Projekt współfinansowany przez Unię Europejską
w
ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Uniwersytet Pedagogiczny, Instytut Biologii, Zakład Chemii, dr Barbara Dziedzic
Instrukcje dla studentów, jako materiały pomocnicze do ćwiczeń laboratoryjnych
z chemii organicznej, przygotowano na podstawie wymienionych poniżej pozycji:
Korohoda M.J., Pa
śko J.R., Ćwiczenia z analizy i preparatyki organicznej,
Wydawnictwo Naukowe WSP, Kraków 1998
Jerzmanowska Z., Analiza jako
ściowa związków organicznych, PZWL, Warszawa
1963
Matysikowa Z., Lenarcik B., Bujewski A., Zbiór doświadczeń z chemii organicznej,
WSiP, Warszawa1975
ĆWICZENIE 1
Analiza jakościowa związków organicznych
W sk
ład większości związków organicznych ,oprócz podstawowego pierwiastka
jakim jest węgiel, wchodzą również: wodór, azot, siarka, tlen, chlorowce, fosfor,
znacznie rzadziej inne pierwiastki np. metale. Wykrycie poszczególnych pierwiastków
sprowadza się do rozkładu badanych substancji organicznych na prostsze związki,
które identyfikuje się za pomocą typowych reakcji stosowanych w jakościowej
analizie nieorganicznej.
Wszystkie poniżej opisane próby termicznego rozkładu należy przeprowadzać
w suchych probówkach, zawsze pod digestorium i w okularach ochronnych.
Doświadczenie 1. Wykrywanie węgla i wodoru
„Szczypt
ę" związku organicznego np. kwasu winowego praży się w suchej
probówce z tak
ą samą ilością tlenku miedzi (II). Termiczny rozklad substancji
organicznej w obecności utleniacza CuO prowadzi do powstania CO
2
i H
2
O.
C + H + „O”
→ CO
2
+ H
2
O
Gazowe produkty reakcji wprowadza się przy pomocy rurki gumowej do
probówki z wod
ą wapienną.
Wytr
ącanie białego osadu węglanu wapnia świadczy o obecności węgla
w badanej próbce.
Ca(OH)
2
+ CO
2
→ CaCO
3
↓ + H
2
O
Osiadanie kropelek wody na górnych, ch
łodnych ścianach probówki, w której
prowadzi się prażenie, świadczy
o obecno
ści wodoru w badanej próbce.
Doświadczenie 2. Wykrywanie azotu - metoda Willa i Varrentrappa.
Metod
ą tą można wykrywać azot związany w grupie -NH
2
(aminowej lub
amidowej) albo grupie =NH (iminowej lub imidowej)
W suchej probó
wce ogrzewa się taką samą objętość badanej próbki np.
mocznika i wapna sodowanego (mieszanina NaOH i Ca(OH)
2
). Gdy z probówki
zaczn
ą się ulatniać pary, to do jej wylotu należy zbliżvć zwilżony wodą destylowaną
uniwersalny papierek wska
źnikowy. Zmiana
zabarwienia papierka
i charakterystyczny zapach
świadczą o wydzielaniu się amoniaku.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską
w
ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Uniwersytet Pedagogiczny, Instytut Biologii, Zakład Chemii, dr Barbara Dziedzic
CO(NH
2
)
2
+ 2 NaOH
→ Na
2
CO
3
+ 2 NH
3
↑
NH
3
+ H
2
O
→ NH
4
+
+ OH
−
Doświadczenie 3. Wykrywanie azotu - metoda Lassaigne’a
Jest to metoda ogólna, która pozwala na wykrycie azotu niezale
żnie od
sposobu jego zwi
ązania w związku organicznym.
W suchej probówce pra
ży się kawałek sodu metalicznego wielkości połowy
ziarnka
grochu oraz „szczypt
ę" badanego związku organicznego np. p-nitroaniliny.
C + N + Na
→ NaCN
Po roz
żarzeniu probówki do czerwoności wprowadza się ją do małej zlewki
zawieraj
ącej
ok.10 cm
3
wody destylowanej. Podczas wykonywania tej czynno
ści
nale
ży używać
okularów ochronnych. Po p
ęknięciu probówki i wyługowaniu jej
zawarto
ści wodą
otrzymany roztwór przes
ącza się do małej zlewki. Przesącz
zawieraj
ący cyjanek sodu traktuje się roztworem siarczanu(VI) żelaza(ll).
2 NaCN + FeSO
4
→ Fe(CN)
2
+ Na
2
SO
4
Fe(CN)
2
+ 4 NaCN
→ Na
4
[Fe(CN)
6
]
Powstaje cyjanek
żelaza(ll), który reagując z nadmiarem cyjanku sodu daje
heksacyjano
żelazian(ll) sodu. Otrzymany roztwór zakwaszamy rozcieńczonym
kwasem chlorowodorowym, aby roztworzyć powstający ubocznie wodorotlenek
żelaza(ll).
FeSO
4
+ 2 NaOH
→ Fe(OH)
2
↓ + Na
2
SO
4
Fe(OH)
2
↓ + 2 HCI → FeCI
2
+ 2H
2
O
Na koniec roztwó
r traktuje się kilkoma kroplami roztworu chlorku żelaza(lll).
3 Na
4
[Fe(CN)
6
] + 4 FeCI
3
→ Fe
4
[Fe(CN)
6
]
3
+ 12 NaCI
Je
żeli badana próbka zawierała azot to pojawia się wówczas ciemnoniebieskie
zabarwienie lub nawet osad pochodz
ący od heksacjanożelazianu(ll) żelaza(lll),
zwanego b
łękitem pruskim.
Doświadczenie 4. Wykrywanie siarki
W suchej probówce pra
ży się kawałek sodu metalicznego wielkości połowy
ziarnka grochu oraz „szczypt
ę" badanego związku organicznego.
S + 2 Na
→ Na
2
S
Po roz
żarzeniu probówki do czerwoności wkłada się ją do małej zlewki
zawieraj
ącej 10 cm
3
wody destylowanej. Podczas wykonywania tej czynno
ści należy
u
żywać okularów ochronnych. Po pęknięciu probówki i wyługowaniu jej zawartości
wod
ą otrzymany roztwór przesącza się do małej zlewki. Przesącz zawierający
siarczek
sodu dzieli się na trzy części o zbliżonej objętości.
Do pierwszej cz
ęści dodajemy roztwór kwasu chlorowodorowego i badamy
zapach wydzielaj
ącego się gazu. Intensywny zapach siarkowodoru świadczy
o obecno
ści siarki w badanej próbce.
Na
2
S + 2 HCI
→ 2 NaCI + H
2
S
↑
Do drugiej cz
ęści dodajemy roztwór azotanu(V) ołowiu(II). Otrzymanie czarnego
osadu
świadczy o obecności siarki w badanej próbce.
Na
2
S + Pb(NO
3
)
2
→ PbS ↓ + 2 NaNO
3
Do trzeciej cz
ęści przesączu dodajemy kilka kropli nitroprusydku sodu
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską
w
ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Uniwersytet Pedagogiczny, Instytut Biologii, Zakład Chemii, dr Barbara Dziedzic
(pentacyjanonitrozylo
żelazianu(lll)sodu). Obecność intensywnego fioletowego
zabarwienia
świadczy o występowaniu siarki w badanej próbce.
Na
2
S + Na
2
Fe(CN)
5
NO
→ Na
4
Fe(CN)
5
NOS
Doświadczenie 5. Wykrywanie fosforu
„Szczypt
ę" związku organicznego starannie miesza się z czterokrotnie większą
obj
ętością mieszaniny utleniającej, składającej się z azotanu(V) potasu i węglanu
sodu zmieszanych w stosunku molowym 2:3. Ogrzewanie prowadzi się do momentu
ca
łkowitego zbielenia zawartości probówki.
4 P + 5 O
2
→ P
4
O
10
P
4
O
10
+ 6 Na
2
CO
3
→ 4 Na
3
PO
4
+ 6 CO
2
Rozgrzan
ą probówkę wkłada się do zlewki zawierającej ok. 10 cm
3
wody
destylowanej i wyługowuje jej zawartość. Roztwór przesącza się, a przesącz dzieli się
na dwie cz
ęści.
Do pierwszej cz
ęści dodaje się roztwór amoniaku, roztwór chlorku amonu oraz
roztwór chlorku magnezu. Powstanie bia
łego osadu świadczy o obecności fosforu
w badanym
zwi
ązku.
Na
2
HPO
4
+ MgCI
2
+ NH
3
→ NH
4
MgPO
4
↓ + 2 NaCI
Drug
ą część przesączu przenosi się do małej zleweczki i ostrożnie zadaje go
st
ężonym
kwasem azotowym(V) (podczas zakwaszania silne burzenie płynu).
Nast
ępnie dodaje się roztwór molibdenianu(VI) amonu i ogrzewa do
temperatury 50°C. Powstanie
żółtego osadu fosforanu(V) molibdeno-amonowego
świadczy o obecności fosforu w badanej próbce.
Na
3
PO
4
+ 12 (NH
4
)
2
MoO
4
+ 24 HNO
3
→ (NH
4
)
3
P0
4
•12MoO
4
+ 21 NH
4
NO
3
+
+ 3 NaNO
3
+12 H
2
O
Doświadczenie 6. Wykrywanie chloru, bromu i jodu
Ma
łą próbkę substancji organicznej, np. chloroformu, praży się z tlenkiem
wapnia.
CI
2
, Br
2
, I
2
+ CaO
→ CaCI
2
, CaBr
2
, Cal
2
Rozgrzan
ą probówkę wkłada się do zlewki zawierającej ok. 10 cm
3
wody
destylowanej. Roztwór s
ączy się a przesącz zakwasza rozcieńczonym kwasem
azotowym(V). Odczyn roztworu należy sprawdzić uniwersalnym papierkiem
wska
źnikowym. Do zakwaszonego przesączu dodaje się roztwór azotanu(V) srebra.
Je
żeli wytrąci się biały osad dobrze roztwarzalny w wodzie amoniakalnej,
świadczy to o obecności chloru w badanej próbce.
CaCI
2
+ 2 AgNO
3
→ 2 AgCl ↓ + Ca(NO
3
)
2
Powstanie
żółto - białego osadu umiarkowanie roztwarzalnego w wodzie
amoniakalnej
świadczy o obecności bromu w badanej próbce.
CaBr
2
+ 2 AgNO
3
→ 2 AgBr ↓ + Ca(NO
3
)
2
Wytr
ącenie żółtego osadu nieroztwarzalnego w wodzie amoniakalnej świadczy
o obecności jodu w badanej próbce.
Cal
2
+ 2 AgNO
3
→ 2 Agl ↓ + Ca(NO
3
)
2