ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ В ОРГАНИЧЕСКОМ ПРАКТИКУМЕ Общие правила поведения и работы в лаборатории из "Лабораторные работы в органическом практикуме" Смесь органических веществ может быть твердой или жидкой, мо ] ет одновременно содержать твердую и жидкую фазы. В последнем случае не следует ожидать, что разделение такой смеси может быть осуществлено фильтрованием фильтрат всегда будет содержать некоторое количество растворенного твердого вещества, а Отфильтрованное твердое вещество — следы жидкости. [c.241] Ниже описываются приемы, которые позволяют достигнуть успеха при анализе большинства смесей. [c.242] Твердый образец. Берут шпателем 8—10 мг исследуемого веще ства и осторожно нагревают на горелке, не внося в пламя. При этом вещество либо сначала плавится и далее разлагается с обугливанием, либо возгоняется. Если произошло обугливание, то шпатель вносят в пламя горелки и сильно прокаливают при наличии в образце неорганических компонентов образуется несгораемый остаток. Для отделения органических соединений от неорганических лучнле всего использовать экстракцию хлороформом, абсолютным этилацетатом или эфиром. [c.242] Если вещество возгоняется, то новую порцию его вносят на шпателе прямо в пламя. При этом оно обычно загорается, не успев возогнаться образующийся углистый остаток прокаливают, как и в приведенном выше случае. Эффективным методом очистки является возгонка (см. стр. 27), поэтому в тех случаях, когда обнаруживается способность одного из компонентов к возгонке, цёле-сообразно специально возогнать 50—200 мг образца в вакууме. [c.242] Затем проверяют растворимость смеси в эфире. Большинство органических соединений растворимо в эфире мало растворимы в эфире углеводы, амино- и сульфокислоты, некоторые многоосновные ароматические кислоты, а также некоторые амиды, производные мочевины и полиолы. [c.242] Эфирный слой (I), из которого удалена карбоновая или сульфокислота, экстрагируют 2 н. соляной кислотой, отделяют водный слой (оставшийся эфирный раствор П сохраняют) и подщ,елачи-вают его 2 н. раствором едкого натра. Если при этом выделяется масло или кристаллическое вещество, его дважды извлекают эфиром и высушивают экстракт плавленым сульфатом натрия в течение 10 мин. Остаток после испарения эфира на водяной бане должен быть веществом, обладающим основными свойствами. [c.243] Эфирный раствор П должен содержать вещества нейтрального характера — углеводороды, простые эфиры, алкил- и арилгалоге-нпды, спирты, альдегиды, кетоны, амиды, нитрилы, сложные эфиры или нитросоединения. [c.243] Если из эфирного раствора ничего не будет извлечено ни раствором щелочи, нн кислотой, следовательно смесь содержит два нейтральных вещества. Если одним из них является карбонильное соединение, его можно выделить в виде бисульфитного производного. Для этого готовят 40%-ный водный раствор метабисульфита натрия, добавляют к нему /з объема этилового спирта и отфильтровывают выделившийся осадок. К 12 мл фильтрата добавляют 4 г исследуемого образца, тщательно встряхивают и ставят реакционную смесь на ледяную баню. Образовавшееся бисульфитное производное отфильтровывают (фильтрат сохраняют) и затем разлагают осторожным нагреванием с избыточным количеством 2 н. раствора соды. Образующееся карбонильное соединение отгоняют с водяным паром и выделяют после обычной обработки в индивидуальном состоянии. [c.243] Если предполагают, что исследуемая смесь содержит полиол, углевод, соль карбоновой кислоты или соль органического основания, то образец смеси обрабатывают 2 п. соляной кислотой. Выдавший при этом осадок тщательно отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают на фильтре водой и высушивают. Он может быть кислотой ароматического ряда выпадение масла может явиться свидетельством того, что в смеси присутствовала алифатическая карбоновая кислота. Фильтрат может содержать растворимый в воде полиол или сахар. [c.244] Если при действии на исследуемую смесь 2 н. соляной кислоты выпадения твердого осадка или масла не наблюдается, раствор несколько раз экстрагируют эфиром и упаривают растворитель на водяной бане. Остаток может быть низшей жирной кислотой. Если в эфирной вытяжке из кислого раствора ничего не содержалось, к раствору добавляют 2 н. раствор едкого натра при этом соль органического основания, если она присутствовала, перейдет в свободное основание, которое может быть извлечено эфиром и выделено обычным образом. Оставшийся после экстрагирования эфиром водный слой может содержать как полиол, так и са.кар,-наряду с хлоридом или сульфатом натрия. Удаление неорганических ионов можно осуществить с помощью ионообменных смол. [c.244] После разделения смеси на компоненты производят очистку каждого из них перекристаллизацией. Для этого подбирают подходящий растворитель (см. стр. 18). В пробирку вносят 5—50 мг вещества и прибавляют по каплям небольшое количество растворителя так, чтобы твердое вещество было только слегка покрыто жидкостью, после чего осторожно встряхивают пробирку или перемешивают содержимое ее тонкой стеклянной палочкой. Если вещество прн Этом растворяется полностью, пробирку охлаждают в ледяной воде и, потирая палочкой, стараются вызвать кристаллизацию. Если она не наступает, раствор целесообразно охладить до —70 °С (охлаждающие смеси на основе твердой углекислоты) и снова попытаться вызвать кристаллизацию. [c.244] Если вещество не растворяется во взятом количестве растворителя даже при нагревании, то к нагретой смеси по каплям прибав-ляют растворитель, поддерживая слабое кипение его в пробирке. Как только все вещество растворится, пробирку охлаждают в бане со льдом или, в случае необходимости, до —70°С и потиранием стеклянной палочкой о стенки пробирки пытаются вызвать кристаллизацию. Если заметного растворения вещества не наблюдается даже в том случае, когда прибавлено пятнадцатикратное количество растворителя, дальнейшее прибавление нецелесообразно и можно считать, что в данном растворителе оно нерастворимо. [c.245] Для подбора наиболее подходящего растворителя рекомендуется испытывать их в следующем порядке спирт, бензол, гептан, циклогексан или петролейный эфир, хлороформ, ацетон, вода. В ряде случаев можно использовать метанол, диоксан, этилацетат, ацетонитрил, нитрометан, диэтиловый эфир, четыреххлористый углерод, уксусную кислоту, пиридин. Иногда для перекристаллизации применяется смесь двух растворителей, в одном из которых вещество не растворяется совершенно, а в другом, наоборот, растворяется очень хорошо (в частности, водные растворы этанола, уксусной кислоты, диоксана). Если вещество растворяется в нескольких из приведенных выше веществ, то в качестве растворителя выбирают то из них, которое в этом ряду названо раньше остальных. [c.245] Жидкий образец. Несколько капель жидкости наносят на часовое стекло и осторожно нагревают на электроплитке с закрытой-спиралью или на сетке. Это дает возможность установить, насколько вещество летуче и устойчиво к нагреванию. [c.245] Если температура кипения жидкости не очень высока, имеет смысл дать ей испариться с часового стекла при комнатной температуре. Наличие кристаллического осадка на стекле после испарения жидкости является доказательством присутствия в контрольном образце растворенного твердого вещества. [c.245] Если исследуемая смесь является раствором твердого вещества в жидкости, ее легко разделить на компоненты отгонкой жидкости. При этом необходимо вести отгонку на бане, избегая перегрева и возможного последующего разложения остатка. Если содержащееся в растворе твердое вещество обладает повышенной летучестью (например, хинон и нафталин), то для окончательной очистки жидкости может потребоваться дополнительное фракционирование. Жидкую смесь, которую нельзя разделить перегонкой, исследуют в том же порядке, как и твердую смесь . [c.246] В ряде случаев ни один из рассмотренных выше методов очистки индивидуального вещества или разделения смеси не дает желаемых результатов. Тогда возникает необходимость применять более сложные приемы. Часто затруднения бывают связаны с отсутствием подходящего растворителя для перекристаллизации или с невозможностью перегнать вещество в обычно применяемой аппаратуре. Некоторые контрольные вещества либо термически неустойчивы, либо легко окисляются кислородом воздуха и при работе с ними приходится пользоваться специальными приемами. [c.246] Для полученных чистых жидких веществ должны быть определены температуры кипения, показатели лучепреломления и плотность (см. стр. 12 сл.). Для каждого из них должны быть вычислены молекулярные рефракции (см. стр. 17). [c.246] После того как студент очистит данное ему полифуякциональ-ное контрольное вещество или выделит в индивидуальном состоя-Н ии компоненты бинарной смеси, он получает от преподавателя 11К-, УФ- и ПМР-спектры соответствующих соединений (все или, если этого достаточно, один или два из них). Иа основании анализа этих спектров студент составляет себе представление о строении данных ему веществ и в случае, если его выводы оказываются правильными, получает функциональные производные (согласно описанным выше прописям) и те.м самым окончательно доказывает строение данны.к ему контрольных соединений. [c.246] Рассмотрение конкретных примеров выходит за рамки настоящего руководства. Соответствующий материал имеется в учебной литературе . [c.246] Вернуться к основной статье