Идентификация альдегидов и кетонов.

Формальдегид (муравьиный альдегид, метаналь) представляет собой бесцветный газ с резким запахом Т_кип. -19°С), поэтому обычно используют формалин - 40%-ный водный раствор формальдегида. Отличить формальдегид от других альдегидов можно с помощью реакции с фуксинсернистой кислотой (см. 2.3.5), так как окрашенный продукт взаимодействия формальдегида при добавлении нескольких капель 20%-но Н₂SO₄ (30) не изменяет окраски. С другими альдегидами в этих условиях продукт обесцвечивается.

Уксусный альдегид, ацетон, метилэтилкетон. В этих веществах имеется СН₃СО-группировку, что позволяет их идентифицировать йодоформной пробой (опыт 2.3.4). Этаналь также восстанавливает гидроксид меди (II) (опыт 2.3.1), а кетоны различают по физическим константам.

Пропионовый и масляный альдегиды (бутаналь) открываются реакциями на алдегидную группу, в отличие от этаналя не дают иодоформной пробы(опыт 2.3.4), идентифцируют с помощью физических констант.

Трихлоруксусный альдегид (хлораль) содержит атомы хлора, поэтому его идентифцируют с помощью пробы Бейльштейна (опыт 1.3).

Бензальдегид в отличие от алифатических альдегидовневосстанавливает гидроксид меди (II), но дает другие реакции альдегидов (опыт 2.3). Бензальдегид, как и другие ароматические альдегиды, имеет характерный запах и легко окисляется кислородом воздуха, что позволяет идентифицировать эти соединения. 1 каплю альдегида наносят на предметное стекло и оставляют на 1-2 ч, в течение которых появляются белые кристаллы бензойной кислоты. Окончательно идентифицировать бензальдегид можно по физическим константам.

Циклогексанон дает положительную реакцию с гидроксиламином (опыт 2.3.1) и отрицательную иодоформную пробу, окончательно его идентифицируют по физическим свойствам.

Идентификация спиртов.

Метанол (метиловый или древесный спирт, карбинол) - очень сильный яд, поэтому при работе с ним требуется соблюдать повышенные меры безопасности. Метанол открывают по способности окисляется до формальдегида, восставливая при этом оксид меди (II) до Cu. В пробирку помещают 2-3 капли спирта. Медную проволоку (41), скрученную в спираль, дважды нагревают докрасна в пламени горелки и затем быстро опускают в спирт. Черная поверхность спирали превращается в золотистую (почему?). Образующийся при этом формальдегид открывают качественными реакциями на альдегидгную группу (опыт 2.3).

Этанол (этиловый спирт) как и метанол окисляется оксидом меди (II) в условиях предыдущего опыта до уксусного альдегида. Последний в отличие от формальдегида дает йодоформную пробу (опыт 2.3.4).

Пропан-2-ол (изопропиловый спирт) открывают иодоформной пробой, (опыт 2.3.4), однако реакцию проводят при нагревании (60°С), чтобы произошло первоначальное окисление спирта до пропанона, который является метилкетоном.

2-Метилпропан-2-ол (третбутиловый спирт) как третичный спирт легко замещает гидроксильную группу на галоген при действии HHal. К 1 мл концентрированной соляной кислоты добавляют5 капель спирта, пробирку хорошо встряхивают, наблюдая за изменениями в течение двух минут. Образующийся хлоралкан не растворим в водном растворе кислоты, поэтому наблюдается помутнение раствора. Первичные и вторичные спирты в этих условиях не реагируют.

Этан-1,2-диол (этиленгликоль), пропан-1,2,3-триол (глицерин) как многоатомные спирты открывают с помощью реакции с гидроксидом меди (II) (опыт 2.4.1). Кроме того, глицерин в результате внутримолекулярной дегидратации превращается в акролеина, который затем идентифицируют качественными реакциями на альдегидную группу (опыты 2.4).

В сухую пробирку помещают 3-5 кристаллов гидросульфата калия КHSO₄ (44) и 1 каплю глицерина. Смесь осторожно нагревают на пламени горелки. Наблюдается побурение жидкости в пробирке и появление очень характерного едкого запаха акролеина, который знаком благодаря тому, что образуется в процессе жарения при подгорании жира, который представляет собой сложнвый эфир глицеринаи и высших жирных кислот. Образующийся акролеин обнаруживают по покраснению бумажки, смоченной фуксинсернистой кислотой (48) и внесенной в пробирку с веществом.

Другие спирты идентифицируют по физическим константам.

5. Идентификация сложных эфиров. Сложные эфиры алифатических спиртов представляют собой жидкости с характерным приятным фруктовым запахом, открывают реакцией с гидроксидом натрия (опыт 2.5), идентифицируют по физическим свойствам.

 

Аналитическая задача

КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ

 

1. На основании качественных реакций (табл. 2.2) необходимо установить класс соединений, к которому принадлежит неизвестное вещество: спирт, многоатомный спирт, фенол, карбоновая кислота, альдегид, кетон, метилкетон, сложный эфир карбоновой кислоты.

2. Идентифицировать неизвестное вещество путем сопоставления табличных значений констант веществ (табл. П.1.6-П.1.10) установленного класса с указанными преподавателем значениями.

3. Заполнить таблицу 2.3 и защитить задачу.

 

Идентификация неизвестного кислородсодержащего вещества (образец)

Таблица 2.2.

Опыт(№)	Проба или реагент	Наблюдаемый результат (реакция положительная или отрицательная)	Вывод
1.1	Внешний вид	Бесцветная жидкость	Не фенол
1.2	Растворимость в воде Растворимость в петролейном эфире	Растворяется в воде   Растворяется в петролейном эфире	Низкомолекулярные спирты, альдегиды, кетоны и кислоты, многоатомные фенолы
2.1	Кислотность среды	рН~7	Не является карбоновой кислотой
2.2	Натрий-гидрокарбонат	Проба отрицательная: выделение пузырьков газа не наблюдается	Не является карбоновой кислотой
2.3	FeCl3, 1%-ный водный раствор	Проба отрицательная: желтая окраска сохраняется	Не является фенолом
2.4	Br2 /H2O, 1%	Проба отрицательная: желтая окраска сохраняется	Не является фенолом
2.5	Cu(OH)2	Проба отрицательная: не изменяется цвет осадка	Не является альдегидом или кетоном
2.6	NaHSO3	Проба отрицательная: кристаллический осадок не выпадает	Не является альдегидом или кетоном
2.8	Фуксинсернис-тая кислота	Проба отрицательная: желтая окраска сохраняется	Не является альдегидом или кетоном
2.9	Cu(OH)2	Проба отрицательная: голубой осадок не растворяется	Не является α-гликолем
Опыт(№)	Проба или реагент	Наблюдаемый результат (реакция положительная или отрицательная)	Вывод
2.10	Na (мет.)	Проба положительная: наблюдается выделение пузырьков газа	Является спиртом
2.11	NaOH, фенолфталеин	Проба отрицательная: красно-малиновая окраска сохраняется	Не является сложным эфиром

Вывод: низкомолекулярный спирт