Практична робота №1

Реактиви : парафін (C 14 H 30

Устаткування :

Примітка:

2.Галоген в органічній речовині можна виявити за допомогою реакції фарбування полум'я.

Алгоритм проведення роботи:

У пробірку приймач налийте вапняною водою.

З'єднайте пробірку із сумішшю з пробіркою приймачем газовідвідною трубкою із пробкою.

Нагрійте пробірку із сумішшю в полум'ї спиртування.

Мідний дріт прожарите в полум'ї спиртування до появи на ньому чорного нальоту.

Охолоджений дріт внести в досліджувану речовину і знову внести в полум'я спиртування.

Висновок:

Зверніть увагу на: зміни, що відбуваються з вапняною водою, сульфатом міді (2).

У який колір забарвлюється полум'я спиртування при внесенні досліджуваного розчину.

Практична робота №1

"Якісний аналіз органічних сполук".

Реактиви: парафін (C 14 H 30 ), вапняна вода, оксид міді (2), дихлоретан, сульфат міді (2).

Устаткування : металевий штатив з лапкою, спиртування, 2 пробірки, пробка з газовідвідною трубкою, мідний дріт.

Примітка:

Виявити вуглець і водень в органічній речовині можна окисленням його оксидом міді (2).

галоген в органічній речовині можна знайти за допомогою реакції фарбування полум'я.

Алгоритм проведення роботи:

1. етап роботи: Розплавлення парафіну з оксидом міді

1. Зберіть прилад згідно з рис. 44 на стор.284, для цього в пробірку на дно помістіть 1-2 г оксиду міді та парафін, нагрійте.

2. етап роботи: Якісне визначення вуглецю.

1.В пробірку приймач налийте вапняної води.

2.З'єднайте пробірку із сумішшю з пробіркою приймачем газовідвідної трубкою із пробкою.

3. Нагрійте пробірку із сумішшю в полум'ї спиртування.

3. етап роботи: Якісне визначення водню.

1. У верхню частину пробірки із сумішшю помістіть шматочок вати, поклавши на неї сульфат міді (2).

4. етап роботи: Якісне визначення хлору.

1.Мідний дріт прожарите в полум'ї спиртування до появи на ньому чорного нальоту.

2. Дріт, що залишився, внести в досліджувану речовину і знову внести в полум'я спиртування.

Висновок:

1. Зверніть увагу на: зміни, що відбуваються з вапняною водою, сульфатом міді (2).

2. У який колір забарвлюється полум'я спиртування при внесенні досліджуваного розчину.

Більшість лікарських засобів, що використовуються в медичній практиці, є органічними речовинами.

Щоб підтвердити належність препарату до тієї чи іншої хімічної групи, необхідно використовувати реакції ідентифікації, які повинні виявляти присутність у його молекулі певної функціональної групи (наприклад, спиртовий або фенольний гідроксил, первинну ароматичну або аліфатичну групу тощо). Такий аналіз називається аналізом за функціональними групами.

Аналіз за функціональними групами ґрунтується на знаннях, набутих студентами при вивченні органічної та аналітичної хімії.

Інформація

Функціональні групи – це групи атомів, які відрізняються високою реакційною здатністю та легко взаємодіють з різними реактивами з помітним специфічним аналітичним ефектом (зміна кольору, поява запаху, виділення газу чи осаду тощо).

Можлива ідентифікація препаратів та за структурними фрагментами.

Структурний фрагмент – це частина молекули лікарської речовини, яка взаємодіє з реактивом із помітним аналітичним ефектом (наприклад, аніони органічних кислот, кратні зв'язки тощо).

Функціональні групи

Функціональні групи можна розділити на кілька типів:

2.2.1. Що містять кисень:

а) гідроксильна група (спиртовий та фенольний гідроксил):

б) альдегідна група:

в) кето-група:

г) карбоксильна група:

д) складноефірна група:

е) просте ефірне угруповання:

2.2.2. Що містять азот:

а) первинна ароматична та аліфатична аміногрупи:

б) вторинна аміногрупа:

в) третинна аміногрупа:

г) амідна група:

д) нітрогрупа:

2.2.3. Що містять сірку:

а) тіольна група:

б) сульфамідна група:

2.2.4. Що містять галоген:

2.3. Структурні фрагменти:

а) подвійний зв'язок:

б) фенільний радикал:

2.4. Аніони органічних кислот:

а) Ацетат-іон:

б) тартрат іон:

в) цитрат-іон:

г) бензоат-іон:

У даному методичному посібнику наводяться теоретичні основи якісного аналізу структурних елементів і функціональних груп, що найчастіше зустрічаються в практиці методик аналізу лікарських речовин.

2.5. ІДЕНТИФІКАЦІЯ СПИРТОВОГО ГІДРОКСИЛУ

Лікарські препарати, що містять спиртовий гідроксил:

а) Спирт етиловий

б) Метилтестостерон

в) Ментол

2.5.1. Реакція утворення складних ефірів

Спирти в присутності концентрованої сірчаної кислоти утворюють складні ефіри з органічними кислотами. Низькомолекулярні ефіри мають характерний запах, високомолекулярні – певну температуру плавлення:

Спирт етилацетат

Етиловий (характерний запах)

Методика:до 2 мл спирту етилового 95% додають 0,5 мл оцтової кислоти, 1 мл кислоти сірчаної концентрованої і нагрівають до кипіння - відчувається характерний запах етилацетату.

2.5.2. Реакції окиснення

Спирти окислюються до альдегідів при додаванні окислювачів (дихромат калію, йоду).

Сумарне рівняння реакції:

Йодоформ

(жовтий осад)

Методика: 0,5 мл спирту етилового 95% змішують з 5 мл розчину гідроксиду натрію, додають 2 мл 0,1 М розчину йоду – поступово випадає жовтий осад йодоформу, який має також характерний запах.

2.5.3. Реакції утворення хелатних сполук (багатоатомні спирти)

Багатоатомні спирти (гліцерин та ін.) утворюють з розчином сульфату міді а в лужному середовищі хелатні сполуки синього кольору:

гліцерин блакитний інтенсивно-синя

осад забарвлення розчину

Методика:до 5 мл розчину сульфату міді додають 1-2 мл розчину гідроксиду натрію до утворення осаду гідроксиду міді (II). Потім додають розчин гліцерину до розчинення осаду. Розчин забарвлюється інтенсивно-синій колір.

2.6.ІДЕНТИФІКАЦІЯ ФЕНОЛЬНОГО ГІДРОКСИЛУ

Лікарські препарати, що містять фенольний гідроксил:

а) Фенол б) Резорцін

в) Синестрол

г) Кислота саліцилова д) Парацетамол

2.6.1. Реакція із заліза (III) хлоридом

Феноли в нейтральному середовищі у водних або спиртових розчинах утворюють солі із заліза (III) хлоридом, пофарбовані в синьо-фіолетовий (одноатомні), синій (резорцин), зелений (пірокатехін) та червоний (флороглюцин). Це пояснюється утворенням катіонів 6 Н 5 OFe 2+ , 6 Н 4 O 2 Fe + та ін.

Методика:до 1 мл водного або спиртового розчину досліджуваної речовини (фенол 0,1:10, резорцин 0,1:10, саліцилат натрію 0,01:10) додають від 1 до 5 крапель розчину заліза (III) хлориду. Спостерігається характерне фарбування.

2.6.2. Реакції окислення (індофенолова проба)

а) Реакція із хлораміном

При взаємодії фенолів з хлораміном та аміаком утворюється індофенол, забарвлений у різні кольори: синьо-зелений (фенол), буро-жовтий (резорцин) та ін.

Методика: 0,05 г досліджуваної речовини (фенол, резорцин) розчиняють у 0,5 мл розчину хлораміну, додають 0,5 мл розчину аміаку. Суміш нагрівають на киплячій водяній бані. Спостерігається фарбування.

б) Нітрозореакція Лібермана

Забарвлений продукт (червоний, зелений, червоно-коричневий) утворюють феноли, у яких орто- І пара-положення немає заступників.

Методика:крупинку речовини (фенол, резорцин, тимол, саліцилова кислота) поміщають у фарфорову чашку і змочують 2-3 краплями 1% розчину натрію нітриту в кислоті сірчаної концентрованої. Спостерігається фарбування, що змінюється при додаванні гідроксиду натрію.

в) Реакції заміщення (з бромною водою та азотною кислотою)

Реакції засновані на здатності фенолів бромуватися і нітруватися за рахунок заміщення рухомого атома водню орто- І пара-Положеннях. Бромпохідні випадають у вигляді осаду білого кольору, а нітропохідні забарвлені у жовтий колір.

резорцин білий осад

жовте фарбування

Методика:до 1 мл розчину речовини (фенол, резорцин, тимол) додають по краплях бромну воду. Утворюється білий осад. При додаванні 1-2 мл азотної кислоти розведеної поступово з'являється жовте фарбування.

2.7. ІДЕНТИФІКАЦІЯ АЛЬДЕГІДНОЇ ГРУПИ

Лікарські речовини, що містять альдегідну групу

а) формальдегід б) глюкоза

2.7.1. Окисно-відновні реакції

Альдегіди легко окислюються до кислот та їх солей (якщо реакції протікають у лужному середовищі). Якщо як окислювачів використовуються комплексні солі важких металів (Ag, Cu, Hg), то результаті реакції випадає осад металу (срібла, ртуті) чи оксиду металу (оксид міді (I)).

а) реакція з аміачним розчином нітрату срібла

Методика:до 2 мл розчину срібла нітрату додають 10-12 крапель розчину аміаку та 2-3 краплі розчину речовини (формальдегіду, глюкози), нагрівають на водяній бані з температурою 50-60 °С. Виділяється металеве срібло у вигляді дзеркала або сірого осаду.

б) реакція з реактивом Фелінга

червоний осад

Методика:до 1 мл розчину альдегіду (формальдегіду, глюкози), що містить 0,01-0,02 г речовини, додають 2 мл реактиву Фелінга, нагрівають до кипіння, Випадає цегляно-червоний осад оксиду міді.

2.8. ІДЕНТИФІКАЦІЯ СКЛАДНОЕФІРНОЇ ГРУПИ

Лікарські речовини, що містять складноефірну групу:

а) Кислота ацетилсаліцилова б) Новокаїн

в) Анестезин г) Кортизону ацетат

2.8.1. Реакції кислотного або лужного гідролізу

Лікарські речовини, що містять у своїй структурі складноефірну групу, піддають кислотному або лужному гідролізу з наступною ідентифікацією кислот (або солей) та спиртів:

кислота ацетилсаліцилова

оцтова кислота

кислота саліцилова

(білий осад)

фіолетове фарбування

Методика:до 0,01 г саліцилової кислоти доливають 5 мл розчину натрію гідроксиду і нагрівають до кипіння. Після охолодження до розчину додають сірчану кислоту до випадання осаду. Потім вносять 2-3 краплі розчину хлориду заліза, з'являється фіолетове забарвлення.

2.8.2. Гідроксамова проба.

Реакція ґрунтується на лужному гідролізі складного ефіру. При гідролізі в лужному середовищі у присутності гідроксиламіну гідрохлориду утворюються гідроксамові кислоти, які із солями заліза (III) дають гідроксамати заліза червоного або червоно-фіолетового кольору. Гідроксамати міді (II) – опади зеленого кольору.

гідроксиламін гідрохлорид

гідроксамова кислота

гідроксамат заліза (III)

анестезин гідроксиламін гідроксамова кислота

гідроксамат заліза (III)

Методика: 0,02 г речовини (кислота ацетилсаліцилова, новокаїн, анестезин та ін) розчиняють у 3 мл спирту етилового 95 %, додають 1 мл лужного розчину гідроксиламіну, струшують, нагрівають на киплячій водяній бані протягом 5 хв. Потім додають 2 мл хлористоводневої кислоти розведеної, 0,5 мл 10 % розчину заліза (III) хлориду. З'являється червоне або червоно-фіолетове забарвлення.

2.9. Виявлення лактонів

Лікарські речовини, що містять лактонну групу:

а) Пілокарпіну гідрохлорид

Лактонна група – це складний внутрішній ефір. Лактонну групу можна визначити за допомогою гідроксамової проби.

2.10. ІДЕНТИФІКАЦІЯ КЕТО-ГРУПИ

Лікарські речовини, що містять кетогрупу:

а) Камфора б) Кортизону ацетат

Кетони менш реакціоноспроможні порівняно з альдегідами через відсутність рухомого атома водню, тому окислення проходить у жорстких умовах. Кетони легко вступають у реакції конденсації з гідрохлоридом гідроксиламіну та гідразинами. Утворюються оксими або гідразони (опади або пофарбовані сполуки).

камфора оксим (білий осад)

фенілгідразин сірчанокислий фенілгідразон

(жовте фарбування)

Методика: 0,1 г лікарської речовини (камфора, бромкамфору, тестостерон) розчиняють у 3 мл спирту етилового 95%, додають 1 мл розчину фенілгідразину сірчанокислого або лужного розчину гідроксиламіну. Спостерігається поява осаду або забарвленого розчину.

2.11. ІДЕНТИФІКАЦІЯ КАРБОКСИЛЬНОЇ ГРУПИ

Лікарські речовини, що містять карбоксильну групу:

а) Кислота бензойна б) Кислота саліцилова

в) Кислота нікотинова

Карбоксильна група легко вступає у реакції завдяки рухомому атому водню. В основному це два типи реакцій:

а) утворення складних ефірів зі спиртами(Див. розділ 5.1.5);

б) утворення комплексних солей іонами важких металів

(Fe, Ag, Cu, Co, Hg та ін.). При цьому утворюються:

Срібні солі білого кольору,

Солі ртуті сірого кольору,

Солі заліза (III) рожево-жовтого кольору,

Солі міді (II) блакитного або синього кольору,

Солі кобальту бузкового або рожевого кольору.

Нижче наводиться реакція з ацетатом міді (II):

кислота нікотинова осад синього кольору

Методика:до 5 мл теплого розчину нікотинової кислоти (1:100) доливають 1 мл розчину ацетату або сульфату міді, випадає осад синього кольору.

2.12. ІДЕНТИФІКАЦІЯ ПРОСТОЇ ЕФІРНОЇ ГРУПИ

Лікарські речовини, що містять просту ефірну групу:

а) Дімедрол б) Діетиловий ефір

Прості ефіри мають здатність утворювати оксонієві солі з сірчаною концентрованою кислотою, які пофарбовані в помаранчевий колір.

Методика:На годинникове скло або порцелянову чашку наносять 3-4 краплі сірчаної кислоти концентрованої і додають 0,05 г лікарської речовини (димедрол та ін.). З'являється жовто-оранжеве фарбування, що поступово переходить у цегляно-червоне. При додаванні води фарбування зникає.

На діетиловий ефір реакцію із сірчаною кислотою не виконають через утворення вибухонебезпечних речовин.

2.13. ІДЕНТИФІКАЦІЯ ПЕРВИННОЇ АРОМАТИЧНОЇ

АМІНОГРУПИ

Лікарські речовини, що містять первинну ароматичну аміногрупу:

а) Анестезин

б) Новокаїн

Ароматичні аміни є слабкими основами, оскільки неподілена електронна пара азоту зміщена у бік бензольного ядра. Внаслідок цього здатність атома азоту приєднувати протон зменшується.

2.13.1. Реакція утворення азобарвника

Реакція ґрунтується на здатності первинної ароматичної аміногрупи утворювати в кислому середовищі солі діазонію. При додаванні солі діазонію до лужного розчину β-нафтола з'являється червоно-оранжеве, червоне або малинове фарбування (азобарвник). Цю реакцію дають місцеві анестетики, сульфаміди та ін.

сіль діазонію

азобарвник

Методика: 0,05 г речовини (анестезин, новокаїн, стрептоцид та ін.) розчиняють в 1 мл хлористоводневої кислоти розведеної, охолоджують у льоду, додають 2 мл 1 % розчину нітриту натрію. Отриманий розчин додають до 1 мл лужного розчину -нафтола, що містить 0,5 г ацетату натрію.

З'являється червоно-оранжеве, червоне або малинове фарбування або оранжевий осад.

2.13.2. Реакції окиснення

Первинні ароматичні аміни легко окислюються навіть киснем повітря, утворюючи забарвлені продукти окиснення. Як окислювачі використовуються також хлорне вапно, хлорамін, перекис водню, заліза (III) хлорид, калію дихромат і т.д.

Методика: 0,05-0,1 г речовини (анестезин, новокаїн, стрептоцид та ін) розчиняють в 1 мл натрію гідроксиду. До отриманого розчину додають 6-8 крапель хлораміну та 6 крапель 1 % розчину фенолу. У міру нагрівання на киплячій водяній бані з'являється фарбування (синє, синьо-зелене, жовто-зелене, жовте, жовто-оранжеве).

2.13.3. Лігнінова проба

Це різновид реакції конденсації первинної ароматичної аміногрупи з альдегідами у кислому середовищі. Вона виконується на деревині чи газетному папері.

Ароматичні альдегіди, що містять у лігніні ( п-окси-безальдегід, бузковий альдегід, ванілін – залежно від виду лігніну) взаємодіють з первинними ароматичними амінами. Утворюючи основи Шиффа.

Методика:на лігнін (газетний папір) поміщають кілька кристалів речовини, 1-2 краплі хлористоводневої кислоти, розведеної. З'являється оранжево-жовте забарвлення.

2.14. ІДЕНТИФІКАЦІЯ ПЕРВИННОЇ АЛІФАТИЧНОЇ

АМІНОГРУПИ

Лікарські речовини, що містять первинну аліфатичну аміногрупу:

а) Кислота глутамінова б) Кислота γ-аміномасляна

2.14.1. Нінгідринова проба

Первинні аліфатичні аміни окислюються нінгідрин при нагріванні. Нінгідрин-стабільний гідрат 1,2,3-триоксигідриндану:

Обидві рівноважні форми вступають у реакцію:

основа Шиффа 2-аміно-1,3-діоксоіндан

синьо-фіолетове фарбування

Методика: 0,02 г речовини (глутамінова кислота, кислота амінокапронова та інші амінокислоти та первинні аліфатичні аміни) розчиняють при нагріванні в 1 мл води, додають 5-6 крапель розчину нінгідрину і нагрівають, з'являється фіолетове фарбування.

2.15. ІДЕНТИФІКАЦІЯ ВТОРИННОЇ АМІНОГРУПИ

Лікарські речовини, що містять вторинну аміногрупу:

а) Дикаїн б) Піперазін

Лікарські речовини, що містять вторинну аміногрупу, утворюють опади білого, зеленувато-бурого кольорів в результаті реакції з нітритом натрію в кислому середовищі:

нітрозоамін

Методика: 0,02 г лікарської речовини (дикаїн, піперазин) розчиняють в 1 мл води, додають 1 мл розчину нітриту натрію, змішаного з 3-краплинами хлористоводневої кислоти. Випадає осад.

2.16. ІДЕНТИФІКАЦІЯ ТРЕТИЧНОЇ АМІНОГРУПИ

Лікарські речовини, що містять третинну аміногрупу:

а) Новокаїн

б) Димедрол

Лікарські речовини, що мають у своїй структурі третинну аміногрупу, мають основні властивості, а також виявляють сильні відновлювальні властивості. Тому легко окислюються з утворенням пофарбованих продуктів. Для цього використовують такі реактиви:

а) кислота азотна концентрована;

б) сірчана кислота концентрована;

в) реактив Ердмана (суміш концентрованих кислот – сірчаної та азотної);

г) реактив Манделіна (розчин (NH 4) 2 VO 3 у кислоті сірчаної конц.);

д) реактив Фреде (розчин (NH 4) 2 МоO 3 в кислоті сірчаної конц.);

е) реактив Марки (розчин формальдегіду в кислоті сірчаної конц.).

Методика:На чашку Петрі поміщають 0,005 г речовини (папаверину гідрохлорид, резерпін та ін) у вигляді порошку і додають 1-2 краплі реактиву. Спостерігають появу відповідного фарбування.

2.17. ІДЕНТИФІКАЦІЯ АМІДНОЇ ГРУПИ.

Лікарські речовини, що містять амідну та заміщену амідну групу:

а) Нікотинамід б) Діетиламід нікотинової

2.17.1. Лужний гідроліз

Лікарські речовини, що містять амідну (нікотинамід) та заміщену амідну групу (фтивізид, фталазол, пуринові алкалоїди, діетиламід нікотинової кислоти), при нагріванні в лужному середовищі гідролізуються з утворенням аміаку або амінів та солей кислот:

Методика: 0,1 г речовини збовтують у воді, додають 0,5 мл 1 М розчину гідроксиду натрію і нагрівають. Відчувається запах аміаку або аміну, що виділився.

2.18. ІДЕНТИФІКАЦІЯ АРОМАТИЧНОЇ НІТРОГРУПИ

Лікарські речовини, що містять ароматичну нітрогрупу:

а) Левоміцетин б) Метронілазол

2.18.1. Реакції відновлення

Препарати, що містять ароматичну нітрогрупу (левоміцетин та ін.), ідентифікуються за допомогою реакції відновлення нітрогрупи до аміногрупи, потім проводять реакцію утворення азобарвника:

Методика:до 0,01 г левоміцетину додають 2 мл розчину хлористоводневої кислоти розведеної і 0,1 г цинкового пилу, нагрівають на киплячій водяній бані протягом 2-3 хвилин, після охолодження фільтрують. До фільтрату додають 1 мл 0,1 М розчину нітрату натрію, добре перемішують і вливають вміст пробірки в 1 мл свіжоприготовленого розчину β-нафтола. З'являється червоне фарбування.

2.19. ІДЕНТИФІКАЦІЯ СУЛЬФГІДРИЛЬНОЇ ГРУПИ

Лікарські речовини, що містять сульфгідрильну групу:

а) Цистеїн б) Мерказоліл

Органічні лікарські речовини, що містять сульфгідрильну (-SH) групу, (цистеїн, мерказоліл, меркаптопурил та ін) утворюють опади з солями важких металів (Ag, Hg, Co, Cu) - меркаптиди (сірого, білого, зеленого та ін. квітів) . Це відбувається через наявність рухомого атома водню:

Методика: 0,01 г лікарської речовини розчиняють в 1 мл води, додають 2 краплі розчину нітрату срібла, утворюється білий осад, нерозчинний у воді та азотній кислоті.

2.20. ІДЕНТИФІКАЦІЯ СУЛЬФАМІДНОЇ ГРУПИ

Лікарські речовини, що містять сульфамідну групу:

а) Сульфацил-натрій; б) Сульфадиметоксин.

в) Фталазол

2.20.1. Реакція утворення солей з важкими металами

Велика група лікарських речовин, що мають у молекулі сульфамідну групу, виявляє кислотні властивості. У слаболужному середовищі ці речовини утворюють різного кольору опади із солями заліза (III), міді (II) та кобальту:

норсульфазол

Методика: 0,1 г сульфацил-натрію розчиняють у 3 мл води, додають 1 мл розчину сульфату міді, утворюється осад блакитно-зеленого кольору, який не змінюється при стоянні (на відміну від інших сульфаніламідів).

Методика: 0,1 г сульфадимезину збовтують з 3 мл 0,1 М розчину гідроксиду натрію протягом 1-2 хвилин і фільтрують, до фільтрату додають 1 мл розчину сульфату міді. Утворюється осад жовтувато-зеленого кольору, що швидко переходить у коричневий (на відміну від інших сульфаніламідів).

Аналогічно проводять реакції ідентифікації інших сульфаніламідів. Колір утворює осаду у норсульфазолу брудно-фіолетовий, у етазолу – трав'янисто-зелений, що переходить у чорний.

2.20.2. Реакція мінералізації

Речовини, що мають сульфамідну групу, мінералізуються кип'ятінням в кислоті азотної концентрованої до сірчаної кислоти, яку виявляють по випаданню білого осаду після додавання розчину хлориду барію:

Методика: 0,1 г речовини (сульфаніламіду) обережно (під тягою) кип'ятять 5-10 хвилин у 5 мл кислоти азотної концентрованої. Потім розчин охолоджують, обережно вливають 5 мл води, перемішують і додають розчин хлориду барію. Випадає білий осад.

2.21. ІДЕНТИФІКАЦІЯ АНІОНІВ ОРГАНІЧНИХ КИСЛОТ

Лікарські речовини, що містять ацетат-іон:

а) Калію-ацетат б) Ретинолу ацетат

в) Токоферолу ацетат

г) Кортизону ацетат

Лікарські речовини, що є складними ефірами спиртів та оцтової кислоти (ретинолу ацетат, токоферолу ацетат, кортизону ацетат та ін.) при нагріванні в лужному або кислому середовищі гідролізуються з утворенням спирту та оцтової кислоти або ацетату натрію:

2.21.1. Реакція утворення оцтовоетилового ефіру

Ацетати та оцтова кислота взаємодіють з 95 % спиртом етиловим у присутності сірчаної кислоти концентрованої з утворенням етилацетату:

Методика: 2 мл розчину ацетату нагрівають з рівною кількістю сірчаної кислоти концентрованої і 0,5 мл 95 5 спирту етилового, відчувається запах етилацетату.

2.21.2.

Ацетати в нейтральному середовищі взаємодіють із розчином заліза (III) хлориду з утворенням комплексної солі червоного кольору.

Методика:до 2 мл нейтрального розчину ацетату додають 0,2 мл розчину заліза (III) хлориду, з'являється червоно-буре фарбування, що зникає при додаванні розведених мінеральних кислот.

Лікарські речовини, що містять бензоат-іон:

а) Кислота бензойна б) Натрію бензоат

2.21.3. Реакція утворення комплексної солі заліза (III)

Лікарські речовини, що містять бензоат-іон, бензойну кислоту утворюють комплексну сіль із розчином хлориду заліза (III):

Методика:до 2 мл нейтрального розчину бензоату додають 0,2 мл розчину заліза (III) хлориду, утворюється рожево-жовтий осад, розчинний в ефірі.

Якісний аналіз. Ціль, можливі методи. Якісний хімічний аналіз неорганічних та органічних речовин

Якісний аналіз має свою метою виявлення певних речовин або їх компонентів в об'єкті, що аналізується. Виявлення проводиться шляхом ідентифікації речовин, тобто встановлення тотожності (однаковості) АС аналізованого об'єкта та відомих АС визначених речовин в умовах методу аналізу, що застосовується. Для цього даним методом попередньо досліджують еталонні речовини (гл. 2.1), у яких наявність визначуваних речовин явно відома. Наприклад, встановлено, що наявність спектральної лінії з довжиною хвилі 350,11 нм в емісійному спектрі сплаву, при збудженні спектра електричною дугою, свідчить про наявність у сплаві барію; посиніння водного розчину при додаванні до нього крохмалю є АС на присутність у ньому I 2 і навпаки.

Якісний аналіз завжди передує кількісному.

В даний час якісний аналіз виконують інструментальними методами: спектральними, хроматографічними, електрохімічними та ін. наприклад, встановити наявність подвійних і потрійних зв'язків у ненасичених вуглеводнях при пропусканні їх через бромну воду або водний розчин KMnO 4 . При цьому розчини втрачають фарбування.

Детально розроблений якісний хімічний аналіз дозволяє визначати елементний (атомний), іонний, молекулярний (речовий), функціональний, структурний та фазовий склади неорганічних та органічних речовин.

При аналізі неорганічних речовин основне значення мають елементний та іонний аналізи, оскільки знання елементного та іонного складу достатньо для встановлення речовинного складу неорганічних речовин. Властивості органічних речовин визначаються їх елементним складом, а також структурою, наявністю різноманітних функціональних груп. Тому аналіз органічних речовин має власну специфіку.

Якісний хімічний аналіз базується на системі хімічних реакцій, характерних для даної речовини - поділу, відділення та виявлення.

До хімічних реакцій у якісному аналізі висувають такі вимоги.

1. Реакція має протікати практично миттєво.

2. Реакція має бути незворотною.

3. Реакція повинна супроводжуватись зовнішнім ефектом (АС):

а) зміною фарбування розчину;

б) утворенням або розчиненням осаду;

в) виділенням газоподібних речовин;

г) фарбуванням полум'я та ін.

4. Реакція має бути чутливою та по можливості специфічною.

Реакції, що дозволяють отримати зовнішній ефект з визначальною речовиною, називають аналітичними , а речовина, що додається для цього - реагентом . Аналітичні реакції, що проводяться між твердими речовинами, відносять до реакцій. сухим шляхом », а в розчинах - « мокрим шляхом ».

До реакцій «сухим шляхом» відносяться реакції, що виконуються шляхом розтирання твердої досліджуваної речовини з твердим реагентом, а також шляхом отримання забарвленого скла (перлів) при сплавленні деяких елементів з бурою.

Значно частіше аналіз проводять «мокрим шляхом», навіщо аналізовану речовину переводять у розчин. Реакції з розчинами можуть виконуватись пробірковим, краплинним і мікрокристалічний методами. При пробірковому напівмікроаналіз його виконують у пробірках місткістю 2-5см 3 . Для відділення опадів використовують центрифугування, а випарювання ведуть у фарфорових філіжанках або тиглях. Краплинний аналіз (Н.А. Тананаєв, 1920) здійснюють на фарфорових пластинках або смужках фільтрованого паперу, отримуючи кольорові реакції при додаванні до однієї краплі розчину речовини однієї краплі розчину реактиву. Мікрокристалічний аналіз заснований на виявленні компонентів за допомогою реакцій, в результаті яких утворюються сполуки з характерним кольором та формою кристалів, що спостерігаються у мікроскоп.

Для якісного хімічного аналізу використовують усі відомі типи реакцій: кислотно-основні, окислювально-відновні, осадження, комплексоутворення та інші.

Якісний аналіз розчинів неорганічних речовин зводиться до виявлення катіонів та аніонів. Для цього використовують загальні і приватні реакції. Загальні реакції дають подібний зовнішній ефект (АС) з багатьма іонами (наприклад, утворення катіонами опадів сульфатів, карбонатів, фосфатів тощо), а приватні з 2-5 іонами. Чим менше іонів дають подібний АС, тим селективніше (виборчі) вважається реакція. Реакція називається специфічною , коли дозволяє виявити один іон у присутності решти. Специфічною, наприклад, на іон амонію є реакція:

NH 4 Cl + KOH  NH 3  + KCl + H 2 O

Аміак виявляють по запаху або посиненню червоного лакмусового папірця, змоченого у воді і поміщеного над пробіркою.

Селективність реакцій можна підвищити, змінюючи умови (рН) або застосовуючи маскування. Маскування полягає в зменшенні концентрації іонів, що заважають, в розчині менше межі їх виявлення, наприклад шляхом їх зв'язування в безбарвні комплекси.

Якщо склад аналізованого розчину нескладний, його після маскування аналізують дробовим способом. Він полягає у виявленні в будь-якій послідовності одного іона у присутності всіх інших за допомогою специфічних реакцій, які проводять в окремих порціях аналізованого розчину. Оскільки специфічних реакцій небагато, то під час аналізу складної іонної суміші використовують систематичний Метод. Цей спосіб заснований на поділі суміші на групи іонів зі подібними хімічними властивостями шляхом переведення їх в опади за допомогою групових реактивів, причому груповими реактивами впливають на ту саму порцію аналізованого розчину за певною системою, в строго визначеній послідовності. Осади відокремлюють один від одного (наприклад, центрифугуванням), потім розчиняють певним чином і одержують серію розчинів, що дозволяють у кожному виявити окремий іон специфічною реакцією на нього.

Існує кілька систематичних способів аналізу, які називаються за застосовуваними груповими реактивами: сірководневий, кислотно-основний, аміачно-фосфатний та інші. Класичний сірководневий спосіб заснований на поділі катіонів на 5 груп шляхом отримання їх сульфідів або сірчистих сполук при дії H 2 S, (NH 4) 2 S, NaS у різних умовах.

Найбільш широко застосовуваним, доступним та безпечним є кислотно-основний метод, при якому катіони поділяють на 6 груп (табл. 1.3.1). Номер групи вказує на послідовність дії реактивом.

Таблиця 1.3.1

Класифікація катіонів за кислотно-основним способом

Номер групи		Груповий реактив	Розчинність сполук
	Ag + , Pb 2+ , Hg 2 2+		Хлориди нерозчинні у воді
	Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+		Сульфати нерозчинні у воді
	Zn 2+ , Al 3+ , Cr 3+ , Sn 2+ , Si 4+ , ​​As		Гідроксиди амфотерни, розчинні у надлишку лугу
	Mg 2+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Bi 3+ , Sb 3+ , Sb 5+		Гідроксиди нерозчинні у надлишку NaOH або NH 3
Номер групи		Груповий реактив	Розчинність сполук
	Co 2+ , Ni 2+ , Cu 2+ , Cd 2+ , Hg 2+		Гідроксиди розчиняються у надлишку NH 3 з утворенням комплексних сполук
	Na + , K + , NH 4 +		Хлориди, сульфати, гідроксиди розчиняються у воді

Аніони при аналізі переважно не заважають один одному, тому групові реактиви застосовують задля поділу, а перевірки наявності чи відсутності тієї чи іншої групи аніонів. Стройной класифікації аніонів на групи немає.

Найбільш простим чином їх можна розділити на дві групи по відношенню до іона Ba 2+ :

а) дають добре розчинні сполуки у воді: Cl-, Br-, I-, CN-, SCN-, S 2-, NO 2 2-, NO 3 3-, MnO 4-, CH 3 COO -, ClO 4 - , ClO 3 - , ClO -;

б) дають поганорозчинні сполуки у воді: 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- .

Якісний хімічний аналіз органічних речовин поділяють на елементний , функціональний , структурний і молекулярний .

Аналіз починають із попередніх випробувань органічної речовини. Для твердих вимірюють плав. для рідких - t кип або , показник заломлення. Молярну масу визначають за зниженням t замерз або підвищення t кип, тобто кріоскопічним або ебуліоскопічними методами. Важливою характеристикою є розчинність, з урахуванням якої існують класифікаційні схеми органічних речовин. Наприклад, якщо речовина не розчиняється в Н 2 Про, але розчиняється в 5%-ному розчині NaOH або NaHCO 3 то воно відноситься до групи речовин, до якої входять сильні органічні кислоти, карбонові кислоти з більш ніж шістьма атомами вуглецю, феноли з замісниками в орто- та параположеннях, -дикетони.

Таблиця 1.3.2

Реакції для ідентифікації органічних сполук

Тип з'єднання	Функціональна група, що бере участь в реакції
Альдегід		а) 2,4 - динітрофенілгідрозид б) гідрохлорид гідроксиламіну в) гідросульфат натрію
		а) азотиста кислота б) бензолесульфохлорид
Ароматичний вуглеводень		Азоксибензол та хлорид алюмінію
		альдегід
Ненасичений вуглеводень	С = С - - С ≡ С -	а) розчин KMnO 4 б) розчин Вr 2 в СCL 4
Нітросполука		а) Fe(OH) 2 (сіль Мора + КОН) б) цинковий пил + NH 4 Cl в) 20% розчин NaOH
		а) (NH 4) 2 б) розчин ZnCl 2 в HCl в) йодна кислота
		a) FeCl 3 у піридині б) бромна вода
Ефір простий		а) йодоводородна кислота; б) бромна вода
Ефір складний		а) розчин NaOH (або КОН) б) гдрохлорид гідроксиламіну

Елементним аналізом виявляють елементи, що входять до молекул органічних речовин (C, H, O, N, S, P, Cl, та ін). Найчастіше органічну речовину розкладають, продукти розкладання розчиняють й у отриманому розчині визначають елементи як і неорганічних речовинах. Наприклад, при виявленні азоту пробу сплавляють з металевим калієм, одержуючи KCN, який обробляють FeSO 4 переводять в K 4 . Додаючи до останнього розчин іонів Fe 3+ отримують берлінську блакит Fe 4 3 - (AC на присутність N).

Функціональним аналізом визначають тип функціональної групи. Наприклад, реакцією з (NH 4) 2 можна виявити спирт, а за допомогою розчину KMnO 4 відрізнити первинні, вторинні та третинні спирти. Первинні KMnO 4 окислює до альдегідів, знебарвлюючись, вторинні окислює до кетонів, утворюючи MnO 2 , а з третинними не реагує (табл. 1.3.2).

Структурним аналізом встановлюють структурну формулу органічної речовини або її окремі структурні елементи (подвійні та потрійні зв'язки, цикли тощо).

Молекулярним аналізом встановлюють цілком речовину. Наприклад, фенол можна виявити реакцією з FeCl 3 у піридині. Найчастіше молекулярний аналіз зводиться до встановлення повного складу сполуки на підставі даних про елементний, функціональний та структурний склад речовини. Нині молекулярний аналіз проводять переважно інструментальними методами.

Під час проведення розрахунку результатів аналізу необхідно дуже уважно виконувати обчислення. Математична похибка, допущена у числових значеннях, рівносильна помилці в аналізі.

Числові значення поділяють на точні та наближені. До точних, наприклад, можна віднести число виконаних аналізів, порядковий номер елемента таблиці Менделєєва, до наближених - виміряні значення маси чи обсягу.

Значними цифрами наближеного числа називають усі його цифри, крім нулів, що стоять ліворуч від коми, та нулів, що стоять праворуч після коми. Нулі, що стоять у середині числа, є значущими. Наприклад, серед 427,205 - 6 значущих цифр; 0,00365 - 3 значущі цифри; 244,00 – 3 значущі цифри.

Точність обчислень визначається ГОСТ, ОСТ чи ТУ на аналіз. Якщо похибка обчислень не обумовлена ​​заздалегідь, слід мати на увазі, що концентрація обчислюється до 4-ї значущої цифри після коми, маса - до 4-го десяткового знака після коми, масова частка (відсотковий вміст) - до сотих часток.

Кожен результат аналізу не може бути точнішим, ніж це дозволяють вимірювальні прилади (тому в масі, вираженій у грамах, не може бути більше 4-5 знаків після коми, тобто більше точності аналітичних ваг 10 -4 -10 -5 г) .

Зайві цифри округляють за такими правилами.

1. Останню цифру, якщо вона  4, відкидають, якщо  5, додають одиницю до попередньої, якщо дорівнює 5, а перед нею парна цифра, то додають одиницю до попередньої, а якщо непарна, то забирають (наприклад, 12,465  1 46; 12,475  12,48).

2. У сумах та різницях наближених чисел зберігають стільки десяткових знаків, скільки їх було в числі з найменшим їх числом, а при розподілі та множенні - стільки, скільки потрібно для даної вимірюваної величини (наприклад при обчисленні маси за формулою

Незважаючи на те, що V вимірюють до сотих, результат має бути обчислений до 10 -4 -10 -5 г).

3. При зведенні в ступінь в результаті брати стільки значущих цифр, скільки їх було у числа, що зводиться в ступінь.

4. У проміжних результатах брати на одну десяткову цифру більше, ніж за правилами округлення, а для оцінки порядку обчислень округлювати всі числа до першої значущої.

Математична обробка результатів аналізу

На будь-якому з перерахованих етапів кількісного аналізу можуть бути допущені і, як правило, допускаються похибки, тому чим менше етапів має аналіз, тим точніше його результати.

Похибкою виміри називають відхилення результату вимірів x i від істинного значення вимірюваної величини .

Різниця х i -  =∆х iназивається абсолютною похибкою , а відношення (∆х i /)100%називається відносною похибкою .

Похибки результатів кількісного аналізу поділяють на грубі (промахи), систематичні та випадкові . На основі проводять оцінку якості отриманих результатів аналізу. Параметрами якості є їх правильність, точність, відтворюваність та надійність.

Результат аналізу вважається правильним якщо у нього немає грубої та систематичної похибки, а якщо, крім того, випадкова похибка зведена до мінімуму, то точним, відповідним істинному. Для отримання точних результатів виміру кількісні визначення повторюють кілька разів (зазвичай непарне).

Грубими похибками (промахами) називаються ті, які призводять до різкої відмінності результату повторного виміру від інших. Причинами промахів є грубі оперативні помилки аналітика (наприклад, втрата частини осаду при його фільтруванні або зважуванні, неправильне обчислення або запис результату). Промахи виявляють серед серії результатів повторних вимірів, як правило, за допомогою Q-критерію. Для розрахунку результати вибудовують у ряд за зростанням: х 1, х 2, х 3,…х n-1, х n. Сумнівним зазвичай є перший або останній результат у цьому ряду.

Q-критерій обчислюють як відношення взятої по абсолютній величині різниці сумнівного результату і найближчого до нього в ряду до різниці останнього і першого в ряду. Різниця х n- х 1називають розмахом варіювання.

Наприклад, якщо сумнівний останній результат у ряду, то

Для виявлення промаху розраховане для нього Q порівнюють із табличним критичним значенням Q табл, наведеним у аналітичних довідниках. Якщо Q  Q табл, то сумнівний результат виключають із розгляду, вважаючи промахом. Промахи мають бути виявлені та усунені.

Систематичними похибками вважають ті, які призводять до відхилення результатів повторних вимірів на одну й ту саму лише позитивну чи негативну величину від справжнього значення. Їх причиною може бути неправильне калібрування вимірювальних приладів та інструментів, домішки в реактивах, неправильні дії (наприклад, вибір індикатора) або індивідуальні особливості аналітика (наприклад, зір). Систематичні похибки можуть і мають бути усунені. Для цього використовують:

1) отримання результатів кількісного аналізу кількома різними за природою методами;

2) відпрацювання методики аналізу на стандартних зразках, тобто. матеріалах, зміст визначених речовин, у яких відомо з високою точністю;

3) метод добавок (метод «введено-знайдено»).

Випадкові похибки - це ті, які ведуть до незначних відхилень результатів повторних вимірів від справжнього значення з причин, виникнення яких з'ясувати та врахувати неможливо (наприклад, коливання напруги в електромережі, настрій аналітика тощо). Випадкові похибки викликають розкид результатів повторних ухвал, проведених в ідентичних умовах. Розкид визначає відтворюваність результатів, тобто. одержання однакових чи близьких результатів при повторних визначеннях. Кількісною характеристикою відтворюваності є стандартне відхилення S, які знаходять методами математичної статистики. Для невеликої кількості вимірювань (малої вибірки) при n=1-10

Виборний називають сукупність результатів повторних вимірів. Самі результати називають варіантами вибірки . Сукупність результатів нескінченно великої кількості вимірів (у титруванні n30) називають генеральною вибіркою , а обчислене за нею стандартне відхилення позначають . Стандартне відхилення S() показує, на яку в середньому величину відхиляються результати вимірювань n від середнього результату x або істинного.

"Хімія. 10 клас". О.С. Габрієлян (гдз)

Якісний аналіз органічних сполук Виявлення вуглецю, водню та галогенів

Досвід 1. Виявлення вуглецю та водню в органічній сполукі.
Умови виконання роботи:
Зібрали прилад як показано на рис. 44 підручники. Насипали в пробірку щіпку цукру та трохи оксиду міді (II) СуO. Поклали в пробірку, десь на рівні дві третини її невеликий ватний тампон, потім насипали трохи мідного безводного купоросу CuSO 4 . Закрили пробірку пробкою з газовідвідною трубкою, так, щоб її нижній кінець був опущений в іншу пробірку з попередньо налитим туди гідроксидом кальцію Са(ОН) 2 . Нагріли пробірку в полум'ї пальника. Спостерігаємо виділення бульбашок газу з трубки, помутніння вапняної води та посиніння білого порошку CuSO 4 .
З 12 Н 22 О 11 + 24CuO → 12CO 2 + 11H 2 O + 24Cu
Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O
CuSO 4 + 5H 2 O → CuSO 4 . 5H 2 O
Висновок: У вихідній речовині присутній вуглець і водень, оскільки отримали вуглекислий газ і воду в результаті окислення, а в окислювачі CuO вони не містилися.

Досвід 2. Виявлення галогенів
Умови виконання роботи:
Взяли мідний дріт, загнутий на кінці петлею щипцями, прожарили його в полум'ї до утворення чорного нальоту оксиду міді (II) СуO. Потім дріт, що остигнув, занурили в розчин хлороформу і знову внесли його в полум'я пальника. Спостерігаємо фарбування полум'я в блакитно-зелений колір, оскільки солі міді фарбують полум'я.
5CuO + 2CHCl 3 = 3CuCl 2 + 2CO 2 + H 2 O + 2Cu

>> Хімія: Практична робота № 1. Якісний аналіз органічних сполук

Зміст уроку конспект урокуопорний каркас презентація уроку акселеративні методи інтерактивні технології Практика завдання та вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відеокліпи та мультимедіафотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення рефератистатті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні та додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроківвиправлення помилок у підручникуоновлення фрагмента у підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні урокикалендарний план на рік методичні рекомендації програми обговорення Інтегровані уроки