Определение альдегидной и кетонной групп
Для количественных определений альдегидов и кетонов применяют методы, основанные на реакциях присоединения с образованием бисульфитных соединений под действием сульфита натрия; замещения с образованием альдоксимов и кетоксимов при действии солянокислого гидроксиламина; окисления альдегидов и кетонов.
а) Реакция присоединения. Реакцию образования бисульфитного соединения осуществляют с раствором сульфита или бисульфита натрия:
Выделившееся в результате реакции эквивалентное количество щелочи определяется титрованием соляной кислотой. Этот метод применяется для определения формальдегида.
б) Реакция замещения. Для альдегидов и кетонов характерна реакция замещения кислорода карбонильной группы на радикал =N-ОН. В результате реакции образуются альдоксимы и кетоксимы. В качестве рабочего раствора используют спиртовые или водные растворы солянокислого гидроксиламина (NH2OH-HCl) или сернокислого гидроксиламина (NH2OH)2-H2SO4.
При действии солей гидроксиламина на карбонильные соединения происходит образование оксима с выделением эквивалентного количества кислоты (соляной или серной):
Выделившуюся после реакции кислоту титруют щелочью; индикатор — раствор бромфенолового синего (окраска раствора изменяется от желто-зеленой до фиолетово-синей).
в) Реакция окисления. В аналитической практике используется окисление альдегидов и кетонов йодом в щелочной среде:
Йод добавляют в избытке, а затем избыток его оттитровывают тиосульфатом натрия.
Окисление кетонов протекает значительно труднее, чем альдегидов. При этом разрывается связь одного из алкилов с карбонильной группой и образуется кислота с меньшим содержанием атомов углерода в молекуле. В щелочной среде реакция протекает по уравнению:
Качественные реакции на катионы
Качественные реакции первой аналитической группы.
Рисунок 3. Продукты качественных реакций первой аналитической группы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
-
$\mathrm {Li^+}$
$\mathrm {3Li^{+} +HPO_4^{2-} = Li_3PO_4\downarrow (белый) + H^+}$
$\mathrm {2Li^{+} + CO_3^{2-} = Li_2СO_3\downarrow (белый)}$
$\mathrm {Li^{+} + F{-} = Li_2F\downarrow (белый)}$
$\mathrm {Li^{+} +K_2 = LiK\downarrow + K^+}$
Литий окрашивает пламя газовой горелки в карминово-красный цвет
Катионы лития образуют в растворе с 8-оксихинолином $\mathrm {C_9H_6NOH}$ продукт реакции красного цвета (оксихинолинат лития $\mathrm {C_9H_6NOLi}$), который в УФ-излучении флуоресцирует голубым светом.
-
$\mathrm {Na^+}$
Соли натрия окрашивают пламя газовой горелки в желтый цвет
$\mathrm {Na^{+} +^{-} = Na^{-}\downarrow (белый)}$
-
$\mathrm {K^+}$
$\mathrm {2K^{+} +Na_3 = NaK_2\downarrow (жёлтый) + 2Na^+}$
$\mathrm {2K^{+} +^{2-} = K_2^{2-}\downarrow (жёлтый)}$
$\mathrm {K^{+} +HClO_4 = KClO_4\downarrow (белый) + H^+}$
$\mathrm {2K^{+} +H_2SiF_6 = K_2SiF_6\downarrow (студенистый) + 2H^+}$
-
$\mathrm {NH_4^{+}}$
$\mathrm {NH_4^{+} + OH^{-} = NH_3 + H_2O}$
$\mathrm {NH_4^{+} + HCl = NH_4Cl (белый дым)}$
Качественные реакции второй аналитической группы.
Рисунок 4. Продукты качественных реакций второй аналитической группы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Качественные реакции третьей аналитической группы.
-
$\mathrm {Ca^{2+}}$
$\mathrm {Ca^{2+} + SO_4^{2-} + 2H_2O = Ca_2SO_4\cdot 2H_2O (игольчатые \ кристаллы \ гипса)}$
$\mathrm {CaSO_4 + (NH_4)_2SO_4 = (NH_4)_2}$ — сульфат кальция растворяется в в насыщенном водном растворе сульфата аммония с образованием комплекса
$\mathrm {Na_2C_6O_6 + 2Ca^{2+} + 2OH^{-} = Ca_2C_6O_6(OH)_2 + 2Na^{+}}$
Окрашивает пламя в кирпично-красный цвет.
-
$\mathrm {Sr^{2+}}$
Катионы $\mathrm {Sr^{2+}}$ образуют с родизонатом натрия $\mathrm {Na_2C_6O_6}$ в нейтральной среде бурый осадок родизоната стронция $\mathrm {SrC_6O_6}$. В отличие от родизоната бария, растворим в хлороводородной кислоте, тогда как родизонат бария при взаимодействии с кислотой превращается в ярко-красный гидрородизонат бария.
Соли стронция при внесении в бесцветное пламя газовой горелки окрашивают пламя в карминово-красный цвет
-
-
$\mathrm {Ba^{2+}}$
Соли и другие соединения бария окрашивают пламя газовой горелки в желто-зеленый цвет.
Качественные реакции четвертой, пятой и шестой групп представлены в таблицах.
Рисунок 5. Продукты качественных реакций четвертой аналитической группы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Рисунок 6. Продукты качественных реакций пятой аналитической группы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Рисунок 7. Продукты качественных реакций шестой аналитической группы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Качественные реакции органических соединений (Таблица)
Таблица качественные реакции органических соединений
| Органическое соединение | Реактив (реагент) | Качественные реакции органических соединений | Запах |
| Алканы | Действие пламя | Обычно определяют путем исключения. Низшие алканы горят голубоватым пламенем | Есть запах |
| Алкены С=С |
|
|
Есть запах |
| Алкины CH=CH или R-C=CH |
Ag2O (NH2 · H2O) | Бледно-желтый осадок Ag3O3↓ | — |
| CuCl (NH3 · H2O) | Красный осадок Cu2O2↓ | — | |
| Толуол | KMnO4 (раствор) (кислотный раствор) |
Обесцвечивание раствора (при нагревании) | — |
| Бензол | Горение | Качественную реакцию бензола обычно определяют путем исключения. Горит коптящим пламенем | Есть запах |
| Фенол |
|
|
Есть запах |
| Спирты |
|
|
Есть запах |
| Многоатомные спирты | Сu(ОН)2 + NaOH | Синее окрашивание — образование глицератов и другое | Нет |
| Амины | 1) Лакмус 2) HHal |
1) В водном растворе — синее окрашивание 2) Образуют соли с галогеноводородами — после выпаривания твердый осадок |
Есть запах |
| Анилин | 1) Бромная вода 2) HHal |
1) Обесцвечивание бромной воды, выпадение осадка триброманилина 2) После упаривания твердый осадок — соль гидрогалогенида анилина |
Есть запах |
| Альдегиды -CHO | 1) Аg2О 2) Сu(ОН)2 |
1) Реакция серебряного зеркала 2) Выпадение красного осадка Сu2O↓ |
Есть запах |
| Карбоновые кислоты -COOH | 1) Лакмус 2) Na2CO2 (раствор) |
1) Красное окрашивание 2) Выделение газа CO2↑ |
Есть запах |
| Муравьиная кислота | Ag2O (NH2 · H2O) | Реакция серебряного зеркала (при нагревании) | Есть запах |
| Олеиновая кислота | Br2 (раствор) | Обесцвечивание | Есть запах |
| Уксусная кислота | Na2CO2 (раствор) | Выделение газа CO2↑ , характерный запах уксуса | Есть запах |
| Крахмал | Раствор I2 в KI или спиртовой раствор иода | При качественной реакции на органическое соединение крахмал происходит синее окрашивание | Нет |
| Белки | Конц. HNO3 | Желтое окрашивание, при добавлении щелочного раствора — оранжевое | Нет |
| Глюкоза -CHO |
|
1) Образование хелата 2) Выпадение красного осадка Cu2O |
Нет |
| Сахароза | Cu(OH)2 взвесь | Растворение осадка | Нет |
| Cl-производные | Cu + пламя | Зеленое окрашивание пламени парами CuCl2 | Нет |
| Мыло (стеарат натрия) | 1) Лакмус 2) HCl |
1) Щелочная среда в результате гидролиза окрашивается в синий цвет 2) Белый осадок ввиде хлопьев стеариновой кислоты |
Нет |
Качественные реакции на анионы
Качественные реакции на анионы первой аналитической группы.
Все соли бария анионов первой аналитической группы растворимы в уксусной и минеральных кислотах.
$\mathrm {BaSO_3 + H_2SO_4 = BaSO_4\downarrow + SO_2\uparrow + H_2O}$
$\mathrm {BaSO_3 +2HCl = BaCl_2 + SO_2\uparrow + H_2O}$
$\mathrm {BaCO_3 + 2HCl = BaCl_2 + CO_2\uparrow + H_2O}$
$\mathrm {Ba_3(PO_4)_2 + 2HCl = 2BaHPO4\downarrow + BaCl_2}$
$\mathrm {BaS_2O_3 + 2HCl = BaCl_2 + SO_2\uparrow + S\downarrow + H_2O}$
$\mathrm {2BaSiO_3 + 4HCl = 2BaCl_2 + H_2SiO_3\downarrow + H_2O}$
Анионы первой аналитической группы образуют малорастворимые в воде соли серебра:
$\mathrm {Ag_2SO_3, Ag_2CO_3 — белого \ цвета}$, $\mathrm {Ag_2SiO_3, Ag_3PO_4 — жёлтые \ осадки}$
Качественные реакции на анионы второй аналитической группы.
$\mathrm {Ag^{+} + Cl^{-} = AgCl\downarrow}$ — белый осадок
$\mathrm {Ag^{+} + Br^{-} = AgBr\downarrow}$ — желтоватый осадок
$\mathrm {Ag^{+} + I^{-} = AgI\downarrow}$ — желтый осадок
$\mathrm {Pb^{2+} + I^{-} = PbI_2\downarrow}$ — жёлтый осадок
$\mathrm {Pb^{2+} + S^{2-} = PbS\downarrow}$ — чёрный осадок
$\mathrm {S^{2-} + 2H^{+} = H_2S\uparrow}$ — чёрный осадок
$\mathrm {2I^{-} + 2NO^{2-} +4H^{+} = I_2 + 2NO\uparrow +2H_2O}$
Качественные реакции на неорганические вещества и ионы. Катионы
Качественный анализ – раздел аналитической химии, посвященный установлению качественного состава веществ, то есть обнаружению элементов и образуемых ими ионов, входящих в состав и простых, и сложных веществ. Делают это с помощью химических реакций, характерных для данного катиона или аниона, позволяющих обнаружить их как в индивидуальных веществах, так и в смесях.
Задачей качественного анализа является изучение методов, с помощью которых устанавливают, какие химические элементы входят в состав анализируемой пробы.
Химические методы анализа основаны на применении характерных химических реакций для открытия составных частей вещества. Применяемые для этих реакции вещества называются реактивами.
Согласно теории электролитической диссоциации реакции протекают между ионами электролитов, образующимися в водных растворах. Происходящие при этом химические процессы называются аналитическими реакциями.
Они сопровождаются характерными внешними признаками, легко воспринимаемыми нашими органами чувств:
· выделение газа
· изменение окраски раствора
· выпадение осадка
· растворение осадка
· образование кристаллов характерной формы
В первых четырех случаях за протеканием реакции наблюдают визуально, кристаллы рассматривают под микроскопом
Для получения правильных результатов необходимы реакции, выполнению которых не мешают другие присутствующие ионы. Для этого нужны специфические (взаимодействующие только с определяемым ионом) или хотя бы селективные (избирательные) реагенты.
Примером реакции с участием специфического реагента является выделение газообразного NH3 при действии сильных оснований (KOH или NaOH) на вещество, содержащее ион NH4+. Ни один катион не помешает обнаружению иона NH4+, потому что только он реагирует со щелочами с выделением NH3.
Диметилглиоксим (реагент Чугаева) служит примером селективного реагента: в щелочной среде он реагирует с ионами Ni2+, Co2+, Fe2+, а в кислой – только с ионами Pd2+.
К сожалению, селективных, тем более специфических реагентов очень мало, поэтому при анализе сложной смеси приходится прибегать к маскированию мешающих ионов, переводя их в реакционно инертную форму, или, чаще, к разделению смеси катионов или анионов на составные части, называемые аналитическими группами. Делают это с помощью специальных (групповых) реагентов, которые с рядом ионов, реагируя в одних и тех же условиях, образуют соединения с близкими свойствами – малорастворимые осадки или устойчивые растворимые комплексы. Это и позволяет разделить сложную смесь на более простые составные части.
Существует несколько схeм деления катионов на аналитические группы с помощью групповых реагентов. Одна из них основана на использовании различий в растворимости хлоридов, сульфатов и гидроксидов. Действуя на смесь катионов в строго определенном порядке растворами HCl, H2SO4, NH3 и NaOH (групповые реагенты), можно разделить содержащиеся в смеси катионы на 6 аналитических групп. Эту схему называют кислотно-щелочной по именам используемых в ней групповых реагентов.
Смотрите качественные реакции на катионы в таблице ниже:
Обнаружение катионов
Изменение окраски пламени является самым эффектным признаком качественной реакции и распространяется на определённое количество катионов неорганических веществ. За счёт выделения избытка энергии пламя становится жёлто-зелёным (Ba2+) и жёлтым (Na+), карминово-красным (Sr2+) и кирпично-красным (Ca2+), и даже фиолетово-розовым (K+). Тем не менее такой способ не является наиболее эффективным, так как интенсивность окраски напрямую зависит от концентрации, а определение цвета является субъективным. Поэтому результаты обычно проверяют дополнительно, используя иные реакции.
| Аналитическая группа | Ион | Реакция | Признак |
| I | K+ | KCl + NaHC4H4O6 (гидротартрат натрия)=KHC4H4O6 +NaCl | Выпадение белого кристаллического осадка, нерастворимого в воде, растворимого в гидроксиде калия и соляной кислоте |
| NH4+ | NH4Cl+NaOH=NH3 + H2O +NaCl | Выделение аммиака | |
| Mg2+ | MgCl2+2Na2CO3+H2O=(MgOH)2CO3+4NaCl+CO2 | Образование белого аморфного осадка | |
| II | Ba2+ | 2BaCl2+K2Cr2O7+H2O=2BaCrO4+2HCl | Жёлтый осадок, растворимый в HCl и нерастворимый в CH3COOH |
| Ca2+ | CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl | Белый кристаллический осадок | |
| III | Zn2+ | ZnCl2+H2S=ZnS+2HCl | Белый осадок |
| Cr3+ | 2CrCl3+3H2O2+10KOH=2K2CrO4+8H20+6KCl | Появление жёлтой окраски | |
| Mn2+ | 2Mn(NO3)2+5PbO2+6HNO3=2HMnO4+5Pb(NO3)2+2H2O | Красно-фиолетовый цвет раствора | |
| Fe2+ | FeSO4+K3Fe(CN)6=KFeFe(CN)6+K2SO4 | Синий осадок | |
| Fe3+ | FeCl3+4KSCN=K Fe(SCN)4+3KCl | Ярко-красный цвет раствора | |
| IV | Cu2+ | CuSO4+4NH3=Cu(NH3)4SO4 | Устойчивый комплекс ярко-синего цвета |
| Cu2+ | CuCl2+H2S=CuS+2HCl | Чёрный, нерастворимый в воде и разбавленных кислотах, осадок |
Пятая группа отличается тем, что катионы серебра, свинца и меди, образуют малорастворимые в воде соединения характе́рной окраски, позволяющие без труда отличить их от других веществ. Например, серебро образует следующие осадки — AgSO4 бесцветный, Ag2S чёрный, AgI жёлтый, AgBr бледно-жёлтый, AgCl белый творожистый и Ag3PO4 жёлтый кристаллический, свинец — PbI2 ярко-жёлтый, PbSO4 белый.
Ag2O в аммиачном растворе при добавлении альдегида образует на поверхности сосуда тонкую плёнку чистого серебра. Сама реакция широко известна как получение «серебряного зеркала».
Страницы
- Главная страница
- ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ХИМИИ
- 1.1 Важнейшие классы неорганических веществ
- 2.1 Вещества. Атомы
- 2.2 Размеры атомов
- 2.3 Молекулы. Химические формулы
- 2.4 Простые и сложные вещества
- 2.5 Валентность элементов
- 2.6 Моль. Молярная масса
- 2.7 Закон Авогадро
- 2.8 Закон сохранения массы веществ
- 2.9 Вывод химических формул
- 3.1 Строение атома. Химическая связь
- 3.2 Строение атома
- 3.4 Строение электронной оболочки атома
- 3.5 Периодическая система химических элементов
- 3.6 Зависимость свойств элементов
- 3.7 Химическая связь и строение вещества
- 3.8 Гибридизация орбиталей
- 3.9 Донорно-акцепторный механизм образования
- 3.10 Степени окисления элементов
- 4.1 Классификация химических реакций
- 4.2 Тепловые эффекты реакций
- 4.3 Скорость химических реакций
- 4.4 Необратимые и обратимые реакции
- 4.5 Общая классификация химических реакций
- НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
- 5.1 Растворы. Электролитическая диссоциация
- 5.2 Количественная характеристика состава растворов
- 5.3 Электролитическая диссоциация
- 5.4 Диссоциация кислот, оснований и солей
- 5.5 Диссоциация воды
- 5.6 Реакции обмена в водных растворах электролитов
- 5.7 Гидролиз солей
- 6.1 Важнейшие классы неорганических веществ
- 6.2 Кислоты, их свойства и получение
- 6.3 Амфотерные гидроксиды
- 6.4 Соли, их свойства и получение
- 6.5 Генетическая связь между важнейшими классами
- 6.6 Понятие о двойных солях
- 7.1 Металлы и их соединения
- 7.2 Электролиз
- 7.3 Общая характеристика металлов
- 7.4 Металлы главных подгрупп I и II групп
- 7.5 Алюминий
- 7.6 Железо
- 7.7 Хром
- 7.8 Важнейшие соединения марганца и меди
- 8.1 Неметаллы и их неорганические соединения
- 8.2 Водород, его получение
- 8.3 Галогены. Хлор
- 8.4 Халькогены. Кислород
- 8.5 Сера и ее важнейшие соединения
- 8.6 Азот. Аммиак. Соли аммония
- 8.7 Оксиды азота. Азотная кислота
- 8.8 Фосфор и его соединения
- 8.9 Углерод и его важнейшие соединения
- 8.10 Кремний и его важнейшие соединения
- ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
- 9.1 Основные положения органической химии. Углеводороды
- 9.2 Электронные эффекты заместителей в органических соединениях
- 9.3 Предельные углеводороды (алканы)
- 9.3.1 Насыщенные УВ. Метан
- 9.4 Понятие о циклоалканах
- 9.5 Непредельные углеводороды
- 9.6 Диеновые углеводороды (алкадиены)
- 9.7 Алкины
- 9.8 Ароматические углеводороды
- 9.9 Природные источники углеводородов
- 10.1 Кислородсодержащие органические соединения
- 10.2 Фенолы
- 10.3 Альдегиды
- 10.4 Карбоновые кислоты
- 10.5 Сложные эфиры. Жиры
- 10.6 Понятие о поверхностно-активных веществах
- 10.7 Углеводы
- 11.1 Амины. Аминокислоты
- 11.2 Белки
- 11.3 Понятие о гетероциклических соединениях
- 11.4 Нуклеиновые кислоты
- 12.1 Высокомолекулярные соединения
- 12.2 Синтетические волокна
Использование качественных реакций в органической химии
Качественные реакции играют важную роль в органической химии, помогая идентифицировать определенные соединения и выявлять их свойства. Используя качественные реакции, химики могут определить наличие или отсутствие определенной функциональной группы в органическом соединении, а также оценить его реакционную способность.
Первоначальная идентификация органических соединений осуществляется с помощью простых качественных реакций. Часто используются реакции, основанные на реактивности функциональных групп, таких как альдегиды, кетоны, спирты, карбоновые кислоты и многое другое. Комбинируя эти реакции, химики могут получить информацию о структуре органического соединения и его функциональных группах.
Качественные реакции позволяют также определить наличие или отсутствие определенных атомов в органическом соединении, таких как азот, кислород или сера. Это особенно полезно при исследовании сложных органических молекул, где присутствие или отсутствие этих атомов может играть важную роль в их свойствах или реакционной способности.
Качественные реакции в органической химии также применяются для проверки чистоты или качества органических соединений. Они позволяют идентифицировать примеси или другие соединения, которые могут повлиять на свойства и реакционную способность исследуемого соединения
Это особенно важно при синтезе органических соединений, когда необходимо убедиться в чистоте продукта
В целом, использование качественных реакций в органической химии позволяет химикам получить информацию о структуре, функциональных группах и свойствах органических соединений. Это является важным инструментом для идентификации, анализа и синтеза органических молекул, а также в различных областях науки и практического применения.
Определение галогенов
Для определения галогенов в молекуле органического соединения применяется метод сжигания в атмосфере кислорода. (Этот же метод применим и для определения содержания фосфора, серы, селена и некоторых других элементов.)
Определение проводят в колбе из термостойкого стекла со шлифом. В пробку колбы впаяна платиновая проволока, заканчивающаяся платиновой спиралью, расположенной при закрытой пробке в 1,5-2 см от дна колбы.
Точную навеску вещества (обычно около 0,05 г) заворачивают в кусочек беззольной фильтровальной бумаги, оставляя торчащую вверх узкую полоску бумаги. Этот пакетик помещают в платиновую спираль. При анализе жидкостей или мазеобразных веществ их помещают в капсулы из нитропленки или метилцеллюлозы. Капсулы также заворачивают в беззольную фильтровальную бумагу, оставляя узкую полоску. В колбу для сжигания наливают воду или другую поглощающую жидкость (при определении хлора и брома — перекись водорода, при определении йода — раствор едкого натра). Уровень жидкости должен быть ниже спирали. Через колбу пропускают в течение 3-5 мин кислород, затем поджигают свободный конец узкой полоски фильтровальной бумаги и быстро плотно закрывают колбу пробкой (шлиф должен быть смочен водой).
По окончании сжигания тщательно перемешивают содержимое колбы и через 30-60 мин производят определение продуктов сгорания методом, подходящим для данного элемента (например, йод титруют раствором тиосульфата натрия).
Определение нитрогруппы и нитрозогруппы
Для количественного анализа нитросоединений применяют метод восстановления их хлоридом титана(III) — TiCl3, хлоридом олова (II) — SnCl2 или цинком с последующим диазотированием аминосоединения.
О количестве определяемого нитросоединения судят по расходу титрованных растворов TiCl3 или SnCl2.
Восстановление нитросоединений в соответствующие амины цинковой пылью проводят в солянокислой или уксуснокислой среде. Полученные аминосоединения титруют раствором нитрита натрия:
Этот метод используют также для количественного анализа веществ, содержащих нитрозогруппы.
Значение качественных реакций в научных исследованиях
Качественные реакции играют важную роль в химических научных исследованиях. Они позволяют исследователям определить наличие или отсутствие конкретных веществ в образцах и позволяют установить их идентичность.
Одним из основных преимуществ качественных реакций является их легкость и доступность. Они могут использоваться непосредственно в лаборатории без необходимости использования сложного оборудования. Качественные реакции также позволяют быстро получить результаты, что является важным в научных исследованиях, где время играет решающую роль.
Качественные реакции позволяют исследователям определить химические свойства и состав образцов. Они используются для анализа различных типов примесей, чтобы обнаружить, например, наличие определенного аниона или катиона в растворе. Качественные реакции также могут быть использованы для идентификации неизвестных соединений путем сравнения их химических свойств с базой данных известных соединений.
Как результат, качественные реакции имеют значительное значение в научных исследованиях в различных областях химии, включая органическую, неорганическую и аналитическую химию. Они позволяют исследователям провести качественные и количественные анализы веществ, их смесей и результатов химических реакций.
Кроме научных исследований, качественные реакции также имеют множество практических применений. Они используются в химической промышленности, фармацевтической промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях для контроля качества продукции, анализа примесей и состава материалов. Качественные реакции также используются в медицине для диагностики различных заболеваний.
Таким образом, качественные реакции являются неотъемлемым инструментом в химических научных исследованиях и широко применяются в различных областях науки и технологии.
Определение гидроксильной группы в спиртах
Количественный анализ спиртов проводят физическими и химическими методами. Физическими методами определяют плотность спиртов, температуру кипения и объем отгона в заданном температурном интервале. У некоторых спиртов (этиленгликоль, глицерин) измеряют показатель преломления.
Химические методы определения спиртов основаны на реакциях окисления и этерификации. Содержание непредельных спиртов в растворе определяют бромированием. Метод окисления может быть применен только при отсутствии посторонних восстановителей. Этим методом анализируют изопропиловый спирт, глицерин, а также определяют содержание этилового и метилового спиртов в водно-спиртовых растворах. В качестве окислителя применяют бихромат калия. Этиловый спирт окисляется до уксусной кислоты, метиловый — до муравьиного альдегида или муравьиной кислоты. Вторичные спирты переходят в кетоны, а многоатомные спирты разрушаются до двуокиси углерода.
Реакцию этерификации применяют для определения содержания спиртов алифатического ряда. В качестве ацилирующего агента обычно используют уксусный ангидрид в среде пиридина.
При добавлении воды C5H5N-CH3COOH гидролизуется с образованием свободной уксусной кислоты, которую титруют щелочью в присутствии фенолфталеина.
Применение качественных реакций в аналитической химии
Одно из основных применений качественных реакций в аналитической химии — определение состава неизвестных смесей. С использованием различных реактивов и наблюдения за процессами, происходящими при взаимодействии, можно определить наличие и идентифицировать различные элементы и соединения в неизвестной смеси. Например, реакция с образованием осадка или изменение окраски раствора могут указывать на присутствие определенного вещества.
Качественные реакции также находят применение при анализе воды и пищевых продуктов. Они помогают выявить наличие различных примесей или загрязнителей, которые могут быть небезопасными для здоровья. Например, реакция с образованием осадка может указывать на наличие свинца или других тяжелых металлов в воде или продукте.
В фармацевтической промышленности качественные реакции используются для контроля качества и идентификации различных лекарственных веществ. Они позволяют установить соответствие получаемого продукта заданным стандартам и проверить его чистоту.
В целом, применение качественных реакций в аналитической химии играет ключевую роль при определении состава различных веществ. Это важный инструмент для идентификации элементов и соединений, контроля качества и безопасности различных материалов и продуктов.
Определение ацетильной группы
Ацетильная группа входит в состав многих лекарственных веществ и промежуточных продуктов их синтеза, поэтому определение содержания вещества по ацетильной группе является распространенным методом технического анализа.
Для определения ацетильной группы пользуются тем же прибором, что и для определения азота при элементном анализе (см. рис. 16). Однако в этом случае приемник соединяют с холодильником через пробку, в которую вставлена также трубка с натронной известью для предохранения отгонов от действия углекислоты воздуха.
В колбу Кьельдаля помещают точную навеску анализируемого препарата, которую в случае необходимости предварительно омыляют щелочью. Объем жидкости в колбе доводят водой до 50-60 мл. Одновременно в парообразователь наливают дистиллированную воду и кипятят ее не менее часа для полного освобождения от углекислоты. После этого реакционную колбу присоединяют к прибору и прибавляют в нее через капельную воронку фосфорную кислоту в количестве, на 5 мл большем, чем нужно для нейтрализации щелочи. Затем отгоняют с паром уксусную кислоту, поддерживая постоянным уровень в реакционной колбе. Процесс продолжают до получения отгона нейтральной реакции. Отогнанную уксусную кислоту титруют 0,1 н. раствором едкого натра; индикатор — фенолфталеин. Параллельно проводят контрольный опыт.
1 мл 0,1 н. раствора едкого натра соответствует 0,006055 г уксусной кислоты или 0,004305 г ацетила (СН3СО).
Теория к заданию 24 из ЕГЭ по химии
Разбор сложных заданий в тг-канале:
Посмотреть
Качественные реакции на катионы и анионы некоторых неорганических веществ
Качественные реакции на анионы.
| Анион | Условие, реактив, катион | Признаки и сокращенное ионное уравнение реакции |
| $Cl^{-}$ | Нитрат серебра $Ag^{+}$ | Белый творожистый осадок:$Ag^{+}+Cl^{-}→AgCl↓$ |
| $Br^{-}$ | Нитрат серебра $Ag^{+}$ | Желтоватый творожистый осадок: $Ag^{+}+Br^{-}→AgBr↓$ |
| $I^{-}$ | Нитрат серебра $Ag^{+}$ | Желтый творожистый осадок: $Ag^{+}+I^{–}→AgI↓$ |
| $SO_4^{2-}$ | Растворимые соли бария $Ba^{2+}$ | Белый осадок: $Ba^{2+}+SO_4^{2-}→BaSO_4↓$ |
| $NO_3^{-}$ | $H_2SO_4(конц)$ и $Cu$ | Выделение бурого газа: $Cu+NO_3^{-}+2H^{+}=Cu^{2+}+NO_2↑+H_2O$ |
| $PO_4^{3-}$ | Нитрат серебра $Ag^{+} | Ярко-желтый осадок:$3Ag^{+}+PO_4^{3-}→Ag_3PO_4↓$ |
| $CrO_4^{2-}$ | Растворимые соли бария $Ba^{2+}$ | Желтый осадок: $Ba^{2+}+CrO_4^{2-}=BaCrO_4↓$ |
| $S^{2-}$ | Растворимые соли меди $Cu^{2+}$ | Черный осадок: $Cu^{2+}+S^{2–}=CuS↓$ |
| $CO_3^{2-}$ | Кислоты $H^{+}$ | Выделение газа без запаха: $2H^{+}+CO_3^{2-}=H_2O+CO_2↑$ |
| $OH^{-}$ | Лакмус | Синий цвет раствора |
| Фенолфталеин | Малиновый цвет раствора | |
| Метиловый оранжевый | Желтый цвет раствора |
Качественные реакции на катионы.
| Катион | Условие, реактив, анион | Признаки, сокращенное ионное уравнение реакции |
| $H^{+}$ | Лакмус | Красный цвет раствора |
| Метиловый оранжевый | Розовый цвет раствора | |
| $NH_4^{+}$ | Щелочь, $OH^{–}$, $t°$ | Выделение газа с резким запахом: $NH_4^{+}+OH^{-}=NH_3↑+H_2O$ |
| $Ag^{+}$ | Соляная кислота, растворы хлоридов, $Cl^{–} | Белый творожистый осадок: $Ag^{+}+Cl^{–}→AgCl↓$ |
| $Li^{+}$ | Пламя | Красное окрашивание |
| $Na^{+}$ | Пламя | Желтое окрашивание |
| $K^{+}$ | Пламя | Фиолетовое окрашивание |
| $Ca^{2+}$ | Пламя | Кирпично-красное окрашивание |
| Растворы карбонатов, $CO_3^{2−}$ | Белый осадок: $Ca^{2+}+CO_3^{2-}→CaCO_3↓$ | |
| $Ba^{2+}$ | Пламя | Желто-зеленое окрашивание |
| Серная кислота, растворы сульфатов, $SO_4^{2−}$ | Белый (мелкокристаллический) осадок: $Ba^{2+}+SO_4^{2-}→BaSO_4↓$ | |
| $Cu^{2+}$ | Пламя | Зеленое окрашивание |
| Вода | Гидратированные ионы $Cu^{2+}$ имеют голубую окраску | |
| Щелочь, $OH^{–}$ | Синий осадок: $Cu^{2+}+2OH^{-}=Cu(OH)_2↓$ | |
| $Fe^{2+}$ | Щелочь, $OH^{–}$ | Зеленоватый осадок: $Fe^{2+}+2OH^{–}=Fe(OH)_2↓$ |
| Красная кровяная соль $K_3, Fe(CN)_6^{3−}$ | Синий осадок (турнбулева синь): $3Fe^{2+}+2^{3-}=Fe_3_2↓$ | |
| $Fe^{3+}$ | Щелочь, $OH^{–}$ | Бурый осадок: $Fe^{3+}+3OH^{–}=Fe(OH)_3↓$ |
| Роданид аммония $NH_4SCN, SCN^{–}$ | Кроваво-красный осадок: $3Fe^{3+}+3CNS^{-}⇄Fe(SCN)_3↓$ | |
| $Fe^{3+}$ | Желтая кровяная соль $K_4$ | Темно-синий осадок (берлинская лазурь): $4Fe^{3+}+3^{4–}=Fe_4_3↓$ |
| $Al^{3+}$ | Щелочь, $OH^{–}$ | Желеобразный осадок белого цвета, растворяется в избытке раствора щелочи: $Al^{3+}+3OH^{–}=Al(OH)_3↓$ |
Практика: решай 24 задание и тренировочные варианты ЕГЭ по химии