Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Количественный элементарный анализ органических веществ

Задачей количественного органического элементарного анализа является определение процентного содержания отдельных элементов, входящих в состав органического вещества.

Принцип анализа, предложенный еще сто лет назад Либи-хом и не претерпевший существенных изменений до настоящего времени, заключается в разрушении органического вещества путем сожжения с последующим количественным улавливанием продуктов сгорания. Что касается техники проведения анализа, то она в настоящее время достигла существенных успехов. Несомненно, самым значительным достижением явилась разработка микроаналитического метода, при котором для проведения количественного элементарного анализа требуется всего лишь несколько миллиграммов вещества.

Так называемый «макроанализ», для проведения которого требовалось брать навески в 0,2—0,5 г вещества, постепенно теряет свое значение. Если в промышленности он еще имеет некоторое применение, то научные лаборатории в настоящее время работают только с навесками в несколько миллиграммов (микроанализ) или в крайнем случае в несколько десятков миллиграммов (полумикроанализ). В последние годы начал развиваться ультрамикроанализ (навески в 0,1—0,01 мг).

Определение углерода и водорода

Классическим методом микроаналитического определения углерода и водорода является метод Прегля. По этому методу пары вещества окисляют, пропуская их в смеси с кислородом через нагретый до 750 °С слой окиси меди и хромата свинца, помещенный в трубку для сожжения. Двуокись углерода и вода улавливаются в поглотительных аппаратах и определяются, по привесу. Продукты окисления других элементов задерживаются находящимися в трубке для сожжения поглотителями (серебро и двуокись свинца). Менее распространен метод каталитического сожжения; в этом случае вместо окиси меди и хромата свинца в трубке для сожжения находится платиновый контакт и окисление происходит только за счет газообразного кислорода.

Но.вый скоростной метод микроаналитического определения углерода и водорода разработан за последние годы в Институте органической химии Академии наук СССР (М. О. Коршун, В. А. Климова). По этому методу навеску вещества подвергают быстрому термическому разложению (в особом стаканчике) при недостатке кислорода; продукты пиролиза (при выходе из стаканчика) в присутствии избытка кислорода окисляются почти нацело до Н2О и СО2. Окончательное окисление продуктов пиролиза происходит при прохождении их в смеси с большим избытком кислорода через нагретую до 850—950°С зону пустой трубки для сожжения. Скорость пропускания кислорода в этом методе достигает 35—50 мл в минуту, т. е. в 10 раз превышает скорость пропускания кислорода при прежних микроаналитических методах. Применение этого метода дает возможность производить сожжение навески органического вещества в течение 10—15 мин (при обычных микроаналитических методах время осаждения составляет 30—45 мин).

Еще быстрее можно определять углерод и водород, если вместо улавливания и взвешивания устанавливать количество СО2 и Н2О по давлению паров. Такой метод требует, однако, более сложной аппаратуры.

Если в органическом веществе присутствуют другие элементы, кроме углерода, водорода и кислорода, то летучие продукты их окисления улавливают за пределами трубки для сожжения, в специальных аппаратах, и эти продукты окисления, таким образом, не мешают количественному определению углерода и водорода в виде двуокиси углерода и воды. Такой принцип работы дает возможность одновременно с углеродом и водородом определять другие элементы (нелетучие продукты сгорания определяются путем взвешивания остатка).

Определение галоидов и серы

При анализе органических веществ, содержащих галоид и серу, в основном сохраняется общий принцип метода — сожжение в незаполненной окислителем трубке; поглощение галоидов или серы производится в специальном аппарате, наполненном металлическим серебром. При 450 °С металлическое серебро количественно поглощает хлор, бром и иод, а при 500—750 °С — окислы серы. Серебро помещают перед поглотительными аппаратами для двуокиси углерода и воды. Таким образом одновременно определяют углерод, водород и галоиды или углерод, водород и серу. Для микроаналитического определения галоидов может быть также применен один из следующих методов:

1. Гидрирование галоидсодержащего органического вещества в присутствии никелевого катализатора. Образующаяся при этом галоидоводородная кислота обычно определяется объемным методом.

2. Разложение органического вещества металлическими натрием, кальцием или литием в соответствующих растворителях (спирты, этаноламин, диоксан и др.). Образующиеся при этом галоидные соли определяются одним из методов неорганического анализа.

3. Разложение органического вещества металлическим калием без применения растворителя и определение образующегося галогенида калия.

Быстрый и точный метод микроаналитического определения серы заключается в следующем. Вещество подвергают сначала термическому разложению, а затем продукты пиролиза восстанавливают в быстром токе водорода. Часть углерода выделяется в виде угля. Летучие продукты разложения проходят над платиновым катализатором, нагретым до 550—900 °С. Сера, содержащаяся в веществе, количественно переходит в сероводород, который поглощается сульфатом цинка; образовавшийся сульфид определяют иодометрически. Улавливание сероводорода и окисление его иодом протекает по уравнениям:

H2S + ZnSO4 + 2CH3COONa -----> ZnS + Na2SO4 + 2CH3COOH

ZnS + J2 + 2HCl -----> S + 2HJ + ZnCl2

Определение азота

Микроаналитическое определение азота проводится по методам Дюма и Кьельдаля.

По методу Дюма, органическое вещество, содержащее азот» сжигается за счет кислорода раскаленной окиси меди в трубке, наполненной двуокисью углерода. При этом углерод окисляется в двуокись углерода, водород — в воду, а весь содержащийся в веществе азот выделяется в виде элементарного азота, который количественно вытесняется углекислым газом в азотометр с раствором едкого кали. Углекислота поглощается щелочью, а газообразный азот собирается в верхней, градуированной части азотометра (обычно емкостью 2 мл с градуировкой до 0,01 мл), где измеряется его объем. После приведения полученного объема газа к нормальным условиям вычисляется процентное содержание азота в веществе.

По методу Кьельдаля вещество, содержащее азот, разрушают концентрированной серной кислотойколбе Кьельдаля) в присутствии различных катализаторов (PtCl4, PdCl2, CuO, HgO, Se и др.), причем образуется сульфат ам,мония. Последний под действием щелочи выделяет сзободный аммиак, который отгоняют с паром и титруют кислотой.

Определение кислорода

Определение кислорода обычно производится косвенным путем; если после определения процентного содержания в веществе всех найденных элементов сумма отличается от 100%, то разность и составляет процентное содержание кислорода. Единственный метод прямого определения кислорода в органических веществах, который можно считать надежным, заключается в восстановлении продуктов термического разложения вещества накаленным углем в токе азота. По этому методу вещество подвергают разложению в токе азота (предварительно тщательно очищенного от примеси кислорода) в кварцевой трубке. Продукты разложения проходят через накаленный до 1150 °С слой гранулированной сажи. При этом кислород количественно переходит в окись углерода, которая, проходя через нагретый слой пятиокиси иода или окиси меди, количественно окисляется в двуокись углерода.

Если органическое вещество, кроме углерода, водорода, кислорода и азота, содержит также другие элементы, то их можно определять после предварительного окисления вещества нагреванием с дымящей азотной кислотой (сожжение по Кариусу). При этом галоиды определяют в виде галогенидов серебра, серу— в виде сульфата бария, фосфор — в виде пирофосфата магния. Металлы, содержащиеся в веществе, могут быть также определены обычными методами неорганической химии.

Предыдущая страница | Сдедующая страница

СОДЕРЖАНИЕ


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн