Идентификация альдегидов и кетонов.
Формальдегид (муравьиный альдегид, метаналь) представляет собой бесцветный газ с резким запахом Ткип. -19°С), поэтому обычно используют формалин - 40%-ный водный раствор формальдегида. Отличить формальдегид от других альдегидов можно с помощью реакции с фуксинсернистой кислотой (см. 2.3.5), так как окрашенный продукт взаимодействия формальдегида при добавлении нескольких капель 20%-но Н2SO4 (30) не изменяет окраски. С другими альдегидами в этих условиях продукт обесцвечивается.
Уксусный альдегид, ацетон, метилэтилкетон. В этих веществах имеется СН3СО-группировку, что позволяет их идентифицировать йодоформной пробой (опыт 2.3.4). Этаналь также восстанавливает гидроксид меди (II) (опыт 2.3.1), а кетоны различают по физическим константам.
Пропионовый и масляный альдегиды (бутаналь) открываются реакциями на алдегидную группу, в отличие от этаналя не дают иодоформной пробы(опыт 2.3.4), идентифцируют с помощью физических констант.
Трихлоруксусный альдегид (хлораль) содержит атомы хлора, поэтому его идентифцируют с помощью пробы Бейльштейна (опыт 1.3).
Бензальдегид в отличие от алифатических альдегидовневосстанавливает гидроксид меди (II), но дает другие реакции альдегидов (опыт 2.3). Бензальдегид, как и другие ароматические альдегиды, имеет характерный запах и легко окисляется кислородом воздуха, что позволяет идентифицировать эти соединения. 1 каплю альдегида наносят на предметное стекло и оставляют на 1-2 ч, в течение которых появляются белые кристаллы бензойной кислоты. Окончательно идентифицировать бензальдегид можно по физическим константам.
Циклогексанон дает положительную реакцию с гидроксиламином (опыт 2.3.1) и отрицательную иодоформную пробу, окончательно его идентифицируют по физическим свойствам.
Идентификация спиртов.
Метанол (метиловый или древесный спирт, карбинол) - очень сильный яд, поэтому при работе с ним требуется соблюдать повышенные меры безопасности. Метанол открывают по способности окисляется до формальдегида, восставливая при этом оксид меди (II) до Cu. В пробирку помещают 2-3 капли спирта. Медную проволоку (41), скрученную в спираль, дважды нагревают докрасна в пламени горелки и затем быстро опускают в спирт. Черная поверхность спирали превращается в золотистую (почему?). Образующийся при этом формальдегид открывают качественными реакциями на альдегидгную группу (опыт 2.3).
Этанол (этиловый спирт) как и метанол окисляется оксидом меди (II) в условиях предыдущего опыта до уксусного альдегида. Последний в отличие от формальдегида дает йодоформную пробу (опыт 2.3.4).
Пропан-2-ол (изопропиловый спирт) открывают иодоформной пробой, (опыт 2.3.4), однако реакцию проводят при нагревании (60°С), чтобы произошло первоначальное окисление спирта до пропанона, который является метилкетоном.
2-Метилпропан-2-ол (третбутиловый спирт) как третичный спирт легко замещает гидроксильную группу на галоген при действии HHal. К 1 мл концентрированной соляной кислоты добавляют5 капель спирта, пробирку хорошо встряхивают, наблюдая за изменениями в течение двух минут. Образующийся хлоралкан не растворим в водном растворе кислоты, поэтому наблюдается помутнение раствора. Первичные и вторичные спирты в этих условиях не реагируют.
Этан-1,2-диол (этиленгликоль), пропан-1,2,3-триол (глицерин) как многоатомные спирты открывают с помощью реакции с гидроксидом меди (II) (опыт 2.4.1). Кроме того, глицерин в результате внутримолекулярной дегидратации превращается в акролеина, который затем идентифицируют качественными реакциями на альдегидную группу (опыты 2.4).
В сухую пробирку помещают 3-5 кристаллов гидросульфата калия КHSO4 (44) и 1 каплю глицерина. Смесь осторожно нагревают на пламени горелки. Наблюдается побурение жидкости в пробирке и появление очень характерного едкого запаха акролеина, который знаком благодаря тому, что образуется в процессе жарения при подгорании жира, который представляет собой сложнвый эфир глицеринаи и высших жирных кислот. Образующийся акролеин обнаруживают по покраснению бумажки, смоченной фуксинсернистой кислотой (48) и внесенной в пробирку с веществом.
Другие спирты идентифицируют по физическим константам.
5. Идентификация сложных эфиров. Сложные эфиры алифатических спиртов представляют собой жидкости с характерным приятным фруктовым запахом, открывают реакцией с гидроксидом натрия (опыт 2.5), идентифицируют по физическим свойствам.
Аналитическая задача
КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ
1. На основании качественных реакций (табл. 2.2) необходимо установить класс соединений, к которому принадлежит неизвестное вещество: спирт, многоатомный спирт, фенол, карбоновая кислота, альдегид, кетон, метилкетон, сложный эфир карбоновой кислоты.
2. Идентифицировать неизвестное вещество путем сопоставления табличных значений констант веществ (табл. П.1.6-П.1.10) установленного класса с указанными преподавателем значениями.
3. Заполнить таблицу 2.3 и защитить задачу.
Идентификация неизвестного кислородсодержащего вещества (образец)
Таблица 2.2.
| Опыт(№) | Проба или реагент | Наблюдаемый результат (реакция положительная или отрицательная) | Вывод |
| 1.1 | Внешний вид | Бесцветная жидкость | Не фенол |
| 1.2 | Растворимость в воде Растворимость в петролейном эфире | Растворяется в воде Растворяется в петролейном эфире | Низкомолекулярные спирты, альдегиды, кетоны и кислоты, многоатомные фенолы |
| 2.1 | Кислотность среды | рН~7 | Не является карбоновой кислотой |
| 2.2 | Натрий-гидрокарбонат | Проба отрицательная: выделение пузырьков газа не наблюдается | Не является карбоновой кислотой |
| 2.3 | FeCl3, 1%-ный водный раствор | Проба отрицательная: желтая окраска сохраняется | Не является фенолом |
| 2.4 | Br2 /H2O, 1% | Проба отрицательная: желтая окраска сохраняется | Не является фенолом |
| 2.5 | Cu(OH)2 | Проба отрицательная: не изменяется цвет осадка | Не является альдегидом или кетоном |
| 2.6 | NaHSO3 | Проба отрицательная: кристаллический осадок не выпадает | Не является альдегидом или кетоном |
| 2.8 | Фуксинсернис-тая кислота | Проба отрицательная: желтая окраска сохраняется | Не является альдегидом или кетоном |
| 2.9 | Cu(OH)2 | Проба отрицательная: голубой осадок не растворяется | Не является α-гликолем |
| Опыт(№) | Проба или реагент | Наблюдаемый результат (реакция положительная или отрицательная) | Вывод |
| 2.10 | Na (мет.) | Проба положительная: наблюдается выделение пузырьков газа | Является спиртом |
| 2.11 | NaOH, фенолфталеин | Проба отрицательная: красно-малиновая окраска сохраняется | Не является сложным эфиром |
Вывод: низкомолекулярный спирт