ANALIZA_ORGANICZNA.pdf

(2109 KB) Pobierz
Collegium Medicum
Uniwersytetu Jagiellońskiego
Collegium Medicum UJ
Analiza jakościowa
związków
organicznych
Katedra Chemii Organicznej
Barbara Drożdż
Kraków 2013
Barbara Drożdż
Analiza Organiczna
KChO
CM UJ
2013
.
Spis treści
1. Wstęp
2. Elementarna analiza jakościowa
2.1. Wykrywanie azotu, siarki i fluorowców
2.1.1. Stapianie z sodem
2.1.2. Wykrywanie azotu (wpostaci CN
-
)
2.1.2.1. Próba Lassaigne'a
2.1.3. Wykrywanie siarki
2.1.3.1. Reakcja z pentacyjanonitrozylżelazianem(III) sodu
2.1.3.2. Reakcja z octanem ołowiu(II)
2.1.4. Wykrywanie fluorowców
2.1.4.1. Próba Beilsteina
2.1.4.2. Próba z
AgNO
3
na obecność chloru, bromu i jodu
2.1.4.3. Wykrywanie jodu
2.1.5 Próba na obecność węgla i wodoru
3. Rozpuszczalność
3.1 Grupy rozpuszczalności
3.2 Rozpuszczalniki stosowane w badaniach rozpuszczalności
3.3 Badanie rozpuszczalności
4. Reakcje charakterystyczne
4.1. Reakcje węglowodorów aromatycznych
4.1.1. Próba z chloroformem i chlorkiem glinu
4.1.2. Próba z formaldehydem
4.1.3. Stałe pochodne dla węglowodorów aromatycznych
4.1.3.1. Pochodna nitrowa
4.1.3.2. Utlenianie łańcucha bocznego
4.1.3.3. Kwasy o-aroilobenzoesowe
4.2. Alkohole
4.2.1. Próba ogólna na obecność alkoholi
4.2.2. Próba Lucasa na alkohole II- i III-rzędowe
4.2.3. Próba na alkohole I- i II-rzędowe
4.2.4. Stała pochodna dla alkoholi
4.2.4.1. 3,5-dinitrobenzoesan (lub p-nitrobenzoesan)
4.3. Związki z grupą karbonylową (aldehydy i ketony)
4.3.1. Próba ogólna na obecność związków karbonylowych
4.3.2. Aldehydy
4.3.2.1. Próba Tollensa (reakcja „lustra srebrowego")
4.3.2.2. Redukcja odczynnika Fehlinga
4.3.2.3. Redukcja odczynnika Benedicta
4.3.3. Ketony
4.3.3.1. Próba Legala
4.3.3.2. Reakcja Zimmermanna
4.3.4. Stałe pochodne dla aldehydów i ketonów
4.3.4.1. Semikarbazony
4.3.4.2. Oksymy
4.3.4.3. p-Nitrofenylohydrazony
4.3.4.4. 2,4-dinitrofenylohydazony
4.4. Węglowodany
4.4.1. Próba ogólna dla węglowodanów (Próba Molischa)
2
Barbara Drożdż
Analiza Organiczna
KChO
CM UJ
2013
.
4.4.2. Reakcja z odczynnikiem Barfoeda (odróżnienie monosacharydów od
oligosacharydów)
4.4.3. Reakcja z molibdenianem(VI) amonu
4.4.4. Reakcja z floroglucyną – odróżnienie pentoz od heksoz
4.4.5. Próba Seliwanowa - odróżnie ketoz od aldoz
4.4.6. Stałe pochodne dla węglowodanów
4.4.6.1. Osazony
4.5. Związki o charakterze kwaśnym (Fenole, Kwasy)
4.5.1. Fenole
4.5.1.1. Reakcja ogólna na fenole - badanie odczynu
4.5.1.2. Próba z chlorkiem żelaza(III)
4.5.1.3. Reakcja Liebermanna – indofenolowa
4.5.1.4. Próba z odczynnikiem Millona
4.5.1.5. Próba z bromem
4.5.1.6. Stałe pochodne dla fenoli
4.5.1.6.1. Pochodna bromowa
4.5.1.6.2. Octan
4.5.1.6.3. 3,5- dinitrobenzoesan
4.5.2. Kwasy
4.5.2.1. Reakcja ogólna na kwasy – badanie odczynu
4.5.2.1.1. Próba ze wskaźnikiem uniwersalnym
4.5.2.1.2. Próba z fenoloftaleiną
4.5.2.1.3. Próba jodan-jodek na obecność słabych kwasów
4.5.2.1.4. Reakcja z wodorowęglanem sodu
4.5.2.2. Reakcja z chlorkiem żelaza (III)
4.5.2.3. Reakcja z rezorcyną
4.5.2.4. Stałe pochodne dla kwasów
4.5.2.4.1. Ester p-nitrobenzylowy
4.5.2.4.2. Anilidy i p-toluidydy
4.6. Związki zawierające atomy azotu
4.6.1. Związki zasadowe. Aminy
4.6.1.1. Reakcja ogólna na związki z grupą aminową – próba na zasadowość
4.6.1.2. Reakcja z kwasem azotowym(III)
4.6.1.3. Reakcje tworzenia barwników azowych
4.6.1.4. Reakcja izocyjankowa
4.6.1.5. Reakcja z pentacyjanonitrozylżelazianem(III) sodu
4.6.1.6. Stała pochodna dla amin
4.6.1.6.1. Pochodna acetylowa
4.6.1.6.2. Pochodna benzoilowa
4.6.1.6.3. Pikryniany
4.6.2. Związki nitrowe
4.6.2.1. Próba z wodorotlenkiem sodu
4.6.2.2. Nitrozwiązki III rzędowe i aromatyczne
4.6.2.3. Redukcja do amin
4.7. Wykrywanie wiązań wielokrotnych
4.7.1. Próba Baeyera z manganianem (VII) potasu
4.7.2. Przyłączanie bromu
3
Barbara Drożdż
Analiza Organiczna
KChO
CM UJ
2013
.
1. Wstęp
Klasyczna analiza związków organicznych pochłania wiele czasu i wymaga stosunkowo
dużej ilości badanej substancji. W obecnych czasach w trakcie prowadzenia badań naukowych
metoda ta zostaje prawie całkowicie wyparta przez metody spektroskopowe (IR, UV, NMR,
MS), chromatograficzne i instrumentalne. Jednak wprowadzenie klasycznej metody analizy
organicznej do programu nauczania chemii organicznej jest jak najbardziej uzasadnione.
Analiza klasyczna, oparta na reakcjach chemicznych jakim ulegają związki organiczne posiada
duże znaczenie dydaktyczne. Jest dobrym przygotowaniem do samodzielnej pracy naukowej
wymagającej:
planowania kolejności eksperymentów
prawidłowego przeprowadzania doświadczeń
logicznego wyciągania wniosków
prowadzenia na bieżąco notatek laboratoryjnych
W analizie związków nieorganicznych kolejność postępowania jest ściśle określona, a
wynik każdej analizy wymusza rodzaj kolejnej reakcji. Analiza związków organicznych opiera
się na bardzo wielu niezależnych reakcjach i wykonanie ich wszystkich wymagałoby dużej
ilości badanego związku, długiego czasu i byłoby zupełnie bezcelowe, a z dydaktycznego
punktu widzenia byłoby dowodem nieznajomości chemii organicznej. Wybór koniecznych do
przeprowadzenia reakcji i ich kolejność, należy do prowadzącego analizę. Z każdej pozytywnej
i negatywnej próby trzeba samemu wyciągać wnioski i posługując się wiedzą z chemii
organicznej planować kolejne etapy analizy. Jak ważną podczas pracy czynnością jest
prowadzenie notatek laboratoryjnych, podpisywanie probówek z mieszaninami reakcyjnymi w
których efekt analityczny jest oczekiwany np. po 10 min, każdy przekonuje się już podczas
pierwszej analizy. W organicznej analizie jakościowej konieczna jest bardzo krytyczna ocena
otrzymanych wyników, oparta na znajomości własności fizykochemicznych związków
organicznych. Reakcje analityczne są rzeczywiście charakterystyczne tylko dla związków
najprostszych zawierających jedną grupą funkcyjną. W praktyce spotykamy jednak związki w
których sąsiadujące z badaną inne grupy funkcyjne mogą dalece zmieniać jej własności
chemiczne.
4
Barbara Drożdż
Analiza Organiczna
KChO
CM UJ
2013
.
Częstą praktyką w analizie organicznej jest wykonywanie
próby kontrolnej.
Polega ona
na wykonaniu
określonej
reakcji
analitycznej
dla znanego związku zawierającego
identyfikowaną w nieznanej próbce grupę funkcyjną. Doświadczenie takie pozwala na
obserwację efektu jakiego należy spodziewać się w przeprowadzanej analizie. Prowadzi się
również
próby ślepe
w identycznych warunkach i z tymi samymi odczynnikami wymaganymi
w danej reakcji analitycznej, ale bez dodatku badanej próbki
,
lub z dodatkiem związku nie
zawierającego, oznaczanej grupy funkcyjnej, ale o podobnej budowie pozostałej części
cząsteczki.
Jedna pozytywna reakcja nigdy nie powinna być podstawą do jednoznacznego
stwierdzenia obecności oznaczanej grupy.
Główne etapy analizy związków organicznych
W ogólnym zarysie klasyczna analiza jakościowa związków organicznych wymaga
rozwiązania pięciu podstawowych problemów.
Oznaczenie stałych fizycznych
Ważną cechą związków chemicznych jest ich temperatura topnienia (dla ciał stałych) i
wrzenia (dla cieczy). Należy jednak pamiętać, że wiele związków organicznych posiada taką
samą temperaturę topnienia lub wrzenia, a także należy przyjąć, że wyznaczona doświadczalnie
temperatura może być obarczona pewnym błędem pomiaru. Jeżeli jednak istnieje możliwość
zastosowania próby mieszania (w wypadku posiadania związku wzorcowego) sam pomiar
temperatury może wystarczyć do identyfikacji związku.
Pomiar temperatury jest też używany do określenia czystości związku. Związki czyste
topią się w wąskim zakresie temperatur, dodatkowym potwierdzeniem czystości jest
niezmienność temperatury topnienia ciał stałych po co najmniej jednej krystalizacji.
Potwierdzeniem czystości związków ciekłych jest ich destylacja w wąskim zakresie temperatur
(1-2
o
C).
Do innych parametrów identyfikacyjnych należą także współczynnik załamania światła,
gęstość i skręcalność optyczna.
Oznaczanie składu pierwiastkowego
Odpowiedź na pytanie jakie pierwiastki poza węglem i wodorem posiada badana próbka
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin