История количественного анализа органических соединений
(для решения требуется авторизация)
100 лет Нобелевской премии по химии «за изобретение метода микроанализа органических веществ», 140 лет с изобретения метода Кьельдаля
Источник: Региональный этап ВсОШ по химии
Начало количественному анализу органических соединений положили французские химики Жозеф Гей-Люссак и Луи Тенар на рубеже XVIII–XIX веков. Была предложена следующая процедура анализа: сначала навеску анализируемого вещества тщательно смешивали с точно известным избыточным количеством хлората калия; во избежание взрывообразного окисления полученную смесь прессовали в небольшие таблетки, которые затем по отдельности помещали в камеру для разложения. В результате разложения образовывалась газовая смесь, по составу которой можно было установить соотношение углерода и водорода в составе анализируемого вещества. Весь хлорат калия считался полностью разложившимся.
Навеску органического вещества A массой 5.00 г. смешали с 20.00 г.хлората калия, полученную смесь разлагали в камере, заполненной азотом. После окончания реакции образовалась газовая смесь, которая частично поглощается известковой водой, при этом выпадает 18.52 г белого осадка. В оставшуюся непоглощённую газовую смесь внесли раскалённую медную пластину; её масса увеличилась на 1.91 г, после чего в смеси остался только азот.
-
По данным анализа определите простейшую формулу A, если в его состав входят только C, H и O. Приведите расчёты.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Метод, разработанный Гей-Люссаком и Тенаром, имел ряд недостатков. Основным было то, что результаты анализа веществ, содержавших значительные количества других элементов помимо C, H и O, отличались низкой точностью.
Почему при анализе подобных веществ по приведённому методу точность результатов значительно снижалась? Предложите уравнение реакции хотя бы одного процесса, который может к этому привести.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Одно дело – анализировать содержание углерода и водорода, и совсем другое – определять содержание азота. Один из таких методов в 1883 году предложил датский химик Йохан Кьельдаль. Согласно этому методу, сначала необходимо кипятить азотсодержащие соединения в серной кислоте в присутствии катализаторов (как правило, используется специально подготовленная смесь селена и сульфатов натрия, ртути (I) и меди(II)) до полного превращения азота в составе исследуемого вещества в сульфат аммония. Полученный раствор переносят в перегонный аппарат, добавляют к нему избыток щёлочи и кипятят; весь выделяющийся при этом аммиак (количество аммиака 𝑛𝑁𝐻3 ) поглощают раствором с известным количеством сильной кислоты (концентрация кислоты 𝑐𝐻, объём раствора 𝑉𝐻), который затем титруют стандартизованным раствором щёлочи (концентрация щёлочи 𝑐𝑂𝐻, объём титранта 𝑉𝑂𝐻).
Используя предложенные выше обозначения, выведите формулу для определения количества азота 𝑛𝑁 по методу Кьельдаля. Примите основность кислоты за a, а число OH групп на один моль щёлочи– за b.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Основа современного метода микроанализа – пиролитического сожжения, в ходе которого пары органических соединений сжигают в токе кислорода – была заложена австрийским химиком Фрицем Преглем, за что в 1923 году он был удостоен Нобелевской премии по химии. Важным преимуществом метода Прегля стала возможность использовать маленькую навеску (порядка миллиграммов), что значительно облегчило анализ природных соединений или продуктов многостадийного синтеза. Схема синтеза канонической α-аминокислоты X вместе с данными её анализа методом пиролитического сожжения приведены ниже.
Схема анализа навески вещества D массой 0.286 г по Кьельдалю приведена ниже.
На титрование конечного раствора соляной кислоты с индикатором фенолфталеином затратили 12.5 мл 0.060 М раствора гидроксида бария.
Приведите структурные формулы веществ B – F и X. Состав D и X подтвердите расчётами.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
