химический каталог




Органическая химия

Автор Р.Моррисон, Р.Бойд

формулы трех изомерных днаыинобензолов и укажите температуры плаплення каждого из них.

10.21. Качественный элементный анализ: азот и сера

В данной главе рассматриваются структура бензола и некоторые его реакции,. Уместно напомнить еще раз, что все вышесказанное имеет какой-то смысл только потому, что оно основано на надежных фактах. Как мы уже убедились в разд. 2.26, можно обсуждать структуру и реакции соединения лишь в том случае, если известны молекулярные формулы самого соединения и продуктов его превращений.

Для того чтобы установить молекулярную формулу, прежде всего необходимо знать, какие элементы входят в состав соединения. В разд. 2.27 были рассмотрены методы определения углерода, водорода и галогена в органических соединениях. Что можно сказать об определении азота и серы?

Ковалентно связанные атомы азота и серы, подобно галогену, следует превратить в неорганические ионы; как и в случае наличия галогена, такое превращение может быть достигнуто сплавлением с натрием

иагревднис

(С, Н, X, N, S) + Na —> Na+X" + Na+ОГ + Na+S^Na*

Азот при этом превращается в цианид-ион CN", дающий при действии ряда реагентов берлинскую лазурь, которую легко узнать по интенсивной синей окраске. Сера дает сульфид-ион S8-, превращающийся в сероводород, который идентифицируют по почернению бумажки, смоченной ацетатом свинца.

FS+, Be***

CN- ? > берлинская лазурь

Ss- HjjS ^ pbS

Задача 10.11. Галоген определяют в продукте сплавления с натрием путем превращения в нерастворимый галогенид серебра в присутствии азотной кислоты. Если сера и(или) азот также присутствует в органической молекуле, то, прежде чем проводить пробу на галоген, смесь необходимо подкислить и прокипятить. Почему необходима подобная обработка?

черно-коричневого цвета

10.22. Количественный элементный анализ: азот и сера

Количественный анализ на адат проводят по методу либо Дюма, либо Кьельдаля. Метод Кьельдаля несколько более удобен, особенно если необходимо проводить большое число анализов, однако его нельзя использовать

для всех классов азотсодержащих соединений.

В методе Дюма органическое соединение пропускают через трубку, содержащую последовательно нагретую окись меди, а затем нагретую металлическую медь в виде спирали. Окись меди окисляет соединение (как при сожжении на углерод и водород, разд. 2.28), причем связанный азот превращается в молекулярный азот. Металлическая медь восстанавливает окислы азота, которые при этом могут образоваться, также в молекулярный азот. Газообразный азот собирают и измеряют его объем. Например, навеска 8,32 мг анилина дает 1,11 мл азота при 21 X и давлении 743 мм рт. ст. (9,91 «10* Па) (исправлено на давление паров воды). Вычисляем объем газа при стандартной температуре и давлении

273 743

Объем азота =1,11 X 97n , ol X -=gr- = 1,01 мл

при шрмаль- Z'd +ZX lW

иш условиях

соответственно вес азота

'Вес азота = "^Щ" X (2 X 14,01) — 0,00126 г или 1,26 мг

и его процентное содержание в образце

N, %=-^Ц-Х 100 = 15,2%

Задача 10.12. Почему азот в анализе по методу Дюма собирают нал 50%-ным водным раствором КОН, а, например, не над водой, водным раствором NaCl или ртутью?

В методе Кьельдаля органическое вещество нагревают с концентрированной серной кислотой, которая превращает связанный азот в сульфат аммония. Затем раствор подщелачивают, выделяющийся при этом аммиак отгоняют и количество его определяют титрованием стандартной кислотой. Так, например, аммиак, выделившийся из навески 3,51 мг анилина, нейтрализует 3,69 мл 0,0103 н. кислоты. Каждому миллиэквиваленту кислоты соответствует 1 мэкв аммиака и 1 мг-атом азота.

1 мг-атом азота = I мэкв Щ,= 1 мэкв кислоты = 3,69 х 0,0103 = 0,0380

На основании этих данных можно рассчитать вес и процентное содержание азота в соединении

Вес азота =1 мг-атом азотах 14,01 = 0,0380 х 14,01 =0,53 мг

N, %=-|^-х 100-16,1%

Сера в органическом соединении превращается в сульфат-ион методами,

используемыми в анализе галогенов (разд. 2.28): обработкой перекисью натрия или азотной кислотой (метод Кариуса). Сульфат-ион определяют весовым методом в виде сульфата бария.

Задача 10.13. Определение азота по методу Дюма в навеске 6,72 мг п-фснилендиамина дало 1,31 мл N, при 20° и 746 мм рт. ст. (9.95-10* Па). Газ был собран над насыщенным «одяым раствором КОН [давление паров вода 6 мм рт. ст. (7,99-10» Па). Рассчитайте процентное содержанке азота в этом соединении.

Задача 10.14. При анализе навески 3,88 мг этаноламина по методу Кьельдаля на титрование выделяющегося аммиака потребовалось 5,73 мл 0,0110 к. НС1. Рассчитайте процентное содержание азота » этом соединении.

Задача 10.18. При анализе навески 4,81 мг п-толуожульфокислоты по методу Кариуса получено 6,48 мг BaS04. Вычислите процентное содержание серы в веществе. Задача 10.16. Как согласуются ответы в вышеприведенных задачах с теоретическими значениями, вычисленными на основании формулы соединения (каждое из этих соединений упомянуто в предметном указателе)?

10.23. Определение молекулярного веса: понижение температуры замерзания. Метод Раста

Для слаболетучих соединений, таких, какие уже начинают упоминаться в этой книге, определение молекулярного веса по плотности паров (разд. 2.30) невозможно. Вместо этого часто используют методы, основанные на понижении температуры замерзания (криоскопишскш методы) или на повышении температуры кипения (эбулиоскопическш методы). Оба подхода, конечно, основаны на том факте, что изменение в давлении насыщенного пара растворителя, а следовательно, и изменение температуры замерзания или температуры кипения пропорциональны концентрации растворенных частиц.

Химики-органики часто используют метод Раста: быстрый, удобный криоскопический метод (проводится в обычных капиллярах для определения температуры плавления и с использованием обычных термометров), который дает результаты, достаточно точные для многих целей. Этот метод основан на необычно высокой криоскопической константе камфоры: 1 моль вещества, растворенной в 1000 г камфоры, понижает ее температуру плавления на 39,7 °С

Рассмотрим, например, вещество с эмпирической формулой CsH2OtN. Навеску 0,035 г этого вещества растворяют в 0,42 г расплавленной камфоры, затем смеси дают затвердеть и определяют ее температуру плавления по сравнению с температурой плавления чистой камфоры.

Т. плечистой «амфоры 178,4 °С

Т. пл. смеси 157,8°С

Депрессия т. пл. 29,6X

Поскольку 1 моль вещества при растворении в 1000 г камфоры снижает температуру плавления на 39,7 °С, то рассматриваемый раствор должен содержать только 20,6/39,7 моля вещества на 1000 г камфоры. Итак, раствор 0,035 г вещества в 0,420 г камфоры эквивалентен

0,035 X г в 1000 г камфоры

Если

20,6 1000 .

ЖГ ШЛЯ %Ш Х М20 Т>1

то, значит,

1 «оль-X 0,035 К^Ш -16! г

Из возможных значений молекулярного веса величина 168 (CeH404N,), очевидно, больше подходит, чем 84 (C»HsOsN) или 252 (QH.OeNj).

Задача 10.17. Вычислите молекулярные веса и выберите правильную молекулярную формулу для каждого из следующиж соединений: а) 0,062 г п-дибромбензола (эмпирическая формула C,HtBr). растворенные в 0,349 г камфоры, снижают температуру плавления на 24,4"С;"б) 6,83 мг 2,ь-диметилнафталина (эмпирическая формула СН), растворенные в 57,3 мг камфоры, снижают температуру плавления на 26,4 в) 1,02 мочевины (эмпирическая формула CH4NtO), растворенные в 51,1 г воды, снижают температуру плавления на 0,63 °С (криоскопическая константа воды 1,86 °С).

ЗАДАЧИ

1. Напишите структурные формулы следующих веществ:

а) л-динитробензола, з) 3,5-динитробензолсульфокнслоты,

б) ж-бромиитробензола, и) 4-хлор-2,3-динитротолуола,

в) о-хлорбензо!ной кислоты, к) 2-амино-5-брои-3-нитробензойной кисг) .«-нитротолуола, лоты,

д) л-бромаиилина, л) л-окснбензойнон кислоты,

е) ж-нодфенола, м) 2,4,6-тринитрофенола (пикриновой кисж) мезитилеиа(1,д15-трииет1тлбенэола), лоты).

2. Напишите структурные формулы и названия всех возможных изомеров следующих

соединений:

а) ксилола (димет ил бензола), г) дибромнитробсизола,

б) аминобензо!ной кислоты д) бромхлортолуола,

(HjNC6H4COOH), е) тринитротолуола.

в) триметилбеизола,.

3. я) Сколько изомерных мопозамещениых продуктов теоретически возможно для каждого из следующих соединений с общей формулой С6П6? б) Сколько ди:»амещснкых продуктов? в) Нулет ли хотя бы одна из этих структур приемлемой для бензола, если судить

по числу возможных изомеров?

НЕЭС—СНА—OV-CSCH НС=С—CHJ—с=с—сна

I II

НСЗ?-^СА?—СНА-СН,

111

В разд. 13.2 БУДЕТ РАССМОТРЕНО ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ВЕСОВ САМЫМ ТОЧНЫМ из ВСЕХ МЕТОДОВ—масс- спектрометрическим.)

Щ1

нгЬ/

4. Напишите структурные формулы и названия всех теоретически возможных продуктов

мононитрования в кольцо следующих веществ:

о-дихлорбензола, ж) о-хлорнитробензола,

л*-дн хлорбензола, з) л-хлор нитробензол а,

в) n-дихлорбеиаола, и) л-хлорнитробензола,

г) о-бромхлорбензола, к) 1,3,5-триметилбенз.ола,

ж-бромхлорбензола, л) 4-бром-1,2-диметилбензола,

л-бромхлорбензола, м) л-этилтолуола.

5. Напишите структурные формулы и названия всех производных бензола, которые

теоретически могут иметь указанное число изомерных производных, замещенных в

кольцо.

a) CgHie, одно монобромпроизводнос, д) С»ЛЦ, два мононитропроизводQ,H10, два монобромпронзводных, иых,

С8Ни, три монобромпроизводмых, с) С8НДГ., три мононитропроизводных

QHlf, одно мононитропроизвод- ж) Cj|His, четыре монокитропроизное водных.

6. Известны три изомерных трнбромбензола с т. пл. 44 , 87 и 120 СС. Можно ли приписать структуры этим веществам с использованием метода Кернера? Дайте обоснование

вашему ответу.

jj Электрофилъное замещение

в ароматическом ряду

ILL Введение

Для бензола характерны реакции замещения, при которых сохраняется резонансно-стабилизованная система. Реагенты какого типа могут вызвать это замещение? Каков механизм этих реакций?

Облако л-электронов расположено ниже и выш

страница 75
< 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
текст благодарности тренеру
металлический шкаф в мытищах
стул molly
рамт билет

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
(19.08.2017)