й гидроксигидрат ; никеля (IV).

Опыт. В микропробирку вносят небольшое количество твердого (Исследуемого вещества или каплю исследуемого раствора, который в этом случае выпаривают досуха. Отверстие пробирки иакры-f вают кружком специально приготовленной индикаторной фильтровальной бумаги и нагревают пробирку на пламени горелки. Появление круглого черного нли серого пятна иа зеленой бумаге свидетельствует о присутствии сульфонов. При образовании большо-|го количества диоксида серы возникающее вначале черное пятно [исчезает и остается только серое кольцо. В таких случаях лучше повторить исследование с меньшим количеством вещества.

Для приготовления реагента полосы фильтровальной бумаги погружают в 1,30%-ный раствор гексагндрата сульфата никеля в концентрированном растворе ]: аммиака, высушивают их и погружают на несколько минут в 1 н. раствор гид-|роксида натрия, чтобы в порах бумаги равномерно отложился гидроксид ннке-|ля (II). Бумагу промывают водой и хранят во влажном состоянии. Она может |'храииться месяцами под комком мокрой ваты.

Описанный способ непригоден- в присутствии соединений, при Шагревании которых выделяется .сероводород, превращающий гидроксид никеля в черный сульфид.

опросы и упражнения

1. Почему анализ неизвестного вещества необходимо начинать с установ!ения его элементного состава?

2. Опишите последовательность операций при установлении элементного

кггава вещества, в котором предполагается наличие кроме углерода таких

лементов, как азот, хлор я бром,

81

3. Как можно доказать, что аспирин является ацетнлнрованным карбоксн-фенолом?.

4. Установите строение салициловой кислоты с помощью функционального анализа.

5. Почему, используя только элементный и функциональный химический анализ, невозможно достаточно точно установить структуру вещества?

3.2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УСТАНОВЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ ВЕЩЕСТВА

Химический функциональный анализ далеко не всегда позволяет однозначно установить структуру органических соединений. Некоторые группы дают сходные реакции. Иногда вещества в условиях определения оказываются неустойчивыми. Функциональный анализ не позволяет судить о составе смесей, числе тех или иных групп и о макроструктуре вещества (простраиствеином строении, структуре кристаллов или жидкости, межмолекулярных взаимодействиях и т. п.). Вследствие этого существенную роль в исследовании строения и свойств соединений играют физико-химические, или инструментальные, методы анализа: спектральные, электрохимические, хроматографические, радиометрические и др. Для установления структуры вещества чаще всего используют методы, основанные на взаимодействии вещества или смеси веществ, их растворов с различного вида излучениями. К ним относятся ультрафиолетовая, видимая, инфракрасная спектроскопия, метод люминесценции, оптический и рентгеновский спектральный анализ, рефрактометрия, поляриметрия, метод ядерного магнитного резонанса. На взаимодействии с магнитным полем основан метод электронного парамагнитного резонанса, а последовательно с электрическим и магнитным—масс-спектрометрия. Некоторые из этих методов рассмотрены в пособии.

3.2.1. ЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

Электромагнитное излучение имеет определенную энергию, величина которой зависит от частоты колебаний:

Я = Ь,

а следовательно, и от длины волны, так как Xv = c, где с — скорость света.

При взаимодействии вещества с излучением эта энергия распределяется по всем видам движения, которые имеются в веществе,— возбуждение электронов, изменение амплитуды продольных и поперечных колебаний каждой связи, изменение скорости и направления вращения отдельных частиц вещества и т. д. Каждый вид движения поглощает определенный квант энергии, который может быть зарегистрирован. Способность поглощать электромагнитное излучение является общим свойством всех молекул. Область по-82 глощения называется полосой. Совокупность полос поглощения данной молекулы называется спектром поглощения, который является характерным для иее н точно не воспроизводится никакими другими молекулами, даже очень сходного строения. В то же время отдельные полосы, отвечающие поглощению отдельных связей или атомных группировок, могут повторяться в спектрах различных молекул, что и позволяет их обнаруживать.

Человеческий глаз имеет очень небольшую чувствительность и различает только часть электромагнитного спектра, так называемую видимую область, длины воли которой лежат между 400 и 750 нм (1 нанометр= 109 м). В сторону более коротких волн (примерно до 50 нм) распространяется ультрафиолетовая область, а в сторону более длинных — инфракрасная область. Их природа 1 одинакова: энергия излучения превращается в энергию возбуждения электрона, достигающую максимального значения при ионизации. Поэтому спектры в этих областях поглощения часто объединяют названием «электронные спектры поглощения».

Ультрафиолетовая часть подразделяется из практических соображений иа ближнюю ультрафиолетовую область (190 ...400 нм) и Iдальнюю (ниже 190 нм). Это связано с тем, ч