химический каталог




Органическая химия

Автор Р.Моррисон, Р.Бойд

ли, что в этих соединениях нет других элементов, кроме, возможно, кислорода, для которого не существует простого химического метода определения; наличие или отсутствие кислорода можно показать только количественным анализом.

Задача 2.4. Качественный анализ этилового спирта показал наличие только углерода и водорода; количественный анализ дал 52,1% углерода и 13,1% водорода, а) Почему следует считать, что этиловый спирт содержит кислород? б) Каково содержание мгслорода в спирте?

2.28. Количественный элементный анализ: углерод, водород и галоген

Если известно» какие элементы входят в состав соединения» то дальше следует определить их соотношение. Для этого необходимо провести в основном такой же анализ, как и раньше, но только количественный. Чтобы определить относительные количества углерода и водорода в метане, например» необходимо полностью окислить точно измеренное количество метана и взвесить образующиеся двуокись углерода и воду.

При количественном сожжении взвешенный образец органического соединения помещают в трубку для сожжения, наполненную окисью меди.» и нагревают до 600—800 "С; за этой трубкой находится трубка с осушающим агентом (обычно с ангидроном, перхлоратом магния) и трубка с сильным основанием (обычно с аскаритом или асбестом, пропитанным едким натром). Образующаяся вода поглощается осушающим агентом, а двуокись углерода — основанием; привес каждой трубки — это вес образовавшихся продуктов.

Например, образец метана весом 9,67 мг дает 26,53 мг COg и 21,56 мг НаО. Только часть из двуокиси углерода, равная С/СОа = 12,01/44,01, приходится на углерод в только часть воды» равная 2Н/НвО = 2,016/18,02,

приходится на водород. Следовательно,

вес С = 26,53.12,01/44,01 вес С (в образце) ™ 7,24 мг

вес и = 21,56 2,016/18,02 вес и (в образце)«=2,41 мг

и процентный состав

С (%)= 7,24/9,67-100 С (%) (в образце) = 74,9

Н (%) = 2,41/9,67-100 и (%) (в образце) = 24,9

Поскольку содержание углерода и водорода в сумме дает 100% в пределах ошибки определения, кислород (или любой другой элемент) должен отсутствовать.

В количественном, как и в качественном анализе, ковалентно связанный галоген должен быть превращен в ион галогена. Органическое соединение нагревают а) в бомбе с перекисью натрия или б) в запаянной трубке с азотной кислотой (метод Кариуса). Ион галогена, образующийся при этом, превращают в галогенид серебра, который можно взвесить.

Задача 2.5. При нагревании 7,36 мг хлористого метила в бомбе с перекисью натрия выделившийся хлор ид-ион образовал 20,68 мг хлористого серебра, а) Каково процентное содержание хлора? б) Какое процентное содержание хлора должно быть в соединении с формулой СН3С1? Какое количество хлористого серебра должно получиться в) из 7,36 мг хлористого метилена, г) из 7,36 мг хлороформа и д) из 7,36 мг четыреххлористого углерода?

(Другие количественные методы определения будут рассмотрены ниже: анализ азота и серы в разд. 10.22; определение метоксильной группы в разд. 17.12; эквивалент нейтрализации в разд. 18.20; эквивалент омыления в разд. 20.27.)

2,29. Эмпирическая формула

Зная процентный состав соединения, можно рассчитать его эмпирическую формулу — простейшую формулу, отражающую относительное содержание различных атомов в молекуле. Например, согласно количественному анализу, в 100 г (взято для удобства) метана содержится 74,9 т углерода и 24,9 г водорода. Деление каждой величины на ссютветствующий атомный вес дает количество грамм-атомов каждого элемента:

74,9

для С: —J2~QJ- ==6,24 г-атома

24 9

для Н: ~| 0Q8 — 24,7 г-атома

Поскольку грамм-атом одного элемента содержит такое же количество атомов, как и грамм-атом любого другого элемента, то известно теперь относительное число атомов углерода и водорода в метане: Ce 24HS4 7. Сокращение полученных чисел так, чтобы получить простейшие отношения целых чисел, дает эмпирическую формулу метана СН4.

С = 6,24/6,24 « 1, и = 24,7/6,24-3,96 (приблизительно 4)

Задача 2.6. Рассчитайте процентный состав и ьатем эмпирическую формулу следующих соединеннй: а) При сожжении 3,02 мг образца соединения образовалось 8,86 мг двуокиси углерода и 5,43 мг воды, б) При сожжении 8,23 мг образца соединения образовалось 9,26 мг двуокиси углерода и 3,94 мг воды. Анализ 5,32 мг образца того же соединения по методу Кариуса дал 13,49 мг хлористого серебра.

2.30. Определение молекулярного веса: метод определения плотности пара. Молекулярная формула

Теперь уже известны атомы, из которых состоит молекула и их количество. Это находит свое отражение в эмпирической формуле.

Но это еще не все. Молекула метана, например, в соответствии с ее эмпирической формулой может содержать один атом углерода и четыре атома водорода, или два атома углерода и восемь атомов водорода, или любое другое число, кратное СН4. Необходимо определить молекулярную формулу — формулу, показывающую истинное число различных атомов в молекуле.

Для установления молекулярной формулы необходимо определить молекулярный вес. Из курса общей химии известно несколько методов определения. Поскольку рассматриваемые соединения представляют собой летучие жидкости, то лучше использовать метод определения плотности пара (метод Дюма или метод Мейера). Измеряется объем известного количества газа при определенных температуре и давлении и из этих данных рассчитывается вес газа, занимающего объем 22,4 л при нормальных условиях 10 °С и 760 мм рт. ст. (10,13-10* Па)]; этот вес и является молекулярным весом.

Например, найдено, что 0,309 г метана занимают 488 мл при 23 °С и 737 мм рт. ст. (9,83-10* Па). При нормальных условиях 0,309 г будут занимать объем

273 737

273 ^23 X W X 488 - 436 мл

к вес 22 400 мл метана будет

4gg- X 0,309=15,9 г

Определение показывает, что молекулярный вес метана составляет около 15,9. Из возможных молекулярных формул формула СН4 (молекулярный вес 16,04) ближе к истине, чем' QH8 (молекулярный вес 32,08) или любая другая. В данном случае эмпирическая и молекулярная формулы совпадают.

Рассмотрим другой пример; этан имеет эмпирическую формулу СН3. Определение плотности пара дает молекулярный вес около 30. Из возможных молекулярных формул единственно правильной должна быть QH,, молекулярный вес 30,07.

Определение молекулярного веса криоскопическим методом описано в разд. 10.23, а масс-спектрометрическим методом — наиболее точным из всех известных методов — в разд. 13.2.

Задача 2.7. Количественный элементный анализ дал эмпирическую формулу СН. Найдено, что 0,265 г этого соединения занимают объем 105 мл при 99 °С и 733 мм рт. ст. (9,77-10* Па). Определите: а) молекулярный вес, б) молекулярную формулу и в) правильный молекулярный весЗАДАЧИ

1. Рассчитайте процентный состав соединений А, Б и В на основании следующих данных

элементного анализа:

Вес образца, мг Вес COg, кг Вес HjO, мг ВесГА!CI, мг

А 4,37 15,02 2,48 —

Б 1,95 13,97 2,39 7,56

В 4,02 9,14 3,71 —

2. Каков процентный состав следующих соединений:

а) CjftCI в) QHeQ, д) CH^ON,

б) QH60 г) C6HeOsNtS е) C,H,NCI

3. Рассчитайте эмпирические формулы соединеннй, если известен нх процентный состав.

а) 85,6% С, 14,4% Н г) 29,8% С, 6,3% Н, 44,0% О

б) 92,2% С, 7,8% Н д) 48,7% С, 13,6% Н. 37,8% N

в) 40,0% С, 6,7% Н е) 25,2% С, 2,8% Н, 49,6% С1

Помните, что кислород непосредственно не определяется.

4. Качественный анализ папаверина, одного из алкалоидов опиума, по кагал наличие углерода, водорода и азота. Количественный анализ привел к следующим данным: 70,8% С, 6,2% и и 4,1% N. Рассчитайте эмпирическую формулу папаверина,

5. Метиловый оранжевый, кислотно-основной индикатор, представляет натриевую соль кислоты, которая содержит углерод, водород, азот, серу и кислород. Количественный анализ дал 51,4% углерода, 4,3% водорода, 12,8% азота, 9,8% серы и 7,0% натрия-Какова эмпирическая формула метилового оранжевого?

«, Сожжение 6,51 мг соединения дало 20,47 мг двуокиси углерода и 8,36 мг воды. При 100 СС и 760 мм рт, ст. (10,13-10* Па) 0,284 г соединения занимают объем 100 мл, Рассчитайте: а} процентный состав, б) эмпирическую формулу и в) молекулярную формулу соединения7- Анализ жидкого соединения дал 40,0% углерода и 6,7% водорода. При 200 °С я 760 мм рт- ст. (10,13 10* Па) 10 мг соединения занимают объем 6,47 мл. Какова молекулярная формула соединения^1

8. Соединение с той же эмпирической формулой, что и в задаче 7, представляет собой газ при комнатной температуре; 10 мг его занимают объем 8,15 мл при 25 СС и 760 мм рт. ст. (10,13-16е Па). Какова его молекулярная формула?

9- Анализ индиго, важного красителя, дает следующие цифры: 73,3% углерода, 3,8% водорода и .10,7% азота. Определение молекулярного веса дало величину в пределах 250—275. Какова молекулярная формула индиго?

10. Анализ газа дал следующие результаты: 82,7% углерода и 17,3% водорода. Стеклянная бомба, наполненная газом при 22 °С и 739 мм рт. ст. (9,85-10* Па), весит 195,10 г. Вес эвакуированного сосуда равен 194,52 г; сосуд, наполненный водой, весит 444,50 г. Рассчитайте молекулярную формулу соединения.

Задача 2.8. При сожжении 5,17 мг образца соединения образовалось !0,32 мг двуокиси углерода и 4,23 мг воды. 0,156 г этого соединения занимают объем 53 Мл при 100 °С и 760 мм рт. ст. (10,13-10* Па). Какова молекулярная формула этого соединения?

П. Гормон инсулин содержит 3,4% серы, а) Каков минимальный молекулярный вес инсулина? б) Молекулярный вес инсулина равен 5143; сколько атомов серы, по всей вероятности, имеется в'молекуле?

12. Рассчитайте АН следующих реакций:

а—г) Н, + X, +? 2НХ. где X = F. С1. Вг, 1;

1) ОД + Вг, >- CsHjBr + НВг»

е) + Вт, —+? СД16СН#г + НВг,

ж) H,G=CHCH, + Вг, —»- НаО=ШСг4Вг + НВг.

з) Реакции (д), (е) и (ж) протекают да свободно ради кал ьно му механизму, как и галогенирование метана. Рассчитайте ДЯ каждой стадии в этих трех реакциях.

13. Возможный механизм хлорирования метана включает следующие стадии,(1) С1, ъ-

страница 16
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136

Скачать книгу "Органическая химия" (15.87Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
рамка rcs
плитка nastro морская волна 20*44 где купить
курсы на маникюр наращивание ногтей с выдочей деплома
как подготовится к узи жкт и почек

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)