ANALIZA ZWIĄZKÓW ORGNICZNYCH

OGÓLNE PRÓBY WYKRYWANIA PSZCZEGÓLNYCH GRUB ZWIĄZÓW

WĘGLOWODORY

Rodzaj węglowodoru	Reakcje charakterystyczne	Wynik próby
nasycony	Rozpuszczalność w stęż. H2SO4	negatywny
nienasycony	Rozpuszczalność w stęż. H2SO4	rozpuszczenie się próbki lub zmiana zabarwienia lub ogrzanie się próbki lub wydzielenie się pęcherzyków gazu
	Reakcja z wodą bromową (Br2aq.)	zanik żółtej barwy wody bromowej
	Reakcja z KMnO4	zanik fioletowej barwy KMnO4 i powstanie brunatnego osadu MnO2
aromatyczny	Rozpuszczalność w stęż. H2SO4	negatywny
	Reakcja Le Rosena	powstanie czerwonobrunatnego lub brunatnego związku policyklicznego
	Reakcja z chloroformem i AlCl3	powstanie barwnych kompleksów

FLUORWCOPOCHODNE I ZWIĄZKI NITROWE

Wykrywanie azotu i fluorowców – stapianie z sodem, próba Lassaigne'a ( wykrywanie azotu), reakcja z AgNO₃ ( wykrywanie fluorowca)

ZWIĄZKI NITROWE

Potwierdzenie obecności grupy nitrowej - reakcja z difenyloaminą

W probówce umieszcza się kroplę benzenowego roztworu badanego związku i kroplę 5 % benzenowego roztworu difenyloaminy i ogrzewa się we wrzącej łaźni wodnej. Po odparowaniu rozpuszczalnika na dnie probówki powstaje w razie obecności nitrozwiązku stop barwy żółtopomarańczowej.

ALKOHOLE I FENOLE

Próba na obecność alkoholu

Do probówki odmierza się około 1 ml badanej substancji i dodaje 0,2 ml 0,03% wodnego roztworu NH₄V0₃, a następnie 1-2 krople 2,5% roztworu 8-hydroksychinoliny. Zawartość probówki należy pozostawić w statywie na kilka minut. Pojawienie się czerwonego lub czerwono-brązowego zabarwienia roztworu potwierdza obecność alkoholu. Do związków, które dają próbę negatywną należą: alkohol allilowy, benzylowy, gliceryna jak również

aminoalkohole i hydroksykwasy.

Wykrywanie fenoli

Badanie rozpuszczalności w 5% NaOH

Do probówki zawierającej około 0.lg substancji stałej lub 0.2ml substancji ciekłej dodaje się 4ml 5% roztworu NaOH. Następnie należy delikatnie wytrząsać zawartość i sprawdzić efekt oddziaływania NaOH na analizowaną substancję. W tych warunkach w przypadku o- i p- wielowodorotlenowych fenoli następuje reakcja utlenienia tlenem atmosferycznym. Skutkiem tego jest powstanie brązowego zabarwienia roztworu.

Badanie rozpuszczalności w 5% NaHCO₂

Do probówki dodjae się okolo 0,05g badanej substancji stalej lub 0,2 mloraz 2ml 5% roztworu NaHCO₃ i delikatnie wytrząsa. Należy uważnie obserwować, czy podczas rozpuszczania substancji nie wydzielają się pęcherzyki gazu.

Próba wykrywania fenoli z chlorkiem żelaza (III)

Do probówki dodaje się kilka kropel przygotowanego roztworu fenolu (około 0,1 g rozpuszcza się w wodzie lub 40% etanolu), a następnie dodaje się po jednej kropli 1% roztwór FeCl₃ aż do pojawienia się zabarwienia (czasem tylko przejściowego). Do drugiej probówki należy dodać sam rozpuszczalnik (woda lub 40% etanol) oraz taką samą objętość 1% roztworu FeCl₃ - próba ślepa. Zmianę zabarwienia porównuje się wobec próby ślepej.

Rodzaj alkoholu	Reakcje charakterystyczne	Wynik próby
Alkohol	próba wykrywająca obecność alkoholu: reakcja z metawanadanem amonu i 8-hydroksychinoliną	Powstawanie czerwono-brązowego zabarwienia
	reakcja z sodem	Gwałtowne wydzielenie się pęcherzyków wodoru
Alkohol nienasycony	Reakcja z wodą bromową (Br2aq.)	odbarwianie wody bromowej
Alkohole wielowodorotlenowe	Reakcja z galaretowatym osadem Cu(OH)2	Powstaje szafirowy roztwór
Rzędowość alkoholu	próba Lucasa	Zmętnienie natychmiastowe - Alkohol III rz. Po 5-10 min, zmętnienie - alkohol II rz. Brak zmian - alkohol I rz.
	Reakcja ze stężonym HC1	Tylko alkohole III rz. dają zmętnienie po kilku minutach
Fenol	Rozpuszczalność w 5%NaOH i 5%NaHC03	Przy użyciu 5%NaOH może wydzielać się osad, zmieniać barwa roztworu, przy użyciu 5%NaHC03 brak objawów reakcji
	Próba z FeCl3	Powstają barwne kompleksy
	Utlenianie fenoli np. próba Tollensa	Powstaje metaliczne srebro w postaci „lustra" na ściankach probówki, lub szary osad
	Reakcje pierścienia aromatycznego fenoli np. Br2 aq	Odbarwienie wody bromowej z możliwością powstawania osadu

ALDEHYDY I KETONY

OGÓLNE PRÓBY WYKRYWANIA GRUPY KARBONYLOWEJ

Reakcja z 2,4 dinitrofenylohydrazyną

Do probówki odmierza się 2-3 krople lub 0,1 g badanej substancji rozpuszczonej w jak najmniejszej ilości wody lub etanolu a następnie 3ml 2,4-dinitrofenylofydrazyny. Probówkę koniecznie należy ogrzać do wrzenia i schłodzić. Powstający po ochłodzeniu osad żółty, pomarańczowy lub ceglastoczerwony potwierdza obecność grupy karbonylowej. Jeżeli osad nie powstaje zaraz po schłodzeniu to próbę należy odstawić na 10 min. w temperaturze pokojowej.

Reakcja z hydroksylaminą

0,4g chlorowodorku hydroksyloaminy rozpuszcza się w 2ml wody i dodaje się 2ml IM NaOH i 0,2g badanego związku. Dla substancji nierozpuszczalnych w wodzie dodaje się etanolu aż do uzyskania klarownego roztworu. Całość ogrzewa się 15 min w łaźni wodnej, a następnie chłodzi w wodzie z lodem. Jeżeli z zimnego roztworu osad nie wypada dodaje się wody.

Rodzaj związku	Reakcje charakterystyczne	Wynik próby
Aldehyd	2,4 dinitrofenylohydrazyną	Powstanie barwnego osadu
	Próba Tollensa	Powstanie metalicznego srebra w postaci „lustra" na ściankach probówki, lub szarego osadu
	Próba Fehlinga	Powstawanie ceglastoczerwonego osadu
keton	2,4 dinitrofenylohydrazyną	Powstanie osadu
	Reakcja Legała	Powstanie brunatnoczerwonego zabarwienia
	Reakcja Zimmermanna	Powstanie brunatnoczerwonego zabarwienia

KWASY KARBOKSYLOWE

Próba z wodorowęglanem sodu - NaHCO₃

Próba z wodorowęglanem sodu pozwala odróżnić kwasy karboksylowe od fenoli.

Do probówki dodaje się około 1 ml 5% roztworu NaHCC>3 i kroplę lub 0.0lg substancji badanej. Wydzielanie się pęcherzyków CO2 wskazuje na obecność kwasu.

Próba ze wskaźnikiem uniwersalnym

0, 1 ml lub 0,05 g badanej substancji rozpuszcza się na szkiełku zegarkowym w około 1 ml wody destylowanej. Do przygotowanego roztworu zanurza się papierek wskaźnikowy i odczekuje minutę. Porównanie zabarwienie papierka ze wzorcową skalą barw odpowiadających określonemu zakresowi pH dostarcza informacji o charakterze badanej substancji.

Próba z fenoloftaleiną

Związki o charakterze kwasowym odbarwiają zasadowy roztwór fenoloftaleiny.

Próba jodan - jodek

Do probówki zawierającej około 5mg badanej substancji lub dodaje się (nasycony roztwór w 2 kroplach etanolu) zadaje się w probówce 2 kroplami 2% roztworu KI i 2 kroplami 4% roztworu KIO3. Probówkę zamyka się zwitkiem waty i ogrzewa przez minutę we wrzącej łaźni wodnej. Po oziębieniu dodaje się 4 krople 0.1% roztworu skrobi. W obecności kwasów powstaje wolny jod, który zabarwia skrobię na kolor fioletowy lub fioletowoniebieski.

Rodzaj substancji	Reakcje charakterystyczne	Wynik próby
Kwas alifatyczny	Reakcja z fenoloftaleiną, Reakcja z NaHCO 3	Odbarwianie roztworu fenoloftaleiny Wydzielanie pęcherzyków gazu
	Reakcja z FeCl3	Powstawanie czerwone zabarwienia
Kwas aromatyczny	Reakcja z fenoloftaleiną, Reakcja z NaHCO 3	Odbarwianie roztworu fenoloftaleiny Wydzielanie pęcherzyków gazu
	Reakcja nitrowania	Powstaje żółte zabarwienie
Kwas aromatyczny z grupą hydroksylową	Reakcje z fenoloftaleiną, NaHC03	Odbarwianie roztworu fenoloftaleiny Wydzielanie pęcherzyków gazu
	Reakcja z FeCl3	Powstaje fioletowe zabarwienie
Kwas alifatyczny z grupą hydroksylową	Reakcje z fenoloftaleiną, NaHC03	Odbarwianie roztworu fenoloftaleiny Wydzielanie pęcherzyków gazu
	Reakcja z KMn04	Odbarwianie roztworu KMn04
Kwas dikarboksylowy	Reakcje z fenoloftaleiną, NaHC03	Odbarwianie roztworu fenoloftaleiny Wydzielanie pęcherzyków gazu
	Reakcja z rezorcyną	Powstawanie barwy niebieskiej

AMINY

POTWIERDZENIE OBECNOŚCI AZOTU

Próba Lassaigne'a

Metoda Willa i Varrentrappa.

Metodą tą można wykrywać azot związany w grupie aminowej pierwszorzędowej -C-NH₂, amidowej –CONH₂ oraz -C=NH w grupie iminowej lub –(CO)₂NH w grupie imidowej.

W suchej probówce ogrzewamy płomieniem palnika gazowego taką samą ilość badanej próbki (np. 0,1 lub 0,2 g) i wapna sodowanego (równocząsteczkowa mieszanina NaOH i Ca(OH)₂). W trakcie ogrzewania dochodzi do powstania m.in. amoniaku, który pod wpływem temp. ulatnia się zabarwiając zwilżony wodą papierek uniwersalny.

Rodzaj reakcji	Aminy alifatyczne			Aminy aromatyczne
	1^o	2^o	3^o	1^o	2^o	3^o
Metoda Hinsberga	+	+	-	+	+	-
Reakcja z HNO2	+ pęcherzyki azotu	+ żółty lub pomarańczowo- żółty olej	-	+ Bezbarwne sole diazoniowe, Sprzęganie z 2-naftolem dają czerwone zabarwienie	+ żółty osad	+ (reagują tylko aminy nie podstawione w pozycji para- ) p-nitrozopochodne o barwie żółto-pomarańczowej, po zalkalizowaniu zasada o barwie zielonej
Reakcja ninhydrynowa	+	-	-	+	-	-
Reakcja izonitrylowa	+	-	-	+	-	-
Próba Riminiego	+	-	-	-	-	-
Próba Simona	-	+	-	-	-	-
Reakcja z kwasem cytrynowym w bezwodniku octowym	-	-	+	-	-	+

AMINOKWASY I BIAŁKA

REAKCJA NINHYDRYNOWA

Reakcja ta nie jest specyficzna wyłącznie dla aminokwasów. Amoniak oraz część związków zawierających I-rzędową grupę aminową dają z ninhydryną charakterystyczne zabarwienie. Aminokwasy, peptydy i białka powodują iż powstaje zabarwienie niebieskie, fioletowe, czerwono-fioletowe lub czerwone.

Ok. 50 mg aminokwasu należy rozpuścić w ok. 0,5 ml 0,2% etanolowego roztworu

ninhydryny. Zabarwieniepowstaje natychmiast lub dopiero w następstwie ogrzania mieszaniny do wrzenia.

Rodzaj substancji	Reakcje charakterystyczne	Wynik próby
a-Aminokwas	Stapianie z sodem i próba Lassaigne'a	Potwierdzenie obecności azotu
	Reakcja ninhydrynowa	Reakcja pozytywna
	Reakcja z solami miedzi
	Reakcja deaminacji i dekarboksylacji
Aminokwas z ugrupowaniem aromatycznym	Stapianie z sodem i próba Lassaigne'a	Potwierdzenie obecności azotu
	Reakcja ksantoproteinowa	Reakcja pozytywna
Aminokwas zawierający siarkę(grupa -SH lub -CH2-S-CH3)	Stapianie z sodem i wykrywanie siarki	Potwierdzenie obecności siarki
	Wykrywanie grup tiolowych	Reakcja pozytywna, jeśli występuje grupa -SH, negatywna, gdy siarka występuje w postaci -CH2-S-CH3
Białko	Reakcja ninhydrynowa	Reakcja pozytywna
	Reakcja ksantoproteinowa	Reakcja pozytywna jeśli w skład białka wchodzą aminokwasy aromatyczne
	Reakcja biuretowa	Reakcja pozytywna
	Reakcje strąceniowe
	Denaturacja

WĘGLOWODANY

Reakcja Molischa

Dodatni wynik reakcji dają sacharydy, aldehydy, kwasy organiczne oraz aceton.

Do probówki zawierającej ok. 1 ml wodnego roztworu próbki dodać 2 krople 10% rozt. P-naftolu (odczynnik Molischa). Następnie dodać 1 ml stęż. H₂SO₄ , wlewając po ściankach probówki tak, aby ciecze się nie zmieszały. Na granicy faz pojawiają się charakterystyczne pierścienie o barwie niebieskiej lub fioletowej.

Rodzaj substancji	Reakcje charakterystyczne	Wynik próby
Sacharydy	Reakcja Molischa	potwierdzenie obecności sacharydu
Mono- i disacharydy	Redukcja odczynnika Barfoeda	monosacharydy natychmiast redukują Cu^2+, a disacharydy po hydrolizie
	Tworzenie osazonów	wytrącony osad po przekrystalizowaniu wykazuje temperaturę topnienia charakterystyczną dla danego cukru
Aldozy/ ketozy	Reakcja barwna z roztworem mocznika i chlorku cynawego	ketozy dają zabarwienie niebieskie, a aldozy (po podgrzaniu) czerwone
Pentozy/ heksozy	Reakcja barwna z kwaśnym roztworem aniliny i kwasu octowego	pentozy dają zabarwienie czerwone, metylopentozy - żółtoczerwone, a heksozy nie dają zabarwienia

Metody wykrywania związków organicznych.

WĘGLOWODORY

Rozpuszczalność w stęż. H₂SO₄

Rozpuszczanie się substancji w stężonym kwasie siarkowym wiąże się często z jakąś reakcją. Zewnętrznym przejawem takiej reakcji może być rozgrzewanie się roztworu, wydzielanie się gazów itp. Węglowodory nasycone oraz aromatyczne w temperaturze pokojowej nie rozpuszczają się w stężonym kwasie siarkowym - dają negatywny wynik próby. Węglowodory nienasycone przechodzą w postać rozpuszczalnych w wodzie estrów kwasu siarkowego:

Wykonanie:

W probówce należy umieścić 0,1 g lub 0,2 ml badanej substancji, a następnie ostrożnie dodać 3 ml stęż. H₂S0₄. Przez 1-2 min należy obserwować zachowanie się próbki, ewentualnie delikatnie ją wstrząsając. Pozytywnym wynikiem próby jest nie tylko fizyczne rozpuszczenie się próbki, ale również zmiana zabarwienia, ogrzanie się próbki, wydzielenie się pęcherzyków gazu.

Reakcja z wodą bromową (Br_2aq.)

Związki zawierające wiązanie nienasycone (alkenowe lub alkinowe) ulegają reakcjom typu addycji, czyli przyłączania. Przykładem takiej reakcji jest przebiegająca z różna szybkością reakcja addycji bromu:

Wykonanie:

W probówce należy umieścić 2 ml badanej substancji lub 0,1 g badanej substancji rozpuszczonej w 2 ml chloroformu. Następnie wkraplać wodę bromową obserwując jej ewentualne odbarwienie się.

Reakcja z manganianem (VII) potasu (KMnO₄)

Związki zawierające wiązanie nienasycone ulegają reakcji utleniania powodując odbarwienie wodnego roztworu KMnO₄ oraz wydzielenie brunatnego osadu MnO₂.

Wykonanie:

Do 0,5 ml badanej substancji lub roztworu ok. 0,1 g badanej substancji w wodzie lub acetonie dodawać kroplami 1-2 % roztworu wodnego KMnO₄. Odbarwienie się roztworu w czasie 1-5 min i wydzielenie brunatnego osadu MnO₂ jest pozytywnym wynikiem próby.

Reakcja Le Rosena

Węglowodory aromatyczne mono- i policykliczne, cykloalkeny (np. cykloheksen) oraz ich pochodne dają barwna reakcję z roztworem formaldehydu w stęż. H₂SO₄ (odczynnik Marquisa). Reakcji tej nie dają ani alkany i cykloalkany, ani alkeny.

Wykonanie:

Do 0,1 g lub 1 ml badanej substancji dodać 2-3 ml odczynnika. Obserwować tworzenie się czerwonobrunatnego lub brunatnego związku policyklicznego.

Reakcja z chloroformem i AlCl₃

Węglowodory aromatyczne i policykliczne dają z bezwodnym AlCl₃ w roztworze CHCl₃ barwną reakcję w wyniku tworzenia barwnych pochodnych trifenylometanu.

Wykonanie:

W probówce umieścić 0,5 ml lub 0,1 g badanej substancji, a następnie dodać 1-2 ml CHCl₃ (suchego). Probówkę wstrząsnąć w celu zwilżenia jej ścianek. Następnie do ukośnie ułożonej probówki dodać niewielką ilość bezwodnego AlCl₃, tak aby zatrzymał się na zwilżonych ściankach probówki. W przypadku obecności węglowodorów aromatycznych na ściankach tworzy się punktowe zabarwienie (różne w zależności od rodzaju węglowodoru np. naftalen daje zabarwienie niebieskie, fenantren – czerwono purpurowe).

Wykrywanie azotu i fluorowców.

Stapianie z sodem.

Wykrywanie tych pierwiastków w związkach organicznych polega najczęściej na przeprowadzeniu ich w stan jonowy, co następuje w wyniku stapiania związków organicznych lub organiczno-nieorganicznych z metalicznym sodem. Produktami zachodzących reakcji są proste związki nieorganiczne (cyjanki i/lub halogenki sodu), w których anion wykrywa się klasycznymi metodami jakościowej analizy nieorganicznej.

N(azot w badanym związku) + C + Na → NaCN

X (chlor, brom, fluor, jod w badanym związku) + Na → NaX

Wykonanie:

W małej probówce (wysokość 2-4 ml i średnica 0,5 ml) umieszcza się niewielką ilość badanej substancji ok. 0,02 g oraz ok. 0,1 g osuszonego na bibule metalicznego sodu (kawałek wielkości ziarenka pieprzu). Probówkę ogrzewa się najpierw delikatnie w płomieniu palnika (do momentu wypalenia się oparów związku), a następnie intensywnie wypraża do czerwoności. Rozżarzoną probówkę rozbija się o dno parowniczki zawierającej ok. 10-15 ml wody destylowanej. Roztwór wodny zawierający rozpuszczone sole przesącza się, a przesącz analizuje się pod kątem występowania jonów CN^- bądź fluorowca. Jeśli otrzymany przesącz nie jest bezbarwny próbę należy powtórzyć.

Wykrywanie azotu - próba Lassaigne'a

Jest to najbardziej ogólna metoda pozwalająca na wykrycie azotu bez względu na sposób jego związania w związkach organicznych. Obecność jonów CN^- powstałych w próbie Lassaigne'a można wykryć przez wytworzenie błękitu pruskiego, tzw. heksacyjanożelazianu (II) żelaza (III) o wzorze Fe4[Fe(CN)6]3.

Wykonanie:

Do ok. 1-2 ml przesączu powstałego po stapianiu z sodem dodaje się kilka kryształków FeS0₄*7H₂0, gotuje przez kilka minut i zakwasza 10% HCl, by rozpuścić tworzący się w środowisku zasadowym osad wodorotlenku żelaza (II). Następnie roztwór zadaje się 1-2 kroplami 10% FeCl₃ . Obecność jonów azotu stwierdza się obserwując zielononiebieskie zabarwienie roztworu, a po chwili wypadnięcie osadu błękitu pruskiego wg reakcji:

FeS0₄ + 2 NaCN → Fe(CN)₂ + Na₂SO₂

Fe(CN)₂ + 4 NaCN → Na₄[Fe(CN)₆]

3 Na₄[Fe(CN)₆] + 4 FeCI₃ → Fe₄[Fe(CN₆]₃ + 12 NaCI

Wykrywanie fluorowca - reakcja z AgNO₃

Anion fluorowca wykrywa się zazwyczaj dodając azotan srebra (I) do zakwaszonego kwasem azotowym roztworu przesączu.

Wykonanie:

Do ok. 1 ml przesączu po stapianiu z sodem dodać 1 ml 10 % HNO3, a następnie 1 ml 0,1 M roztworu AgNO3. W razie powstania osadu sprawdzić, czy rozpuszcza się w 10 % NH3 (aq.) i 10 % HNO3.

Chlorki dają biały osad AgCl, przechodzący w świetle dziennym w fiołkowy, rozpuszczalny w 10 % NH3 (aq.) i nierozpuszczalny w 10 % HNO3.

Bromki dają jasnożółty osad AgBr, zieleniejący na świetle, trudno rozpuszczalny w 10 % NH3 (aq.) i nierozpuszczalny w 10 % HNO3.

Jodki tworzą żółty osad Agi, nierozpuszczalny w 10 % NH3 (aq.) i 10 % HNO₃.

Fluorki nie dają osadu z AgNO₃ ponieważ powstający AgF jest rozpuszczalny w wodzie.

Próba Beilsteina

Wykonanie:

Ok. 0,1 g substancji umieszcza się na oczyszczonej i wyprażonej szpatelce miedzianej i wprowadza do nie świecącej części płomienia palnika gazowego. W tych warunkach związki organiczne zawierające fluorowce tworzą przy ogrzewaniu lotne połączenia miedzi barwiące płomień palnika gazowego na kolor zielony (jod), intensywnie niebieskozielony (chlor), zielony z niebieskim serduszkiem (brom).

ZWIĄZKI NITROWE

Związki nitrowe są połączeniami organicznymi o budowie R-NO₂ , gdzie R oznacza alkil lub aryl. W zależności od rzędowości atomu węgla, z którym związana jest grupa nitrowa rozróżnia się nitrozwiązki 1-, II-, III-rzędowe.

Potwierdzenie obecności grupy nitrowej - reakcja z difenyloaminą

Większość związków nitrowych daje ze stopioną difenyloaminą barwne kompleksy (przeważnie pomarańczowoczerwone) o strukturze: RN⁺(O^-)=O → C₆H₅ – NH - C₆H₅

Wykonanie:

W probówce umieszcza się kroplę benzenowego roztworu badanego związku i kroplę 5 % benzenowego roztworu difenyloaminy i ogrzewa się we wrzącej łaźni wodnej. Po odparowaniu rozpuszczalnika na dnie probówki powstaje w razie obecności nitrozwiązku stop barwy żółtopomarańczowej.

Rozróżnienie nitroalkanów I- i II-rzędowych od III-rzędowych i aromatycznych - rozpuszczalność w NaOH

I-rzędowe i II-rzędowe nitroalkany rozpuszczają się w roztworach stężonych zasad dając żółte zabarwienie, natomiast III-rzędowe i aromatyczne są nierozpuszczalne.

Wykonanie:

Do ok. 1 ml 20 % roztworu NaOH dodaje się 1-3 krople badanej próbki i wytrząsa obserwując ewentualne rozpuszczenie próbki.

Rozróżnienie I- i II-rzędowych nitroalkanów - reakcja z kwasem azotowym (III)

Nitroalkany I-rzędowe reaguj a z kwasem azotowym (III), tworząc związki o charakterze nitro oksymów, zwane kwasami nitrolowymi, których sole są barwy czerwonej:

R–CH₂–NO₂ + HONO → R-CH(-NO)-NO₂ ↔ R-C(=N-OH)-NO₂

II-rzędowe nitroalkany w analogicznych warunkach tworzą tzw. pseudonitrole o zabarwieniu niebieskim lub niebieskozielonym: R₂-CH-NO₂ + HONO → R₂-C(-ON)-NO₂

Wykonanie:

Do ok. 0,5 ml 40 % roztworu NaOH dodaje się 2-3 krople nitroalkanu, wstrząsa, a po rozpuszczeniu dodaje się ok. 1 ml 10 % roztworu NaN0₂. Następnie ostrożnie wkrapla się 10% roztwór H₂SO_4.

Rozróżnienie III-rzędowych nitroalkanów i nitrozwiązków aromatycznych - redukcja grupy nitrowej do hydroksylaminowej

Ar-NO₂ + 2H₂ → Ar-NHOH + H₂O

Ar-NHOH + Ag₂O → Ar-NO + H₂O + 2Ag

Wykrycie grupy -NO2 w nitrozwiązkach aromatycznych polega na jej redukcji np. do pochodnych N-arylohydroksylaminy, które wykazując właściwości redukujące dają charakterystyczne reakcje np. lustra srebrowego.

Wykonanie:

0,5 ml lub 0,2 g badanej substancji rozpuszcza się w ok. 10 ml 50 % etanolu, dodaje się 0,5 g NH4CI i ok. 0,5 g pyłu cynkowego. Całość ogrzewa się kilka minut, a następnie pozostawia na 5-10 min. Po odsączeniu od nieprzereagowanego cynku do przesączu dodaje się amoniakalnego roztworu AgN03. Pojawienie się czarnego, szarego lub srebrzanego osadu wskazuje na obecność pochodnej hydroksylaminy, a więc grupy _Ar-N02.

ALKOHOLE

Wykrywanie grupy hydroksylowej:

• reakcja z wanadanem(V) amonu (metawanadanem amonu) i 8-hydroksychinoliną,

• reakcja z metalicznym sodem.

Próba na obecność alkoholu

W reakcji z metawanadanem amonu (NH₄V0₃) i 8-hydroksychinoliną można wykryć obecność grupy hydroksylowej w alkoholach. Związki zawierające grupę OH tworzą barwne (czerwone lub czerwonobrązowe zabarwienie) połączenia kompleksowe.

Wykonanie:

Do probówki odmierza się około 1 ml badanej substancji i dodaje 0,2 ml 0,03% wodnego roztworu NH₄V0₃, a następnie 1-2 krople 2,5% roztworu 8-hydroksychinoliny. Zawartość probówki należy pozostawić w statywie na kilka minut. Pojawienie się czerwonego lub czerwono-brązowego zabarwienia roztworu potwierdza obecność alkoholu. Do związków, które dają próbę negatywną należą: alkohol allilowy, benzylowy, gliceryna jak również

aminoalkohole i hydroksykwasy.

Reakcja z sodem

Reakcja z metalicznym sodem służy do wykrywania substancji zawierających kwasowy (aktywny) wodór. Są to alkohole i tioalkohole, fenole, kwasy, acetylen i jego pochodne, związki o czynnej grupie metylenowej, estry (powstają acyloiny) i metyloketony. Alkohole I- rzędowe reagują z metalicznym sodem bardzo gwałtownie z wydzieleniem gazowego wodoru, II-rzędowe wolniej, III-rzędowe bardzo słabo. Wykonanie tej próby daje orientacyjny wynik.

2 ROH + 2 Na → 2 R-ONa + H₂

Wykonanie:

Do probówki odmierza się około lml badanej substancji, a następnie osuszony skrawek metalicznego sodu. Wydzielanie gazowego produktu (wodoru) potwierdza obecność kwasowego wodoru w badanej próbce.

Wykrywanie alkoholi polihydroksylowych

Reakcją charakterystyczną pozwalającą odróżnić alkohole polihydroksylowe od monohydroksylowych jest reakcja ze świeżo strąconym wodorotlenkiem miedzi (II). Alkohole polihydroksylowe tworzą z jonami miedzi (Cu²⁺) kompleksy chelatowe o barwie szafirowej.

2Na0H + CuS0₄ → Cu(OH)₂ + Na₂S0₄

Cu(OH)₂ + 2 HO-OH → [Cu(HO-OH)]²⁺ + 2OH^-

Wykonanie:

Do probówki odmierza się około 0,5ml 10 % roztworu CuSO₄ następnie dodaje około lml 2M NaOH. Do tak sporządzonego strąconego roztworu wodorotlenku miedzi (II) dodaje się około 0,5ml badanego alkoholu. W wyniku zachodzącej reakcji powstaje szafirowy roztwór potwierdzający obecność alkoholu polihydroksylowego.

Rozróżnianie rzędowości alkoholi - próba Lucasa

W próbie Lucasa następuje reakcja podstawienia nukleofilowego, w miejsce OH^- wprowadzany jest CI^- Szybkość reakcji substytucji nukleofilowej zależy od rzędowości alkoholi. Alkohole trzeciorzędowe w obecności bezwodnego chlorku cynku bardzo szybko reagują z kwasem solnym. Alkohole drugorzędowe reagują wolniej i zwykle po 5-10 min. pojawia się zmętnienie. Alkohole pierwszorzędowe w tych warunkach nie reagują.

Pozytywny wynik próby Lucasa dają również alkohol allilowy, cynamonowy i benzylowy.

Wykonanie:

Odczynnik Lucasa: 15,5g bezwodnego chlorku cynku rozpuszcza się w 10 ml stężonego kwasu solnego.

Do próbki zawierającej badany alkohol w ilości około 0,2ml dodaje się ok. 2ml odczynnika Lucasa. Probówkę zamyka się korkiem i mocno wstrząsa. Pozostawia probówkę w statywie i obserwuje czy powstaje warstwa oleista lub mlecznobiała emulsja pochodząca od wydzielającego się odpowiedniego chlorku alkilowego.

Rozróżnianie rzędowości alkoholi - reakcja ze stężonym HCI

Alkohole drugorzędowe i pierwszorzędowe w reakcji ze stężonym HCI dają roztwór klarowny (brak reakcji). Alkohole trzeciorzędowe w ciągu kilku minut dają zmętnienie.

Wykonanie:

Do probówki zawierającej około 0,5ml badanej substancji dodaje się nadmiar stężonego HCI wstrząsa i pozostawia. Powstanie zmętnienia dowodzi obecności alkoholu III.

Utlenianie alkoholi

Reakcji utlenienia za pomocą manganianu(VII) potasu ulegają tylko alkohole I i II rzędowe. Podczas utleniania KMnO₄ alkoholi I-rzędowych powstają kwasy karboksylowe, natomiast alkohole II-rzędowe utleniają się do ketonów. W przypadku metanolu produktami utlenienia są C0₂ i H₂0

Próba z KMnO₄

Roztwór KMnO₄ należy do mocnych utleniaczy, ma on barwę fioletową (jony MnO₄^- nadają zabarwienie). W obecności alkoholi I i II rzędowych w środowisku kwasowym zachodzi reakcja redukcji KMnO₄ Następuje wówczas odbarwienie roztworu (powstają jony Mn²⁺).

Alkohol I rzędowy + KMnO₄ → kwas karboksylowy + Mn²⁺

Alkohol II rzędowy + KMnO₄ → keton + Mn²⁺

Alkohol III rzędowy + KMnO₄ → brak reakcji

Wykonanie:

Do probówki zawierającej około 0,2ml badanego alkoholu dodaje się 3ml 20% H₂S0₄ (rozcieńczony wodą w stosunku 1:5) a następnie kilka kropel (3-5) roztworu 2% KMnO₄. Probówkę delikatnie ogrzewa się i obserwuje zmianę barwy roztworu.

Rozróżnianie rzędowości alkoholi - próba Bordwella i Wellmana

W reakcji Bordwella i Wellmana wykorzystuje się kwas chromowy (VI), który pod wpływem alkoholi 1 i II rz. ulega redukcji (przejście chromu z VI na III stopień utlenienia). Obserwuje się zmianę zabarwienia roztworu z pomarańczowego na zielone. Alkohole III rz. w tych warunkach nie reagują.

3C₂H₅OH + 2H₂CrO₄ + 6H⁺ → 3H₃CCHO + 2Cr²⁺ + 8H₂O

3(CH₃)₂CHOH + 2H₂CrO₄ + 6H⁺ → 3(H₃C)₂CO + 2Cr²⁺ + 8H₂O

Wykonanie:

W probówce umieszcza się około lem 3% acetonowego roztworu alkoholu, następnie dodaje się 1 kroplę odczynnika Bordwella i Wellmana. Mieszaninę delikatnie wytrząsa przez 10 sekund. Należy zaobserwować zmianę zabarwienia.

Odczynnik Bordwella i Wellmana: lg CrO₃ rozpuszcza się w lem stężonego kwasu siarkowego(VI) i 3 ml wody

Rozróżnianie rzędowości alkoholi - próba Feigla

Próba Feigla pozwala wykryć alkohole Il-rzędowe, które utleniają się do ketonów z wydzieleniem siarkowodoru

(CH₃)₂CHOH + S → (CH₃)₂CO +H₂S

Wykonanie:

Do probówki wprowadza się kroplę badanego alkoholu i kroplę 2% roztworu siarki w CS₂ . Całość umieszcza się w łaźni olejowej ogrzanej uprzednio do temp. 150°C. Do wylotu probówki należy zbliżyć papierek ołowiawy. Czernienie papierka wywołane powstającym H₂S świadczy o obecności alkoholu II-rzędowego.

METODY IDENTYFIKACJI

W celu dalszej identyfikacji alkoholu wykonuje się dla nich odpowiednie stałe pochodne takie jak estry kwasu 3,5 dinitrobenzoesowym, p-nitrobenzoesowego lub fenylokarbaminowego (fenylouretany). Temperatura topnienia dla otrzymanych stałych pochodnych potwierdza obecność identyfikowanej substancji. Dla niektórych alkoholi można przeprowadzić reakcję z waniliną lub próbę haloformową.

Reakcja alkoholi z waniliną.

W wyniku reakcji z waniliną powstają charakterystyczne barwy roztworów:

alkohol metylowy - żółty (po chwili ciemnieje) po dodaniu ok. 15 kropel wody zabarwienie fioletowe;

alkohol etylowy - żółty, po dodaniu ok. 15 kropel wody odbarwia się;

alkohol propylowy - ciemnozielony, po dodaniu ok. 15 kropel wody zabarwienie przechodzi w granatowe;

alkohol izopropylowy - czerwone, po dodaniu ok. 20 kropel wody zabarwienie przechodzi w niebiesko-fioletowe;

alkohol izobutylowy - czerwone, po dodaniu ok. lOkropel wody przechodzi w czerwonofioletowe zabarwienie;

alkohol izoamylowy - ciemnobrunatny po dodaniu ok. 15 kropel wody zabarwienie zielone Wykonanie:

Wykonanie:

Do probówek wprowadza się po lml roztworu waniliny oraz 2 krople badanego alkoholu. Następnie do każdej probówki dodać kilkanaście kropli wody destylowanej. Obserwować zabarwienie powstałych roztworów.

Odczynnik: lg waniliny rozpuszcza się w 200ml stęż. H₂SO₄

Próba haloformowa – wykrywanie alkoholi zawierających grupę metylową przy węglu z grupą OH.

Próba haloformowa należy do reakcji utlenienia i jest charakterystyczna dla metyloketonów. Pozytywny wynik dają również etanol, alkohole II rzędowe mające przy tym samym atomie węgla grupę OH i CH₃ oraz aldehyd octowy.

RCH(CH₃)OH + I₂ + 2NaOH → RC(=O)ONa + CHI₃ + NaI + H₂O

Kolejne etapy reakcji haloformowej przedstawiono na przykładzie etanolu:

C₂H₅OH + NalO → CH₃CHO + Nal + H₂O

CH₃CHO + 3 NalO → CI₃CHO + 3 NaOH

CI₃CHO + NaOH → CHI₃ + HCOONa

Wykonanie:

Do probówki zawierającej około 0,5ml badanego alkoholu dodaje się 2ml 5% NaOH. Zawartość probówki miesza się, a następnie dodaje 2-3 ml płynu Lugola aż do powstania trwałego, brunatnego zabarwienia roztworu. Po kilku minutach powinien wydzielić się żółtawy osad jodoformu. Jeśli nie pojawi się osad należy wstawić probówkę do gorącej wody na kilka minut. Oziębić i obserwować zmiany.

Odczynnik : płyn Lugola - 5g jodku potasu i 2,5 g jodu rozpuszcza się w 25 ml wody destylowanej

ANALIZA FENOLI

Wykrywanie fenoli

Fenole rozpuszczają się w 5% roztworze NaOH, ale nie rozpuszczają się w 5% NaHCO_3.

Badanie rozpuszczalności w 5% NaOH

Rozpuszczanie fenoli w roztworze NaOH polega na reakcji chemicznej w wyniku której powstaje klarowny roztwór lub wytrąca się osad albo następuje zmiana barwy roztworu.

Wykonanie:

Do probówki zawierającej około O.lg substancji stałej lub 0.2ml substancji ciekłej dodaje się 4ml 5% roztworu NaOH. Następnie należy delikatnie wytrząsać zawartość i sprawdzić efekt oddziaływania NaOH na analizowaną substancję. W tych warunkach w przypadku o- i p- wielowodorotlenowych fenoli następuje reakcja utlenienia tlenem atmosferycznym. Skutkiem tego jest powstanie brązowego zabarwienia roztworu.

Badanie rozpuszczalności w 5% NaHCO₂

W przypadku związków rozpuszczalnych w 5% NaOH należy przeprowadzić próbę rozpuszczenia w 5%NaHCO₃ która pozwala rozróżnić fenole od kwasów karboksylowych. Te ostatnie ze względu na większą kwasowość reagują z NaHC0₃ przy czym wydziela się wówczas gazowy, bezbarwny produkt reakcji - CO₂ zgodnie z równaniem: RCOOH +NaHCO₃ → RCOONa + H₂O + CO₂

Wykonianie:

Do probówki dodjae się okolo 0,05g badanej substancji stalej lub 0,2 mloraz 2ml 5% roztworu NaHCO₃ i delikatnie wytrząsa. Należy uważnie obserwować, czy podczas rozpuszczania substancji nie wydzielają się pęcherzyki gazu.

Badanie odczynu

Wykonanie:

Na szkiełku zegarkowym umieszcza się papierek uniwersalny zwilżony w wodzie destylowanej, a następnie za pomocą bagietki nanosi na niego kroplę roztworu wodnego badanego związku i odczytuje wartość pH zgodnie z umieszczoną na opakowaniu skalą. Do oceny odczynu używa się także indykatorów: roztworu błękitu bromotymolowego (pH 6-7,6) - barwa żółta lub zieleni bromokrezolowej (pH 3,6-5,5) - barwa niebieska lub niebieskozielona (w przypadku obecności fenolu)

Próba wykrywania fenoli z chlorkiem żelaza (III)

W reakcji z solami żelaza (III) fenole (oprócz niektórych nitrofenoli) dają barwne kompleksy (fioletowe, granatowe, purpurowe, zielone -barwa kompleksu zależy od podstawników w pierścieniu aromatycznym) powstające zgodnie z równaniem: 6C₆H₅OH + Fe³⁺ → [Fe(C₆H₅O)]^3- + 6H⁺

Reakcja ta zachodzi również dla związków typu -CH₂C=O ↔ HC=C-OH zdolnych do enolizacji jak również dla niektórych alkoholokwasów (kwas mlekowy, winowy, glukonowy) a także ich soli, które tworzą z FeCl₃ połączenia kompleksowe o zabarwieniu żółtym lub zielonkawym.

Wykonanie:

Do probówki dodaje się kilka kropel przygotowanego roztworu fenolu (około 0,1 g rozpuszcza się w wodzie lub 40% etanolu), a następnie dodaje się po jednej kropli 1% roztwór FeCl₃ aż do pojawienia się zabarwienia (czasem tylko przejściowego). Do drugiej probówki należy dodać sam rozpuszczalnik (woda lub 40% etanol) oraz taką samą objętość 1% roztworu FeCl₃ - próba ślepa. Zmianę zabarwienia porównuje się wobec próby ślepej.

UTLENIANIE FENOLI

Fenole w porównaniu do alkoholi łatwiej ulegają reakcji utlenienia, co wykorzystano do ich identyfikacji. W przypadku rezorcyny - m-didihydroksybenzenu reakcja utlenienia nie zachodzi.

Reakcja z heksacyjanożelazianem(III) potasu – K₃[Fe(CN)₆]

Fenole pod wpływem światła i czynników utleniających utleniają się dając barwne reakcje. Heksacyjanożelazian(III) potasu utlenia fenole do difenoli. Powstający w tej reakcji K₂H[Fe(CN)₆] reaguje z FeCl₃ dając błękit pruski - heksacyjanożelazianem(III) potasu

Wykonanie:

Około 0,04 g substancji rozpuszcza się w 2ml wody destylowanej (w przypadku trudno rozpuszczalnych fenoli dodaje się 5 ml wody destylowanej, wytrząsa i przesącza). Do przygotowanego roztworu dodaje się 5 kropli 5% K₃[Fe(CN)₆] i kroplę 10% FeCl₃ Powstanie zielononiebieskiego zabarwienia (powstanie błękitu pruskiego) potwierdza obecność fenolu.

Próba Tollensa

Wszystkie fenole redukują amoniakalny roztwór soli srebra z wytworzeniem „lustra srebrowego". Pozytywny wynik reakcji dają również inne związki łatwo utleniające się jak np. aldehydy.

2AgN0₃ + 2NaOH → Ag₂O + 2 NaNO₃

Ag₂O + 4 NH₃ +H₂O → 2 [Ag(NH₃)₂]OH

C₆H₄(OH)₂ + 2 [Ag(NH₃)₂]OH → 4 NH₃ + 2Ag +C₆H₄O₂

Wykonanie:

Do około 0,5ml 5% roztworu AgN0₃ dodaje się jedną kroplę 5% roztworu NaOH, a następnie kroplami, wstrząsając, 2% roztwór amoniaku do całkowitego rozpuszczenia osadu Ag₂O (należy unikać nadmiaru). Do tak przygotowanego odczynnika dodaje się niewielką ilość (około 0,001g) badanej substancji, wstrząsa lub ogrzewa. Powstanie metalicznego srebra w postaci „lustra" na ściankach probówki, lub szarego osadu w roztworze potwierdza obecność fenolu.

Reakcja z odczynnikiem Fehlinga

Reakcja z odczynnikiem Fehlinga pozwala na rozróżnienie dihydroksyfenoli szeregu o-i p- od monopodstawionych.

C₆H₄(OH)₂ + 2CuO → Cu₂O + H₂O + C₆H₄O₂

Wykonanie:

Do około lem3 odczynnika Fehlinga dodaje się około 10 mg. badanej substancji i ogrzewa. Powstanie czerwonobrunatnego zabarwienia świadczy o obecności polifenoli o- lub p-.

REAKCJE PIERŚCIENIA AROMATYCZNEGO

Reakcja z bromem

Fenole bardzo łatwo wchodzą w reakcje z bromem. Obecna w cząsteczce fenolu grupa hydroksylowa aktywuje pierścień fenolowy, przez co łatwiej zachodzi reakcja podstawienia elektrofilowego. Dodanie większej ilości wody bromowej do oznaczanego fenolu pozwala na otrzymanie białego osadu tribromopochodnej fenolu:

W przypadku fenoli wielowodorotlenowych zawierających grupy OH w położeniu o- i p- dodatkowo zachodzi reakcja utlenienia do chinonów i powstaje wówczas brązowe zabarwienie pochodzące od produktu reakcji.

C₆H₅OH + 3Br₂ → C₆H₂OHBr₃ + 3HBr

C₆H₄(OH)₂ + 5Br₂ → C₆O₂Br₄ + 6HBr

Wykonanie:

Do probówki wprowadza się około 0,2ml lub 0,2g fenolu dodaje 5ml wody lub 5ml 10% HC1 (dla fenoli nierozpuszczalnych w wodzie). Do tak przygotowanego roztworu dodaje się kroplami wodę bromową. Delikatnie wstrząsając probówką obserwuje się początkowe odbarwianie wody bromowej, a po dodaniu większej ilości odczynnika następuje wydzielanie osadu lub powstawanie brązowego zabarwienia.

Reakcja sprzęgania z solami diazoniowymi

Reakcja sprzęgania zachodzi z solami diazoniowymi do pozycji p- w fenolu (a gdy ta zajęta jest to do pozycji o-). Proces sprzęgania przebiega bardzo łatwo i w niskich temperaturach 0°C, a produktami reakcji są związki azowe. Szybkość reakcji sprzęgania zależy od pH - najszybciej zachodzi przy pH 9-10.

Wykonanie:

Do około 0,05g badanej substancji dodaje się lem3 15% roztworu NaOH i ml kwasu diazobenzenosulfonowego. Powstanie żółtego, ciemnobrunatnego lub ciemnofioletowego zabarwienia potwierdza obecność fenolu.

Odczynnik 1 g kwasu sulfanilowego rozpuszcza się w 175 ml wody i 21 ml stężonego HC1 i dodaje stopniowo 50 ml 0,7% roztworu NaN0₂.

Reakcja C- nitrozowania (reakcja Libermanna - indofenolowa)

W reakcji Libermanna zachodzi proces C-nitrozowania badanego fenolu w położeniu p- i powstaje C- nitrozopochodna która przy nadmiarze fenolu przekształca się w indofenol o barwie zielonej, niebieskiej lub czerwonej. Po zalkalizowaniu roztworu powstaje anion indofenolu o barwie niebieskozielonej. Podobnie do fenoli reaguje tiofen. Rezorcyna natomiast w tej reakcji również tworzy C-nitrozopochodne, które z jej nadmiarem dają rezorufinę o barwie czerwonej. Do przeprowadzenia reakcji używa się stałego NaN0₂ i stężonego kwasu siarkowego(VI). Negatywny wynik tej reakcji dają nitrofenole i fenole z grupami CHO, COOH i COCH₃ .

Wykonanie:

Do około 0,05g badanej substancji dodaje się kryształek NaN0₂ i kilka kropli stężonego H₂SO₄ . Obecność fenolu potwierdza powstanie zabarwienia zielonego, niebieskiego lub czerwonego. W przypadku innych fenoli niż rezorcyna po dodaniu NaOH powstałe zabarwienie zmienia się na niebieskozielone.

Reakcja z odczynnikiem Marquis'a

Odczynnik Marquis'a służący ogólnie do wykrywania alkaloidów (związków pochodzenia naturalnego zawierających azot i wykazujących odczyn zasadowy) działa na zasadzie zmiany barw w zależności od badanej substancji. Jest on powszechnie stosowany przy wykrywaniu narkotyków. Niektóre substancje dają reakcje barwne, nie będąc alkaloidami, a nawet nie zawierając azotu. Są to cukier który ulega zwęgleniu wobec stężonego kwasu siarkowego, dając barwę czarną, a także fenole, które ulegają kondensacji z aldehydem mrówkowym dając produkty o barwie czerwonej lub fioletowej.

Wykonianie:

Do probówki wprowadza się około 0,01 g badanej substancji i dodaje kilka kropel odczynnika Marquis'a. Całość delikatnie ogrzewa. Powstanie zabarwienia od czerwonego do fioletowego potwierdza obecność fenolu.

Odczynnik Marquis'a: 9 części stężonego 96% kwasu siarkowego(VI) zmieszać z 1 częścią formaliny. Dodanie metanolu (wtedy: 8cz. kwasu H₂SO₄, 1 cz. formaliny, 1 cz. metanolu) powoduje spowolnienie reakcji i możliwość dokładniejszej obserwacji zmiany barwy.

ALDEHYDY I KETONY

OGÓLNE PRÓBY WYKRYWANIA GRUPY KARBONYLOWEJ

Reakcje dla związków z grupą karbo nylową - reakcja z 2,4-dinitrofenylohydrazyną

Związki zawierające grupę karbonylową (aldehydy i ketony) w reakcji z 2,4-dinitrofenylohydrazyną ulegają kondensacji, a powstające produkty krystaliczne - 2,4-dinitrofenylohydrazony są substancjami barwnymi. Reakcja powyższa przebiega wg równania:

Wykonanie:

Do probówki odmierza się 2-3 krople lub 0,1 g badanej substancji rozpuszczonej w jak najmniejszej ilości wody lub etanolu a następnie 3ml 2,4-dinitrofenylofydrazyny. Probówkę koniecznie należy ogrzać do wrzenia i schłodzić. Powstający po ochłodzeniu osad żółty, pomarańczowy lub ceglastoczerwony potwierdza obecność grupy karbonylowej. Jeżeli osad nie powstaje zaraz po schłodzeniu to próbę należy odstawić na 10 min. w temperaturze pokojowej.

Odczynnik 2,4-dinitrofenylohydrazyny: - 2 g 2,4-dinitrofenylohydrazyny rozpuszcza się w 15ml stęż. H₂SO₄ Przygotowany roztwór dodaje się powoli do 150 ml etanolu. Należy całość mieszać i chłodzić. Następnie rozcieńcza się 500 ml wody destylowanej, miesza i sączy.

Reakcje dla związków z grupą karbonylową - reakcja z hydroksylaminą

W reakcji z hydroksylaminą pochodne z grupą karbonylową ulegają kondensacji tworząc oksymy - substancje krystaliczne. Poniżej przedstawiono równanie reakcji:

(CH₃)₂CO + H₂NOH → (CH₃)₂C=NOH +H₂O

Wykonanie:

0,4g chlorowodorku hydroksyloaminy rozpuszcza się w 2ml wody i dodaje się 2ml IM NaOH i 0,2g badanego związku. Dla substancji nierozpuszczalnych w wodzie dodaje się etanolu aż do uzyskania klarownego roztworu. Całość ogrzewa się 15 min w łaźni wodnej, a następnie chłodzi w wodzie z lodem. Jeżeli z zimnego roztworu osad nie wypada dodaje się wody.

Reakcje charakterystyczne dla aldehydów - reakcje utleniania aldehydów

Próba Tollensa

Wszystkie aldehydy, w odróżnieniu od ketonów, redukują amoniakalny roztwór soli srebra z wytworzeniem „lustra srebrowego". Jednak im większa masa cząsteczkowa aldehydu tym wolniej zachodzi reakcja Tollensa. Nie można przeprowadzać tej próby ze związkami tworzącymi sole srebrowe.

2AgN0₃ + 2NaOH → Ag₂O + 2 NaNO₃

Ag₂O + 4 NH₃ +H₂O → 2 [Ag(NH₃)₂]OH

RCHO + 2 [Ag(NH₃)₂]OH → 3 NH₃ + 2Ag +RCOONH₄

Wykonanie:

Do około lem 5% roztworu AgN0₃ dodaje się jedną kroplę 5% roztworu NaOH, a następnie kroplami, wstrząsając, 2% roztwór amoniaku do całkowitego rozpuszczenia osadu Ag₂O (należy unikać nadmiaru amoniaku). Do tak przygotowanego odczynnika - wodorotlenku diaminasrebra(I) dodaje się 3 krople badanej substancji lub gdy substancja jest stała około 0,05g rozpuszczone w minimalnej ilości alkoholu. Próbkę pozostawia bez ogrzewania i obserwuje się powstawanie czarnego osadu lub tzw „lustra" na ściankach probówki. Jeżeli reakcja nie zachodzi na zimno, probówkę ogrzewa się na łaźni wodnej.

Próba Fehlinga

Odczynnik Fehlinga zawiera jon Cu²⁺ w postaci związku kompleksowego, który powstaje ze zmieszania roztworów Fehlinga I i II. Reaguje on wyłącznie z aldehydami alifatycznymi utleniając je do kwasów, a jony

Cu²⁺ zostają zredukowane do jonów Cu⁺ i powstaje ceglastoczerwony osad Cu₂O. Pozytywny wynik dają również aldozy, a-hydroksyketony i kwas mrówkowy. Aldehydy aromatyczne i ketony nie ulegają utlenieniu w tej reakcji. W środowisku zasadowym dla aldehydów aromatycznych następuje reakcja Cannizzaro.

Wykonanie:

Do probówki wprowadza się po 0,5 ml roztworu Fehling I i Fehling II po czym dodaje się 0,03 g badanej substancji. Odstawia na kilka minut w zamkniętej probówce, a następnie ostrożnie ogrzewa. Powstanie ceglastoczerwonego osadu świadczy o obecności aldehydu.

Odczynnik Fehlinga

Fehling I: 17.3g CuSO₄^*5H₂O w 250ml wody zadany 3 kroplami stężonego H₂SO₄

Fehling II: 86.5g winianu sodowo-potasowego i 30g NaOH w 250ml wody

Próba Trommera

Do wykrywania aldehydów służy również próba Trommera. W próbie tej wykorzystuje się świeżo strącony wodorotlenek miedzi(II), który w środowisku zasadowym jest redukowany do ceglastoczerwonego osadu Cu₂O zgodnie z równaniem:

Wykonanie:

Do probówki odmierza się około 0,5ml 10 % roztworu CuSO₄, następnie dodaje około lem³ 2M NaOH. Do tak sporządzonego strąconego roztworu wodorotlenku miedzi (II) dodaje się około 0,5ml badanego aldehydu i delikatnie ogrzewa. Po chwili ogrzewania niebieski osad Cu(OH)₂ zmienia barwę na ceglastoczerwoną. Potwierdza to obecność aldehydu.

Reakcja z odczynnikiem Schiffa

Odczynnik Schiffa jest to nasycony tlenkiem siarki (IV), bezbarwny lub bladożółty roztwór wodny fuksyny. Stosuje się go do wykrywania aldehydów oraz cukrów redukujących, w reakcji z którymi przyjmuje barwę czerwonofioletową. Niektóre ketony i związki nienasycone również reagują z odczynnikiem Schiffa wiążąc kwas siarkowy (IV). W tych warunkach powstaje jasnoczerwona barwa wolnej fuksyny.

Wykonanie:

Do 1 kropli badanej substancji ciekłej lub 0,05g substancji stałej dodaje się 2ml odczynnika SchifFa i po dokładnym wymieszaniu odstawia na 5 minut. Wystąpienie czerwonofioletowego zabarwienia potwierdza obecność aldehydu.

Odczynnik Schiffa:

• sposób: 0,5 g fuksyny(zasadowej) rozpuszcza się w 500 ml wody, a następnie łączy ze wcześniej przygotowanym w ilości 500 ml nasyconym SO₂ wodnym roztworem. Mieszaninę pozostawia się na 24 godziny.

• sposób: 0,2g fuksyny zasadowej rozpuszcza się w 120 ml gorącej wody, następnie chłodzi i przenosi do kolby miarowej o poi. 200 ml dodaje roztwór sporządzony z 2 g bezwodnego Na ₂S0₃ i 20 ml wody oraz 2 ml 36% HC1 i uzupełnia wodą do kreski. Tak przygotowany odczynnik jest trwały przez 1 miesiąc.

Reakcje specyficzne dla ketonów

Reakcja Legała

Próba Legała jest charakterystyczna dla metylo- i metylenoketonów, które tworzą z pentacyjanonitrozylożelazianem(III) sodu (Na₂[Fe(CN)₅NO]) barwne C - nitrozoketony występujące w postaci jonów kompleksowych.

Wykonanie

Do probówki wprowadza się 1-2 krople wodnego lub etanolowego roztworu badanej substancji oraz 1-2 krople 2% roztworu pentacyjanonitrozylżelazianu(III) sodu. Zawartość probówki miesza się i pozostawia na kilka minut. Następnie dodaje się kroplę 2M NaOH. Powstanie brunatnoczerwonego zabarwienia potwierdza obecność metyloketonów. Zabarwienie zmienia się na czerwone bądź niebieskie po dodaniu 1-2 kropli lodowatego CH₃COOH.

Reakcja Zimmermanna

Ketony a zwłaszcza metyloketony oraz związki zawierające grupę -CH₂CO oraz niektóre aldehydy w środowisku alkalicznym reagują z m-dinitrobenzenem dając barwne produkty. W reakcji tej w pierwszym etapie zachodzi reakcja przyłączenia ketonu przez aktywną grupę metylenową do cząsteczki m-dinitrobenzenu w pozycję 4, a następnie w środowisku reakcji następuje utlenienie powstałego związku do barwnego produktu (w środowisku alkalicznym m- dinitrobenzen ulega redukcji do m-nitrofenylohydroksylaminy).

Wykonanie:

Do probówki wprowadza się 2 ml metanolowego roztworu badanej substancji oraz kilka kropli 2% odczynnika Zimmermanna i 1-2 krople 10% NaOH. Powstanie fioletowego zabarwienia potwierdza obecność ketonu.

Odczynnik: 2% roztwór m-dinitrobenzenu w metanolu

Reakcja z wodorosiarczanem(IV) sodu

Reakcję tę dają aldehydy i metyloketony. Aldehydy o małych cząsteczkach mogą dawać produkty rozpuszczalne w wodzie.

Wykonanie:

i Do probówki wprowadza się 0,5 ml badanej substancji i ok. 5ml nasyconego roztworu NaHSO₃ . Probówkę zatyka korkiem i intensywnie wytrząsa przez kilka minut. Potwierdzeniem obecności aldehydu lub metyloketonu jest powstanie obfitego białego osadu.

Próba jodoformowa

Reakcja jest charakterystyczna dla metyloketonów, aldehydu octowego, etanolu i alkoholi drugorzędowych zawierających grupę hydroksylową i metylową przy tym samym atomie węgla.

Wykonanie:

Do probówki wprowadza się 0,5 ml badanej substancji i 1 ml płynu Lugola (roztworu jodu w jodku potasu), a następnie po kropli 5% NaOH aż roztwór się odbarwi się (należy unikać nadmiaru NaOH). Wytrącają się b. drobne żółte kryształki jodoformu (trijodometanu) o specyficznym zapachu co potwierdza obecność metyloketonu.

KWASY KARBOKSYLOWE

OGÓLNE PRÓBY WYKRYWANIA KWASU KARBOKSYLOWEGO

Próba z wodorowęglanem sodu - NaHCO₃

Próba z wodorowęglanem sodu pozwala odróżnić kwasy karboksylowe od fenoli.

RCOOH + NaHC0₃ → RCOONa + C0₂t+ H₂0

ArOH + NaHC0₃ —> brak objawów reakcji

Wykonanie:

Do probówki dodaje się około 1 ml 5% roztworu NaHCC>3 i kroplę lub 0.0lg substancji badanej. Wydzielanie się pęcherzyków CO2 wskazuje na obecność kwasu.

Próba ze wskaźnikiem uniwersalnym

Do przeprowadzenia tej próby używa się wodnego roztworu badanego kwasu i papierka uniwersalnego. Do związków nierozpuszczalnych w wodzie należy najpierw dodać kilka kropli alkoholu lub acetonu a następnie dopiero wody. Równolegle przygotowuje się próbę kontrolną z wodą i użytym rozpuszczalnikiem.

Wykonanie:

0, 1 ml lub 0,05 g badanej substancji rozpuszcza się na szkiełku zegarkowym w około 1 ml wody destylowanej. Do przygotowanego roztworu zanurza się papierek wskaźnikowy i odczekuje minutę. Porównanie zabarwienie papierka ze wzorcową skalą barw odpowiadających określonemu zakresowi pH dostarcza informacji o charakterze badanej substancji.

Próba z fenoloftaleiną

Związki o charakterze kwasowym odbarwiają zasadowy roztwór fenoloftaleiny.

Wykonanie:

Na szkiełku zegarkowym umieszcza się jedną kroplę 0,01M NaOH, jedną kroplę etanolowego roztworu fenoloftaleiny i 4 krople wody, a następnie 4 krople lub niewielką ilość dobrze sproszkowanej badanej substancji. Odbarwienie fenoloftaleiny potwierdza charakter kwasowy badanego związku.

Próba jodan - jodek

Próba jodan - jodek wykonywana jest do identyfikacji słabych kwasów. Podczas przeprowadzania reakcji jodan - jodek w obecność kwasu powstaje wolny jod, który powoduje niebieskie zabarwienie skrobi.

5I^- +10₃^- + 6H⁺ → 3H₂0 + 3I₂

Wykonanie:

Do probówki zawierającej około 5mg badanej substancji lub dodaje się (nasycony roztwór w 2 kroplach etanolu) zadaje się w probówce 2 kroplami 2% roztworu KI i 2 kroplami 4% roztworu KIO3. Probówkę zamyka się zwitkiem waty i ogrzewa przez minutę we wrzącej łaźni wodnej. Po oziębieniu dodaje się 4 krople 0.1% roztworu skrobi. W obecności kwasów powstaje wolny jod, który zabarwia skrobię na kolor fioletowy lub fioletowoniebieski.

REAKCJE DLA KWASÓW MONOKARBOKSYLOWYCH

Próba na kwas mrówkowy

Kwas mrówkowy w odróżnieniu od pozostałych kwasów karboksylowych posiada właściwości redukujące.

Wykonanie:

Do probówki zawierającej około 1 ml roztworu kwasu mrówkowego dodaje się kilka kropli roztworu sublimatu (HgCl) i ogrzewa we wrzącej łaźni wodnej do pojawienia się białego osadu kalomelu (Hg₂Cl₂).

Próba na właściwości redukujące kwasu mrówkowego

W wyniku utleniania kwasu mrówkowego otrzymuje się kwas węglowy, który rozkłada się do ditlenku węgla i wody. HCOOH + (KmnO₄ + H⁺) → CO₂ + H₂O

Wykonanie:

Do probówki zawierającej około 1 ml kwasu mrówkowego dodaje się 2 ml nasyconego roztworu KMnO₄ i 1 ml 2M H₂SO₄ . Widoczne wydzielanie CO₂ na zimno potwierdza obecność kwasu mrówkowego.

Próba na właściwości redukujące kwasu mrówkowego

Wykonanie:

Do probówki zawierającej około 0,5 ml 1% roztworu AgN0₃ dodaje się 0,5 ml kwasu mrówkowego i lekko ogrzewa. Pojawienie się szarego osadu srebra potwierdza obecność kwasu mrówkowego

Wykrywanie kwasu octowego

3CH₃COOH + 3NaOH → 3CH₃COONa + H₂O

3CH₃COONa + FeCl₃ → Fe(CH₃COO)₃ + 3NaCl

Podobnie jak kwas mrówkowy , propionowy tak i kwas octowy dają pozytywną reakcję z FeCl₃ . Pod wpływem tego odczynnika w obecności wymienionych kwasów powstaje czerwone zabarwienie roztworu.

REAKCJE KWASÓW AROMATYCZNYCH

Reakcja kwasu benzoesowego z chlorkiem żelaza (III).

Wykonanie:

Do probówki wlewa się 2 ml roztworu kwasu benzoesowego i dodaje 2 krople 0,5 M roztworu NaOH celem zobojętnienia roztworu wobec papierka wskaźnikowego. Następnie dodaje się kroplami 1 ml l%roztworu FeCl₃ . Powstaje jasno pomarańczowy galaretowaty osad benzoesanu żelaza.

Wykrywanie pierścienie aromatycznego

UWAGA! Próbę wykonać pod digesterium. Reakcja może zachodzić gwałtownie - zachować ostrożność, wykonywać w ostateczności.

Związki zawierające pierścień aromatyczny ulegają reakcji nitrowania w środowisku kwaśnym tworząc żółte nitrowe pochodne.

Wykonanie:

Do probówki odmierza się około 0,5ml roztworu badanego, dodaje około 0,5ml stężonego HNO₃ a następnie kilka kropel stężonego H₂SO₄ . Zawartość probówki bardzo ostrożnie ogrzewać. Pojawienie się żółtego zabarwienia potwierdza obecność pierścienia aromatycznego.

REAKCJE KWASÓW DIKARBOKSYLOWYCH

Próba na wykrywanie kwasu szczawiowego - reakcja z rezorcyną

Kwasy 1,2 - dikarboksylowe oraz ich pochodne (estry, bezwodniki, imidy) reagują z rezorcyną w obecności stężonego kwasu siarkowego (VI). Powstają wówczas barwniki typu fluoresceiny.

Wykonanie:

Do probówki zawierającej 1 ml wodnego roztworu kwasu szczawiowego wrzuca się 2-3

kryształki rezorcyny. Całość miesza aż do rozpuszczenia rezorcyny. Następnie ostrożnie po ściance probówki wkrapla się lem stęż. H₂SO₄ . Powstanie niebieskiego pierścienia potwierdza obecność kwasu szczawiowego.

Próba na wykrywanie kwasu szczawiowego - utlenianie za pomocą KMnO₄

Oznaczanie kwasu szczawiowego opiera się na reakcji, w której manganian(VII) w środowisku kwasu siarkowego(VI) utlenia jony szczawianowe do ditlenku węgla:

2Mn0₄^- + 5C₂0₄^2- + 16H⁺ → 2Mn²⁺ + 10C0₂ + 8H₂0

W wyniku tej reakcji obserwuje się odbarwienie dodawanych porcji titranta. Na początku przebieg reakcji jest powolny. Dopiero po upływie czasu niezbędnego do powstania jonów manganu (II), które katalizują reakcje utleniania jonów szczawianowych, obserwuje się wzrost szybkości reakcji analitycznej.

Wykonanie:

Do probówki wprowadza się 0,5 ml wodnego roztworu badanej substancji (kwasu szczawiowego) i 1,5 ml 16% H₂SO₄ i kilka kropel 1% KMnO₄. Całość ogrzewa do temperatury 70°C. kwasu. W przypadku obecności kwasu szczawiowego następuje odbarwienie roztworu KMnO₄.

Rozkład kwasu szczawiowego

Wykonanie:

0,1 g substancji ogrzewa się w suchej probówce. W przypadku kwasu szczawiowego następuje rozkład z wydzieleniem HCOOH i CO₂ . Obecność powstałego kwasu mrówkowego można wykryć za pomocą wcześniej podanych metod.

Izomeryzacja kwasu maleinowego do kwasu fumarowego

Kwas maleinowy ma konfigurację cis (Z), łatwo tworzy bezwodnik kwasowy i rozpuszcza się w wodzie . Kwas fumarowy ma konfigurację trans (E) i nie tworzy bezwodnika kwasowego. W przeciwieństwie do kwasu maleinowego jest trudno rozpuszczalny w wodzie.

Wykonanie:

Do kolby o poj. 50 ml zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną wprowadza się około 0,5 g kwasu maleinowego rozpuszczonego w 5 ml ciepłej wody destylowanej i dodaje 1 ml stężonego kwasu solnego. Całość ogrzewa się do łagodnego wrzenia w przez 30 min. W trakcie reakcji z roztworu reakcyjnego wypadają kryształki kwasu fumarowego. Roztwór pozostawia się do ostygnięcia w temp. pokojowej. Wydzielony kwas fumarowy sączy się na lejku Buchnera i przemywa l0 ml zimnej wody. Osad pozostawia się do wysuszenia Otrzymany produkt

można identyfikować na podstawie temperatury topnienia (kwas fumarowy topi się przy 286- 287°C).

PRÓBA NA HYDROKSYKWASY

Próba Uffelmana na wykrywanie kwasu mlekowego

Próba Uffelmana polega na wiązaniu przez kwas mlekowy żelaza zawartego w odczynniku Uffelmana (roztwór fenolu z dodatkiem chlorku żelaza(III)). W wyniku reakcji fenolu z FeCl₃ powstaje fenolan żelaza(III) o fioletowym zabarwieniu. W obecności kwasu mlekowego fioletowe zabarwienie przechodzi w żółte, gdyż powstaje mleczan żelaza. Próba ta stosowana jest do wykrywania kwasu mlekowego w soku żołądkowym. Podobna reakcja zachodzi z kwasem solnym.

Wykonanie:

Do probówki wlewa się około 1 ml 1% roztworu fenolu dodaje jedną kroplę roztworu l%FeCl₃. Do zabarwionego na kolor fioletowy roztworu dodaje kilka kropel badanego roztworu kwasu mlekowego. Barwa fioletowa zmienia się na żółtą. Równolegle wykonuje się analogiczną próbę, używając zamiast kwasu mlekowego kwasu solnego. W tym przypadku nastąpi odbarwienie roztworu, lecz nie wystąpi żółte zabarwienie roztworu.

Utlenianie kwasu mlekowego

W wyniku utleniania hydroksykwasu otrzymuje się ketokwas, który analogicznie do ketonów reaguje z fenylohydrazyną, tworząc fenylohydrazony - ciała o wysokiej temperaturze topnienia, trudno rozpuszczalne. Dzięki temu służą one do wyodrębniania ketonów z mieszanin innych związków.

Wykonanie:

W kolbce stożkowej umieszcza się 0,5 ml³ kwasu mlekowego, dodaje 1 kroplę fenoloftaleiny i zobojętnia 0,5 M roztworem NaOH. Następnie dodaje się 12 ml 1% roztworu KMnO₄ i kolbkę odstawia na około 20 minut. Kwas mlekowy utlenia się w tych warunkach do kwasu pirogronowego, a fioletowa barwa KMnO₄ zanika. Zawartość kolby przesącza się na lejku Buchnera, przesącz wykorzystuje się do dalszej analizy.

Wykrywanie obecności kwasu pirogronowego:

Do otrzymanego przesączu ,zawierającego kwas pirogronowy, w ilości 3 ml dodaje się 0,5 ml roztworu chlorowodorku fenylohydrazyny. Z roztworu wytrąca się żółty osad fenylohydrazonu kwasu pirogronowego.

CH₃C(OH)COOH → CH₃C(=O)COOH + H₂0

CH₃C(=O)COOH + H₂N-NH-C₆H₅ → CH₃C(COOH)=N-NH-C₆H₅

Próba na kwas salicylowy - próba z FeCl₃

Wykonanie:

Kilka kryształków kwasu salicylowego rozpuszcza się w 1 ml wody i dodaje 3-4 krople roztworu 1% FeCl₃ . Podobnie jak w roztworze fenoli pojawienie się fioletowego zabarwienia, które nie zmienia się po dodaniu 1 ml etanolu potwierdza obecność fenolokwasu.

Próba na kwas salicylowy - próba z CaO

Kwas salicylowy ogrzewany z CaO rozkłada się do fenolu i CO₂

C₆H₄(OH)COOH + CaO/temp. → C₆H₅OH + CaC0₃

Wykonanie:

W suchej probówce ogrzewa się około 0,5 g badanej substancji z około 0,5 g CaO. Powstawanie charakterystycznego dla fenoli zapachu potwierdza obecność kwasu salicylowego. Dodatkowo otrzymany fenol można identyfikować w reakcji z FeCl₃

Próba na kwas acetylosalicylowy - próba z FeCl₃

Kwas acetylosalicylowy należy poddać reakcji hydrolizy a następnie przeprowadzić próbę z FeCl₃

Wykonanie:

0,01g badanej substancji wraz z kilkoma ml wody ogrzewa się do wrzenia w ciągu 1 min. Do ochłodzonego roztworu dodaje się 3-4 kropli 3% FeCl₃ Powstanie ciemnofioletowego zabarwienia potwierdza pośrednio obecność kwasu acetylosalicylowego.

REAKCJE NA NIENASYCONE KWASY KARBOKSYLOWE - NIENASYCONE KWASY TŁUSZCZOWE

Przyłączanie halogenu do nienasyconych kwasów tłuszczowych

Jod (lub inne halogeny) łatwo przyłączają się w miejscu podwójnego wiązania, w wyniku czego brunatny roztwór jodu odbarwia się i powstaje bezbarwny halogenokwas.

Wykonanie:

Do 3 kropli oliwy (lub nienasyconego kwasu karboksylowego) dodaje się kroplami odczynnik Hubla (roztwór jodu i chlorku rtęci(II) w alkoholu). Płyn odbarwia się po pewnym czasie w temperaturze pokojowej lub natychmiast po ogrzaniu. Potwierdza to obecność nienasyconego kwasu tłuszczowego.

Utlenianie wiązań podwójnych w nienasyconych kwasach tłuszczowych

Wiązania podwójne łatwo ulegają utlenieniu pod wpływem utleniaczy, a także chociaż znacznie wolniej, pod wpływem tlenu atmosferycznego. Cząsteczka kwasu tłuszczowego, w miejscu podwójnego wiązania, ulega rozbiciu na dwie cząsteczki zawierające grupy aldehydowe. Reakcja ta zachodzi podczas jełczenia tłuszczów, a gromadzące się aldehydy nadają im przykry smak i zapach.

Wykonanie:

Do probówki zawierającej kilka kropli oliwy dodaje się 1 ml roztworu 5% Na₂C0₃ celem rozpuszczenia badanej substancji. Po rozpuszczeniu oliwy wkrapla się 2%KMnO_4. Odbarwienie dodanego roztworu KmnO₄ potwierdza obecność wiązań wielokrotnych.

AMINY

POTWIERDZENIE OBECNOŚCI AZOTU

Metoda Willa i Varrentrappa.

Szereg związków organicznych zawierających w swym składzie azot ulega rozkładowi w odpowiednim środowisku z wydzieleniem amoniaku (NH₃), który może być wykryty po charakterystycznym zapachu (nie polecam) lub przy udziale zwilżonego w wodzie uniwersalnego papierka, który umieszczony przy wylocie probówki zabarwia się na kolor niebieskozielony

Metodą tą można wykrywać azot związany w grupie aminowej pierwszorzędowej -C-NH₂, amidowej –CONH₂ oraz -C=NH w grupie iminowej lub –(CO)₂NH w grupie imidowej.

H₂N-CO-NH₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + 2NH₃

Wykonanie oznaczenia:

W suchej probówce ogrzewamy płomieniem palnika gazowego taką samą ilość badanej próbki (np. 0,1 lub 0,2 g) i wapna sodowanego (równocząsteczkowa mieszanina NaOH i Ca(OH)₂). W trakcie ogrzewania dochodzi do powstania m.in. amoniaku, który pod wpływem temp. ulatnia się zabarwiając zwilżony wodą papierek uniwersalny.

Metoda Lassaigne’a

Próba Lassaigne’a jest metodą pozwalającą na wykrycie azotu na ogół niezależnie od sposobu jego związania z atomami innych pierwiastków w cząsteczce.

C + N + Na NaCN

2 NaCN + FeSO₄ Fe(CN)₂ + Na₂SO₄

F e(CN)₂ + 4NaCN Na₄[Fe(CN)₆]

3 Na₄[Fe(CN)₆] + 4FeCl₃ Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 12NaCl   

Wykonanie oznaczenia:

W pierwszym etapie analizy w suchej probówce stapiamy z niewielką ilością sodu badaną próbkę związku organicznego. W wyniku tego procesu powstaje cyjanek sodu. Po rozżarzeniu probówki do czerwoności wkładamy ją do małej zlewki zawierającej 10 cm³ wody destylowanej. Podczas wykonywania tej czynności należy używać okularów ochronnych. Po pęknięciu probówki i wyługowaniu jej zawartości wodą otrzymany roztwór przesączamy do małej zlewki.  Następnie do probówki z przesączem, zawierającym cyjanek sodu, dodajemy kilka kryształków siarczanu (VI) żelaza (II). Całość ogrzewa się w płomieniu palnika przez kilka minut, w wyniku reakcji powstaje cyjanek żelaza(II), który reagując z nadmiarem cyjanku sodu daje heksacyjanożelazian(II) sodu. Otrzymany roztwór zakwaszamy rozcieńczonym 10% kwasem solnym (HCl). Na koniec roztwór traktujemy kilkoma kroplami 10% roztworu chlorku żelaza(III) (FeCl₃). Jeżeli badana próbka zawierała azot to pojawia się wówczas ciemnoniebieskie zabarwienie lub nawet osad pochodzący od heksacjanożelazianu(II) żelaza(III), zwanego błękitem pruskim.

UWAGA! Często zabarwienie pochodzące od błękitu pruskiego pojawia się przed dodaniem roztworu chlorku żelaza (III), ponieważ w warunkach reakcji dochodzi do utlenienia (tlenem z powietrza) wodorotlenku żelazowego (II) do wodorotlenku żelazowego (III), który po zakwaszeniu kwasem solnym przechodzi w chlorek żelaza (III).

STWIERDZENIE ZASADOWEGO CHARAKTERU AMIN

Papierek Kongo należy zabarwić na niebiesko za pomocą 10% kwasu solnego (HCl), a następnie nanieść kroplę badanej substancji – w przypadku obecności aminy obserwuje się zmianę zabarwienia na czerwony (pH zasadowe).

Papierek uniwersalny pod wpływem r-ru amin zabarwia się na kolor niebiesko-szary

Uwaga! Aminy aromatyczne 2^o reagują słabo, a 3^o dają wynik negatywny.

ROZRÓŻNIANIE RZĘDOWOŚCI AMIN – METODA HINSBERGA

W metodzie tej wykorzystywana jest reakcja z chlorkiem benzenosufonowym lub para-toluenosulfonowym. Utworzone pochodne tosylowe (toluenosulfonylowe) 1^o amin są rozpuszczalne w ługach, 2^o amin są nierozpuszczalne w ługach, a 3^o aminy nie reagują z chlorkiem kwasu toluenosulfonowego.

Wykonanie oznaczenia:

Około 0,5g lub 0,5 ml badanej aminy rozpuszcza się w około 1 ml etanolu, dodaje ok. 0,3 g chlorku kwasu toluenosulfonowego, a następnie ogrzewa do wrzenia. Po ochłodzeniu należy dodać nadmiar stężonego kwasu solnego (HCl) – UWAGA!!!!, utworzony sulfonamid wytrąca się w postaci osadu, tworzy się olej lub nie obserwuje się żadnej zmiany. Po zlaniu r-ru znad osadu lub oleju, należy go spłukać do probówki ok. 5 ml wody a do otrzymanej zawiesiny należy dodać 2-3 ml 10% r-ru wodorotlenku sodu (NaOH). Po dokonanej obserwacji dla potwierdzenia można dodać kroplami 10% r-ru kwasu solnego (HCl) do uzyskania odczynu kwaśnego.

ROZRÓŻNIANIE RZĘDOWOŚCI AMIN – REAKCJA Z KWASEM AZOTOWYM (III)

1^o aminy alifatyczne ulegają pod wpływem HNO₂ oksydatywnej deaminacji. Powstaje alkohol oraz obficie wydziela się azot.

Wykonanie oznaczenia:

Do probówki zawierającej około 0,2 ml aminy należy dodać 0,5 ml 10% r-ru kwasu solnego i dodawać kroplami 10% r-r azotanu (III) sodu (NaNO₂), chłodząc w wodzie z lodem. Wywiązywanie się pęcherzyków azotu wskazuje na obecność 1^o aminy alifatycznej. Po ogrzaniu do wrzenia i ochłodzeniu należy przeprowadzić próbę na obecność alkoholu.

2^o aminy alifatyczne tworzą w reakcji z HNO₂ N-nitrozoaminy, które mają postać żółto lub żółtopomarańczowych olejów.

Wykonanie oznaczenia:

Do probówki zawierającej około 0,2 ml aminy należy dodać 0,5 ml 10% r-ru kwasu solnego (HCl) i dodawać kroplami 10% r-r azotanu (III) sodu (NaNO₂), chłodząc w wodzie z lodem. Powstaje żółty lub pomarańczowy olej.

3^o aminy alifatyczne nie reagują z kwasem azotowym (III).

1^o aminy aromatyczne tworzą w niskiej temp. bezbarwne sole diazoniowe, rozpuszczalne w wodzie, które wykrywa się poprzez sprzęganie w środowisku zasadowym z fenolem (np. 2-naftolem) z którym tworzą barwniki azowe.

Wykonanie oznaczenia:

Niewielka ilość substancji należy rozpuścić w ok. 3 ml 10% r-ru kwasu solnego chłodząc w wodzie z lodem, a następnie dodawać kroplami 10% r-r azotanu (III) sodu (NaNO₂), chłodząc w wodzie z lodem. Po dodaniu ok. 1 ml 10% zasadowego r-ru 2-naftolu powstaje czerwone zabarwienie lub pomarańczowy osad. Należy pamiętać o lekko zasadowym środowisku reakcji sprzęgania (optymalne pH wynosi 9-10).

2^o aminy N-aromatyczne reagując z kwasem azotowym (III) tworzą trudno rozpuszczalne krystaliczne nitrozoaminy, które nie mają charakteru zasadowego.

Wykonanie oznaczenia:

Do probówki zawierającej około 0,2 ml aminy należy dodać 0,5 ml 10% r-ru kwasu solnego i dodawać kroplami 10% r-r azotanu (III) sodu (NaNO₂), chłodząc w wodzie z lodem. Powstaje żółty osad N-nitrozoaminy.

3^o aminy aromatyczne podstawione w pozycji para- nie reagują z kwasem azotowym (III).

3^o aminy aromatyczne NIE podstawione w pozycji para- reagują z kwasem azotowym (III) tworząc para-nitrozopochodne aminy w postaci soli amoniowej (chlorowodorku) o barwie żółtopomarańczowej. Po zalkalizowaniu wodnego r-ru soli wydziela się wolna zasada o barwie zielonej.

Wykonanie oznaczenia:

Do probówki zawierającej około 0,2 ml aminy należy dodać 0,5 ml 10% r-ru kwasu solnego i dodawać kroplami 10% r-r azotanu (III) sodu (NaNO₂), chłodząc w wodzie z lodem. Powstaje żółty osad N-nitrozoaminy.

REAKCJA DLA AMIN 1^o ALIFATYCZNYCH I AROMATYCZNYCH –

REAKCJA NINHYDRYNOWA

1^o aminy tworzą z ninhydryną o charakterze iminowym (zasadę Schiffa), który w wieloetapowej reakcji ulega rozpadowi zazwyczaj z wytworzeniem 2-amino-3-hydroksy-1H-inden-1-onu, który następnie reagując z cząsteczką ninhydryny daje barwny związek. Reakcji tej ulegają 1^o aminy oraz aminokwasy i aminocukry.

Wykonanie oznaczenia:

Odmierzyć do probówki ok. 1 ml r-ru aminy, dodać około 0.5 ml 0,2% roztworu ninhydryny w etanolu i ogrzać do wrzenia we wrzącej łaźni wodnej. Pojawia się charakterystyczne czerwone zabarwienie.

REAKCJA DLA AMIN 1^o ALIFATYCZNYCH I AROMATYCZNYCH –

REAKCJA IZONITRYLOWA

Aminy alifatyczne oraz aromatyczne pierwszorzędowe reagują z chloroformem w środowisku silnie alkaliczny, tworząc odpowiednie izonitryle o bardzo nieprzyjemnym zapachu.

Wykonanie oznaczenia:

Do paru kropli badanej aminy dodać 0,5 ml chloroformu, jedno ziarno wodorotlenku potasu (KOH) a następnie ogrzać. Wydziela się nieprzyjemn zapach izonitrylu.

REAKCJA DLA AMIN 1^o ALIFATYCZNYCH – PRÓBA RIMINIEGO

Aminy alifatyczne pierwszorzędowe dają z nitroprusydkiem sodu i acetonem w ciągu około 2 min. zabarwienie fioletowe.

Wykonanie oznaczenia:

Do r-ru 2 kropli aminy w 1 ml acetonu dodaje się ok. 3 ml wody, a następnie 2 krople 1% nitroprusydku sodu.

REAKCJA DLA AMIN 2^o ALIFATYCZNYCH – PRÓBA SIMONA

Aminy alifatyczne drugorzędowe dają z nitroprusydkiem sodu i aldehydem octowym w środowisku węglanu sodu (Na₂CO₃) barwne połączenia (niebieskie do fioletowego).

Wykonanie oznaczenia:

Do kropli aminy dodaje się kroplę mieszaniny nitroprusydku sodu oraz aldehydu octowego, a następnie dodaje się 2% r-r węglanu sodu.

REAKCJA DLA AMIN 3^o ALIFATYCZNYCH I AROMATYCZNYCH – Z KWASEM CYTRYNOWYM W BEZWODNIKU OCTOWYM

Zarówno trzeciorzędowe aminy alifatyczne, jak i aromatyczne reagują z kwasem cytrynowym w bezwodniku octowym dając czerwonofioletowe połączenia.

Wykonanie oznaczenia:

Do kilku kropli aminy dodaje się kroplę r-ru zawierającego 2% roztwór kwasu cytrynowego w bezwodniku octowym, całość ogrzewa się na łaźni wodnej.

AMINOKWASY I BIAŁKA

REAKCJA NINHYDRYNOWA

Aminokwasy oraz białka dają barwną reakcję z etanolowym roztworem ninhydryny. Reakcja ta nie jest specyficzna wyłącznie dla aminokwasów. Amoniak oraz część związków zawierających I-rzędową grupę aminową dają z ninhydryną charakterystyczne zabarwienie. Aminokwasy, peptydy i białka powodują iż powstaje zabarwienie niebieskie, fioletowe, czerwono-fioletowe lub czerwone.

Wykonanie oznaczenia:

Ok. 50 mg aminokwasu należy rozpuścić w ok. 0,5 ml 0,2% etanolowego roztworu

ninhydryny. Zabarwieniepowstaje natychmiast lub dopiero w następstwie ogrzania mieszaniny do wrzenia.

REAKCJA DEAMINACJIIDEKARBOKSYLACJI

a-Aminokwasy ulegają deaminacji i dekarboksylacji pod wpływem czynników utleniających (podbromianu lub podchlorynu sodu). Końcowymi produktami reakcji są: amoniak oraz aldehyd uboższy o jeden atom węgla niż wyjściowy aminokwas. Aldehyd powstaje przez dekarboksylację tworzącego się pośrednio a-ketokwasu.

Utworzony aldehyd można wykryć np. w reakcji z odczynnikiem Schiffa.

Wykonanie oznaczenia:

Około 50 mg substancji miesza się z ok. 0,5 ml nasyconego roztworu podchlorynu sodu, probówkę można łagodnie ogrzać. Następnie dodaje się kilka kropli odczynnika Schiffa (roztwór fuksyny w kwasie siarkowym (IV)). O obecności aminokwasu świadczy różowa lub czerwona barwa.

REAKCJA Z SOLAMI MIEDZI

Alifatyczne a-aminokwasy oraz aminokwasy aromatyczne z grupą -NH₂ w bocznym łańcuchu dają barwne kompleksy z jonami metali, np. w reakcji z siarczanem miedzi (II) tworzą kompleksy o zabarwieniu ciemnoniebieskim:

Wykonanie oznaczenia:

Do wodnego roztworu aminokwasu należy dodać kroplami roztwór CuSO₄ . Probówkę można łagodnie ogrzać. Roztwór przyjmuje ciemnoniebieskie zabarwienie. Aby właściwie zinterpretować wynik należy równolegle wykonać ślepą próbę.

WYKRYWANIE SIARKI

Stwierdzenie obecności jonów siarczkowych (S^2- ) w przesączu uzyskanym po stopieniu związku z sodem, jest pośrednim dowodem na obecność siarki w badanym związku. Poniżej podano dwie metody identyfikacji jonów siarczkowych (reakcja z pentacyjanonitrozylożelazianem (III) sodu, reakcja z HC1).

Reakcja z pentacyjanonitrozylożelazianem (III) sodu (tzw. nitroprusydkiem sodu)

Wykonanie oznaczenia:

Do probówki zawierającej ok. 1 ml przesączu otrzymanego po stopieniu analizowanej substancji z sodem dodaje się 2-3 krople świeżo sporządzonego 1% roztworu nitroprusydku sodu. W przypadku obecności jonów S ^2- powstaje rozpuszczalne w wodzie połączenie kompleksowe o intensywnie fioletowo-czerwonym zabarwieniu.

Na₂S+Na₂[Fe(CN)₅NO] → Na₄ [Fe(CN)₅NOS]

Próba ta jest bardzo czuła i pozwala wykryć śladowe ilości jonów siarczkowych.

Reakcja z HC1

Wykonanie oznaczenia:

Do probówki zawierającej ok. 1 ml przesączu otrzymanego po stopieniu analizowanej substancji z sodem dodaje się kroplami 10% HC1 do uzyskania pH w granicach 1-3 (wobec papierka wskaźnikowego). Przy dużym stężeniu jonów S^2- wyczuwalny jest nieprzyjemny zapach siarkowodoru.

Na₂S + 2HC1→ 2NaCl + H₂S

WYKRYWANIE GRUP TIOLOWYCH

Grupy tiolowe -SH tworzą z pentacyjanonitrozylożelazianem (III) sodu (nitroprusydkiem sodu)w środowisku zasadowym związek kompleksowy o zabarwieniu czerwono-fioletowym, według przedstawionej reakcji:

[Fe₃(CN)₅NO]^2- + NH₃ + R-SH -> [Fe₂(CN)₅NOS-R]^3- + NH₄⁺

Wykonanie oznaczenia:

Do wodnego roztworu badanej substancjidodaje się 5 kropli 10% amoniaku, po czym wkrapla się świeżo sporządzony 1-2% roztwór nitroprusydku sodu - powstaje zabarwienie czerwone lub czerwono-fioletowe.

REAKCJA KSNATOROTEINOWA

Aminokwasy aromatyczne jak i białka zwierające w swoim składzie aminokwasy aromatyczne reagują ze stężonym kwasem azotowym (V) tworząc nitrowe pochodne tych aminokwasów o charakterystycznym żółtym zabarwieniu. W środowisku zasadowym pochodne odszczepiająbarwne aniony nitrofenolanowe.

Wykonanie oznaczenia:

Do ok. 0,5 ml roztworu aminokwasu aromatycznego lub rozcieńczonego roztworu białka dodaje się 0,5 ml stężonego HNO₃ . Powstaje żółte zabarwienie. W wypadku braku zabarwienia próbkę można ostrożnie ogrzać. Po ostudzeniu próbkę alkalizuje się 5% roztworem NaOH. Powstaje zabarwienie pomarańczowe.

UWAGA!!! Stężony HNO₃ jest odczynnikiem żrącym, wszystkie reakcje, które wymagają jego użycia należy wykonywać pod digestorium.

REAKCJA BIURETOWA

Obecność wiązania peptydowego (-CO-NH-) charakterystycznego dla białek wykrywa się za pomocą tzw. reakcji biuretowej. Daje ją również mocznik (po ogrzaniu) oraz związki, które posiadają dwa wiązania amidowe w cząsteczce jak diamid kwasu szczawiowego i malonowego.Z siarczanem miedzi (II) w roztworze zasadowym substancje te dają barwne związki kompleksowe. Tworzenie biuretu z mocznika:

ogrzewanie

2NH₂-CO-NH₂ → NH₂-CO-NH-CO-NH₂ + NH₃

Wykonanie oznaczenia:

Do roztworu lub zawiesiny białka w wodzie dodaje się 1 ml 10% roztworu NaOH i 1-2 krople roztworu CuSO₄ . Roztwór barwi się na kolor fioletowy (lub czerwono-fioletowy).

REAKCJE STRĄCENIOWE

Charakterystyczną właściwością białek jest możliwość wytrącania ich z roztworów za pomocą kationów lub anionów. Gdy wytrącanie białka z roztworu zachodzi pod wpływem roztworów soli, mówimy wtedy o tzw. wysalaniu. Po dodaniu do roztworu białka nasyconego roztworu soli jak np. (NH₄)₂SO₄, MgSO₄, Al₂(SO₄)₃, zachodzi zobojętnianie ładunków elektrycznych cząsteczek białka przez jony o przeciwnym znaku. Obserwuje się powstanie osadu. Białko może być ponownie przeprowadzone w postać rozpuszczoną gdy jego cząsteczki ponownie uzyskają swój ładunek elektryczny. Dzieje się tak po rozcieńczeniu osadu wodą.

Wykonanie oznaczenia:

Do probówki zawierającej ok. 0,5 ml roztworu białka dodaje się taką samą ilość nasyconego roztworu MgSO₄ . Wytrąca się biały osad, który rozpuszcza się po dodaniu wody.

DENATURACJA BIAŁKA

Denaturacja polega na trudno odwracalnej lub nieodwracalnej zmianie struktury II- i III- rzędowej białka. Zachodzi pod wpływem różnych czynników jak: podwyższona temperatura, kwasy, zasady, niektóre odczynniki - 95% etanol, aceton.

Wykonanie oznaczenia:

• probówkę zawierającą ok. 0,5 ml roztworu białka umieścić we wrzącej łaźni wodnej. Powstaje biały osad, który jest nierozpuszczalny w wodzie.

• do probówki zawierającej ok. 0,5 ml roztworu białka dodać ok. 0,5 ml etanolu. Po kilku minutach wytrąca się osad.

WĘGLOWODANY

Reakcja Molischa

Reakcja ta polega na odwodnieniu cukru pod wpływem stężonego H₂SO₄ do pochodnej furfuralowej, która z kolei reaguje z P-naftolem tworząc barwne połączenie. Dodatni wynik reakcji dają sacharydy, aldehydy, kwasy organiczne oraz aceton.

Wykonanie oznaczenia:

Do probówki zawierającej ok. 1 ml wodnego roztworu próbki dodać 2 krople 10% rozt. P-naftolu (odczynnik Molischa). Następnie dodać 1 ml stęż. H₂SO₄ , wlewając po ściankach probówki tak, aby ciecze się nie zmieszały. Na granicy faz pojawiają się charakterystyczne pierścienie o barwie niebieskiej lub fioletowej.

ODRÓŻNIANIE MONO-DISACHARYDÓW

Reakcja Barfoeda

Mono-, jak i disacharydy mają właściwości redukujące, jednak związki te różnią się szybkością reakcji. Przykładem jest reakcja z odczynnikiem Barfoeda, polegająca na redukcji jonów Cu²⁺ do Cu⁺. Monosacharydy reagują natychmiast, a disacharydy po uprzedniej hydrolizie.

Wykonanie oznaczenia:

Do niewielkiej ilości roztworu cukru dodać 1 ml odczynnika Barfoeda (roztwór Cu(CH₃COO)₂ w kwasie octowym), po czym mieszaninę ogrzewać na łaźni wodnej. Pojawienie się ceglastoczerwonego osadu Cu₂O w czasie do 2 min. świadczy o obecności monosacharydu. W przypadku braku zabarwienia próbkę należy ogrzewać do 15 min. aż pojawi się ceglastoczerwony osad świadczący o obecności disacharydu.

ODRÓŻNIANIE ALDOZ OD KETOZ

Próba Seliwanowa

Pod wpływem HC1 ketozy ulegają odwodnieniu znacznie łatwiej niż aldozy. Powstały 5- hydroksymetylofurfural tworzy z rezorcyną (odczynnik Seliwanowa) związek kompleksowy o zabarwieniu wiśniowym.

Wykonanie oznaczenia:

Do 1 ml próbki dodać 1 ml odczynnika Seliwanowa (roztwór 50 mg rezorcyny w 100 ml 12% HC1). Probówkę ogrzewać na łaźni wodnej. Obecność ketozy potwierdza pojawienie się barwy wiśniowej.

ODRÓŻNIANIE PENTOZ OD HEKSOZ

Cukry różniące się liczbą atomów węgla można odróżnić jedynie na drodze specyficznych reakcji dających produkt o charakterystycznym zabarwieniu. Przykładem jest poniższa reakcja.

Wykonanie oznaczenia:

1 ml mieszaniny aniliny i kwasu octowego ogrzać do wrzenia, po czym dodać kilka kryształów cukru i 3 krople stęż. HC1. Pentozy dają czerwone zabarwienie, metylopentozy - żółtoczerwone, a heksozy dajja zabarwienie zielonkawe.

TWORZENIE OSAZONÓW

Cukry reagują z fenylohydrazyną dając krystaliczne osazony (1,2-fenylohydrazony). Produkt reakcji wykazuje właściwości fizykochemiczne charakterystyczne dla poszczególnych cukrów. Należy zwrócić uwagę, że epimery o różnej konfiguracji przy C2 lub C3 dają identyczne osazony i tą reakcją nie można ich odróżnić.

Dodatni wynik reakcji dają także inne związki zawierające układ a-hydroksykarbonylowy.

Wykonanie oznaczenia:

Do 100 mg próbki cukru dodać 200 mg fenylohydrazyny, 300 mg octanu sodu oraz 2 ml wody. Probówkę zatkaną watą ogrzewać na łaźni wodnej. Po pewnym czasie (do pół godziny) wydziela się krystaliczny osazon.

Po odsączeniu, przekrystalizowaniu i wysuszeniu osad wykazuje charakterystyczną postać krystaliczną i temperaturę topnienia.