Одиннадцатый класс → Органическая химия - Некоторые основные принципы и техники ↓
Очистка и качественный анализ органических соединений
Органические соединения являются основой жизни на Земле, и их изучение необходимо для понимания химии. Органическая химия в основном занимается строением, свойствами и реакциями органических соединений, содержащих углерод в ковалентных связях. Этот документ объясняет процессы очистки и качественного анализа, которые являются необходимыми навыками в органической химии.
Очистка органических соединений
Органический синтез часто приводит к получению продуктов с примесями, которые могут мешать их свойствам или дальнейшим реакциям. Поэтому очищение является важным шагом. Обычные методы очистки включают:
1. Фильтрация
Фильтрация отделяет твердые вещества от жидкостей или газов с помощью фильтрующего материала. Она часто используется, когда в результате реакции образуется твердый осадок. Примером этого может быть отделение кристаллов PbCl 2
от жидкой смеси.
2. Кристаллизация
Кристаллизация помогает очищать твердые соединения. Она включает растворение твердого вещества в горячем растворителе для получения раствора и медленное его охлаждение для образования чистых кристаллов. Эти кристаллы затем можно собрать путем фильтрации. Например, бензойную кислоту можно очистить этим методом.
3. Дистилляция
Дистилляция используется для разделения компонентов на основе различных точек кипения. Например, смесь ацетона (CH 3 COCH 3
) и воды можно разделить путем перегонки из-за их различных точек кипения.
Оборудование для дистилляции: , , | Конденсатор | , , Колба для кипячения, Приемник
4. Сублимация
Сублимация используется для веществ, которые переходят из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое состояние. Это полезно для очистки таких веществ, как йод (I 2
) и нафталин.
5. Хроматография
Хроматография разделяет смеси на основе различий в скорости их перемещения через неподвижную фазу. Тонкослойная хроматография (ТСХ) - это простой метод, при котором компоненты движутся с разной скоростью на покрытой стеклянной пластине.
Пример хроматографии: |-------------| (линия старта) , | AB | (пятна разных образцов) , |................ (фронт растворителя) , | A' B' | (раздельные пространства)
Качественный анализ
Качественный анализ идентифицирует компоненты в данном органическом соединении. Основные этапы и методы следующие:
1. Следовые элементы
Общие элементы в органических соединениях - углерод, водород, кислород, азот, сера и галогены. Несколько тестов помогают определить их присутствие:
Обнаружение углерода и водорода
Углерод и водород можно тестировать нагреванием соединения в присутствии CuO
. Углерод превращается в CO 2
, который превращает известковую воду в молочную, а водород - в H 2O
, который конденсируется.
Обнаружение азота
Тест Лассайна включает плавление органического соединения с натрием. Типичный тест включает:
Na + C + N → NaCN (цианид натрия)
Прусский синий цвет свидетельствует о наличии азота, когда NaCN
реагирует с сульфатом железа(II) и хлоридом железа(III).
Обнаружение галогенов
Медная проволока используется в тесте Бейльштейна. Она становится зелёной в пламени из-за присутствия галогенов, таких как хлор, бром или йод.
Обнаружение серы
Сера обнаруживается с помощью плавления с натрием и нитропруссидом натрия, который становится фиолетовым в присутствии серы.
2. Идентификация функциональных групп
Функциональные группы определяют класс и свойства органических соединений. Вот некоторые общие группы и их тесты:
Функциональная группа: Спирт
Спирты, такие как этиловый спирт, реагируют с натрием с образованием водорода, который становится ломким.
Функциональная группа: Альдегид
Нитрат серебра и аммиак используются в тесте Толленса. В присутствии альдегида в пробирке образуется серебряное зеркало.
Функциональная группа: Карбоновая кислота
Эти кислоты реагируют с гидрокарбонатом натрия с образованием углекислого газа.
Заключение
Понимание очистки и качественного анализа органических соединений - это основа органической химии. Правильная очистка обеспечивает сохранение желаемых свойств соединений, в то время как качественный анализ выявляет элементный состав и функциональные группы, предоставляя информацию о химическом поведении и реакциях.