ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эмпирические и молекулярные формулы. Изомерия из "Органическая химия Том 1" Выделение и характеристика вещества. Выше было указано, что большинство органических соединений состоит из небольшого числа элементов кроме углерода, они содержат водород, кислород, азот и реже галоиды и серу. Поэтому качёственный анализ для характеристики и определения вещества в органической химии применяется в значительно меньшей мере, чем в неорганической. Большинство органических веществ в отличие от ионов неорганических веществ не обладает характерными цветными реакциями или реакциями осаждения. [c.14] Органическое вещество охарактеризовано лишь тогда, когда установлен его состав, т. е. когда количественным элементарным анализом определено процентное содержание каждого из составляющих его элементов. [c.14] Элементарный анализ можно осуществить только при наличии чистого вещества, т. е. препарата, содержащего лишь один вид молекул. Таким образом, одной из первых и наиболее важных операций является выделение чистого вещества и установление степени его чистоты. В природе чистые вёщества (согласно данному выше определению) встречаются лишь в исключительных случаях, а при синтезе получаются обычно более или менее сложные смеси. Для выделения чистых веществ из смесей применяют различные методы перегонку для летучих веществ и кристаллизацию для твердых веществ применяют также экстракцию растворителями, диализ, превращение в легкоразлагающиеся химические соединения, а также и другие методы, имеющие менее общий характер. Иногда применяют несколько этих методов последовательно. [c.15] Характеристику чистого вещества и установление степени его чистоты осуществляют измерением его физических свойств результаты этих измерений выражаются численными значениями физических констант. Физические константы чистого вещества являются постоянными величинами, которые вместе с элементарным составом отличают данное вещество от любого другого вещества. Чистое вещество кипит (при постоянном давлении) при определенной температуре (температура кипения при данном давлении), обладает определенными давлением пара, температурой плавления, удельным весом и т. д. Смеси обычно кипят и плавятся не при постоянных температурах, а в более или менее широких температурных интервалах. Степень чистоты данного вещества проверяют повторением операций очистки и определением физических констант. [c.15] Главные физические константы, которые определяют для органических веществ, следующие температура кипения (т. кип.), температура плавления (т. пл.), показатель преломления п) для монохроматического излучения определенной длины волны, удельный вес d), растворимость в различных растворителях, теплота сгорания. В специальных случаях определяют вращение плоскости поляризации света (у оптически активных веществ), поглощение света в ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной области, диэлектрическую постоянную, поверхностное натяжение, вязкость, электропроводность- и т. д. Разумеется, эти свойства полезны не только для характеристики вещества они могут представлять определенный теоретический или практический интерес как таковые (см, главу Физические свойства органических соединений ). [c.15] Количественный элементарный анализ (Ю. Либих, 1830 г.) в его наиболее распространенном виде осуществляется сожжением вещества в трубке, через которую проходит ток кислорода и в которой находится окислитель (окись меди или хромат свинца). Во всех случаях продуктами сгорания являются одни и те же газы углерод превращается в двуокись углерода, водород—в воду, а азот выделяется в свободном состоянии. Два первых газа определяют весовым методом, а азот — объемным галоиды и серу определяют в соединениях, содержащих эти элементы, разрушением органического вещества за счет окисления или гидрирования с последующим определением получающихся ионов. Кислород можно определять непосредственно деструктивным гидрированием вещества, однако в большинстве случаев его определяют по разности. [c.15] Следовательно, эмпирическая формула метана С1Н4. Элементарный анализ этана дает следующий состав С 80% Н 20%- Аналогичный расчет приводит к эмпирической формуле С Нд. [c.16] Молекулярная формула. Эмпирическая формула представляет собой не что иное, как численное соотношение атомов во всей массе вещества. [c.16] Свойства органических соединений заставляют в значительно большей степени, чем в неорганической химии, учитывать тот факт, что они состоят из молекул, т. е. из индивидуальных конструкций, составленных из сравнительно небольшого числа атомов, плотно и жестко связанных друг с другом. Молекула является наименьшей долей вещества, сохраняющей его физические и химические свойства таким образом, молекулы представляют собой наименьшие доли вещества, обладающие постоянным составом. [c.16] Следовательно, знание свойств вещества подразумевает знание свойств его молекул. Первым шагом в этом направлении является установление молекулярной формулы, т.е. формулы, указывающей, какие атомы и в каком числе находятся в молекуле данного вещества. Молекулярная формула может либо равняться эмпирической формуле, либо-быть ее целым кратным. Таким образом, для установления истинной формулы необходимо знать молекулярный вес вещества. [c.16] Методы определения молекулярного веса известны из физической химии. В случае газов измеряют плотность и применяют закон Авога-дро. В случае веществ, способных переходить в газообразное состояние, наиболее распространен метод вытеснения воздуха (В. Мейер). Для остальных вёществ применяют криосконические и эбулиоскопические методы в их различных вариантах. [c.16] Вернуться к основной статье