L'analisi elementare qualitativa è un insieme di metodi che consentono di determinare da quali elementi è costituito un composto organico. Per determinare la composizione elementare, una sostanza organica viene prima convertita in composti inorganici mediante ossidazione o mineralizzazione (lega con metalli alcalini), che vengono poi esaminati con metodi analitici convenzionali.
Rilevazione di carbonio e idrogeno. Il metodo si basa sulla reazione di ossidazione della materia organica con polvere di ossido di rame (II).
Come risultato dell'ossidazione, il carbonio contenuto nella sostanza analizzata forma ossido di carbonio (IV) e l'idrogeno forma acqua. Il carbonio è determinato qualitativamente dalla formazione di un precipitato bianco di carbonato di bario durante l'interazione dell'ossido di carbonio (IV) con l'acqua di barite. L'idrogeno viene rilevato dalla formazione dell'idrato cristallino Cu804-5H20, di colore blu.
Metodo di esecuzione. La polvere di ossido di rame (II) viene posta nella provetta 1 (Fig. 2.1) ad un'altezza di 10 mm, viene aggiunta una uguale quantità di sostanza organica e miscelata accuratamente. IN parte superiore nelle provette 1, posizionare un batuffolo di cotone sul quale viene versato un sottile strato di polvere bianca di solfato di rame anidro (II). La provetta 1 viene chiusa con un tappo con il tubo di uscita del gas 2 in modo che un'estremità tocchi quasi il batuffolo di cotone e l'altra viene immersa nella provetta 3 con 1 ml di acqua baritica. Riscaldare con attenzione prima lo strato superiore nella fiamma del bruciatore.
miscele di una sostanza con rame (II) ossi- _ _ 1 _
Tt Fig. 2.1. Scoperta del carbonio e dell'acqua
casa, poi quella inferiore. Se c'è
In presenza di carbonio si osserva torbidità dell'acqua di barite dovuta alla formazione di precipitato di carbonato di bario. Dopo la comparsa del precipitato, la provetta 3 viene rimossa e la provetta 1 continua a essere riscaldata fino a quando il vapore acqueo raggiunge il solfato di rame anidro (II). In presenza di acqua, si osserva un cambiamento nel colore dei cristalli di solfato di rame (II) dovuto alla formazione di idrato di cristallo CuS04-5I20.
(C...H...) + CuO -^ CO2 + H20 + Cu CO2 + Ba(OH)2 - BaCOe| +H20
5N20 + Si804 -*- Si804-5N20
cristalli blu polvere bianchi
Rilevazione di azoto, zolfo e alogeni. Il metodo si basa sulla fusione della materia organica con il sodio metallico. Quando fuso, l'azoto si trasforma in cianuro di sodio, lo zolfo in solfuro di sodio, il cloro, il bromo e lo iodio nei corrispondenti alogenuri di sodio.
Tecnica di fusione. UN. Solidi. Diversi granelli della sostanza in esame (5-10 mg) vengono posti in una provetta refrattaria asciutta (attenzione!) e viene aggiunto un piccolo pezzo (delle dimensioni di un chicco di riso) di sodio metallico. La miscela viene riscaldata accuratamente nella fiamma di un bruciatore, riscaldando uniformemente la provetta, fino alla formazione di una lega omogenea. È necessario assicurarsi che il sodio si sciolga con la sostanza. Una volta fusa, la sostanza si decompone. La fusione è spesso accompagnata da un piccolo lampo di sodio e dall'annerimento del contenuto della provetta a causa delle particelle di carbonio risultanti. Raffreddare la provetta a temperatura ambiente e aggiungere 5-6 gocce alcool etilico per eliminare i residui di sodio metallico. Assicurarmelo
il resto del sodio ha reagito (il sibilo cessa quando si aggiunge una goccia di alcol), si versano 1-1,5 ml di acqua nella provetta e si scalda la soluzione a ebollizione. La soluzione idroalcolica viene filtrata e utilizzata per rilevare zolfo, azoto e alogeni:
(C... 14) + No. -^NaCN (I...) + No. -e^a!
(8...) + 2Ш -^N^8 2С2Н5ОН + 2Ш -2С2Н5(Sha + R2
(C1...) + N. -*^aC1 C2H5ONa + H20-^C2H5ON + N.OH
(Вг...) + № --*-№Вг
B. Sostanze liquide. Una provetta refrattaria è fissata verticalmente su una rete di amianto. Mettere in una provetta sodio metallico e scaldare finché non si scioglie. Quando compaiono i vapori di sodio, la sostanza in esame viene introdotta goccia a goccia. Il riscaldamento viene intensificato dopo aver carbonizzato la sostanza. Dopo aver raffreddato il contenuto della provetta a temperatura ambiente, questa viene sottoposta all'analisi di cui sopra.
B. Sostanze volatili e sublimanti. La miscela di sodio e sostanza in esame viene ricoperta con uno strato di calce sodata dello spessore di circa 1 cm e quindi sottoposta alle analisi di cui sopra.
Rilevazione dell'azoto. L'azoto viene rilevato qualitativamente mediante la formazione di blu di Prussia - Fe4[Fe(CrN)6]3 (colore blu).
Metodo di determinazione. Porre in una provetta 5 gocce del filtrato ottenuto dopo aver fuso la sostanza con il sodio e aggiungere 1 goccia di una soluzione alcolica di fenolftaleina. La comparsa di un colore rosso cremisi indica un ambiente alcalino (se il colore non compare, aggiungere nella provetta 1-2 gocce di una soluzione acquosa di idrossido di sodio al 5%). Con la successiva aggiunta di 1-2 gocce di una soluzione acquosa al 10% di solfato di ferro (II), solitamente contenente una miscela di solfato di ferro (III), si forma un precipitato verde sporco. Utilizzando una pipetta, applicare 1 goccia di liquido torbido dalla provetta su un pezzo di carta da filtro. Non appena la goccia viene assorbita dalla carta, su di essa viene applicata 1 goccia di una soluzione al 5% di acido cloridrico. In presenza di azoto appare una macchia blu di Prussia, Fe4[Fe(CrH)6]3:
Re804 + 2SHOYA -^ Re(OH)2| + №28<Э4
Re2(804)3 + 6SHOYA - 2Re(OH)3| +3№2804
|Fe(OH)2 + 2NaCN -^ Fe(CN)2 + 2SHOYA
Fe(CN)2 + 4NaCN - Na4
|Re(OH)2 + 2HC1 -^ ReC12 + 2H20
|Re(OH)3 + ZNS1 -^ ReC13 + ZN20
3Na4 + 4ReC13 - Re4[Re(C^6]3 + 12NaC1
Rilevazione dello zolfo. Lo zolfo viene rilevato qualitativamente dalla formazione di un precipitato marrone scuro di solfuro di piombo (II), nonché da un complesso rosso-viola con una soluzione di nitroprussiato di sodio.
Metodo di determinazione. Gli angoli opposti di un pezzo di carta da filtro di 3x3 cm vengono inumiditi con il filtrato ottenuto fondendo la sostanza con sodio metallico (Fig. 2.2). Una goccia di soluzione all'1% di acetato di piombo (II) viene applicata su uno dei punti umidi, ritirandosi di 3-4 mm dal suo bordo.
Al confine di contatto appare un colore marrone scuro a causa della formazione di solfuro di piombo (II):
+ (CH3COO)2Pb - Pb8|
1 - una goccia di soluzione di acetato di piombo (II); 2 - goccia di soluzione di nitroprussiato di sodio
2CH3CO(Zha
Una goccia di soluzione di nitroprussiato di sodio viene applicata sul bordo di un altro punto. Al confine delle “fughe” appare un colore rosso-violetto intenso, che cambia gradualmente colore:
Ka2[Re(SGCh)5GChO] -^ Ka4[Re(SGCh)5Zh)8]
nitroprussiato di sodio
complesso rosso-viola
Rilevazione di zolfo e azoto quando presenti insieme. In numerosi composti organici contenenti azoto e zolfo, la presenza di zolfo impedisce la scoperta di azoto. In questo caso viene utilizzato un metodo leggermente modificato per determinare l'azoto e lo zolfo, basato sul fatto che quando una soluzione acquosa contenente solfuro di sodio e cianuro di sodio viene applicata su carta da filtro, quest'ultimo si distribuisce lungo la periferia della zona umida. Questa tecnica richiede determinate abilità lavorative, il che rende difficile la sua applicazione.
Metodo di determinazione. Applicare il filtrato goccia a goccia al centro di una carta da filtro di 3x3 cm fino alla formazione di una macchia umida incolore del diametro di circa 2 cm
in presenza:
1 - una goccia di soluzione di solfato di ferro (II);
2 - una goccia di soluzione di acetato di piombo; 3 - goccia di soluzione di nitroprussiato di sodio
Al centro della macchia viene applicata 1 goccia di una soluzione al 5% di solfato di ferro (II) (Fig. 2.3). Dopo che la goccia è stata assorbita, al centro viene applicata 1 goccia di una soluzione al 5% di acido cloridrico. Quando è presente l'azoto appare una macchia blu di Prussia. Poi lungo la periferia
Sulla zona umida, applicare 1 goccia di soluzione all'1% di acetato di piombo (II) e sul lato opposto della macchia - 1 goccia di soluzione di nitroprussiato di sodio Na2[Fe(CrH)5gH0]. Se è presente zolfo, nel primo caso apparirà una macchia marrone scuro nel punto di contatto delle “fughe”; nel secondo caso apparirà una macchia rosso-viola; Le equazioni di reazione sono fornite sopra.
Rilevazione di alogeni. Il test di A. Beilyitein. Il metodo per rilevare gli atomi di cloro, bromo e iodio nei composti organici si basa sulla capacità dell'ossido di rame (II) ad alte temperature di decomporre i composti organici contenenti alogeni per formare alogenuri di rame (II):
BSha1 + CuO -^ CuNa12 + C021 + H20
Il campione da analizzare viene applicato all'estremità di un filo di rame precalcinato e riscaldato in una fiamma di bruciatore non luminosa. Se nel campione sono presenti alogeni, gli alogenuri di rame (II) risultanti vengono ridotti ad alogenuri di rame (I) che, una volta evaporati, colorano la fiamma blu-verde (CuCl, CuBr) o verde (OD). I composti organofluoro non colorano la fiamma allo stesso modo del fluoruro di rame (I), che non è volatile. La reazione non è selettiva poiché nitrili, urea, tiourea, singoli derivati piridinici, acidi carbossilici, acetilacetone, ecc. interferiscono con la determinazione. In presenza di metalli alcalini e alcalino terrosi la fiamma viene vista attraverso una luce blu filtro.
Lo ione fluoruro viene rilevato dallo scolorimento o dallo scolorimento giallo della carta indicatrice all'alizarina e zirconio dopo l'acidificazione del campione di Lassaigne con acido acetico.
B. Rilevazione di alogeni utilizzando nitrato d'argento. Gli alogeni vengono rilevati sotto forma di ioni alogenuri mediante la formazione di precipitati flocculanti di alogenuri d'argento di vari colori: il cloruro d'argento è un precipitato bianco che scurisce alla luce; bromuro d'argento - giallo pallido; lo ioduro d'argento è un precipitato giallo intenso.
Metodo di determinazione. A 5-6 gocce del filtrato ottenuto dopo la fusione della sostanza organica con sodio aggiungere 2-3 gocce di acido nitrico diluito. Se la sostanza contiene zolfo e azoto, la soluzione viene fatta bollire per 1-2 minuti per rimuovere l'idrogeno solforato e l'acido cianidrico, che interferiscono con la determinazione degli alogeni. Quindi aggiungere 1-2 gocce di soluzione di nitrato d'argento all'1%. L'aspetto di un precipitato bianco indica la presenza di cloro, giallo pallido - bromo, giallo - iodio:
N.Na1 + NGCH03 - N.gCh03 + NNa1 HC1 + ^gCh03 - A^C1 + NGCh03
Se è necessario chiarire se è presente bromo o iodio si devono effettuare le seguenti reazioni:
1. A 3-5 gocce del filtrato ottenuto dopo aver fuso la sostanza con sodio, aggiungere 1-2 gocce di acido solforico diluito, 1 goccia di soluzione al 5% di nitrito di sodio o soluzione all'1% di cloruro di ferro (III) e 1 ml cloroformio.
Quando agitato in presenza di iodio, lo strato di cloroformio diventa viola:
2NaI + 2NaN02 + 2H2S04 - I2 + 2NOf + 2Na2S04 + 2H20 4NaI + 2FeCl3 + H2S04 -12 + Fel2 + Na2S04 + 2NaCl + 4HC1
2. A 3-5 gocce del filtrato ottenuto dopo aver fuso la sostanza con sodio, aggiungere 2-3 gocce di acido cloridrico diluito, 1-2 gocce di una soluzione al 5% di cloramina e 1 ml di cloroformio.
In presenza di bromo lo strato di cloroformio vira al giallo-marrone:
B. Scoperta degli alogeni utilizzando il metodo di Stepanov. Si basa sulla conversione di un alogeno legato covalentemente in un composto organico in uno stato ionico mediante l'azione del sodio metallico in una soluzione alcolica (vedi esperimento 20).
Rilevazione del fosforo. Un metodo per rilevare il fosforo si basa sull'ossidazione della materia organica con ossido di magnesio. Il fosforo legato organicamente viene convertito in ione fosfato, che viene poi rilevato mediante reazione con molibdeno liquido.
Metodo di determinazione. Diversi grani della sostanza (5-10 mg) vengono mescolati con una quantità doppia di ossido di magnesio e inceneriti in un crogiolo di porcellana, prima a fuoco moderato e poi a fuoco alto. Dopo il raffreddamento, la cenere viene sciolta in acido nitrico concentrato, 0,5 ml della soluzione risultante vengono trasferiti in una provetta, vengono aggiunti 0,5 ml di liquido di molibdeno e riscaldati.
L'aspetto di un precipitato giallo di fosfomolibdato di ammonio (rNi4)3[PMo12040] indica la presenza di fosforo nella sostanza organica:
(P...) + МшО -*~ Р01~ + Ме2+ Р043_+ ЗКН4 + 12Mo04~ + 24Н+-^^Н4)3[РМо12О40]| + 12Н20
sale di ammonio dell'eteropoliacido 12-molibdo-fosforico
DOMANDE DI PROVA
clausola 2. metodi strumentali per lo studio della struttura dei composti organici
Attualmente vengono prodotti dispositivi relativamente economici e facili da usare per lavorare nelle regioni dello spettro ultravioletto, visibile e infrarosso. Dopo una formazione specifica, gli studenti, sotto la supervisione di un operatore, acquisiscono gli spettri IR e gli spettri di assorbimento elettronico. I progetti degli spettrometri di massa e NMR sono più complessi, sono molto più costosi e richiedono conoscenze speciali e una formazione approfondita da parte dell'operatore. Per questo motivo solo gli operatori possono lavorare su questi dispositivi e gli studenti utilizzano spettrogrammi già pronti.
Esistono diversi tipi di spettrofotometri (SF-4, SF-4A, SF-16, SF-26, SF-46) prodotti in Russia per misurare gli spettri di assorbimento elettronico.
Lo spettrofotometro SF-46 è un modello di un dispositivo di tipo non registratore (la misurazione della trasmittanza del campione in esame viene effettuata a una lunghezza d'onda fissa della radiazione). Il suo range operativo è 190-1100 nm. Il dispositivo è dotato di un processore, consentendo
È possibile misurare simultaneamente la densità ottica, determinare la concentrazione della soluzione e la velocità di variazione della densità ottica.
Gli spettrofotometri automatici (di registrazione) SF-2M, SF-10, SF-14, SF-18, che registrano lo spettro su un modulo sotto forma di grafico, sono progettati per funzionare nella regione visibile (intervallo SF-18 - 400 -750 nm). I dispositivi SF-8, SF-20 sono spettrofotometri automatici per il funzionamento nelle regioni vicino UV, visibile e vicino IR dello spettro (195-2500 nm).
I dispositivi Carl Zeiss (Germania) sono ampiamente utilizzati nei paesi della CSI: Specord UV-VIS, Specord M40 UV-VIS. Un modello più avanzato, Specord M40 UV-VIS, funziona su un processore. I risultati della misurazione vengono emessi in forma numerica su un indicatore digitale o su una stampa termica, oppure vengono registrati sotto forma di grafico su un registratore grafico.
Tra gli spettrofotometri di fabbricazione straniera sono ampiamente conosciuti anche i dispositivi di Perkin Elmer (USA, Inghilterra), Philips (Fig. 2.4), Hedcman (USA), ecc.
Il funzionamento di questi dispositivi è controllato e i risultati delle misurazioni vengono elaborati utilizzando un minicomputer. Gli spettri vengono visualizzati sullo schermo grafico e sul plotter.
I modelli più avanzati prevedono la possibilità di elaborazione matematica dei dati spettrali su un computer, che aumenta significativamente l'efficienza del lavoro sulla decifrazione degli spettri.
Per la regione infrarossa dello spettro, in URSS sono stati prodotti lo spettrofotometro IR IKS-29 e gli spettrometri MKS-31, ISM-1. Dispositivi attualmente utilizzati IR-10, 8resoM Sh-75, 8resoM M-80 (Fig. 2.5) fabbricati in Germania, nonché dispositivi
aziende come Beckmari, Perkin Elmer (USA),< Per le esigenze della spettroscopia NMR sono stati sviluppati vari modelli di dispositivi con frequenze operative di 40-600 MHz. Per ottenere spettri di alta qualità, è necessario che i dispositivi dispongano di potenti elettromagneti o magneti a corrente continua con dispositivi garantendo elevata uniformità e stabilità del campo magnetico. Queste caratteristiche di progettazione complicano il funzionamento dello spettrometro e ne aumentano i costi, quindi la spettroscopia NMR è un metodo meno accessibile rispetto alla spettroscopia vibrazionale ed elettronica. Tra gli spettrometri NMR si possono distinguere i modelli di Bruker, Hitachi, Varian e Jeol (Fig. 2.6). Nella CSI, gli spettrometri di massa sono prodotti dallo stabilimento di microscopi elettronici di Sumy e dallo stabilimento di strumenti scientifici di Oryol. Tra le società straniere, le società “Nermag”, “Finnigan”, ecc. producono spettrometri di massa. All'estero sono molto utilizzati gli spettrometri di massa accoppiati al cromatografo, un dispositivo che consente la separazione automatica di miscele complesse di sostanze. Questi strumenti, detti gascromatometri spettrometri di massa (Fig. 2.7), consentono di analizzare efficacemente miscele multicomponenti di composti organici. Spettrofotometri SF-26, SF-46. Gli spettrofotometri a raggio singolo SF-26 e SF-46 sono progettati per misurare la trasmittanza e la densità ottica di soluzioni e solidi nell'intervallo 186-1100 nm. Lo spettrofotometro SF-26 è fornito in due opzioni di configurazione: base e aggiuntiva, incluso un voltmetro digitale Shch-1312, progettato per misurare la trasmittanza e la densità ottica. Schema Oyash. La base degli spettrofotometri domestici a raggio singolo da SF-4 a SF-26 è il design ottico generale (Fig. 2.8), ad eccezione delle posizioni 6-10 per SF-26. La luce proveniente dalla sorgente 1 colpisce quindi il condensatore dello specchio 2 Riso. 2.8. Schema ottico di uno spettrofotometro a raggio singolo: 1 - sorgente luminosa; 2 - condensatore a specchio; 3 - fessura d'ingresso; 4, 7 - piastre protettive; 5 - specchio; 6 - fotocellula; 8 - cuvetta con soluzione test o standard; 9 - filtri; 10 - lente al quarzo; 11 - fessura di uscita; 12 - lente a specchio; 13 - prisma al quarzo su uno specchio piano 5. Lo specchio devia il fascio di raggi di 90° e lo convoglia in una feritoia 3 protetta da una piastra 4. La luce che passa attraverso la fenditura colpisce poi il prisma disperdente 13, che la decompone in uno spettro. Il flusso disperso viene reindirizzato alla lente, che focalizza i raggi nella fessura 11. Il prisma è collegato mediante uno speciale meccanismo a una scala di lunghezze d'onda. Ruotando il prisma ruotando la maniglia corrispondente all'uscita del monocromatore, si ottiene un flusso di luce monocromatica di una determinata lunghezza d'onda che, dopo aver attraversato la fessura 11, la lente al quarzo 10, il filtro 9, assorbendo la diffusione 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Riso. 2.9. Aspetto dello spettrofotometro SF-26: 1 - monocromatore; 2 - scala della lunghezza d'onda; 3 - dispositivo di misurazione; 4 - illuminatore con sorgente di radiazione e stabilizzatore; 5 - scomparto per cuvette; 6 - maniglia per spostare il carrello con cuvette; 7 - telecamera con fotorilevatori e amplificatore; 8 - maniglia di commutazione del fotorilevatore; 9 - manopola di regolazione della sensibilità; 10 - impostazione della maniglia su “0”; 11 - maniglia per tende; 12 - maniglia per l'apertura delle fessure di ingresso e di uscita (le fessure si aprono entro 0,01-2 mm); 13 - Maniglia “Conto alla rovescia”; 14 - maniglia di compensazione; 15 - maniglia della scala della lunghezza d'onda La luce intensa, standard (o campione) 8 e piastra protettiva 7, cade sullo strato fotosensibile della fotocellula 6. Nel dispositivo SF-26 (Fig. 2.9), dopo la lente 10 (vedi Fig. 2.8), la luce passa attraverso lo standard (o campione), la lente e, utilizzando uno specchio rotante, viene raccolta sullo strato fotosensibile di uno dei le fotocellule: antimonio-cesio (per misure nella regione 186-650 nm) o ossigeno-cesio (per misure nella regione 600-1100 nm). Le fonti di radiazione continua che forniscono un'ampia gamma di funzionamento del dispositivo sono una lampada al deuterio (nell'intervallo 186-350 nm) e una lampada a incandescenza (nell'intervallo 110-320 nm). Z/st/yuisteo I/?i£yu/?a SF-26 e yariya^iya issrsyay. La trasmittanza (densità ottica) dell'oggetto in studio viene misurata rispetto a uno standard, la cui trasmittanza è considerata pari al 100% e la densità ottica pari a 0. Il dispositivo SF-26 può essere dotato di un PDO-5 accessorio, che consente di acquisire spettri di riflettanza diffusa di campioni solidi. Spettrofotometro SF-46. Lo spettrofotometro a raggio singolo SF-46 (Fig. 2.10) con un sistema a microprocessore integrato è progettato per misurare la trasmittanza (densità ottica) di sostanze liquide e solide nella regione di 190-1100 nm. L'elemento disperdente è un reticolo di diffrazione a passo variabile e linea curva. Le sorgenti di radiazioni e i ricevitori sono gli stessi del dispositivo SF-26. Riso. 2.10. Aspetto dello spettrofotometro SF-46: 1 - monocromatore; 2 - sistema a microprocessore; 3 - scomparto per cuvette; 4 - illuminatore; 5 - telecamera con fotorilevatori e amplificatori; 6 - maniglia di rotazione del reticolo di diffrazione; 7 - scala della lunghezza d'onda Dispositivo i/?i5o/?a SF-46 e yariya^iya izmsrsyaiy. Lo spettrofotometro prevede le seguenti modalità operative: misurazione della trasmittanza 7, densità ottica A, concentrazione C, velocità di variazione della densità ottica A/At. Il principio di misura è comune a tutti gli spettrofotometri a raggio singolo. PRATICO Misura dello spettro di assorbimento elettronico di un composto organico utilizzando uno spettrofotometro SF-46 77ordine di lavoro. 1. Accendere lo spettrofotometro e iniziare a lavorare 20-30 minuti dopo che il dispositivo si è riscaldato. 2. Posizionare da uno a tre campioni di prova nel supporto; un campione di controllo può essere installato nella quarta posizione del supporto. Posizionare il supporto sul carrello nello scomparto delle cuvette. 3. Impostare la lunghezza d'onda richiesta ruotando la manopola della lunghezza d'onda. Se la scala ruota di un valore elevato, riportarla indietro di 5-10 nm e riportarla nuovamente alla divisione richiesta. 4. Installare la fotocellula e la sorgente di radiazione corrispondente all'intervallo di misurazione spettrale selezionato nella posizione operativa. 5. Prima di ogni nuova misurazione, quando la tensione di uscita non è nota, impostare la larghezza della fessura su 0,15 nm per evitare l'esposizione delle fotocellule. 6. Effettuare le letture con il coperchio del vano cuvetta ben chiuso. Aprire il coperchio solo se la maniglia dell'interruttore tenda è impostata sulla posizione “CHIUSO”. Misura della trasmittanza 17о/? veleno del lavoro. 1. Impostare la maniglia dell'interruttore della tenda in posizione "CHIUSO". 2. Premere il tasto “Ø (0)”. Il display fotometrico deve visualizzare il valore del segnale in volt, proporzionale al valore della corrente di buio della fotocellula. 3. Impostare la manopola di controllo della corrente di buio "ZERO" sul display fotometrico su un valore numerico compreso tra 0,05 e 0,1. Le letture dal display si effettuano premendo il tasto “Ш (0)” finché non appare un valore che differisce dal precedente non più di 0,001. L'ultima lettura viene inserita nella memoria del sistema a microprocessore (MPS) e rimane lì fino alla successiva pressione del tasto “Ш (0)”. 4. Posizionare un campione di controllo nel percorso del flusso di radiazioni utilizzando la maniglia mobile del carrello. In assenza di un campione di controllo, le misurazioni vengono effettuate rispetto all'aria. 5. Impostare la maniglia dell'interruttore della tenda in posizione "APERTO". 6. Premere il tasto “K (1)” ed effettuare la lettura dal display fotometrico. L'indice “1” viene visualizzato sul lato sinistro del display. La lettura dovrebbe essere compresa tra 0,5 e 5,0. Se è inferiore a 0,5, aumentare la larghezza della fessura; se è superiore a 5,0 sul display viene visualizzato l'indice “P”. In questo caso ridurre la larghezza della fenditura e premere più volte il tasto “K (1)” finché non apparirà una lettura che differisce dalla precedente non più di 0,001. 7. Premere il tasto “t (2)”. In questo caso sul display fotometrico dovrebbe apparire la lettura 100.0±0.1 e sulla sinistra dovrebbe apparire l'indice “2”. Se la lettura ha un valore diverso, inserire nuovamente il valore del segnale di confronto premendo il tasto “K (1)”. 8. Premere il tasto “C/R”, osservando la luce dell'indicatore della modalità “C”. Premere il tasto "t" (2). Lo spettrofotometro passa alla modalità di misurazione ciclica, misura il campione ogni 5 s e visualizza il risultato della misurazione. 9. Posizionare uno ad uno i campioni misurati nel percorso del flusso di radiazioni, muovendo il carrello con la maniglia, e per ogni campione, quando appare un valore che differisce dal precedente non più di 0,1, rilevare le letture dal fotometrico pannello. 10. Quando si eseguono misurazioni a breve termine, durante le quali l'intensità della corrente oscura non cambia, non è necessario inserire questo valore nella memoria MPS per ogni misurazione. In questo caso tutte le misurazioni successive, a partire dalla seconda, iniziano con le operazioni del punto 4. Determinazione della densità ottica 77о/? veleno del lavoro. 1. Eseguire le operazioni specificate nei paragrafi 1-6 della misurazione precedente. 2. Premere il tasto “B (5)”. Il display fotometrico dovrebbe mostrare una lettura di 0,000 ± 0,001, e l'indice “5” a sinistra. 3. Eseguire le operazioni indicate ai paragrafi 8-9 della misurazione precedente ed effettuare le letture dal pannello fotometrico. 4. Misurare lo spettro di assorbimento elettronico del campione proposto e tracciare la dipendenza della densità ottica o della trasmittanza dalla lunghezza d'onda. Si traggono conclusioni sulla capacità di assorbimento della sostanza oggetto di studio in varie regioni della luce ultravioletta e visibile. DOMANDE ED ESERCIZI DELLA PROVA 1. Nomina i tipi di radiazione elettromagnetica. 2. Quali processi si verificano in una sostanza quando assorbe la luce ultravioletta e visibile? Come funziona uno spettrofotometro UV? 3. Quali processi avvengono in una sostanza quando assorbe la luce infrarossa? Descrivere il progetto di uno spettrofotometro IR. 4. Cosa succede a una sostanza quando assorbe radiazioni a radiofrequenza? Spiegare il principio di funzionamento di uno spettrometro NMR. 5. In cosa differisce la spettrometria di massa dalla spettroscopia UV, IR e NMR? Qual è la struttura di uno spettrometro di massa? 6. Come è consuetudine rappresentare gli spettri UV, IR, NMR e di massa? Quali quantità sono tracciate lungo l'asse delle ascisse e quali lungo l'asse delle ordinate? Quali parametri caratterizzano i segnali dello spettro? 7. In cosa differiscono gli spettri IR delle ammine primarie, secondarie e terziarie? Quale degli spettri indicati corrisponde a #a/?-butilammina e quale a dietilammina (Fig. 2.11)? Assegnare quante più bande possibile negli spettri IR. Assembla modelli ball-and-stick di questi composti e mostra come si verificano le vibrazioni di allungamento e flessione. Frequenza, cm ~1 3800 fig. 2.11. E 2000 1500 1100 900 800 700 400 Frequenza, cm "1
8. Determinare la struttura del composto con la composizione C2H60 secondo lo spettro IR (Fig. 2.12). Spettro del composto con la composizione c^n^o 9. Assegnare le frequenze caratteristiche del pentano e del 2-nitropropano. Quali bande possono essere utilizzate per determinare la presenza di un gruppo nitro in una sostanza organica (Fig. 2.13)? Frequenza, cm" 10. Determinare quale degli spettri forniti corrisponde all'alcol p-butilico e quale all'etere etilico (Fig. 2.14). 2000 1500 1100 900 800 700 400 Frequenza, cm ~1 alcol i-butilico e etere etilico 11. Determinare quale di quelli mostrati in Fig. 2,15 spettri corrispondono a etanolo, etanale e acido acetico. \^11\^1Х117 1Л 1 1ч_»и„»,/_1,1 Gchi|-uii1 LP^Li! 13. Nel dato spettro IR dell'etilbenzene (Fig. 2.17), indicare quali bande caratteristiche corrispondono alle vibrazioni dei legami dell'anello aromatico e dei legami C-H del radicale alifatico. Lavoro pratico n. 1 Reagenti
:
paraffina (C 14 H 30 Attrezzatura
:
Nota:
2.l'alogeno nella materia organica può essere rilevato utilizzando una reazione cromatica della fiamma. Algoritmo di lavoro:
Versare acqua di calce nel tubo ricevitore. Collegare la provetta con la miscela al ricevitore della provetta utilizzando un tubo di uscita del gas con tappo. Riscaldare la provetta con la miscela sulla fiamma di una lampada ad alcool.
Riscaldare il filo di rame nella fiamma di una lampada ad alcool finché su di esso non appare un rivestimento nero. Introdurre il filo raffreddato nella sostanza da testare e riportare la lampada ad alcool nella fiamma. Conclusione:
prestare attenzione a: cambiamenti che si verificano con acqua di calce, solfato di rame (2). Di che colore diventa la fiamma della lampada ad alcool quando viene aggiunta la soluzione di prova? Lavoro pratico n. 1 "Analisi qualitativa dei composti organici." Reagenti:
paraffina (C 14 H 30 ), acqua di calce, ossido di rame (2), dicloroetano, solfato di rame (2). Attrezzatura
:
un supporto in metallo con piede, una lampada ad alcool, 2 provette, un tappo con tubo di uscita del gas, filo di rame. Nota:
Il carbonio e l'idrogeno possono essere rilevati nella materia organica ossidandola con ossido di rame (2). L'alogeno nella materia organica può essere rilevato utilizzando una reazione cromatica della fiamma. Algoritmo di lavoro: 1a fase di lavoro: fusione della paraffina con ossido di rame
1. Assemblare il dispositivo secondo la Fig. 44 a pagina 284, per fare ciò porre 1-2 g di ossido di rame e paraffina sul fondo della provetta e scaldarla. 2. fase di lavoro: Determinazione qualitativa del carbonio.
1.Versare l'acqua di calce nel tubo ricevitore. 2.Collegare la provetta con la miscela al ricevitore della provetta utilizzando un tubo di uscita del gas con tappo. 3. Riscaldare la provetta con la miscela sulla fiamma di una lampada ad alcool. 3. fase del lavoro: Determinazione qualitativa dell'idrogeno.
1. Posizionare un batuffolo di cotone nella parte superiore della provetta con la miscela, mettendovi sopra del solfato di rame (2). 4. fase di lavoro: Determinazione qualitativa del cloro.
1. Riscaldare il filo di rame nella fiamma di una lampada ad alcool finché su di esso non appare un rivestimento nero. 2.Introdurre il filo raffreddato nella sostanza da testare e riportare la lampada ad alcool nella fiamma. Conclusione:
1. prestare attenzione a: cambiamenti che si verificano con acqua di calce, solfato di rame (2). 2. Di che colore cambia la fiamma della lampada ad alcool quando si aggiunge la soluzione di prova? "Chimica. 10a elementare." O.S. Gabrielyan (GDZ) Esperimento 1. Rilevazione di carbonio e idrogeno in un composto organico. Esperimento 2: Rilevazione di alogeni MINISTERO DELL'ISTRUZIONE E DELLA SCIENZA DELLA FEDERAZIONE RUSSA UNIVERSITÀ CIVILE STATALE DI ROSTOV Approvato in assemblea Dipartimento di Chimica ISTRUZIONI METODOLOGICHE al lavoro di laboratorio “ANALISI QUALITATIVA DEI COMPOSTI ORGANICI” Rostov sul Don, 2004 UDC 543.257(07) Linee guida per il lavoro di laboratorio “Analisi qualitativa dei composti organici”. – Rostov n/a: Rost. stato costruisce. università, 2004. – 8 p. Le istruzioni forniscono informazioni sulle caratteristiche dell'analisi dei composti organici, sui metodi per rilevare carbonio, idrogeno, azoto, zolfo e alogeni. Le linee guida sono destinate al lavoro con gli studenti della specialità 1207 in forme di studio a tempo pieno e part-time. Compilato da: E.S. Yagubyan Editore N.E. Gladkikh Templan 2004, punto 175 Firmato per la pubblicazione il 20/05/04. Formato 60x84/16 Carta da lettere. Risografo. Accademico - ed. l. 0,5. Tiratura 50 copie. Ordine 163. __________________________________________________________________ Centro editoriale ed editoriale Università statale di ingegneria civile di Rostov. 344022, Rostov sul Don, st. Socialista, 162 Stato di Rostov Università delle costruzioni, 2004 1. Prima di iniziare il lavoro è necessario familiarizzare con le proprietà delle sostanze utilizzate e ottenute, per comprendere tutte le operazioni dell'esperimento. 2. Puoi iniziare a lavorare solo con il permesso dell'insegnante. 3. Quando si riscaldano liquidi o solidi, non rivolgere l'apertura della pentola verso se stessi o verso i vicini; Non guardare all'interno delle stoviglie dall'alto poiché l'eventuale fuoriuscita di sostanze riscaldate potrebbe causare incidenti. 4. Lavorare con acidi concentrati e fumanti in una cappa aspirante. 5. Aggiungere con cautela acidi e alcali concentrati nella provetta; fare attenzione a non versarli sulle mani, sui vestiti o sul tavolo. Se acidi o alcali entrano in contatto con la pelle o con i vestiti, lavali rapidamente con abbondante acqua e contatta il tuo insegnante per chiedere aiuto. 6. Se la materia organica corrosiva entra in contatto con la pelle, nella maggior parte dei casi il risciacquo con acqua è inutile. Va lavato con un solvente idoneo (alcool, acetone). Il solvente deve essere utilizzato il più rapidamente possibile e in grandi quantità. 7. Non aggiungere il reagente prelevato in eccesso né versarlo nuovamente nel flacone da cui è stato prelevato. L'analisi qualitativa ci consente di determinare quali elementi sono inclusi nella composizione della sostanza in esame. I composti organici contengono sempre carbonio e idrogeno. Molti composti organici contengono ossigeno e azoto, mentre lo zolfo e il fosforo sono un po' meno comuni; Gli elementi elencati formano un gruppo di elementi: organogeni, molto spesso presenti in molecole di sostanze organiche. Tuttavia, i composti organici possono contenere quasi tutti gli elementi della tavola periodica. Ad esempio, nelle lecitine e nei fosfatidi (componenti del nucleo cellulare e del tessuto nervoso) - fosforo; nell'emoglobina - ferro; nella clorofilla – magnesio; nel sangue blu di alcuni molluschi è presente del complesso legato al rame. L'analisi elementare qualitativa consiste nella determinazione qualitativa degli elementi che compongono un composto organico. Per fare ciò, un composto organico viene prima distrutto, quindi gli elementi da determinare vengono convertiti in composti inorganici semplici che possono essere studiati con metodi analitici noti. Durante l'analisi qualitativa, gli elementi che compongono i composti organici subiscono solitamente le seguenti trasformazioni: CCO2; HH2O; N – NÍ 3; Un modo universale per scoprire il carbonio in qualsiasi composto organico, non solo negli stati aggregati solidi, ma anche liquidi e gassosi, è la combustione della sostanza con ossido di rame (P). In questo caso, il carbonio viene ossidato per formare anidride carbonica CO 2, che viene rilevata dalla torbidità dell'acqua di calce o barite. La differenza significativa nella struttura e nelle proprietà dei composti organici rispetto a quelli inorganici, l'uniformità delle proprietà delle sostanze della stessa classe, la composizione complessa e la struttura di molti materiali organici determinano le caratteristiche dell'analisi qualitativa dei composti organici. Nella chimica analitica dei composti organici, i compiti principali sono assegnare gli analiti a una determinata classe di composti organici, separare le miscele e identificare le sostanze isolate. Ci sono biologici elementare analisi progettate per rilevare elementi nei composti organici, funzionale– per rilevare gruppi funzionali e molecolare– per rilevare singole sostanze mediante proprietà specifiche delle molecole o una combinazione di dati di analisi elementare e funzionale e costanti fisiche. Analisi elementare qualitativa Gli elementi più spesso presenti nei composti organici (C, N, O, H, P, S, Cl, I; meno comunemente As, Sb, F, vari metalli) vengono solitamente rilevati mediante reazioni redox. Ad esempio, il carbonio viene rilevato ossidando un composto organico con triossido di molibdeno quando riscaldato. In presenza di carbonio, MoO 3 viene ridotto in ossidi di molibdeno inferiori e forma blu di molibdeno (la miscela diventa blu). Analisi funzionale qualitativa La maggior parte delle reazioni per la rilevazione dei gruppi funzionali si basano su ossidazione, riduzione, complessazione e condensazione. Ad esempio, i gruppi insaturi vengono rilevati mediante reazione di bromurazione nel sito dei doppi legami. La soluzione di bromo si scolorisce: H2C = CH2 + Br2 → CH2Br – CH2Br I fenoli vengono rilevati mediante complessazione con sali di ferro (III). A seconda del tipo di fenolo si formano complessi di diverso colore (dal blu al rosso). Analisi molecolare qualitativa Quando si eseguono analisi qualitative di composti organici, vengono solitamente risolti due tipi di problemi: 1. Rilevazione di un composto organico noto. 2. Studio di un composto organico sconosciuto. Nel primo caso, conoscendo la formula strutturale di un composto organico, per rilevarlo vengono selezionate le reazioni qualitative ai gruppi funzionali contenuti nella molecola del composto. Ad esempio, il fenil salicilato è l'estere fenil dell'acido salicilico: può essere rilevato da gruppi funzionali: idrossile fenolico, gruppo fenile, gruppo estere e accoppiamento azoico con qualsiasi composto diazo. La conclusione finale sull'identità del composto analizzato con una sostanza nota viene fatta sulla base di reazioni qualitative, che coinvolgono necessariamente dati su una serie di costanti fisico-chimiche: punti di fusione, punti di ebollizione, spettri di assorbimento, ecc. La necessità di utilizzare questi dati si spiega con il fatto che gli stessi gruppi funzionali possono avere composti organici diversi. Quando si studia un composto organico sconosciuto, vengono effettuate reazioni qualitative sui singoli elementi e sulla presenza di vari gruppi funzionali in esso. Avendo acquisito un'idea dell'insieme degli elementi e dei gruppi funzionali, si decide sulla base della questione della struttura del composto quantitativo determinazione della composizione elementare e dei gruppi funzionali, peso molecolare, spettri di massa UV, IR, NMR.
Analisi qualitativa dei composti organici | Rilevazione di carbonio, idrogeno e alogeni
Condizioni di lavoro:
Abbiamo assemblato il dispositivo come mostrato in Fig. 44 libri di testo. Nella provetta sono stati versati un pizzico di zucchero e un po' di ossido di rame (II) CuO. Mettiamo un piccolo batuffolo di cotone nella provetta, da qualche parte al livello di due terzi, quindi versiamo un po' di solfato di rame anidro CuSO 4 . Abbiamo chiuso la provetta con un tappo con un tubo di uscita del gas, in modo che la sua estremità inferiore fosse abbassata in un'altra provetta nella quale era stato precedentemente versato idrossido di calcio Ca(OH) 2. Riscaldare la provetta sulla fiamma di un bruciatore. Osserviamo il rilascio di bolle di gas dal tubo, la torbidità dell'acqua di calce e l'azzurro della polvere bianca di CuSO 4.
C12H22O11 + 24CuO → 12CO2 + 11H2O + 24Cu
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓ + H2O
CuSO4 + 5H2O → CuSO4 . 5H2O
Conclusione:
La sostanza iniziale contiene carbonio e idrogeno, poiché l'anidride carbonica e l'acqua sono state ottenute a seguito dell'ossidazione e non erano contenute nell'ossidante CuO.
Condizioni di lavoro:
Hanno preso un filo di rame, l'hanno piegato in un anello all'estremità con una pinza e lo hanno calcinato in una fiamma fino a formare un rivestimento nero di ossido di rame (II) CuO. Quindi il filo raffreddato veniva immerso in una soluzione di cloroformio e riportato nella fiamma del bruciatore. Osserviamo la colorazione della fiamma in un colore verde-bluastro, poiché i sali di rame colorano la fiamma.
5CuO + 2CHCl3 = 3CuCl2 + 2CO2 + H2O + 2CuPrecauzioni di sicurezza quando si lavora in un laboratorio di chimica organica