Качественный элементный анализ

При проведении качественного элементного анализа исследуемое органическое вещество разрушают — как правило, с использованием окислительно-восстановительных реакций. Образующиеся неорганические вещества, содержащие исследуемый элемент, обнаруживают с помощью различных аналитических реакций, описанных в предыдущей главе.

Обнаружение водорода и углерода. Для разрушения органических веществ с целью обнаружения указанных элементов используются различные окислители, например оксид меди (II) и оксид молибдена (VI). При нагревании исследуемой пробы с избытком прокаленного СиО образуются капли воды в верхней части пробирки и оксид углерода (IV), который пропускают через раствор гидроксида бария. В результате реакции выделяется осадок ВаСОз. При разрушении органических веществ оксидом молибдена (VI) углерод окисляется до С02, а Мо03 восстанавливается до молибденовой сини.

Водород можно обнаружить посредством нагревания пробы с серой либо сульфитом или тиосульфатом натрия. При этом выделяется H2S, который вызывает почернение бумаги, импрегни- рованной ацетатом свинца (II).

Обнаружение галогенов. В качестве предварительного исследования для обнаружения атомов хлора, брома и иода в органических соединениях может быть использована проба Бейлыитейна: исследуемое вещество помещают на предварительно прокаленную медную проволоку и вносят в бесцветное пламя горелки. Оксид меди (II) взаимодействует с галогенсодержащим органическим веществом с образованием галогенида меди (II), который затем восстанавливается до летучего галогенида меди (I), окрашивающего пламя в сине-зеленый (CuCl, CuBr) или зеленый (Cul) цвет. Поскольку CuF является нелетучим соединением, фторсодержащие органические соединения этим способом не обнаруживаются. Обнаружению галогенов в условиях реакции Бейлыитейна1 мешают мочевина, карбоновые кислоты и некоторые другие вещества.

При обнаружении фтора в органических соединениях навеску исследуемого вещества (например, полусинтетического глюкокортикоида дексаметазона, формула которого приведена ниже) смешивают с оксидом магния, помещают в тигель и прокаливают до получения остатка белого цвета. Этот остаток затем обрабатывают хлороводородной кислотой, раствор фильтруют, а фторид- ионы обнаруживают в фильтрате по реакции с цирконий-ализа- риновым комплексом:

1 Способ обнаружения галогенов в органических соединениях был предложен в 1872 г. русским химиком-органиком Федором Федоровичем (Фридрихом Конрадом) Бейлынтейном (1838-1906). Бейлынтейн — инициатор создания и первый издатель многотомного «Справочника по органической химии» («Handbuch der organischen Chemie»), выходящего с 1880 г. до настоящего времени и включающего информацию о всех известных на время выпуска очередного тома органических соединениях.

Обнаружение фтора в молекуле фторурацила — лекарственного средства противоопухолевого действия — проводят с помощью насыщенного раствора Сг03 в серной кислоте. В стеклянную пробирку помещают 0,5 мл реагента и несколько миллиграммов исследуемого лекарственного средства. Содержимое пробирки нагревают на открытом пламени до появления белых паров. В процессе реакции образуется фтороводород, который взаимодействует с внутренней поверхностью пробирки, в результате чего она становится гидрофобной и перестает смачиваться водным раствором:

Кроме того, для перевода органически связанного фтора в ионное состояние используют сплавление исследуемого вещества с металлическим натрием, а также (как и для других галогенов) сжигание в колбе, заполненной кислородом (см. гл. 3).

При обнаружении хлора и брома пробу сплавляют с безводным карбонатом натрия, нагревают с водным или спиртовым раствором гидроксида натрия либо обрабатывают при нагревании раствором NaOH и цинковой пылью, например:

После подкисления фильтрата разбавленной азотной кислотой хлорид-ионы обнаруживают посредством реакции с AgNC>3. Бромид-ионы окисляют хлорамином — и наблюдают желто-бурую окраску хлороформного слоя.

Иод образует с атомами углерода менее прочные связи, чем другие галогены. Такие связи можно разрушить при нагревании. Большинство иодсодержащих лекарственных средств (например, левотироксин-натрий — гормон щитовидной железы, иопаноевую кислоту — рентгеноконтрастное средство и др.) идентифицируют, в частности, следующим образом: небольшую навеску (около 50 мг) исследуемого вещества помещают на фарфоровую пластинку и осторожно нагревают над пламенем — при этом образуются фиолетовые пары иода:

Для обнаружения органически связанного иода используется также кипячение исследуемого вещества с концентрированной серной кислотой: при этом происходит выделение фиолетовых паров иода. Если затем к охлажденному раствору добавить хлороформ, то слой органического растворителя окрасится в фиолетовый цвет.

Обнаружение серы. В процессе выполнения качественного элементного анализа серу, присутствующую в молекулах органических веществ, переводят в сульфид- или сульфат-ионы. В первом случае пробу сплавляют с металлическим натрием, обрабатывают дистиллированной водой и фильтруют. Сульфид-ионы, находящиеся в фильтрате, обнаруживают с помощью ацетата свинца (И) или нитропруссида натрия. Во втором случае пробу обрабатывают окислителем (концентрированной азотной кислотой, нитратом калия (сплавление) и др.) и затем обнаруживают сульфат-ионы посредством реакции с растворимыми солями бария.

Обнаружение азота. При сплавлении азотсодержащего органического вещества с металлическим натрием образуется NaCN. Для обнаружения цианид-ионов проводят реакции образования тиоцианата железа (III) и берлинской лазури.

Обнаружение фосфора. Для минерализации органических веществ, содержащих фосфор, используют различные реагенты. Так, минерализацию с помощью оксида кальция проводят в платиновом тигле при нагревании. После охлаждения содержимое тигля растворяют в нескольких миллилитрах 2 М HNO3. Раствор исследуют на наличие фосфат-ионов, для чего используют реакцию образования 12-молибдофосфата аммония либо более чувствительную реакцию образования молибденовой сини (см. 4.5.2).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >