Физико-химический анализ систем из органических веществ

В основе понятий о химических методах исследования веществ также лежит изучение их состава и строения. Состав веществ устанавливают методами качественного и количественного анализа. Для выявления строения необходимы сложные физико-химические приборы, не применяющиеся в школе. Поэтому о строении веществ (главным образом органических) судят по проявлению ими свойств, обусловленных строением или наличием определенных функциональных групп, а иногда — на основании особенностей их получения (синтеза). Кроме того, существуют теоретические методы исследования веществ, например прогнозирование свойств на основе классификации веществ или периодической системы элементов Д. И. Менделеева, моделирование (в том числе и мысленный эксперимент ), использование знаковых моделей (химической символики) и др. [c.260]

На базе учения о химическом равновесии был разработан новый метод исследования химических систем — метод физико-химического анализа. Он основан на изучении зависимости физических свойств химической равновесной системы от факторов, определяющих ее равновесие. В качестве изучаемых свойств могут быть выбраны тепловые, объемные, электрические, магнитные, оптические и другие свойства. Обычно изучается один из факторов, определяющих состояние равновесия системы, — ее состав. Метод исследования химических взаимодействий веществ в системах, основанный на изучении изменения физических свойств системы с изменением ее состава и построении диаграмм состав — свойство, находит широкое применение, от метод после Ломоносова был широко использован Менделеевым и получил дальнейшее развитие в работах Д. П. Коновалова, И. Ф. Шредера, В. Ф. Алексеева и др. Особенно большой вклад в создание физико-химического анализа как самостоятельного метода исследования внес Н. С. Курнаков и его ученики. Многочисленные работы Курнакова по изучению металлических, органических и солевых систем показали, что физико-химический анализ является важным, а иногда и единственным методом исследования сложных систем. По определению Курнакова физико-химический анализ есть ...геометрический метод исследования химических превращений . Метод физико-химического анализа позволяет на основании изучения изменений физических свойств системы в зависимости от количественных изменений ее состава установить протекающие в системе качественные изменения, характер взаимодействия между компонентами, области существования и составы равновесных фаз. Для этого применяют геометрический анализ диаграмм состояния, построенных в координатах физическое свойство — фактор равновесия (Р, Т, состав). [c.337]

Таким образом, теплота парообразования представляет собой, одну из ключевых констант в системе физико-химических свойств. Необходимость в тщательном рассмотрении методов ее определения, выборе и анализе числовых значений тем более велика, что точность определения и согласования величин энтальпии сублимации уступает точности определения энтальпии образования, а в литературе по химической термодинамике отсутствуют обобщающие работы такого плана для органических веществ в отличие от неорганических соединений [25, 26]. [c.6]

Мы ограничимся рассмотрением раздела физико-химического анализа, посвященного изучению зависимости температуры кристаллизации (плавления) исследуемой системы от ее состава термической анализ). Объектами термического анализа служат самые разнообразные системы — различные простые вещества (например, металлы), органические соединения, растворы, смеси солей и т. д. Результатом его проведения является построение диаграммы плавкости. [c.213]

Одним из видов физико-химического анализа является термический анализ, который основан на определении зависимости температуры кристаллизации (или плавления) изучаемой системы от ее состава. Объектами термического анализа могут быть как чистые вещества, так и системы различных веществ — металлов, солей, органических соединений и т. д. [c.27]

НЫХ индикаторов для прямого определения. В этой связи едва ли непрямые методы еще сохранили свое значение, так как многие физико-химические индикаторные системы хорошо их заменяют. Иначе обстоит дело в том случае, если химическая реакция сама по себе не пригодна для титриметрии (малая скорость, наличие побочных реакций и т. д.). Так, непрямые методы титрования играют все еще важную роль при анализе органических веществ (см. стр. 8 ). [c.76]

Важное значение, которое придается в последние годы изучению различных природных органических веществ, являющихся сложнейшими многокомпонентными системами, привело к необходимости изыскания рациональных путей определения характера фазовых равновесий в подобных системах. Эти пути лежат, по-видимому, в теоретическом обобщении имеющегося экспериментального материала определенной области физико-химического анализа органических систем. Выяснение основных закономерностей взаимодействия компонентов простейших двойных и тройных систем позволило бы применять познанные закономерности для определения фазовых равновесий в многокомпонентных системах. [c.203]

Одновременно с работой С. Ф. Жемчужного со сплавами солей были начаты исследования бинарных систем органических соединений для изучения типов микроструктуры твердых растворов в проходящем свете. Такое расширение объектов исследования можно было осуществить с полным правом, так как в основе физико-химического анализа лежит метод исследования, а пе объект такового, иначе говоря, изучение того или другого физического свойства, изменяющегося с составом, независимо от происхождения компонентов системы. Закономерности, установленные физико-химическим анализом, остаются неизменными для металлов, солей, органических веществ и силикатов (курсив Н. П. Ефремова). [c.20]

II. С. Курнакова и его школы в области физико-химического анализа органических веществ [9] (в главе Исследование системы из органических компонентов с химическим взаимодействием ). Им посвящается специальная глава, Физико-химические исследования высших жирных кислот и глицеридов и систем, ими образованных — в последней его работе, оставшейся, к сожалению, неопубликованной. [c.26]

Биохимические метйды, используемые в стандартизации и контроле качества лекарств. Для стандартизации и контроля качества лекарств используют три группы методов. 1. Физические методы — спектрофотометрия, флюоресцентный анализ, масс-спектрометрия и др. 2. Химические методы неорганического, коллоидного и органического анализа состава лекарств и их метаболитов. Эти группы физико-химических методов позволяют установить структуру вещества и лишь сделать предположение о его биологической активности. 3. Биохимические исследования с использованием субклеточных фракций, клеток, тканей, органов и организмов позволяют оценить биологическую активность лекарств. Применение биохимических методов обеспечивает стандартизацию лекарств и контроль качества на этапах производства и хранения. Широкое распространение получило использование свойства специфического взаимодействия белков в системах фермент—субстрат , лекарство—рецептор , антиген-антитело . На основе этого фундаментального свойства белков созданы специфичные и высокоточные методы радиоиммунно-го, иммуноферментного, хемилюминесцентного анализа, аффинной хроматографии и др. [c.478]

После открытий Менделеева и Бутлерова аналитическая химия в своем дальнейшем развитии стала опираться на достижения теоретической (физической) и органической химии. Принцип установления зависимости между составом и свойствами, на котором Д. И. Менделеев построил периодическую систему, нашел свое выражение в созданном им физико-химическом анализе, развитом далее Н. С. Курнаковым (1860—1941). До последней четверти XIX века приемы аналитической химии сводились почти целиком к тому, что отдельные составные части выделялись из общей системы анализируемых веществ и после этого идентифицировались. В физико-химическом анализе определение составных частей проводят без выделения их из системы, путем изучения физикохимических свойств всей системы в зависимости от ее состава. Метод физико-химического анализа позволил определять состав сложных систем (сплавов, растворов, стекол и пр.), имеющих важное практическое значение. [c.15]

Разнообразные и обширные исследования равновесий в системах, образованных органическими веществами, — пишет проф. И. Н. Ефремов,—начаты Н. С. Курнаковым и его сотрудниками несколько позже, чем исследования металлических сплавов. Здесь по самой сути дела появилась известная последовательность, определенная преемственность, связанная с историческим ходом развития физико-химического анализа [2]. [c.141]

Известно, что при исследовании металлических сплавов очень важно было изучить процессы кристаллизации и стадии выделения отдельных фаз. Выяснилось, однако, что на примере металлических сплавов указанные вопросы решить было затруднительно. В связи с этим Н. С. Курнаковым и его учениками привлекаются для этой цели новые объекты исследования — соли, силикаты и органические соединения. К тому времени в органической химии имелось огромное число различных соединений, из которых легко можно было выбрать необходимые вещества для изучения их взаимодействий и превращений методами физико-химическогО анализа. Применение новой методики исследования и использование различных органических веществ позволило Н. С. Курнакову и его ученикам — С. Ф. Жемчужному и главным образом Н. Н. Ефремову—глубоко исследовать такие явления, как процессы кристаллизации в сложных системах. [c.142]

Раздел физико-химического анализа, лосвященный изучению зависимости температуры кристаллизации или плавления исследуемой системы от ее состава, называется термическим анализом. Объектами термического анализа служат самые разноо бразные вещества металлы, органические соединения, соли и др. Данные термического анализа оформляются в виде диаграммы плавкости. Зкопериментально систему А—изучают во всем интервале концентраций от чистого компонента А до чистого компонента В. Интервал температур выбирают так, чтобы на диаграмме получили отражение не только равновесие жидких фаз с другими жидкими или твердыми фазами, но и превращения, протекающие в системе ниже температуры ее полной кристаллизации. [c.60]

Контактное плавление было обнаружено у металлов [4], органических и неорганических веществ [5,6], в льдосолевых системах [7, 8], а эффект контактного плавления нашел применение как метод физико-химического анализа и определения фазовых превращений в различных системах. [c.192]

Одним из наиболее сложных вопросов физико-химического анализа органических веществ, в частности углеводородов, является определение числа компонентов и их количества в системах. В некоторых случаях решение этого вопроса может быть достигнуто при помощи масс-спектрометрии. Масс-спектрометрический метод, получивший развитие благодаря классическим работам Астона [1], Томсона [2], Хиппла [3], Нира [4] и других, находит в настоящее время все более широкое применение. [c.208]

В 1939 г., обсуждая план научной деятельности Института общей и неорганической химии АН СССР, Н. С. Курнаков писал Три основных, главных направления должны быть сохранены в нашей исследовательской работе. При больших изменениях нашего плана они оставались неизменными. Это три области веществ, являющихся главными объектами изучения физико-химического анализа—состав—свойство 1) металлические равновесия, 2) соляные системы, 3) органические вещества. Трудно отдать которому-либо из них предпочтение в теоретическом или производственном отношении. Все они обещают дальнейшее развитие во многих направлениях. Я думаю, что эти области надолго и прочно утвердятся в нашей работе. На тих областях мы можем исследовать главнейшие соотношения между составом вещества и его свойствами. Они не могут быть заменены друг другом, а являются необходимыми взаимными дополнениями, где соотношения между основными свойствами физико-химических равновесий выступают необычайно наглядно. Особенно замечательным представляется единство отношений между составом и свойствами равновесной диаграммы для всех этих трех областей 1. Эти объекты исследования физико-химического анализа остаются и по сей день основными, для изучения которых применяются различные методы исследования (термография, изучение электродвижущих сил сплавов, рентгенографический анализ, спектрсфотометрия, радиоактивные индикаторы, ультразвук, оптические методы, измерение объема осадков, исследование диффузии и др.) в широком диапазоне температур и давлений. [c.206]

Для идентификации многокомпонентных органических систем обычно используется сочетание нескольких методов, например, фракционирование методов ЯМР-, УФ-, ИК -спектроскопии и хроматографии, масспектрометрии [11,12] Существенным недостатком известных методик является трудоемкость, длительность и неоднозначность результатов анализа. До последнего времени применению методов электронной абсорбционной спектроскопии препятствовало отсутствие теории электронных спектров таких систем, главным образом из- за их сложности ( рис 4 1). Для исследования таких объектов требуются новые методы. Предлагаемый в данной работе подход относится к ( ю-номенологическим методам, т к. система, поглощающая излучение, рассматривается как единое целое, а максимумы спектров и электронные переходы во внимание не принимаются. Такое необычное направление в электронной спектроскопии определено нами, как электронная феноменологическая спектроскопия (ЭФС). Вещество изучаегся как единое це юе, без разделения его спектра на характеристические частоты или длины волн отдельных функциональных групп или компонентов системы. Известно, что электронное строение веществ определяет его физико-химические свойства [13]. В свою очередь, электронные спектры также определяются конфигурацией электронных оболочек [14]. [c.64]

Экстракция воды. Экстракция воды играет значительную роль при извлечении вещества по гидратно-сольватному механизму. Некоторые авторы [119—121] полагают, что в системах с участпем нейтральных фосфорорганических соединений образуются различные сольваты, например ТБФ-НаО, ТБФ-2Н20. Однако, как было, показано Розеном [123], в этой системе проявляется значительная положительная неидеальность, а образование соединений, как известно, должно приводить к отрицательной неидеальности. Аналогичный вывод был сделан и Михайловым [161]. О слабом химическом взаимодействии говорит также линейная зависимость концентрации воды в органической фазе от ее активности в водной [122]. Используя физико-химические методы, Николаев с сотр. не обнаружили в органической фазе данной системы каких-либо химических соединений [162], однако в системе Н2О — ТБФО авторы предполагают образование клатратов [163]. Вместе с тем Розен с сотр. [123], исследовав экстракцию воды растворами ТБФ, пришли к заключению, что в органической фазе между ТБФ и водой образуется слабая водородная связь, энергия которой, по мнению авторов, составляет примерно половину энергии связи вода — вода. Проведя термодинамический анализ, авторы заключили, что основной вклад при экстракции воды дает энтропийный фактор. [c.404]

Перечисленные открытия создали экспериментальную основу молекулярной биологии как тенденции современного естествознания познавать явления жизни на молекулярном уровне. Содержанием этой тенденции является изучение важнейших высокомолекулярных веществ живой природы — белков и нуклеиновых кислот, их структуры и функции, а также их синтеза в клетке. Истоками молекулярной биологии являются многие естественные науки органическая химия, занимающаяся химическим строением белков и нуклеиновых кислот, их химическими реакциями и методами их химического анализа и синтеза биохимия, занимающаяся детальным изучением реакций обмена веществ в биологических системах и выяснением промежуточных стадий и механизмов этих реакций цитология, изучающая ультраструктуру и физиологию клетки генетика — наука о наследственности наконец, микробиология и вирусология. Из физических дисциплин молекулярная биология широко пользуется идеями и методами молекулярной физики, физической химии полимеров, спектроскопии, рентгепоструктурного анализа. [c.8]

Для определения фосфора в органических соединениях широко используют химические, физико-химические, а также физические полумикро- и микрометоды [244, 246, 257, 260, 320—328]. Основными способами минерализации являются сожжение в колбе, наполненной кислородом [270, 271, 294, 296, 329—333], сожжение в трубке в токе кислорода, позволяющее определять С, Н и Р из одной навески, разрушение смесями кислот в открытой системе типа Кьельдаля или в запаянной трубке (окисление по Кариусу) [28, 146, 295, 300, 301, 334—337], сплавление с щелочными агентами в микробомбе или в калориметрической бомбе [4, 338—343]. Предложены восстановительные способы минерализации с использованием металлов и сплавов (А1, К, Мд, 2п) 1[21, с. 252 314, с. 228 344 345]. В последние годы установлена возможность определения фосфора после озоления вещества в низкотемпературной плазме [257—259]. Анализ заканчивают определением фосфора в виде ортофосфат-иона, используя методы неорганического анализа. Обязательной заключительной стадией минерализации является гидролиз фосфорсодержащих продуктов разложения с количественным переводом их в РО4 . Весовыми формами являются пирофосфат магния, фосформолибдат аммония или комплексы их с органическими осадителями (хинолин, стрихнин и т. д.). Комплексы можно определять титриметрически, используя растворы нитрата лантана, уранилацетата и церия. [c.174]

Конформационный анализ стал в настоящее время неотъемлемой частью теоретической и практической органической химии. В его основе лежат количественные данные о конформационных равновесиях соединений, получаемые физическими и физико-химическими методами, и закономерности, связывающие термодинамические характеристики таких равновесий с особенностями строения молекул. С точки зрения динамической стереохимии наиболее изучены производные циклогексана, но не меньший интерес представляют и гетероциклические системы, в частности, соединения пиперидинового ряда 5HloNR, в основе которых также лежит неплоское шестичленное кольцо. К представителям этого ряда относятся многочисленные природные соединения и физиологически-активные вещества, находящие широкое применение в химии, биологии и медицине. [c.295]

В принципе совокупность этих вероятных комплексных соединений должна следовать из анализа реальной гидрогеохимической ситуации. На самом деле при практической реализации этот вопрос всегда оказывается более сложным, поскольку при его рещении сказываются субъективный опыт исследователя, уровень его знаний в отнощении данных гидрогеохимических систем, а также объктивное наличие (или 9тсутст-вие) информации о соответствующих согласованных термодинамических константах вероятных соединений. Поэтому, например, даже зная, что существует высокая вероятность образования комплексных соединений какого-либо элемента с определенными органическими веществами, не всегда можно их учесть из-за частого отсутствия термодинамических констант таких соединений. Это соответственно ведет к некоторой пока неадекватности используемой модели природной реальности и к соответствующей погрешности в результате,расчетов. Высокая достоверность расчетов в данном случае может быть достигнута только на основе включения в модель всех вероятных фаз, всех компонентов, потенциально возможных в фазах данной гидрогеохимической системы, и использования точных согласованных термодинамических констант этих компонентов в твердой и жидкой фазах. Это далеко не всегда возможно, поэтому на основании опыта исследователя определяется ограниченный, но эффективный в геохимическом отношении набор вероятных компонентов и их вероятных форм в моделируемой системе.-Состав и совокупность этих комплексных соединений определяют исходя из конкретной гидрогеохимической ситуации. Поэтому эффект физико-химического моделирования в настоящее время в значительной степени зависит от умения исследователя понять эту гидрогеохимическую ситуацию и оценить ее с позиций вероятных современных модельных представлений о формировании химического состава. [c.210]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология