НЭС/Органический анализ

Органический анализ
Новый энциклопедический словарь
Brockhaus Lexikon.jpg Словник: Ньюфаундленд — Отто. Источник: т. 29: Ньюфаундленд — Отто (1916), стлб. 613—617 ( скан ) • Другие источники: ЭСБЕ
 Википроекты: Wikipedia-logo.png Википедия Wikidata-logo.svg Данные


Органический или элементарный анализ — качественное или количественное определение состава органических веществ. Качественный анализ органических веществ почти не имеет общих реакций с анализом неорганических веществ. Употребление обычных приемов химического анализа не достигает цели, так как органические вещества (за исключением кислот и их солей) не электролиты, т.-е. их растворы не содержат свободных ионов, как соединения неорганические. Количество органических соединений по сравнению с неорганическими весьма велико, но по большей части не существует достаточно характерных реакций для отдельных членов определенного класса веществ и для установления принадлежности к тому или другому классу тел бывает необходим количественный элементарный анализ. В то время как в неорганическом анализе главной целью является определение числа входящих в состав его элементов, катионов и анионов, в О. анализе число элементов в общем довольно ограничено, и главным является исследование, в какой форме находятся найденные элементы, т.-е. что за соединение представляет собой данное вещество. Благодаря многочисленным случаям изомерии одинаковых по элементарному составу соединений исследование их в большинстве случаев бывает весьма затруднительным. Главной частью О. анализа является определение углерода, водорода, кислорода и азота, которые входят в состав значительного количества органических веществ; углерод входит в состав всех, водород почти во все. Другие элементы (галоиды, сера, фосфор, металлы) встречаются реже. Для установления, какие элементы входят в состав органического вещества, это последнее должно быть разрушено. Для открытия углерода его подвергают нагреванию; органическое вещество характеризуется тем, что оно способно более или менее быстро сгорать. Нагревание производят на платиновой пластинке или в стеклянной пробирке; если таким образом не удалось установить присутствия углерода, то небольшое количество вещества смешивают в пробирке с окисью меди и нагревают, кислород меди окисляет углерод в углекислоту, а с водородом дает воду. Получаемый при нагревании газ поглощается баритовой водой, и образование углекислого бария служит доказательством присутствия углерода. Если остается после нагревания на платиновой пластинке зола, то ее исследуют обычным образом на присутствие неорганических веществ. Для испытания на присутствие галоидов вещество нагревается с медной проволокой, и в присутствии хлора получается зеленое, бром и иод дают более голубое окрашивание. Для открытия связанного азота, серы и галоидов сплавляют вещество с металлическим калием или натрием, и в этом случае азот дает цианистый калий, сера дает сернистый калий, галоиды дают галоидное соединение калия. При растворении сплавленной массы делают реакции на данные соединения, для чего фильтрат делится на три части: к одной для пробы на азот прибавляют три, четыре капли раствора солей окиси и закиси железа и еще щелочную жидкость нагревают и затем по охлаждении пересыщают соляной кислотой; уже следы азота дают слабозеленый раствор, при большом количестве получается осадок берлинской лазури. Со второй частью фильтрата делают пробу на серу (сернистый калий), т.-е. или помещают каплю щелочной жидкости на серебренную пластинку, получается почернение серебра от образования сернистого серебра, или пробуют с нитропруссиднатрием: фиолетовое окрашивание указывает на присутствие серы. В отсутствии азота третью часть фильтрата нагревают с азотной кислотой и прибавляют азотнокислое серебро, которым открывают галоиды. Если найден азот, то для открытия галоидов берется новая проба вещества, которая прокаливается с чистой известью или натронной известью; из азота при этом получается аммиак, который улетучивается, а галоиды дают галоидное соединение с кальцием; в нем при помощи азотнокислого серебра открывают галоиды. Сплавлением вещества с содой и селитрой можно открыть галоиды, серу, фосфор и мышьяк. Сплавленное вещество растворяется: 1) прибавлением соляной кислоты и хлористого бария открывается сера в виде серной кислоты, 2) прибавлением азотной кислоты и азотнокислого серебра пробуют на галоиды, 3) прибавлением азотной кислоты и молибденовокислого аммония на холоду открывают фосфорную кислоту, при нагревании мышьяковую. О присутствии металлов судят по образованию нелетучего остатка при прокаливании пробы вещества на платиновой пластинке. В таком случае вещество нагревается с дымящейся азотной кислотой в запаянной трубке. Металлы получаются в виде нитратов, а металлоиды в виде кислот, и их определяют обычными способами неорганического анализа. Для количественного О. анализа необходимо, чтобы анализируемое вещество было абсолютно химически чисто и высушено до постоянного веса. Определение углерода и водорода производится одновременно по Либиху сожиганием вещества. Сущность сжигания состоит в том, что определенное количество вещества при помощи окислителей совершенно окисляется, полученная из углерода угольная кислота и из водорода вода поглощаются и взвешиваются. Кислород для окисления получается из окиси меди, реже из хромистого свинца. Окись меди употребляется в виде мелких кусочков проволоки, пред анализом она прокаливается в струе кислорода. Хромовокислый свинец сплавляется и измельчается. Сожжение производится или в открытой с обоих концов трубке из тугоплавкого иенского стекла, или в запаянной с одного конца трубке. Для поглощения воды употребляется хлоркальциевая трубка (рис. 1), для поглощения углекислоты кали-аппарат (рис. 2). Рис. 1. Хлоркальциевая трубка.
Рис. 1. Хлоркальциевая трубка.
Рис. 2. Кали-аппарат Либиха.
Рис. 2. Кали-аппарат Либиха.
Вместо кали-аппарата можно поглощать углекислоту в трубочке с натронной известью. Снаряжение сожигательной трубки и ход сожжения зависят от того, в какой трубке производится сжигание. Вещество или сжигается, смешанное с окисью меди прямо в трубке, или его помещают в лодочку из фарфора или из платины. Печь для сжигания может быть газовая или электрическая (см. рис. 15, 11 и 12 к ст. «Нагревание»). Необходимый при сжигании кислород прежде, чем поступать в трубку для сжигания, должен быть высушен, и для этой цели употребляется сушильный аппарат (рис. 3), состоящий из 4 склянок: двух, наполненных крепкой серной кислотой, и двух с хлористым кальцием. Если сжигание производится в открытой трубке, то тщательно вымытая и высушенная трубка наполняется только-что прокаленной в железном или медном тигле и еще теплой окисью меди, которой дают остыть прямо в трубке, закрыв трубку пробками с хлоркальциевыми трубочками, чтобы не попала влага из воздуха во время остывания, или же окись меди прямо прокаливается в трубке; количество окиси берется такое, чтобы она заняла около 32—45 стм.; с обеих сторон окиси меди помещаются по короткой в 2 стм. медной окисленной спирали, затем в конец трубки, обращенной к поглотительным приборам, помещается восстановленная медная спираль, с другого конца за окисленной медной спиралью помещается лодочка с точно отвешенным количеством (около 0,2 грм.) вещества, за лодочкой снова помещается медная спираль. Начинается сжигание таким образом, что сначала осторожно нагревают концы трубки, понемногу приближаясь к лодочке с веществом; когда вещество начинает обугливаться, нагревают сильнее и под конец закрывают все кафели. Можно с самого начала сжигания начать осторожно пропускать кислород, когда вещество уже обуглилось. Рис. 3.
Рис. 3.
Конец сжигания узнается по тому, когда чрез прибор будет идти чистый кислород, что узнается по вспыхиванию пламени на тлеющей лучинке; тогда вместо кислорода пропускается воздух, и тушится пламя, и когда весь кислород удален, приборы, поглощавшие воду и углекислоту, снимаются, закрываются и после ½—1 часа стояния в весовой комнате взвешиваются. Сжигание требует около 2-х часов времени. Вычисление анализа будет следующее:

При сжигании азот содержащих веществ для разложения образующихся окислов азота помещаются две восстановленные медные спирали, которые отнимают кислород, а азот не поглощается ни хлористым кальцием, ни едким калием. При сжигании веществ, содержащих галоиды, вместо медных восстановленных спиралей берутся спирали из металлического серебра, которые поглощают галоиды. Если вещество содержит серу, то прибавляется к нему хромокислый свинец, который дает сернокислый свинец, не изменяющийся при сжигании. Хромокислый свинец прибавляется и в том случае, если вещество содержит щелочи. Определение углерода мокрым путем имеет значение только для веществ взрывчатых или содержащих много серы, мышьяка или фосфора. В этом случае отвешенное количество вещества нагревается со смесью хромовой кислоты и крепкой серной кислоты, и получаемую углекислоту поглощают в кали-аппарате; водород же не может быть определен. Азот определяется в органических веществах по способу Дюма и др., описанных в статье «Нитрометрия». В последнее время Денкстедт предложил упрощенный способ сжигания при помощи платиновой спирали в качестве катализатора. Все сжигание ведется в атмосфере кислорода для поглощения окислов азота, серы и галоидов, в трубке помещается перекись свинца и серебром. Сжигание производится в приборе Денкстедта (рис. 4). По способу Денкстедта можно одновременно определять углерод, водород, азот, галоиды и серу. Определение галоидов производится по Кариусу. Вещество (около 0,2 грм.) запаивается в толстостенную трубку из тугоплавкого стекла с 1—2 кс. чистой азотной кислоты удел. веса 1,5 и с 1—2 грм. азотнокислого серебра. Трубка нагревается при 300° в зависимости от вещества несколько часов или даже несколько дней, после чего полученное галоидное серебро обычным образом взвешивается. Рис. 4. Прибор для сжигания по Денкстедту.
Рис. 4. Прибор для сжигания по Денкстедту.
По Кариусу можно определять также серу, фосфор и мышьяк, которые дают при этом серную, фосфорную и мышьяковую кислоты, определяемые обычными способами. Фосфор можно определять по Нейманну; для этого вещество озоляется 10—20 кс. смеси равных объемов крепких серной и азотной кислот, затем кислая жидкость разводится водой до 140 кс. и прибавляется 40 кс. 10% раствора молибденовокислого аммония, осадок отфильтровывается, промывается ледяной водой, до исчезновения кислой реакции растворяется в ½ нормальной едкой щелочи в определенном количестве, нагревается до кипения для удаления аммиака и по охлаждении определяется титрованием ½ норм. серной кислотой избытка ½ норм. едкой щелочи. Вычисление состоит в том, что из количества прибавленных куб. сант. ½ норм. щелочи вычитается количество куб. сан. ½ норм. серной кислоты и разность умножается на 0,554, что дает количество фосфора в миллиграммах. Определение металлов производится после озоления или прокаливанием или озоления по Нейманну смесью крепких азотной и серной кислот обычными способами неорганического анализа. Руководства по О. анализу: Н. Меншуткин, «Аналитическая химия»; W. Vaubel, «Die physik. u. chemische Methoden der quantit. Bestimmungen organischer Verbindungen» (т. II, 1902); Th. Weyl, «Die Methoden der organischen Chemie» (т. I, общая часть, 1909); Hoppe-Seyler, «Handbuch der phys. und path.-chemischen Analyse» (1909); M. Dennstedt, «Anleitung zur vereinfachten Elementaranalyse».

Е. Ковалевская.