Азотсодержащие соединения

Дифениламин, ацетамид и мочевина кристаллические.

HNO₃ конц., H₂SO₄ конц., 2 н NaOH, 2 н NH₄OH, насыщ.

р-р Ba(OH)₂, 10% NaNO₂; 0,2 н CuSO₄; 2 н NaNO₃.

Водяная баня; спиртовка; предметные стекла.

Цель работы: сопоставить свойства азотсодержащих соединений, познакомиться с их качественными реакциями.

Опыт 9.1. Образование и гидролиз сернокислой соли

дифениламина (ДФА).

На предметное стекло поместите несколько кристаллов ДФА, а на них 2-3 капли H₂SO₄ конц.

С теклянной палочкой размешайте кристаллы до их растворения, т.е. образования соли гидросульфата дифениламмония. С помощью стеклянной палочки перенесите часть раствора образовавшейся соли на другие участки предметного стекла (см. рис.7.)для проведения нескольких ка-

пельных проб.на предметном стекле:

Рис. 7. Капельные реакции ДФА

(а) гидролиз соли (оп.9.1.);

(б) реакция с HNO₃ (оп.9.2.);

(в) реакция с NaNO₃ (оп.9.2).

Добавьте на край одной из капель (другой палочкой ) каплю воды. В месте соприкосновения раствора соли и воды немедленно происходит гидролиз соли и выделение белого осадка свободного ДФА. Напишите реакции образования и гидролиза гидросульфата дифениламмония.

(Амины - органические основания. Анилин – (фениламин) –более слабое основание, чем алифатические амины: неподеленная пара электронов азота взаимодействует с сопряженной электронной системой бензольного ядра. Введение второй фенильной группы еще больше ослабляет основные свойства аммиака, ДФА образует соли только с концентрированными кислотами, а при разбавлении водой немедленно происходит гидролиз соли).

Опыт 9.2. Цветная реакция ДФА с HNO₃ и нитратами.

Приготовить очень разбавленный раствор азотной кислоты: в пробирку 1 кап. HNO₃ и долить водой почти до верха.

Одну каплю полученного разбавленного раствораHNO₃ поместить на предметное стекло рядом с каплей сернокислого раствора ДФА. В месте соприкосновения капель (см. рис.7б) появляется интенсивное синее окрашивание.

Чтобы избежать гидролиза, - при проведении цветной реакции нужно

о с т е р е г а т ь с я и з б ы т к а в о д ы.

Дифениламин является реактивом на HNO₃, т.к. при действии ее на раствор ДФА в конц. H₂SO₄ образуется темно-синего цвета аммониевая соль дифенилбензидина:

Интенсивная окраска вещества обусловлена наличием в молекуле системы сопряженных двойных связей.

Реакция используется для количественного колориметрического количественного определения концентрации HNO₃.

Сделайте аналогичные пробы с растворами NaNO₃, NaNO₂, KMnO₄.Эта реакция очень чувствительна и широко используется для санитарно-химического контроля загрязнения овощей нитратами, а рек – сточными водами.

Опыт 9.3. Щелочной гидролиз ацетамида.

Поместить в пробирку несколько кристаллов ацетамида, добавить 8 капель NaNO₂ и 2 кап. конц. HNO_3. Греть на спиртовке_. Влажным красным лакмусом обнаружить аммиак.

Написать уравнение реакции.

Опыт 9.4. Дезаминирование ацетамида.

Поместить в пробирку несколько кристаллов ацетамида, добавит 2-3 капли NaNO₂ и 2 капли конц. HNO₃. Греть на спиртовке_. С помощью влажного красного лакмуса убедиться в отсутствии аммиака в отходящем газе. Зафиксировать появление запаха уксусной кислоты.

Написать уравнение реакции.

Опыт 9.5. Растворимость мочевины в воде и образование ее

азотнокислой соли.

(а) В пробирку насыпать 1 лопаточку сухой мочевины, добавить 1 каплю Н₂О (отметить очень хорошую растворимость мочевины в воде).

(б) к раствору мочевины добавить 2 капли конц. HNO₃ и встряхнуть, - сразу или через несколько секунд начинается образование кристаллов азотнокислой мочевины ( реагирует мочевина с одной молекулой HNO₃).

Написать уравнение реакции.

Кристаллы сохранить для следующего опыта.

Опыт 9.6. Дезаминирование мочевины.

К кристаллам азотнокислой соли мочевины (из оп. 9.5.) добавить 2-3 капли NаNO₂ (написать уравнение реакции образования NaNO₂). При встряхивании немедленно начинается выделение газа (СО₂ и N₂). С помощью влажного красного лакмуса убедиться, что здесь нет аммиака.

Написать уравнение.

Реакция разложения мочевины азотистой кислотой испльзуется для количественного определения мочевины по методу ван Слайка ( измеряется объем выделившегося азота).

Опыт 9.7. Гидролиз мочевины, доказательство ее строения.

В пробирку поместить 1 лопаточку мочевины и добавить (не смачивая стенок пробирки) 6 капель Ba(OH)₂. Пробку закрыть не плотно и вставить влажный красный лакмус ( рис.8). Греть 15-20 мин. на водяной бане. Объяснить посинение лакмуса и появление мути в пробирке.

Написать уравнение реакции.

Рис.8

Опыт 9.8. Разложение мочевины при нагревании. Образование

биурета и циануровой кислоты. Биуретовая реакция.

В сухую пробирку поместить 2 лопаточки мочевины и осторожно нагревать (~ 5 см от пламени горелки). Сначала начинается плавление, затем выделение пузырьков газа, - аммиака, который можно зафиксировать по запаху и влажным красным лакмусом.

Вскоре выделение газа прекращается, а реакционная масса затвердевает вследствие образования биурета и циануровой кислоты. Разделить эти вещества можно, используя их различную растворимость в воде.

Пробирку о х л а д и т ь, добавить 10 капель Н₂О и 2-3 мин.

к и п я т и т ь.

Легко растворимый биурет перейдет в раствор. Осадку циануровой кислоты дать отстояться, а раствор биурета слить в другую пробирку.

Опыт 9.8.1. К раствору биурета добавить 2-3 капли NаOH. При

этом исчезнет (если попала в раствор) муть от циануровой кислоты.

Добавить 1 каплю CuSO₄, - появляется розово-фиолетовое

окрашивание комплексной соли меди, - биуретовая реакция (избытокCuSO₄ вреден, т.к. маскирует характерную розовую окраску).

мочевина биурет

Название продукта – биурет – от латинских (by=два; urea=мочевина).

Биуретовая реакция является одной из главных качественных реакций на пептидную связь в пептидах и белках.

Опыт 9.8.2. К оставшемуся осадку циануровой кислоты добавить 2-

3 капли 2н NH₄OH, энергично встряхнуть и добавить 1 каплю CuSO₄.

Образуется с и р е н е в ы й о с а д о к комплексной медной соли циануровой кислоты.

Сама циануровая кислота – продукт взаимодействия трех молекул мочевины:

Мочевина Ц и а н у р о в а я к и с л о т а

(две таутомерные формы )

Объясните, почему циануровая кислота (“тримочевина”), не имеющая кислотной карбоксильной группы – СООН, является кислотой.

Лабораторная работа N10