Открытие карбонильной группы (открытие альдегидов и кетонов).
2.3.1. Реакция с гидроксиламином солянокислым. В пробирку помещают одну каплю 0,2%-ного спиртового раствора метилового оранжевого (50), 2-3 капли ацетона (18) или неизвестного вещества. Для кристаллического малорастворимого в воде неизвестного вещества, сначала готовят его (0,05 г) раствор в небольшом количестве спирта (20).Отмечают рН среды. В нейтральной среде индикатор имеет оранжевый цвет, в кислой - красный, в щелочной - желтый. В двух последних случаях доводят рН до нейтральной добавлением соответственно 1%-ного раствора гидроксида натрия или соляной кислоты.
Затем к полученной смеси добавляют 0,5 мл 3%-ного раствора НО-NН2´HCl (28), при отсутствии изменений нагревают на водяной бане, отмечая изменение цвета индикатора. Возможно выпадение кристаллов оксима карбонильного соединения.
Покраснение индикатора свидетельствует о положительной реакции на альдегид или кетон (почему?). Записывают уравнение реакции.
2.3.2. Реакция окисления альдегидов гидроксидом меди (II). В пробирку помещают 10 капель 5%-ного NаОН (6) и добавляют 1-2 капли 5%-ного раствора CuSO4 (7). К выпавшему осадку гидроксида меди прибавляют 2-3 капли неизвестного вещества и раствор встряхивают. Затем медленно нагревают в пламени горелки только верхнюю часть пробирки до начала кипения. Если вещество содержит альдегидную группу, то происходит изменение цвета осадка: вначале образуется гидроксид меди (I) желтого цвета, который при нагревании превращается в оксид меди (I) красного цвета.
Кетоны эту реакцию не дают. Уравнение реакции записывают на примере окисления уксусного альдегида.
2.3.3. Открытие альдегидов и метилкетонов реакцией с гидросульфитом (бисульфитом) натрия. На предметное стекло помещают 1 каплю насыщенного раствора NaHSO3 (25), добавляют 1 каплю ацетона (18) или неизвестного вещества, смесь перемешивают стеклянной палочкой. При образовании гидросульфитного производного карбонильного соединения выпадает кристаллический осадок. Записывают уравнение реакции, отмечают внешний вид кристаллов.
Образование кристаллического осадка свидетельствует о наличии альдегида или метилкетона..
2.3.4. Открытие метилкетонов и уксусного альдегида иодоформной пробой. К 5 каплям 2%-ного раствора йода в растворе иодида калия (9) добавляют 5%-ный NаОН (6) почти до обесцвечивания желтой окраски иода. Затем прибавляют 1-2 капли ацетона или неизвестного вещества. При наличии метилкетонной группировки выпадает желтый осадок или образуется муть, отмечается с характерным стойким «больничным»запахом йодоформа. Записывают уравнение реакции.
Уксусный альдегид (R=H), поскольку содержит метилкарбонильную группировку, также дает эту реакцию.
При нагревании иодоформную пробу дают метилкарбинолы СН3-СH(ОН)-R.
2.3.5. Открытие альдегидов и ацетона реакцией с фуксинсернистой кислотой.В пробирку помещают 0,5 мл бесцветного раствора фуксинсернистой кислоты (48), 1каплю ацетона (18) или неизвестного вещества (кристаллик твердого вещества) и полученную смесь хорошо встряхивают. При наличии альдегидной группы раствор постепенно окрашивается в малиново-красный цвет. Эту реакцию дают все альдегиды, а также диметилкетон (ацетон).
Открытие спиртов.
2.4.1. Открытие многоатомных вицинальных спиртов. Вицинальные спирты, содержащие две и более гидроксильных групп у соседних С-атомов открываются по их способности растворять в щелочной среде голубой осадок гидроксида меди (II) с образованием комплексных солей (гликолятов) меди темно-синего цвета.
К 3 каплям 5%-ного раствора СuSO4 (7) добавляют 4 капли 5%-ного раствора NаОН (6), при этом сразу выпадает голубой осадок гидроксида меди Cu(OH)2. Затем к смеси прибавляют 1-2 капли этиленгликоля (19) или неизвестного вещества, пробирку встряхивают.
При наличии многоатомного спирта голубой осадок гидроксида меди растворяется с образованием темно-синего окрашенного раствора. Записывают уравнение реакции, отмечают окраску раствора.
Если проба с неизвестным веществом положительна, то полученный раствор нагревают до кипения, наблюдая за возможными изменениями. Гликоляты устойчивы в щелочной среде и при нагревании не разлагаются. Если имеется альдегидная группа, то идет реакция Троммера (что наблюдается?).
2.4.2. Открытие одноатомных спиртов (реакция с металлическим натрием). Все гидроксилсодержащие соединения дают реакцию с металлическим натрием, внешний признак - выделение пузырьков газа (какого?). Однако, одноатомные спирты не дают положительных проб с NaHCO3 (на СООН), c Cu(OH)2 (на виц. диол), c FeCl3 (на фенолы), поэтому, если эти реакции отрицательны, а проба с натрием положительна, то предполагают наличие одноатомного спирта.
Предварительно следует абсолютизировать спирт, то есть удалить примесь воды, которая обычно присутствует в спиртах, например, этиловый спирт всегда содержит около 4,5% воды. Для удаления воды в сухую пробирку вносят 10 капель этанола (20) или неизвестного вещества, добавляют 0,1 г безводного сульфата меди (43), встряхивают и дают отстояться. Безводный сульфат меди связывает воду за счет образования кристаллогидрата СuSO4·5Н2О, при этом цвет осадка изменяется с серого на голубой. Полученный обезвоженный спирт аккуратно без осадка переливают в другую сухую пробирку, куда затем бросают маленький очищенный кусочек натрия (42). При наличии ОН-группы наблюдается выделение водорода и растворение натрия. Записывают уравнение реакции, отмечают наблюдаемый результат.
В случае отрицательной пробы остатки натрия растворяют добавлением этанола (20).
Открытие сложного эфира.
Сложные эфиры не дают рассмотренных выше качественных реакций, их можно идентифицировать, проведя гидролиз в щелочной среде (реакцию омыления). В результате образуются спирт и кислота, последняя нейтрализует щелочь и открывается по обесцвечиванию малиновой окраски фенолфталеина.
К смеси 2 капель этилацетата (21) или неизвестного вещества, 5 капель воды, 3 капель фенолфталеина (49) добавляют 1-2 капли 5%-ного раствора NaOH (6) до возникновения красного окрашивания. Если неизвестное вещество нерастворимо в воде,то его (0,05 г) растворяют в небольшом количестве спирта (20). Пробирку нагревают при встряхивании. При наличии сложноэфирной группы наблюдается исчезновение красно-малиновой окраски индикатора. Для подтверждения результата опыт повторяют.
Записывают уравнение реакции.
