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关于有机化合物特性官能团的检定法


实验室k / 2018-10-18

       有机化合物惊人庞大的数目,如果沒有可能把它們分門別类,使各个成員都能按其結构組成作出特性鉴定,那末由于它們分子骨架内每每含有某些同样的原子团,就会在各种物质間出現大混乱的情况。所以有机定性分析最重要任务之一,就是确实认清这些典型的原子团。在試图进行这个任务时,必須記住,在許多場合中,原子团和一个有机化合物的化学及物理性能之間,都有明显的关系存在。作为有机化合物分类根据的原子团,往往就是分子里面可能发生化学反应的地方。所以习慣上就把这些原子团命名为官能团。显然,一个有机化合物的分子可以含有不止一个、两个、甚或更多个不同的官能团。

       特性官能团可依下式直接檢定的,也就是可用适当的試剂和它发生迅速的反应,共所产生的化合物,具有适当的不溶解性,或在日光或紫外光下,有特殊的颜色,或具有其它性质可作为斑点反应鉴定的依据者,比較不多。一般却必須把試样经过縮合、氧化等反应,以得到一种产物,而这种产物可轉用适当試剂来作出檢定。这些試驗法与以上所說的直接試驗法不同,称为間接試驗。在点滴試驗分析中,需要在原始物料上施行一些初步操作,来产生具有特征而反应灵敏的化合物,而这些初步操作,又必須是在微量或半微量規模,同时不至損失原始物料太大耗費时間太多情况下可以順利进行的。由于这些要求,决不可能在点滴試驗分析中,采用常量有机定性分析中所用的一切試驗法。另一方面,点滴試驗法中也有許多不能使之改成常量分析技术的。
       有机化合物官能团檢驗的目标,颇有几分相当于无机化合物中某些阳离子或阴离子組份的試驗。可是无机分析文献中已有关于伴随物质对試驗产生影响及干扰的观察资料很多,而有机分析方面,关于这样的記录却很有限。在应用接下来所述的試驗法时,必須考虑到这类报道的缺乏或稀少。試驗有机化合物的官能团时,不但必須計及有机伴随物质对所用試剂的性行,还要計及那些在无机分析中并不起作用的特殊环境。官能团和离子不同,不是独立的参加物,而仅是代表着参加反应分子中的活性部分。因此,分子的其余部份,对这个化合物及其反应产物在水中或在有机液体中的溶解性,对反应的速度及程度,以及对产物在日光或紫外光下的顔色都有影响。在个别例子中,有机分子的其余部分对官能团反应性的影响,可以扩大到足使某些化合物对这些官能团試驗法竟至毫无反应,虽在含这种官能团的其它物质方面的经驗上,曾指明这些試驗法确是有效的。但一般这些通性上的偏差,不过是屬于程度方面。所以含同样官能团的化合物,在相似的条件下受試驗时,鉴定限度就会有很大的不同。
       官能团的檢定試驗不一定需要将試料溶成溶液。有时也可用固体試样进行熔融或結反应。在这种情形下,由于較高的温度并且不存在着稀释情况,有时或可实现溶液中所绝对不能发生的反应。点滴試驗分析,也可利用气态的热分裂产物,和适当試剂接触来发生反应,以显示某一种官能团的存在与否。在室温下或稍加热即行挥发的化合物,也就是蒸气压显著高的化合物,当試驗其官能团时,气相反应值得特加注意。如遇这样情况,則一种在溶液中进行仅为选择性的试验,可使之成为对个别化合物的特效試驗。
       许多有机金属化合物,由于它們在药物、工业材料、稳定剂等各方面的重要性,往往是有机定性分析的对象。有时可以直接試驗其官能团。可是其更可靠的方法,是先将试料进行适当的分解,使其中有机的组份无变动地留下并可分离出来。通用的操作手續虽无规定,但往往可将有机金屬化合物用酸类、硫化氢、碱金属氢氧化物等处理,然后用与水不相混溶的溶剂,吸收其所釋出的有机化合物来达到这个目的。
       有机物料的化学試驗,如从典型官能团的試驗开始,并不是高明的实际办法。宁像无机定性分析一样,先进行一系列的初步試驗,就常可找出官能团存在与否有价值的线索。另一方面,在試驗某些有机化合物之前,必須事先证实官能团的存在。在试驗官能团时,常宜(尤其为初学者)举行示范試驗。在示范試驗中,可用含有所要检定官能团的化合物先作尝试,并在各种浓度下去試驗它。这样,工作者就可熟悉典型反应的景象。如可用的試驗方法,不止一种,则尝试不应仅限于所选择的那种试驗法。这样比校的試驗法,在点滴分析中,因难不大,因为耗费时间及物料甚少,而反复进行操作手续,只是用着同样的条件。此外,可从反应的强弱产生有价值的报导。
       关于化学試驗法方面,应注意到,所述反应可能得到的鉴定限度,并不是恒定的数值;它们往往要取决于反应的条件。在似乎同一的环境下,几乎一切試驗法都各有一个浓度范围,在这范围内試驗有时成功,有时无效。(根据伊米希氏创立的术语,称为”不肯定反应范围”)此外,化合物或试剂的颜色,将会妨碍反应产物颜色的辨认或其沉淀的观察。最小量物质取供試驗时,在一切事例中,最好做一空白試驗,即待試物不存在,但其他一切都要在同一的条件下进行。然后将試驗的結果再和这标准作一比較。


    ① 这些产物产生方法的类型,与经典常量有机定性分析所用的基本不同。经典分析是以衍生物的制备与分离方法作为目标,而以熔点等来鉴定这些衍生物。


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