Лабораторна робота № 1 Якісне виявлення Карбону, Гідрогену, Нітрогену,Сульфуру, галогенів

Мета: навчитись лабораторним шляхом доводити наявність Карбону, Гідрогену, Нітрогену, Сульфуру, Хлору в органічних сполуках.

Обладнання та реактиви: штатив з пробірками, воронка з фільтром, корки з газовідвідними трубками, нагрівальний пристрій, пробіркотримач, сахароза, купрум (ІІ) оксид, мідна дротина, вапняна вода, сечовина, натрій металевий (невеликий шматочок), етиловий спирт, дистильована вода, HCl (2 н розчин), FeSO₄ (1 %- ний розчин), FeCl₃ (1 %-ний розчин ), Pb(CH₃COO)₂ (2 н розчин), NaOH (2 н розчин), хлороформ, розчин білка.

Правила охорони праці:

1) під час виконання досліду на виявлення Карбону та Гідрогену не можна припиняти нагрівання суміші на полум`ї до закінчення реакції, бо інакше відбудеться всмоктування холодної вапняної води в пробірку з сумішшю. Внаслідок різниці температур, пробірка з сумішшю може розірватися;

2) виконання досліду на виявлення Нітрогену шляхом сплавлення сечовини з натрієм здійснювати лише в витяжній шафі за склом або в захисних окулярах, використовувати лише невелику порцію цього металу (величиною з горошину), дотримуватись обережності при нагріванні, оскільки за умови необережного поводження з натрієм може статися нещасний випадок;

3) виконання досліду на виявлення Хлору в хлороформі проводити в витяжній шафі, нагрівати обережно, бо хлороформ – наркотична речовина, що всмоктується через шкіру й токсично діє на внутрішні органи людини.

Теоретичні відомості

До складу органічних речовин крім Карбону найчастіше входять ще Гідроген, Оксиген та Нітроген. Поряд з ними в молекулі органічної речовини можуть міститись ще й інші елементи, наприклад Сульфур, галогени, Фосфор та ін.

Для визначення елементів, що входять до складу органічних сполук, їх необхідно попередньо перевести в неорганічні речовини, для подальшого дослідження яких застосовують методи звичайного якісного аналізу. Наприклад, спеціальними методами Карбон переводять в вуглекислий газ, Гідроген – в воду, Нітроген - в ціаністий натрій, Сульфур – в натрій сульфід і т.д.

Розглянемо визначення Карбону, Гідрогену, Нітрогену, Сульфуру і галогенів. Для визначення Оксигену звичайно не користуються якісними реакціями. Про його присутність найчастіше роблять висновок за даними кількісного аналізу.

Дослід 1. Виявлення Карбону і Гідрогену в досліджуваній речовині

Для виявлення Карбону й Гідрогену досліджувану органічну речовину нагрівають у пробірці з сухим купрум (ІІ) оксидом. При цьому з Карбону органічної речовини й Оксигену купрум (ІІ) оксиду утворюється вуглекислий газ, а з Гідрогену органічної речовини й Оксигену купрум (ІІ) оксиду – вода. Купрум (ІІ) оксид при цьому відновлюється до металічної міді.

У суху пробірку внесіть добре перемішану суміш 0,2 – 0,3 г досліджуваної речовини (сахарози) з 1-2 г порошку купрум (ІІ) оксиду. Пробірку закріпіть у затискачі штатива майже в горизонтальному положенні так, щоб верхній її кінець із корком був трохи вище нижнього . У верхню частину пробірки покладіть шматочок свіжопрожареного (безбарвного) купрум (ІІ) сульфату і щільно закрийте корком з газовідвідною трубкою. Кінець трубки занурте у пробірку з 4-5 мл вапняної води .

Спочатку всю пробірку із сумішшю обережно нагрівайте на невеликому полум’ї пальника, а потім сильно нагрійте її нижню частину із досліджуваною речовиною. Що спостерігається? Складіть рівняння відповідних реакцій та зробіть висновок.

Дослід 2. Виявлення Нітрогену

У суху пробірку помістіть 0,2-0,3 г сечовини (декілька кристаликів) і внесіть невеликий шматочок (величиною з горошину) Натрію, відтисненого між аркушами фільтрувального паперу і очищеного від оксидної плівки. Суміш обережно нагрівайте в полум’ї пальника до сплавлення сечовини з натрієм – до червоного розжарювання (витяжна шафа), відбувається спалах та обвуглення речовини. При цьому досліджувана речовина розкладається, і Нітроген з’єднується з Карбоном, утворюючи ціанід натрію.

В остиглу пробірку внесіть декілька крапель етилового спирту для видалення залишків натрію. Потім додайте 4 –5 мл дистильованої води, нагрійте до розчинення сплаву.

До розчину послідовно додайте 2-3 мл свіжоприготованого концентрованого розчину ферум (ІІ) сульфату, кілька крапель розчину ферум (ІІІ) хлориду і підкисліть 1% -ним розчином хлоридної кислоти до слабкокислої реакції. Що спостерігається? Складіть рівняння відповідних реакцій та зробіть висновок.

Дослід №3. Виявлення Сульфуру

Помістіть у пробірку декілька крапель розчину плюмбум ацетату і долийте по краплям розчин лугу до появи і розчинення осаду, що випав спочатку.

До отриманого плюмбіту натрію долийте розчин білка, нагрійте суміш до кипіння .

Що спостерігається? Складіть рівняння відповідних реакцій та зробіть висновок.

Дослід №4. Виявлення галогенів

Для виявлення галогенів часто користуються реакцією забарвлення полум’я , запропонованою Ф.Ф.Бейльштейном.

З тонкого мідного дроту виготовте невелику спіраль із вільним кінцем, завдовжки не більше 15-20 см. Спіраль прожарте в окисному полум’ї пальника до зникнення забарвлення полум’я й утворення на поверхні спіралі купрум (ІІ) оксиду. Після охолодження окиснену спіраль занурте в пробірку з хлороформом і знову внесіть в полум’я пальника. Що спостерігається? Складіть рівняння відповідних реакцій та зробіть висновок.