ידי היווצרות של משקע לבן של בריום קרבונט במהלך האינטראקציה של תחמוצת פחמן (IV) עם מי באריט. מימן מזוהה על ידי היווצרות של Cu804-5H20 גבישי כחול.

טכניקת ביצוע. במבחנה 1 (איור 2.1) מניחים אבקת תחמוצת נחושת (II) לגובה 10 מ"מ, מוסיפים כמות שווה של חומר אורגני ומערבבים היטב. בחלק העליון של מבחנה 1 מניחים גוש קטן של צמר גפן, עליו יוצקים בשכבה דקה אבקה לבנה של גופרת נחושת (II) נטול מים. את המבחנה 1 סוגרים בפקק עם צינור יציאת גז 2 כך שאחד מקצוותיה כמעט נוגע בצמר גפן, והקצה השני טובל במבחנה 3 עם 1 מ"ל מי בריט. מחומם בזהירות בלהבת המבער, ראשית השכבה העליונה

תערובות של חומר עם נחושת (II) חמצן- _ _ 1 _

Tt איור. 2.1. גילוי הפחמן ו

הבית, ואז התחתון. כשזמין

פחמן chii ראה את העכירות של מי הבאריט עקב היווצרות משקעים של בריום קרבונט. לאחר הופעת משקעים, צינור 3 מוסר, וצינור 1 ממשיך להתחמם עד שאדי מים מגיעים גופרתית נחושת (II) מיותרת. בנוכחות מים, נצפה שינוי בצבע הגבישים של סולפט נחושת (II) עקב היווצרות ההידרט הגבישי CuSO4 -5I20.

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

5N20 + Si804 -*- Si804-5N20

גבישים כחולים אבקה לבנה

איתור חנקן, גופרית והלוגנים. השיטה מבוססת על היתוך של חומר אורגני עם נתרן מתכתי. במהלך היתוך, חנקן עובר לנתרן ציאניד, גופרית לנתרן גופרתי, כלור, ברום, יוד להלידי נתרן המקבילים.

טכניקת פיוז'ן. א מוצקים. מספר גרגרים של החומר הנבדק (5-10 מ"ג) מונחים במבחנה יבשה (שימו לב!) עקשן ומוסיפים חתיכה קטנה (בגודל של גרגר אורז) של נתרן מתכתי. התערובת מחוממת בזהירות בלהבת מבער, מחממת את המבחנה באופן שווה, עד שנוצרת סגסוגת הומוגנית. יש צורך לוודא שהנתרן נמס עם החומר. במהלך היתוך מתרחש פירוק החומר. היתוך מלווה לרוב בהבזק קטן של נתרן ובהשחרה של תכולת המבחנה מחלקיקי הפחם הנוצרים. המבחנה מקורר לטמפרטורת החדר ומוסיפים 5-6 טיפות של אלכוהול אתילי כדי לסלק שאריות נתרן מתכתי. מוודאים זאת

שאריות הנתרן הגיבו (השריקה נפסקת כאשר מוסיפים טיפת אלכוהול), יוצקים 1-1.5 מ"ל מים לתוך המבחנה והתמיסה מחוממת לרתיחה. תמיסת המים-אלכוהול מסוננת ומשמשת לאיתור גופרית, חנקן והלוגנים:

(C... 14) + No -^NaCN (I...) + No -e^a!

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

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

(Вг...) + № --*-№Вг

ב. חומרים נוזליים. מבחנה עקשן מקובעת אנכית על רשת אסבסט. מתכת נתרן מונחת במבחנה ומחממת עד להמסה. כאשר מופיעים אדי נתרן, החומר הנבדק מוכנס טיפה. החימום מועצם לאחר חריכת החומר. לאחר קירור תוכן הצינור לטמפרטורת החדר, הוא נתון לניתוח לעיל.

ב. חומרים ללא מאמץ וסובלימציה. תערובת של נתרן והחומר הנבדק מכוסה בשכבת סודה ליים בעובי של כ-1 ס"מ ולאחר מכן נתונה לניתוח שלעיל.

זיהוי חנקן. חנקן מזוהה באופן איכותי על ידי היווצרות כחול פרוסי - Fe4[Fe(CrCh)6]3 (צבע כחול).

שיטת קביעה. 5 טיפות מהתסנין המתקבל לאחר איחוי החומר עם נתרן מונחות במבחנה, ומוסיפים 1 טיפה של תמיסת אלכוהול של פנולפטלין. המראה של צבע אדום-ארגמן מעיד על סביבה בסיסית (אם הצבע אינו מופיע, הוסף למבחנה 1-2 טיפות של תמיסת נתרן הידרוקסיד מימית 5%). עם הוספה שלאחר מכן של 1-2 טיפות של תמיסה מימית 10% של ברזל (II) סולפט, המכילה בדרך כלל תערובת של ברזל (III) סולפט, נוצר משקע ירוק מלוכלך. מטפטפים טיפה אחת של נוזל עכור ממבחנה על פיסת נייר סינון. ברגע שהטיפה נספגה בנייר, מורחים עליה טיפה אחת מתמיסת 5% של חומצה הידרוכלורית. בנוכחות חנקן, מופיע כתם כחול פרוסי כחול 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

זיהוי גופרית. גופרית מזוהה באופן איכותי על ידי היווצרות של משקע חום כהה של גופרית עופרת (II), כמו גם קומפלקס אדום-סגול עם תמיסה של נתרן nitroprusside.

שיטת קביעה. פינות נגדיות של פיסת נייר סינון בגודל 3X3 ס"מ מורטבים בתסנין המתקבל על ידי איחוי חומר עם נתרן מתכתי (איור 2.2). על אחד הכתמים הרטובים, הנסוגים 3-4 מ"מ מגבולו, מורחים טיפה של תמיסה 1% של עופרת (II) אצטט.

צבע חום כהה מופיע בגבול המגע עקב היווצרות גופרית עופרת (II):

+ (CH3COO)2Pb - Pb8 |

1 - טיפה של תמיסה של עופרת (II) אצטט; 2 - טיפת תמיסת נתרן ניטרופוסיד

2CH3CO(Za

טיפה של תמיסת נתרן nitroprusside מוחל על הגבול של נקודה אחרת. צבע אדום-סגול עז מופיע על גבול ה"דליפות", משנה צבע בהדרגה:

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

נתרן ניטרופרוסיד

תסביך אדום-סגול

זיהוי של גופרית וחנקן בנוכחות המפרק. במספר תרכובות אורגניות המכילות חנקן וגופרית, נוכחות הגופרית מונעת את פתיחת החנקן. במקרה זה, נעשה שימוש בשיטה שונה במקצת לקביעת חנקן וגופרית, המבוססת על העובדה שכאשר מורחים תמיסה מימית המכילה נתרן גופרתי ונתרן ציאניד על נייר הסינון, האחרון מופץ לאורך הפריפריה של הכתם הרטוב. טכניקה זו דורשת מיומנויות מסוימות, מה שמקשה על השימוש.

שיטת קביעה. את התסנין מורחים טיפה על מרכז נייר הסינון בגודל 3X3 ס"מ עד שנוצרת כתם רטוב חסר צבע בקוטר של כ-2 ס"מ. לאחר מכן.

נוכחות מקומית:

1 - טיפה של תמיסה של ברזל (II) סולפט;

2 - טיפה של תמיסת עופרת אצטט; 3 - טיפת תמיסת נתרן nitroprusside

במרכז הנקודה (איור 2.3) יש למרוח טיפה אחת של תמיסת 5% של ברזל (II) סולפט. לאחר ספיגת הטיפה, מורחים טיפה אחת של תמיסת חומצה הידרוכלורית 5% במרכז. בנוכחות חנקן מופיע כתם כחול של כחול פרוסי. אחר כך לאורך הפריפריה

על הכתם הרטוב, מרחו טיפה אחת של תמיסה 1% של עופרת (II) אצטט, ובצד הנגדי של הנקודה, טיפה אחת מתמיסה של סודיום nitroprusside Na2 [Fe (CrCh) 5gCh0]. אם קיימת גופרית, במקרה הראשון יופיע כתם חום כהה בנקודת המגע של ה"דליפות", במקרה השני יופיע כתם אדום-סגול. משוואות התגובה ניתנות לעיל.

זיהוי הלוגנים. א' מבחן בייליטיין. השיטה לאיתור אטומי כלור, ברום ויוד בתרכובות אורגניות מבוססת על היכולת של תחמוצת נחושת (II) לפרק תרכובות אורגניות המכילות הלוגן בטמפרטורות גבוהות ליצירת הלידי נחושת (II):

BNa1 + CuO -^ CuNa12 + CO21 + H20

המדגם המנותח מוחל על קצה חוט נחושת מסוייד מראש ומחומם בלהבת מבער לא זוהרת. אם יש הלוגנים בדגימה, הלידי הנחושת (II) שנוצרו מצטמצמים להלידי נחושת (I), אשר, בהתאדות, צובעים את הלהבה בצבע כחול-ירוק (CuCl, CuBr) או בצבע ירוק (OD). תרכובות אורגנופלואור אינן צובעות את הלהבה, שכן פלואוריד נחושת (I) אינו נדיף. התגובה אינה סלקטיבית בשל העובדה שניטרילים, אוריאה, תיאוריאה, נגזרות פירידין בודדות, חומצות קרבוקסיליות, אצטילאצטון וכו' מפריעים לקביעה. בנוכחות מתכות אלקליות ואדמה אלקליין, הלהבה נבדקת דרך כחולה מסנן אור.

יון הפלואור מזוהה על ידי שינוי צבע או צבע צהוב של נייר אינדיקטור alizarinzirconium לאחר החמצה של בדיקת לאסן עם חומצה אצטית.

ב.זיהוי הלוגנים באמצעות חנקתי כסף. הלוגנים מצויים בצורה של יוני הליד על ידי יצירת משקעים מתקלפים של הלידי כסף בצבעים שונים: כסף כלורי הוא משקע לבן שמתכהה באור; ברומיד כסף - צהוב חיוור; יודי כסף - משקע בעל צבע צהוב עז.

שיטת קביעה. ל-5-6 טיפות מהתסנין המתקבל לאחר היתוך של חומר אורגני עם נתרן, מוסיפים 2-3 טיפות של חומצה חנקתית מדוללת. אם החומר מכיל גופרית וחנקן, התמיסה מבושלת במשך 1-2 דקות כדי להסיר מימן גופרתי וחומצה הידרוציאנית, המפריעות לקביעת הלוגנים. לאחר מכן הוסף 1-2 טיפות של תמיסה 1% של חנקתי כסף. הופעת משקע לבן מעידה על נוכחות של כלור, צהוב חיוור - ברום, צהוב - יוד:

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

אם יש צורך להבהיר אם יש ברום או יוד, יש לבצע את התגובות הבאות:

1. ל-3-5 טיפות מהתסנין המתקבל לאחר איחוי החומר עם נתרן, מוסיפים 1-2 טיפות של חומצה גופרתית מדוללת, 1 טיפה של תמיסה 5% של נתרן ניטריט או תמיסה 1% של ברזל (III) כלוריד ו-1 מ"ל כלורופורם.

כאשר מנערים בנוכחות יוד, שכבת הכלורופורם הופכת לסגולה:

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

2. ל-3-5 טיפות מהתסנין המתקבל לאחר איחוי החומר עם נתרן, מוסיפים 2-3 טיפות חומצה הידרוכלורית מדוללת, 1-2 טיפות של תמיסה 5% של כלורמין ו-1 מ"ל כלורופורם.

בנוכחות ברום, שכבת הכלורופורם הופכת לצהובה-חום:

ב.גילוי הלוגנים בשיטת סטפנוב. הוא מבוסס על הפיכת הלוגן הקשור בקוולנטית בתרכובת אורגנית למצב יוני על ידי פעולת נתרן מתכתי בתמיסה אלכוהולית (ראה ניסוי 20).

זיהוי זרחן. אחת השיטות לגילוי זרחן מבוססת על חמצון של חומר אורגני עם תחמוצת מגנזיום. זרחן הקשור אורגנית הופך ליון פוספט, אשר מתגלה לאחר מכן על ידי תגובה עם נוזל מוליבדן.

שיטת קביעה. מספר גרגירים של החומר (5-10 מ"ג) מעורבבים בכמות כפולה של תחמוצת מגנזיום ומאפרים בכור היתוך חרסינה, תחילה בחום בינוני ולאחר מכן בחום חזק. לאחר הקירור, האפר מומס בחומצה חנקתית מרוכזת, 0.5 מ"ל מהתמיסה שהתקבלה מועבר למבחנה, מוסיפים 0.5 מ"ל נוזל מוליבדן ומחממים.

הופעתו של משקע צהוב של אמוניום פוספומוליבדאט (hNi4)3[PMo12040] מעידה על נוכחות של זרחן בחומר האורגני:

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

מלח אמוניום של חומצה הטרופולית 12-מוליבדו-זרחנית

שאלות מבחן

פריט 2. שיטות אינסטרומנטליות לחקר המבנה של תרכובות אורגניות

כיום מיוצרים מכשירים זולים וקלים לשימוש להפעלה באזורים האולטרה סגולים, הנראים והאינפרא אדום של הספקטרום. לאחר הכשרה מיוחדת, התלמידים לוקחים ספקטרום IR וספקטרום קליטה אלקטרוני בשליטה של ​​מפעיל. העיצובים של ספקטרומטרי מסה ו-NMR מסובכים יותר, הם הרבה יותר יקרים ודורשים ידע מיוחד והדרכה מעמיקה מהמפעיל. מסיבה זו, רק מפעילים יכולים לעבוד על מכשירים אלה, והתלמידים משתמשים בספקטרוגרמות מוכנות.

ישנם מספר סוגים של ספקטרופוטומטרים (SF-4, SF-4A, SF-16, SF-26, SF-46), המיוצרים ברוסיה למדידת ספקטרום בליעה אלקטרוני.

הספקטרופוטומטר SF-46 הוא דגם של מכשיר שאינו מסוג הקלטה (השידור של דגימת הבדיקה נמדדת באורך גל קרינה קבוע). טווח הפעולה שלו הוא 190-1100 ננומטר. המכשיר מצויד במעבד

אשר מודדים בו זמנית את הצפיפות האופטית, קובעים את ריכוז התמיסה ואת קצב השינוי בצפיפות האופטית.

ספקטרופוטומטרים אוטומטיים (קליטה) SF-2M, SF-10, SF-14, SF-18, המתעדים את הספקטרום על גבי טופס בצורת גרף, מיועדים לפעול באזור הנראה (טווח SF-18 - 400 -750 ננומטר). התקנים SF-8, SF-20 - ספקטרופוטומטרים אוטומטיים לפעולה באזורי ה-UV הקרובים, גלויים וקרובים של הספקטרום (195-2500 ננומטר).

במדינות חבר העמים, התקנים מבית Carl Zeiss (גרמניה) היו בשימוש נרחב: Specord UV-VIS, Specord M40 UV-VIS. דגם מתקדם יותר - Specord M40 UV-VIS - פועל בשליטת המעבד. תוצאות המדידה ניתנות בצורה מספרית על מחוון דיגיטלי או מדפסת תרמית, או מוקלטות בצורה של גרף על מקליט.

בין ספקטרופוטומטרים מתוצרת חוץ, ידועים גם מכשירים מפרקין אלמר (ארה"ב, אנגליה), פיליפס (איור 2.4), Hedcman (ארה"ב) ואחרים.

פעולת המכשירים הללו ועיבוד תוצאות המדידה מתבצעים בעזרת מיני מחשב. הספקטרום מוצג על מסך התצוגה הגרפית ועל הפלוטר.

המודלים המתקדמים ביותר מספקים אפשרות לעיבוד מתמטי של נתונים ספקטרליים במחשב, מה שמגביר משמעותית את יעילות פרשנות הספקטרום.

עבור אזור האינפרא אדום של הספקטרום, ברית המועצות ייצרה את ספקטרופוטומטר IKS-29 IR ואת הספקטרומטרים MKS-31 ו-ISM-1. נכון לעכשיו, נעשה שימוש במכשירים IR-10, 8resoM Sh-75, 8resoM M-80 (איור 2.5) מתוצרת גרמניה, כמו גם מכשירים

חברות כמו בקמרי, פרקין אלמר (ארה"ב),<

לצרכי ספקטרוסקופיה של NMR פותחו דגמים שונים של מכשירים עם תדרי פעולה של 40-600 מגה-הרץ. כדי להשיג ספקטרום באיכות גבוהה, יש צורך שלמכשירים יהיו אלקטרומגנטים חזקים או מגנטים DC עם מכשירים אשר

מתן אחידות ויציבות גבוהה של השדה המגנטי. תכונות התכנון הללו מסבכות את פעולת הספקטרומטר ומגבירות את עלותו; לכן, ספקטרוסקופיה של NMR היא שיטה פחות נגישה מאשר ספקטרוסקופיה של רטט ואלקטרונים.

בין ספקטרומטרי NMR ניתן להבחין בדגמים מ-Bruker, Hitachi, Varian ו-Jeol (איור 2.6).

ב-CIS, ספקטרומטרי מסה מיוצרים על ידי מפעל סומי של מיקרוסקופים אלקטרונים ומפעל אוריול של מכשירים מדעיים. בין חברות זרות, ספקטרומטרי מסה מיוצרים על ידי Nermag, Finnigan ואחרים.

בחו"ל, ספקטרומטרי מסה נמצאים בשימוש נרחב, יחד עם כרומטוגרף - מכשיר המאפשר לך להפריד אוטומטית בין תערובות מורכבות של חומרים. התקנים אלה, הנקראים ספקטרומטרים של מסה כרומטית (איור 2.7), מאפשרים לך לנתח ביעילות תערובות מרובות רכיבים של תרכובות אורגניות.

ספקטרופוטומטרים SF-26, SF-46. ספקטרופוטומטרים SF-26 ו-SF-46 נועדו למדוד את השידור והצפיפות האופטית של תמיסות ומוצקים בטווח של 186-1100 ננומטר.

ספקטרופוטומטר SF-26 מסופק בשתי תצורות: בסיסית ונוספת, כולל מד מתח דיגיטלי Shch-1312, המיועד למדידת שידור וצפיפות אופטית.

ערכת אויאשסקי. ספקטרופוטומטרים מקומיים עם קרן בודדת מ-SF-4 עד SF-26 מבוססים על דיאגרמת מעגלים אופטיים נפוצים (איור 2.8), למעט מיקומים 6-10 עבור SF-26. האור ממקור 1 פוגע בקבל מראה 2, אם כן

אורז. 2.8. סכימה אופטית של ספקטרופוטומטר עם קרן אחת: 1 - מקור אור; 2 - קבל מראה; 3 - חריץ כניסה; 4, 7 - לוחות מגן; 5 - מראה; 6 - תא פוטו; 8 - קובטה עם בדיקה או פתרון סטנדרטי; 9 - מסננים; 10 - עדשת קוורץ; 11 - חריץ יציאה; 12 - עדשת מראה; 13 - מנסרת קוורץ

על מראה שטוחה 5. המראה מסיטה את אלומת הקרניים ב-90° ומכוונת אותה לתוך חריץ 3, מוגן על ידי לוח 4.

האור שעבר דרך החריץ פוגע אז בפריזמה המפזרת 13, שמפרקת אותה לספקטרום. הזרימה המפוזרת מופנית חזרה לעדשה, הממקדת את הקרניים לתוך חריץ 11. המנסרה מחוברת במנגנון מיוחד לסולם אורך הגל. על ידי סיבוב המנסרה על ידי סיבוב הידית המתאימה במוצא המונוכרומטור, מתקבל שטף אור מונוכרומטי באורך גל נתון, אשר לאחר שעבר את החריץ 11, עדשת הקוורץ 10, המסנן 9, אשר סופג את הפיזור.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

אורז. 2.9. מראה הספקטרופוטומטר SF-26:

1 - מונוכרומטור; 2 - סולם אורך גל; 3 - מכשיר מדידה; 4 - תאורה עם מקור קרינה ומייצב; 5 - תא קובטות; 6 - ידית להזזת הכרכרה עם קובטות; 7 - מצלמה עם photodetectors ומגבר; 8 - ידית להחלפת גלאי צילום; 9 - כפתור הגדרת רגישות; 10 - הגדרת ידית ל"0"; 11 - ידית וילון; 12 - ידית לפתיחת חריצי הכניסה והיציאה (החריצים נפתחים בתוך 0.01-2 מ"מ); 13 - לטפל ב"ספירה לאחור"; 14 - ידית פיצוי; 15 - ידית של סולם אורך הגל

האור הבהיר, התקן (או המדגם) 8 ולוחית המגן 7, נופל על השכבה הרגישה לאור של תא הפוטו 6.

במכשיר ה-SF-26 (איור 2.9), לאחר עדשה 10 (ראה איור 2.8), האור עובר דרך התקן (או המדגם), העדשה, ובעזרת מראה סיבובית נאסף על השכבה הרגישה לאור של אחד מתאי הפוטו: אנטימון-צסיום (למדידות באזור 186-650 ננומטר) או חמצן-צסיום (למדידות באזור 600-1100 ננומטר).

מקורות הקרינה המתמשכת, המספקים טווח פעולה רחב של המכשיר, הם מנורת דוטריום (באזור 186-350 ננומטר) ומנורת ליבון (באזור 110-320 ננומטר).

Z / st / yuisteo I /? ו £ yu /? a SF-26 ו yariya ^iya ischsrsyay. מדידת השידור (צפיפות אופטית) של האובייקט הנחקר מתבצעת ביחס לתקן, ששידורו נלקח כ-100 \%, והצפיפות האופטית שווה ל-0. ניתן לצייד את מכשיר ה-SF-26 עם חיבור PDO-5, המאפשר הקלטת ספקטרום השתקפות מפוזר של דגימות מוצקות.

ספקטרופוטומטר SF-46. ספקטרופוטומטר חד-קרן SF-46 (איור 2.10) עם מערכת מיקרו-מעבד מובנית נועד למדוד תמסורת (צפיפות אופטית) של חומרים נוזליים ומוצקים בטווח של 190-1100 ננומטר. אלמנט הפיזור הוא סורג עקיפה עם גובה משתנה ומהלך עקמומי. מקורות הקרינה והמקלטים זהים לאלו במכשיר ה-SF-26.

אורז. 2.10. מראה הספקטרופוטומטר SF-46:

1 - מונוכרומטור; 2 - מערכת מיקרו-מעבד; 3 - תא תאים; 4 - תאורה; 5 - מצלמה עם photodetectors ומגברים; 6 - ידית לסיבוב סורג העקיפה; 7 - סולם אורך גל

המכשיר i/?i5o/?a SF-46 ו-yariya^iya izmsrsyay. מצבי הפעולה הבאים מסופקים בספקטרופוטומטר: מדידת שידור 7, צפיפות אופטית A, ריכוז C, קצב השינוי של צפיפות אופטית A/Am. עקרון המדידה משותף לכל הספקטרופוטומטרים הבודדים.

סדנה

מדידת ספקטרום הקליטה האלקטרוני של תרכובת אורגנית בספקטרופוטומטר SF-46

77 סדר העבודה. 1. הפעל את הספקטרופוטומטר והתחיל לעבוד 20-30 דקות לאחר התחממות המכשיר.

2. מדגם אחד עד שלוש דגימות בדיקה מותקנות במחזיק, ניתן להתקין דגימת בקרה במיקום הרביעי של המחזיק. הנח את המחזיק על הכרכרה בתא התא.

3. הגדר את אורך הגל הרצוי על ידי סיבוב כפתור אורך הגל. אם באותו זמן הסולם פונה לערך גדול, החזר אותו בחזרה ב-5-10 ננומטר ושוב הביא אותו לחלוקה הנדרשת.

4. התקן את תא הפוטו ומקור הקרינה במצב עבודה, המתאים לטווח המדידה הספקטרלי שנבחר.

5. לפני כל מדידה חדשה, כאשר מתח המוצא אינו ידוע, הגדר את רוחב החריץ ל-0.15 ננומטר כדי למנוע חשיפה של תאי הפוטו.

6. הקריאות מתבצעות כאשר מכסה תא הקובטות סגור היטב. פתח את המכסה רק אם כפתור המתג העיוור נמצא במצב "סגור".

מדידת שידור

17ו /?עבודת ידוק. 1. הגדר את ידית המתג העיוור למצב סגור.

2. הקש על מקש "W (0)". התצוגה הפוטומטרית צריכה להראות את ערך האות בוולט, פרופורציונלית לערך הזרם הכהה של הפוטו-תא.

3. הגדר את כפתור בקרת הזרם הכהה "0" בתצוגה הפוטומטרית לערך מספרי בטווח של 0.05-0.1. הקריאות נלקחות מהתצוגה על ידי לחיצה על מקש "W (0)" עד להופעת ערך השונה מהקודם בלא יותר מ-0.001. החיווי האחרון מוכנס לזיכרון של מערכת המיקרו-מעבד (MPS) ונשאר שם עד ללחיצה הבאה של מקש "Ш (0)".

4. התקן את דגימת הבקרה בנתיב זרימת הקרינה באמצעות ידית תנועת הגררה. בהיעדר דגימת בקרה נלקחות מדידות ביחס לאוויר.

5. הגדר את ידית מתג הווילון למצב "OPEN".

6. לחץ על מקש "K (1)" ועשה קריאה מהתצוגה הפוטומטרית. האינדקס "1" מוצג בצד שמאל של התצוגה. הקריאה צריכה להיות בין 0.5-5.0. אם הוא קטן מ-0.5, הגדל את רוחב החריץ; אם יותר מ-5.0, האינדקס "P" מוצג בתצוגה. במקרה זה, רוחב החריץ מצטמצם ומקש "K (1)" נלחץ מספר פעמים עד להופעת קריאה השונה מהקודמת בלא יותר מ-0.001.

7. הקש על מקש "t (2)". במקרה זה, הקריאה 100.0 ± 0.1 צריכה להופיע בתצוגה הפוטומטרית, והאינדקס "2" אמור להופיע בצד שמאל. אם לחיווי יש ערך שונה, הזן שוב את הערך של אות ההשוואה על ידי לחיצה על מקש "K (1)".

8. לחץ על מקש "C / R", תוך התבוננות בזוהר של מחוון מצב "C". הקש על מקש "t(2)". הספקטרופוטומטר נכנס למצב מדידה מחזורית, מודד את המדגם כל 5 שניות ומציג את תוצאת המדידה.

9. הדגימות הנמדדות מותקנות לסירוגין בנתיב שטף הקרינה, תוך הזזת הכרכרה עם הידית, ולכל דגימה, כאשר מופיע ערך השונה מהקודמת בלא יותר מ-0.1, יש לבצע קריאות מהתצוגה הפוטומטרית. .

10. בעת ביצוע מדידות קצרות, שבמהלכן עוצמת הזרם הכהה לא משתנה, לא ניתן להזין ערך זה לזיכרון ה-MPS בכל מדידה. במקרה זה, כל המדידות הבאות, החל מהשנייה, מתחילות מהפעולות של סעיף 4.

קביעת צפיפות אופטית

77ו /?עבודת ידוק. 1. בצע את הפעולות המצוינות בסעיפים 1-6 של המדידה הקודמת.

2. הקש על מקש "B (5)". בתצוגה הפוטומטרית אמור להופיע קריאת 0.000 ± 0.001, והאינדקס "5" משמאל.

3. בצע את הפעולות המצוינות בסעיפים 8-9 של המדידה הקודמת, ועשה קריאות מהתצוגה הפוטומטרית.

4. מדוד את ספקטרום הקליטה האלקטרוני של המדגם המוצע, שרטט את התלות של הצפיפות האופטית או השידור באורך הגל. מסקנות לגבי ספיגת החומר הנבדק באזורים שונים של אור אולטרה סגול ונראה.

שאלות ותרגילים

1. ציין את סוגי הקרינה האלקטרומגנטית.

2. אילו תהליכים מתרחשים בחומר כאשר אור אולטרה סגול ונראה נספג? כיצד פועל ספקטרופוטומטר UV?

3. אילו תהליכים מתרחשים בחומר כאשר אור אינפרא אדום נספג? תאר את בנייתו של ספקטרופוטומטר IR.

4. מה קורה לחומר כשהוא סופג קרינת רדיו? הסבר את עקרון הפעולה של ספקטרומטר NMR.

5. במה שונה ספקטרומטריית מסה מספקטרוסקופיה של UV, IR ו-NMR? מהו העיצוב של ספקטרומטר מסה?

6. כיצד נהוג לתאר UV, IR, NMR וספקטרום מסה? אילו ערכים משורטטים לאורך האבשיסה ומה - לאורך הקודקוד? אילו פרמטרים מאפיינים אותות ספקטרום?

7. מה ההבדל בין ספקטרום ה-IR של אמינים ראשוניים, שניוניים ושלישוניים? איזו מהספקטרום הנתון מתאים ל-#to/?-בוטילאמין, ואיזה - לדיאתילאמין (איור 2.11)? הקצה כמה שיותר להקות בספקטרום ה-IR. בנה דגמי כדור ומקל של תרכובות אלה והראה כיצד מתרחשות תנודות מתיחה וכיפוף.

תדירות, ס"מ ~1

3800 איור. 2.11. ו

2000 1500 1100 900 800 700 400

תדירות, ס"מ "1

8. קבעו את מבנה התרכובת של הרכב C2H60 לפי ספקטרום ה-IR (איור 2.12).

ספקטרום של תרכובת עם הרכב c^n^o

9. הקצה את התדרים האופייניים של פנטאן ו-2-ניטרופרופן. באילו פסים ניתן להשתמש כדי לקבוע נוכחות של קבוצת ניטרו בחומר אורגני (איור 2.13)?

תדירות, ס"מ"

10. קבע איזה מהספקטרום הנתון מתאים לאלכוהול n-בוטיל, ואיזה לאתר דיאתיל (איור 2.14).

2000 1500 1100 900 800 700 400

תדירות, ס"מ ~1

אלכוהול i-בוטיל ודיאתיל אתר

11. קבע איזה מבין אלה המוצגים באיור. 2.15 ספקטרים ​​תואמים אתנול, אתנל וחומצה אצטית.

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

13. בספקטרום ה-IR הנתון של אתיל-בנזן (איור 2.17), ציינו אילו פסים אופייניים מתאימות לתנודות של הקשרים של הטבעת הארומטית וקשרי ה-C-H של הרדיקל האליפטי.