مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

مقدمه

آزمون حلاليت

حلاليت تركيبات آلي را مي‌توان در دو بخش اصلي گنجاند:

الف) حلاليتي كه يك واكنش شيميايي نيروي محركه‌ي آن است. (واكنش‌ اسيد- باز)

ب) حلاليتي كه فقط يك مخلوط شدن ساده‌ي فيزيكي است. (حل شدن يد در تتراكلريدكربن)

تركيبات مختلف آلي به خاطر داشتن ساختمان شيميايي متفاوت، مثلاً داشتن گروه‌هاي عاملي مختلف، حلاليت متفاوتي در حلال‌هاي گوناگون خواهند داشت. از طرف ديگر ممكن است وجود عامل مشترك در تركيبات مختلف يا تشابه ساختمان باعث شود ميزان حلاليت برخي مواد مشابه هم باشد. بر اين اساس حل شدن ماده‌اي در يك حلال مشخص در بيشتر موارد اطلاعات سودمندي را از نقطه‌نظر ساختمان تركيب در اختيار مي‌گذارد. دسته‌بندي مواد از نظر حلاليت، ماده مجهول موردنظر را در گروه خاصي از تركيبات قرار مي‌دهد. شناسايي گروه و تركيبات هم رده مجهول در اكثر موارد ما را در يافتن شيوه‌هاي مطلوب در امر جداسازي و شناسايي كمك مي‌كند. مطابق تعريف تركيبي محلول در يك حلال گفته مي‌شود كه به ميزان g3 در ml100 آن حلال حل شود. به طور كلي حلاليت در آب با هيدروكلريك اسيد 5%، سديم هيدروكسيد5%، سديم بي‌كربنات5%، سولفوريك اسيد سرد و غليظ غالباً به نوع اطلاعات در مورد تركيب به ما مي‌دهد:

الف) اثبات حضور يك گروه عاملي

ب) حدود جرم مولكولي

ج) حصول جزئياتي از گروه عاملي خاص

 

الكل‌ها

اگر به عنوان يك شيمي‌دان آلي قرار بود 10 تركيب آليفاتيك انتخاب كنيد و سپس در جزيره‌اي رها شويد شما قطعاً الكل‌ها را برمي‌گزيديد شما مي‌توانيد از آنها تقريباً هر تركيب آلي ديگر بسازيد: آلكيل هاليدها، آلكن‌ها، اترها، آلدهيدها، كتون‌ها، اسيدها، استرها و ده‌ها تركيب ديگر. از آلكيل هاليدها، مي‌توانيد واكنش‌گر گرينيار را بسازيد و از واكنش اين واكنش اين واكنش‌گرها با آلدهيدها و كتون‌ها الكل‌هاي پيچيده‌تري را بدست آورد و غيره. در آن جزيره‌ي دور افتاده، از الكل‌هاي خود نه فقط به عنوان ماده‌ي خام استفاده مي‌كنيد، بلكه آنها را به دفعات، به عنوان حلال براي انجام واكنش‌ها و براي متبلور كردن فرآورده‌ها به كار مي‌بريد.

 

ساختار الكل‌ها

فرمول عمومي الكل‌ها ROH است كه در آنR يك گروه آلكيل يا آلكيل استخلاف شده است اين گروه مي‌تواند نوع اول، دوم يا سوم باشد. همه‌ي الكل‌ها داراي گروه هيدروكسيل (OH) هستند كه به عنوان گروه عاملي، خواص مشخصه‌ي اين خانواده از تركيب‌ها را تعيين مي‌كند. تغيير و تنوع در ساختارR مي‌تواند به سرعت واكنش‌هاي الكل‌ها و حتي در موارد معدودي بر نوع واكنش‌ها تأثير گذارد. لازم به تذكر است كه الكل‌ها با دو سيستم اصلي كه يكي نام عادي كه در مورد الكل‌هاي ساده‌تر به كار مي‌رود و ديگري نام آيوپاك نام‌گذاري مي‌شوند.

 

 

خواص فيزيكي الكل‌ها

از دو واحد ساختاري الكل (ROH) اين گروهOH است كه سبب خواص فيزيكي مشخصه‌ي آن مي‌شود و گروه آلكيل بسته به اندازه و شكل‌اش اين خواص را تعديل مي‌كند. گروه هيدروكسيل كاملاً قطبي است و نكته بسيار مهم اينكه، داراي هيدروژني است كه به عنصر به شدّت الكترونگاتيو، اكسيژن پيوند دارد. يك الكل با استفاده از گروه هيدروكسيل مي‌تواند پيوند هيدروژني تشكيل دهد.

اگر در دماي جوش الكل‌ها دقت كنيم با افزايش تعداد كربن دماي جوش بالا مي‌رود و با شاخه‌دار شدن زنجير دماي جوش پايين مي‌آيد البته الكل‌ها همانند آب مايع‌هاي به هم پيوسته‌اند؛ دماي جوش بالاي آنها به علت نياز به انرژي بيشتر براي شكستن پيوندهاي هيدروژني است كه مولكول‌ها را در كنار يكديگر نگه داشته‌اند. از آنجا كه نيروهاي بين مولكولي آلكل‌ها همانند نيروهاي بين مولكولي آب است دو نوع مولكول با يكديگر قابل اختلاط‌اند: انرژي لازم براي شكستن يك پيوند هيدروژني بين دو مولكول آب يا دو مولكول الكل، با تشكيل يك پيوند هيدروژني بين يك مولكول آب و يك مولكول الكل تأمين مي‌شود. اما اين موضوع در مورد الكل‌هاي سبك، يعني الكل‌هايي كه در آنها گروهOH بخش بزرگي از مولكول را تشكيل مي‌دهد، صادق است با بزرگ‌تر شدن گروه آلكيل شبه آلكان انحلال‌پذيري در آب كاهش مي‌يابد.

 

روش كار

ابتدا آزمون حلاليت را در مورد مايع مجهول انجام داديم به اين ترتيب كه 10 قطره از مايع مجهول را داخل لوله‌ي آزمايش ريختيم و cc2 از حلال به آن اضافه كرديم. مايع موردنظر ما ابتدا در آب حل شد پس اتر را امتحان كرديم كه در آن هم حل شد و سپس محلول را در كاغذ لتيموس امتحان كرده كه بدون تغيير باقي ماند در نتيجه دسته‌ي حلاليت مايع مجهول ماS₁ بود. (S₁: الكل‌هاي تك عاملي آلدئيدها، كتون، استرها، نيتريل‌ها و آميدهاي با 5 اتم كربن يا كمتر)

 

آزمون شعله

مقداري (cc2) مايع مجهول را روي يك كاغذ صافي ريخته سپس آن را به شعله نزديك كرديم شعله‌ي زرد بدون دود كه نتيجه مايع‌ها يك تركيب آليفاتيك است.

 

شناسايي

ابتدا آزمون 2و 4 دي نيترو فنيل هيدرازين را انجام داديم. اين تست براي شناسايي آلدئيدها و كتون‌ها از ساير تركيب‌ها مي‌باشد. به اين ترتيب كه 2يا 3 قطره از مايع مجهول را در ml2 اتانول حل كرده و قطره قطره از معرف2و4 دي‌نيترو فنيل هيدرازين اضافه مي‌كنيم. تشكيل رسوب نارنجي تا قرمز دليل به وجود آلدئيد و كتون است كه مايع مجهول ما به اين تست جواب نداد. پس تست‌هايي در مورد شناسايي الكل‌ها در مورد آن انجام داديم.

 

شناسايي الكل‌ها

1. تشخيص هيدروژن فعال: از جمله خواص اساسي گروه هيدروكسيل ايجاد پيوند هيدروژني و مبادله شيميايي هيدروژن است. فلز سديم به آساني با گروه هيدروكسيل واكنش داده و هيدروژن آزاد مي‌كند.

2ROH+ 2Na(s)→2Ro^-Na⁺+H₂(g)

حدود 5/0ml از نمونه‌ي مجهول را داخل لوله‌ي آزمايش ريختيم و يك قطعه سديم به اندازه‌ دانه‌ي گندم در آن ريخته با خروج گاز هيدروژن توانستيم حضور هيدروژن فعال را ثابت كنيم.

2. آزمون آمونيوم هگزا نيتراتو سريم (IV) (تشخيصoH الكلي): اين معرف با تركيباتي كه داراي گروه‌هاي هيدروكسيل الكلي هستند. كمپلكس قرمز رنگ تشكيل مي‌دهد جواب آزمون براي الكل‌هاي نوع اول، دوم و سوم مثبت است.

(NH₄)₂Ce(No₃)₆+RCH₂oH→[Alcohol+ Reogent]

[complex]→RCH₂o+ (NH₄)₂Ce(No₃)₅+HNo₃

RCH₂+(NH₄)₂Ce(No₃)₆ →RCHo+(NH₄)Ce(No₃)₅+HNo₃

Ce III بي‌رنگ Ce IV (زرد)

ml1 معرف فوق را در يك لوله‌ي آزمايش ريختيم و 5 الي 6 قطره از مجهول را روي آن اضافه كرديم تشكيل رنگ قرمز دليل بر وجود گروهoH الكلي است.

 

روش كار

آزمون كروميك اسيد (شناسايي و تشخيص الكل‌هاي نوع اول و دوم از سوم)

الكل‌هاي نوع اول و دوم به اين آزمون پاسخ مثبت مي‌دهند ولي الكل‌هاي نوع سوم پاسخ مثبت نمي‌دهند. بايستي دقت كرد كه آلدئيدها نيز به اين آزمون پاسخ مثبت مي‌دهند.

3RCH₂oH+4Cro₃+ 6H₂So₄ →3RCooH+9H₂o+2Cr₂(So₄)₃

سوسپانسيون سبز- آبي

3R₂CHoH+2Cro₃+ 3H₂So₄ →3RCoR+6H₂o+Cr₂(So₄)₃

سوسپانسيون سبز- آبي

در يك لوله‌ي آزمايشml1 استون ريخته و حدود 4 الي 3 قطره از ماده‌ي مجهول ريخته سپس 3 الي2 قطره از معرف كروميك اسيد اضافه كرديم. تشكيل سوسپانسيون سبز- آبي دليل بر پاسخ مثبت بود كه مايع مجهول ما به اين تست پاسخ مثبت داد.

 

آزمون لوكاس

الكل‌هاي نوع سوم سريعاً به اين آزمون پاسخ داده ولي الكل‌هاي نوع دوم به كندي پاسخ مي‌دهند الكل‌هاي نوع اول به اين تست پاسخ نمي‌دهند.

R₃C-öH+H⁺ R₃Co⁺H₂ R₃C⁺ (كاتيون پايدار نوع سوم)

به ml5/0 مايع مجهول، ml1 معرف لوكاس اضافه كرديم و بلافاصله در حمام آبي در دماي^oC 60 قرار داديم. الكل موردنظر سپس از مدتي كدر شده نهايتاً توليد 2 فاز جدا از هم را مي‌كند.

 

آزمون يووفرم: براي شناسايي

اين آزمون براي شناسايي متيل الكل‌ها از ساير تركيبات مي‌باشند.

حدود6-5 قطره از نمونه‌ي موردنظر را در ml5/1 آب مقطر حل كرديم سپس حدودcc1 محلول سود10% اضافه كرديم. سپس قطره قطره از معرف فوق افزوديم و هم زديم. اين عمل را تا زماني كه رنگ زايل شود ادامه دهيد. جهت از بين بردن زنگ از بن ماري^oC60 استفاده كرديم. باز معرف اضافه كرديم و در خاتمه براي از بين بردن رنگ از چند قطره محلول سود10% استفاده كرديم. تشكيل رسوب زردرنگ دليل بر مثبت بودن آزمون است كه مايع مجهول ما به اين آزمون نيز پاسخ مثبت داد.

 

روش كار

روش تعيين نقطه‌ي جوش

دو روش عمده براي تعيين نقطه‌ي جوش وجود دارد:

1. روش ماكرو

2. روش ميكرو

 

روش ميكرو (روش سي‌ولوبوف)

مقدار كمي مايع (ml5/0- ml25/0) را داخل يك لوله آزمايش كوچك بريزيد و يك لوله‌ي مويين را از سر باز آن داخل لوله زمايش قرار دهيد به طوري كه انتهاي بسته لوله به سمت بالا باشد. البته چون دو سر لوله‌ي مويين باز بود. ما در آزمايشگاه با استفاده از شعله يك طرف آن را حرارت داده و بسته شد. لوله‌ي آزمايش را همانند روش تعيين نقطه‌ي ذوب كنار يك دماسنج ببنديد و آن را در حمام روغن گرم كنيد. همچنان كه حمام به تدريج گرما داده مي‌شود. خروج حباب از انتهاي لوله‌ي مويين به كندي صورت مي‌گيرد ولي هنگامي كه به نقطه جوش مايع برسد خروج پيوسته و سريع حباب‌ها مشاهده خواهد شد.

هنگامي كه اولين جريان پيوسته و سريع حباب‌ها از لوله‌ي مويين شروع شود عدد خوانده شده روي دماسنج نقطه‌ي جوش مايع خواهد بود. به جز در مواردي كه دما در نزديكي نقطه جوش مايع خيلي كند افزايش يابد عموماً اولين اندازه‌گيري نقطه جوش ممكن است كمي خطا داشته باشد. براي مشاهده صحيح‌تر هنگام خروج سريع حباب‌ها منبع گرما را خارج كرده و خروج حباب‌ها را مشاهده كنيد. بدين ترتيب سرعت خروج حباب‌ها كند شده و لحظه‌ي خروج آخرين حباب دماي جوش خواهد بود. (در اين لحظه مايع، داخل لوله‌ي مويين مي‌شود)، زيرا اين نقطه‌اي است كه فشار بخار مايع با فشار جو برابر مي‌شود. براي امتحان مجدد اين مقدار، اجازه دهيد حمام چند درجه سرد شود و ما را به كندي افزايش دهيد و موقعي كه اولين سري پيوسته حباب‌ها خارج شد. دما را بخوانيد دو عدد خوانده شده نبايد بيش از ^oC1 اختلاف داشته باشند عموماً اين دو عدد را به عنوان دامنه‌ي جوش گزارش مي‌شوند.

 

بحث و نتيجه

ماده: ايزوپروپيل الكل

ناشناخته: شماره2

تاريخ19/2/88

 

1. بررسي فيزيكي:

الف) حالت فيزيكي: مايع

ب) رنگ: ندارد (بي‌رنگ)

ج) بو: استون

د) آزمون افروزش: با شعله زرد و بدون دوره مي‌سوزد (نشان دهنده‌ي آليفاتيك)

 

2. ثابت‌هاي فيزيكي:

الف) نقطه جوش: مشاهده شده ^oC80؛ نقطه جوش تصحيح شده ^oC83

3. آزمون حلاليت:

H2So4	HCL	NaHCo3	NaoH	اتر	H2o
				+	+

 

واكنش در مقابل تورنسل: -

دسته‌ي حلاليت: S₁

تركيب‌هاي احتمالي: الكل‌هاي تك استخلافي، آلدهيدها، كتون‌ها، استرها، نيتريل‌ها و آميدهاي داراي 5 اتم يا كمتر.

 

4. آزمون‌هاي اوليه‌ي دسته‌بندي

معرف	نتايج	پيشنهاد
آزمون 2-4 دي نيترو فنيل هيدرازين آزمون تشخيص هيدروژن فعال آزمون آمونيوم هگزا نيترواتو سديم (IV) آزمون كرميك اسيد آزمون لوكاس	رسوبي تشكيل نشد آزاد كردن گاز H2 كمپلكس قرمز رنگ سوسپانسيون سبز- آبي كدر رنگ و توليد دو فاز جدا از هم	گروه كربونيل آلدهيدي يا كتوني ندارد انتان هيدروژن متصل به N,OوS تشخيصOH الكلي الكل نوع اول و دوم الكل نوع دوم و سوم

 

گروه عاملي كه بر پايه‌ي داده‌هاي فوق تشخيص داده مي‌شود:

الكل و احتمالاً نوع دوم

 

5. آزمون‌هاي دسته‌بندي اختصاصي‌تر

معرف	نتايج	پيشنهاد
آزمون يدوفرم	رسوب داد	متيل الكل

 

6. تركيب‌هاي احتمالي

تركيب‌هاي احتمال	bP	پيشنهاد
ايزوپروپيل الكل	oC83	با توجه به متيل الكل بودن و الكل نوع دوم و دماي جوش پاسخ مثبت مي‌باشد
Tert- بوتيل الكل	oC78	با توجه به الكل نوع سوم پاسخ منفي مي‌باشد

 http://daneshjooqom.4kia.ir/