Шпаргалка по "Химии"

14. Определение содержания фосфора микрометодом

    Для определения фосфора органическое вещество предварительно окисляют. При  этом фосфор переходит в фосфат-ион, который определяют обычными методами неорганического анализа. Для определения фосфора применяют метод сжигания пробы в токе кислорода и микрометод.

    Микрометод  основан на мокром сжигании анализируемого вещества смесью серной и азотной  кислот до образования фосфорной  кислоты

    

    

    При взаимодействии фосфорной кислоты  с молибдатом аммония образуется фосформолибдат аммония, фосфор в котором определяют алка- лиметрическим титрованием, колориметрическим или' весовым методами: 

15. Определение содержания  азота

    Определение содержания азота  в органических веществах  по Кьельдалю. Метод основан на сжигании органических соединений, содержащих азот, в концентрированной серной кислоте в присутствии катализатора. При этом азот органического соединения переходит в состав образующегося сульфата аммония.

    При действии концентрированного раствора щелочи на сульфат аммония выделяется аммиак, который поглощают определенным количеством титрованного раствора кислоты, а затем избыток кислоты титруют раствором щелочи. По количеству H2S04, вступившей в реакцию с аммиаком, определяют содержание азота в анализируемом веществе.

    Метод достаточно прост и позволяет  производить несколько параллельных определений. Однако его нельзя считать универсальным, так как он совершенно не применим для определения азота в некоторых органических соединениях, содержащих азот в ядре (например, пиридин). В некоторых случаях при анализе методом Кьельдаля необходимо применять дополнительную обработку анализируемых веществ. Так, например, при сжигании в серной кислоте нитросоедине-

    

динений (R—NH—NH—R) и некоторых других, кроме аммиака, образуются свободный азот и окислы азота, что приводит к неправильным результатам. Поэтому при анализе таких соединений их предварительно восстанавливают до аминов ( — NH2), так как азот аминогруппы при анализе по методу Кьельдаля количественно превращается в аммиак.

16. Определение содержания  хлора в органических  веществах

    Галогенсодержащие углеводороды жирного и ароматического рядов широко применяют в качестве полупродуктов при синтезе многих органических соединений, инсектицидов, синтетического каучука, пластмасс, спиртов, красителей и многих других веществ. Из галогенсодержащих веществ большое значение имеют хлорпроизводные, меньшее — соединения, содержащие бром и иод.

    В тех случаях, когда в органических соединениях связь хлора с углеродом органического радикала непрочная и хлор может перейти в ионную форму, последний легко определяют при помощи растворов нитрата серебра. Но такая связь хлора с органическим радикалом встречается довольно редко. Ароматические соединения сравнительно прочно удерживают хлор в ядре, и для их количественного определения требуется полное разрушение органического соединения. Это достигается окислением или сжиганием навески. В ароматических соединениях, содержащих сульфогруппу или карбоксильную группу в орто- или параположениях по отношению к хлору, подвижность хлора увеличивается, и он легко омыляется щелочным раствором, переходя при этом в ионную форму. Хлор, входящий в боковую цепь жирноаромати- ческих соединений, в соединениях жирного ряда и хлор ангидридов также омыляется раствором щелочи:

    

    

    Полученный  в результате реакции хлорид оттитровывают  нитратом серебра. В ряде случаев содержание хлора определяют сплавлением с металлическим натрием, при этом хлор переходит в хлорид натрия. Остаток после сплавления растворяют в воде, подкисляют азотной кислотой и титруют раствором нитрата серебра. Для определения хлора пользуются методами мокрого сжигания органического вещества серной кислотой в присутствии нитрата калия или сжигания в атмосфере кислорода в присутствии платинового катализатора. Продукты разложения поглощают водным раствором едкого кали. Ион хлора в продуктах разложения определяют по Фольгарду.

17. Определение функциональных  групп органических  соединений

    Химические  методы определения органических соединений основаны на реакциях их функциональных групп. Например, для качественного и количественного определения спиртов используют реакции, характерные для спиртовой группы, для определения альдегидов, кетонов и аминов — реакции, характерные для групп: — СНО, — — СО, — NH2 и т. п.

    Для анализа различных соединений с  одинаковыми группами применяют методы, основанные на одной и той же реакции. Но так как на реакционную способность функцональных групп влияет строение всей молекулы, то условия проведения реакции несколько отличные. Правильные результаты анализа можно получить лишь при точном соблюдении условий проведения реакции, применяемой для данного анализа. Даже незначительные отклонения в условиях проведений реакции могут привести к неправильным результатам.

18. Определение нитрогруппы  и нитрозогруппы

    Для количественного анализа нитросоединений  применяют метод восстановления их трех- хлористым титаном TiCl3, хлористым оловом SnCl2, цинком с последующим диазотированием. Во всех перечисленных случаях нитро- группа восстанавливается до аминогруппы:

    

    

    О количестве определяемого нитросоединения  судят по расходу гитрованных  растворов TiCl3 или SnCl2. При восстановлении нитро- :оединений необходимо строго соблюдать точные условия анализа, гак как наряду с восстановлением могут протекать побочные окислительные процессы, приводящие к образованию хлор- и оксипроизвод- ных аминов по уравнениям

    

    

    В таком случае уменьшается расход восстановителя и результаты определения  получаются заниженными. Процесс восстановления нитросоединений следует проводить быстро с применением избытка восстановителя в достаточно кислой среде, а также введением в реакцион- нукГмассу уксусной кислоты для растворения нитросоединения. Восстановление нитросоединений цинковой пылью проводят в солянокислой и уксуснокислой среде; при этом нитрогруппа восстанавливается в аминогруппу. Полученные аминосоединения титруют раствором азотистокислого натрия (диазотируют):

    

    

    Этот  метод имеет наибольшее практическое применение. Его используют для количественного анализа веществ, содержащих нитро-, а также нитрозогруппы.

    Анализ  ароматических нитрозосоединений основан йа восстановлении нитрозогруппы NO в аминогруппу. На практике нитрозосоедине ние чаще всего восстанавливают цинковой пылью в солянокислой среде и далее диазотируют полученное аминосоединение. В ряде случаев для восстановления нитрозогруппы применяют хлористое олово, избыток которого огтитровывают иодом. Иногда нитрозосоединение восстанавливают иодистоводородной кислотой и далее титруют выделившийся иод раствором серноватистокислого натрия.

19. Определение альдегидной  и кетонной групп

    В органическом синтезе широко применяются многие альдегиды и кетоны жирного, ароматического и циклического рядов. Для количественных определений альдегидов и кетонов применяют главным образом методы, основанные на следующих реакциях: присоединения с образованием бисульфитных соединений под действием бисульфита натрия или сульфита натрия; замещения с образованием альдоксимов и кетоксимов при действии солянокислого гидроксиламина; окисления альдегидов и кетонов.

    Реакция присоединения. Реакцию образования бисульфита ого соединения осуществляют с растворами сульфита натрия или бисульфита натрия. Выделившаяся в результате реакции щелочь эквивалентна содержанию альдегида в растворе и определяется титрованием соляной кислотой. Данным методом принято определять только формальдегид, другие альдегиды и кетоны образуют соединения, которые не могут быть использованы для количественного анализа.

    Реакция замещения. Для альдегидов и кетонов характерна реакция замещения кислорода карбонильной группы на радикал = NOH. В результате реакции образуются альдоксимы или кетоксимы. Метод, основанный на этих реакциях, называют методом оксимирования по продуктам реакции, или гидроксиламиновым методом, по применяемому рабочему раствору. В качестве рабочего раствора используют спиртовые или водные растворы солянокислого гидроксиламина NH2OH-HCl или сернокислого гидроксиламина (NH20H)2-H2S04. При действии солей гидроксиламина на карбонильные соединения происходит образование оксима с выделением эквивалентного количества минеральной кислоты (соляной или серной):

 

    Выделившуюся  после реакции кислоту оттитровывают  щелочью, по которой рассчитывают содержание альдегида или кетона. В качестве индикатора применяют раствор бромфенолового синего (интервал перехода рН 3—4,6). При этом окраска раствора изменяется от желто- зеленой до фиолетово-синей. Исследуемый раствор и раствор гидроксиламина предварительно нейтрализуют по бромфеноловому синему (до фиолетово-синей окраски раствора). Гидроксиламин является основанием, соли которого нейтральны по отношению к бромфенольному синему. Образующийся при реакции оксим не обладает основными свойствами и не мешает титрованию кислоты, выделяющейся при реакции. Наличие ионов трехвалентного железа и других окислителей мешает определению, так как они разрушают гидроксиламин и результаты анализа получаются завышенные.

    Реакция замещения протекает во времени и неодинаково для всех альдегидов и кетонов. Так, например, время выдержки гидроксилами- на с формальдегидом и ацетоном 10 мин, бензальдегидом — 40 мин, ацетальдегидом —■ 40—50 мин. Если анализируемое вещество плохо растворимо в воде, его растворяют в спирте.

    Реакция окисления. Альдегиды чрезвычайно легко окисляются. В аналитической практике используется окисление альдегидов и кетонов иодом в щелочной среде. Этим методом определяют формальдегид, ацетон, хлораль и др.

    

    

 

    Иод добавляют в избытке, а затем  избыток его оттитровывают тиосульфатом натрия.

20. Определение оксигруппы  методом бромирования

    Ароматические соединения, содержащие оксигруппу, определяют ацетилированием, бромированием, иодированием или азосочетанием. Методы определения оксигруппы, основанные на этих реакциях, соответственно называют методом ацетилирования, методом бромирования и т. д.

    Методы  бромирования и иодирования основаны на способное^ оксигрупп, содержащихся в ароматических соединениях, увеличивать  подвижность атомов водорода ядра, что делает возможным легкое замещение  последних бромом и иодом. Так  ОН-группа в феноле увеличивает подвижность атомов водорода, стоящих в орто- и параположения:

    

    

 

    Направляющее  влияние оксигрупп значительно больше, чем влияние других заместителей. Поэтому замещение атомов водорода ядра в оксисоединениях, содержащих мета-, орто- и паразаместители, происходит даже в водном растворе:

    

21. Определение этанола

    Определение этанола, в зависимости от способов получения различают спирт этиловый синтетический (ГОСТ 11547—65), получаемый гидратацией этилена, спирт технический ГОСТ 8314—57 (гидролизный), образующийся в результате спиртового брожения сахаров, и спирт-ректификат, получаемый спиртовым брожением веществ, содержащих углеводы (ГОСТ 5962—67). Товарный продукт содержит 88—96,2 об. % этилового спирта, воду и различные органические примеси. В товарном продукте определяют содержание этанола, альдегидов и воды.

    Концентрацию  этанола в водно-спиртовых растворах  принято называть крепостью. Крепость выражают в объемных процентах при 20° и определяют ее при помощи стеклянных или металлических спиртомеров. Металлический спиртомер (рис. 102, а) представляет собой латунный, полый, позолоченный ареометр. В нижней части шара припаяна пластинка с расширением на конце. Эта пластинка служит грузом. На верхней части шара установлен стержень со шкалой, на которой нанесено 10 делений. Каждое деление разбито на 10 частей. Под нулем стоит цифра 100. К спиртомеру приложен комплект позолоченных гирек (см. рис. 102, б). Все восемь гирек имеют номер спиртомера и вписаны в его паспорт. Массы гирек различны и имеют условные цифровые обозначения 20, 30, 40, ..., 90. Массы гирек уменьшаются с увеличением цифрового обозначения.