کشاورزی/بیوتکنولوژی/Akademik / Araştırma / Üretim Kodları Avrnyg
Klorofil Enstitüsü girişimi Urmiyeکشاورزی/بیو تکنولوژی/تحقیقاتی
کشاورزی/بیوتکنولوژی/Akademik / Araştırma / Üretim Kodları Avrnyg
Klorofil Enstitüsü girişimi Urmiyeکشاورزی/بیو تکنولوژی/تحقیقاتیشناسایی آمینو اسیدها NINHYDRIN REAGENT
Amino Acid
Procedure
Add about 2 mg of the sample to 1 mL of a solution of 0.2 g of ninhydrin (1,2,3indanetrione monohydrate) in 50 mL of water. The test mixture is heated to boiling for 15-20 sec; This reaction is important not only because it is a qualitative test, but also because it is the source of the absorbing material that can be measured quantitatively by an automatic amino acid analyzer. This color reaction is also used to detect the presence and position of amino acids after paper chromatographic separation.
Positive Test
A blue to blue-violet color is given by a-amino acids and constitutes a positive test. Other colors (yellow, orange, red) are negative.
Complications
Proline, hydroxyproline, and 2-, 3-, and 4-aminobenzoic acids fail to give a blue color but produce a yellow color instead.
Ammonium salts give a positive test. Some amines, such as aniline, yield orange to red colors, which is a negative test.
REFRENCE
1o Aliphatic Amine
1o Aromatic Amine
2o Amine
3o Aliphatic Amine
3o Aromatic Amine
Amino Acid
Procedure
Dissolve 0.5 mL or 0.5 g of unknown in 1.5 mL of conc. HCl diluted with 2.5 mL of water, and cool the solution to 0oC in a beaker of ice. Dissolve 0.5 g of sodium nitrite in 2.5 mL of water and add this solution dropwise, with shaking, to the cold solution of the amine hydrochloride. Continue the addition until the mixture gives a positive test for nitrous acid. The test is carried out by placing a drop of the solution on starch-iodide paper; a blue color indicates the presence of nitrous acid. If the test is positive, move 2 mL of the solution to another test tube, warm gently, and examine for evolution of gas.
Positive Test
1o aliphatic amines- rapid bubbling upon addition of sodium nitrite is a positive test.
1o aromatic amines- rapid bubbling after addition of sodium nitrite (with heating) is a positive test.
2o amines- pale yellow oil with no evolution of gas is a positive test.
3o aliphatic amines- immediate positive test for nitrous acid with no evolution of gas is a positive test.
3o aromatic amines- dark-orange solution or orange solid, when treated with base turns green is a positive test.
Complications
Compounds having a methylene group adjacent to a carbonyl group give a positive test.
Alkyl mercaptans yield red thionitroso compounds.
Nitrous acid will react with amides and phenols
تست نیکل کلراید - کربن دی سولفید
2o Amine
Procedure
Add 1 or 2 drops or 50 mg of unknown to 5 mL of water. If necessary, 1 or 2 drops of conc. HCl may be added to dissolve the amine. To 1 mL of nickel chloride in carbon disulfide reagent in a test tube, add 0.5 - 1 mL of conc. ammonium hydroxide, followed by 0.5 - 1 mL of amine solution.
Positive Test
2o amines- precipitate is a positive test.
Complications
Primary and tertiary amines with secondary amine impurities will
شناسایی کربوکسیلیک اسید
Carboxylic Acid
Procedure
A few drops or a few crystals of the unknown sample are dissolved in 1 mL of methanol and slowly added to 1 mL of a saturated solution of sodium bicarbonate
Positive Test
Evolution of carbon dioxide gas is a positive test for the presence of the carboxylic acid.
Complications
None.
MSDSترکیبات بکار رفته:
بدین ترتیب کربوهیدراتها ، منبع مهم غذایی‌اند. کربوهیدراتها همچنین به عنوان واحدهای سازنده چربیها و نوکلئیک اسیدها عمل میکنند. سلولز ، نشاسته و قند معمولی ، کربوهیدرات می‌باشند. از آنجا که این ترکیبات چندین گروه عاملی دارند به چند عاملی موسومند. مانند گلوکز و بسیاری از اجزا سازنده ساده ، کربوهیدراتهای پیچیده دارای فرمول عمومی هستند
نام و ساختار کربوهیدراتها
ساده‌ترین کربوهیدراتها ، قندها یا ساکاریدها هستند. با افزایش طول زنجیر ، تعداد کربنهای با مراکز فضایی افزایش می‌یابند و بدین ترتیب تعداد زیادی دیاسترومر امکانپذیر میشوند. خوشبختانه برای شیمیدانها عمدتا یکی از چند انانیتومر امکانپذیر ، اهمیت دارد. قندها ترکیبات پلی هیدروکسی کربونیل‌اند، از این رو میتوانند همی استالهای حلقوی پایداری ایجاد کنند ، بدین ترتیب ساختارهای اضافی و تنوع شیمیایی برای این ترکیبات پدید می‌آید
طبقه بندی قندها
کربوهیدراتها نام عمومی قندهای منومری (منوساکاریدها) ، دی‌مری (دی‌ساکاریدها) ، تریمری (تری‌ساکاریدها) ، الیگومری (الیگوساکاریدها) و پلیمری (پلی‌ساکاریدها) بدست آمده از قند (ساکاروم ، لاتین قند) می‌باشند. یک منوساکارید یا قند ساده ، یک آلدئید یا کتونی با حداقل دو گروه هیدروکسیل است. بدین ترتیب دو عضو ساده این طبقه از ترکیبات ، 2 و 3 - دی هیدروکسی پروپانال (گلیسرآلدئید) ، 1 و 3 - دی هیدروکسی پروپانون (1 و 3 - دی هیدروکسی استون) می‌باشند.
قندهای پیچیده از اتصال قندهای ساده همراه با حذف آب بدست می‌آیند. قندهای آلدئیدی بصورت آلدوزها طبقه بندی میشوند. آنهایی که عامل کتونی دارند، کتوز خوانده میشوند. بر اساس طول زنجیر ، قندها ، تریوز (3 کربنی) ، تتروز (4 کربنی) ، پنتوز (5 کربنی) ، هگزوز (6 کربنی) و غیره نامیده میشوند. از اینرو ، 2 و 3 - دی هیدروکسی پروپانول (گلیسرآلدئید) یک آلدوتریوز است. در حالی که 1 و 3 - دی هیدروکسی پروپانون یک کتوتریوز میباشدفعالیت نوری قندها
به استثناء 1 و 3 - دی‌هیدروکسی- پروپانون ، همه قندهایی که تاکنون ذکر شده‌اند، حداقل حاوی یک مرکز فضایی‌اند. ساده‌ترین قند کایرال ، 3 و 2 - دی‌هیدروکسی پروپانون (گلیسرآلدئید) با یک کربن نامتقارن است. فرم راست‌بر آن R است، به صورتی که در طرحهای فیشر مولکول نشان داده میشود، انانتیومر چپ‌بر آن ، S میباشد.
گر چه نامگذاری S و R برای نامیدن قندها کاملا رضایت بخش است، اما سیستم نامگذاری قدیمی هنوز بکار گرفته میشود. این سیستم نامگذاری ، قبل از تدوین پیکربندی مطلق قندها متداول بوده ، همه قندها را به 2 و 3 - دی‌هیدروکسی پروپانال (گلیسرآلدئید) مرتبط می‌سازد. در این روش بجای استفاده از S و R از پیشوند D برای انانتیومر (+) وL برای انانتیومر (-) گلیسرآلدئید استفاده میشود.قندها ، تشکیل‌دهنده همی‌استالهای درون مولکولی
قندها ترکیبات هیدروکسی کربونیل‌اند و بایستی قادر به تشکیل درون مولکولی همی استال باشند. در واقع گلوکز و سایر هگزوزها و پنتوزها به صورت مخلوط در حال تعادل با ایزومرهای حلقوی همی‌استال خود هستند. در این مخلوط در حال تعادل ، ایزومر حلقوی همی‌استال برتر است. در اصل هر یک از پنج گروه هیدروکسی میتوانند به گروه کربونیل آلدئید افزوده شوند. اما گرچه حلقه‌های پنج ضلعی نیز شناخته شده هستند، حلقه‌های شش ضلعی معمولا محصول برتر می‌باشند.
گسستگی اکسایشی قندها
واکنشگری که باعث شکستن پیوند C-C میشود، پریدیک اسید (HIO4) است. این ترکیب دی‌الهای مجاور را اکسایش کرده ، ترکیبات کربونیل ایجاد میشوند. از آنجا که اغلب قندها چندین دی‌ال مجاور دارند، اکسایش با HIO4مخلوط پیچیده‌ای ایجاد میکند. مقدار کافی از اکسنده ، زنجیر قند را بطور کامل به ترکیبات یک کربنی تبدیل میکند.
از این روش برای شناسایی ساختار قندها استفاده میشود. مثلا از مجاورت گلوکز با 5 اکی والان HIO4، پنج اکی والان فرمی اسید و 1 اکی والان فرمالدئید بدست می‌آیند. در اکسایش فروکتوز ایزومری نیز همان مقدار عامل اکسنده مصرف شده، اما محصولات ، 3 اکی والان اسید ، 2 اکی والان آلدئید و یک اکی والان دی‌اکسید هستند.مونوساکاریدها
فرمول ساده یا تجربی برای همه قندها است.
گلوکز
جزء تک قندی‌هاست. گلوکز ، قند خون یا قند انگور (گلایکیس در فرهنگ یونانی به معنی شیرین) که به دکستوز موسوم است، یک پنتاهیدروکسی هگزانال است و در خانواده آلدوزهگزوزها جای دارد. گلوکز به صورت طبیعی در بسیاری از میوه‌ها و گیاهان و با غلظتی در گستره 0.08% تا 0.1% در خون انسان وجود دارد.
فروکتوز
ایزومر کتوهگزوزی گلوکز ، فروکتوز میباشد. فروکتوز ، شیرین‌ترین قند طبیعی است. فروکتوز نیز در بسیاری از میوه‌ها و در عسل وجود دارد. فروکتوز در فرهنگ لاتین به معنی میوه است.
ریبوز
قند طبیعی مهم دیگر ، ریبوز است. این قند ، واحد ساختاری ریبونوکلئیک اسیدها میباشد.
دی‌ساکاریدها
دی‌ساکارید از ترکیب دو مونوساکارید از طریق تشکیل یک پل اتری (معمولا استال) بدست می‌آید.
ساکارز
ساکارز یک دی‌ساکارید حاصل از گلوکز و فروکتوز است. ساکارز ، قندمعمولی ، یکی از مواد شیمیایی طبیعی است که بدون تغییر مصرف میشود؛ (آب و NaCl مثالهای دیگری هستند.) مصرف سالانه ساکارز در آمریکا در حدود 45 کیلوگرم برای هر نفر است. ساکارز از نیشکر و چغندرقند استخراج میشود و فراوانی طبیعی آن بین 14 تا 20 درصد است. ساکارز در بسیاری از گیاهان دیگر با غلظت کمتر نیز یافت میشود. تولید جهانی ساکارز در حدود 70 تریلیون کیلوگرم در سال است و کشورهایی هستند (مانند کوبا) که اقتصاد آنها بستگی به قیمت ساکارز دارد.
ساختمان ساکارز از رفتار شیمیایی در هیدرولیز اسیدی و تبدیل آن به گلوکز و فروکتوز مشخص میشود. ساکارز یک قند غیر کاهنده است. تشکیل اوسازون نمی‌دهد و موتاروتاسیون در آن صورت نمی‌گیرد. این پدیده‌ها ، مشخص میکند که دو واحد مونوساکارید توسط یک پلی‌استال از طریق کربنهای آنومری بهم متصل شده‌اند. لذا دو عامل همی‌استالی حلقوی یکدیگر را محافظت میکنند.
پراش اشعه ایکس این فرضیه را تایید میکند. ساکارز دی‌ساکاریدی است که در آن فرم D - α - گلوکز به D - β - فروکتوز فورانوز متصل شده است.پلی‌ساکاریدها
پلی‌ساکاریدها ، پلیمر مونوساکاریدها هستند. از نظر تنوع در ساختمان ممکن آنها ، بخصوص در اندازه و انشعاب ، قابل مقایسه با پلیمرهای آلکنی هستند. ولی طبیعت در ساختن چنین پلیمرهایی بسیار محافظه کار است. سه تا از فراوانترین پلی‌ساکاریدها سلولز ، نشاسته و گلیکوژن می‌باشند که از مونومر گلوکز مشتق شده‌اند.
سلولز
سلولز ، پلی- β - گلوکوپیرانوزید است که از طریق C - 4 پیوند دارد و از حدود 3000 واحد مونومر تشکیل شده و دارای وزن مولکولی در حدود 500000 است و بیشتر بصورت خطی است. رشته‌های سلولزی تمایل دارند که با پیوندهای هیدروژنی چندگانه بهم متصل شوند. تشکیل تعداد بسیار زیاد پیوند هیدروژنی باعث ساختمان کاملا سخت سلولز میشود و بصورت دیواره سلولی مواد زنده کاربرد موثر دارد. همچنین سلولز در درختان و سایر گیاهان به وفور یافت میشود.
الیاف پنبه مانند کاغذ صافی ، سلولز تقریبا خالص است. چوب و نی در حدود پنجاه درصد پلی‌ساکارید دارند. بسیاری از مشتقات سلولز استفاده تجارتی دارند. تبدیل گروههای هیدروکسی توسط اسید نیتریک به اسید نیترات ، نیترو سلولز تولید میکند. اگر مقدار نیترات بالا باشد، ماده منفجره است و در باروت بدون دود بکار میرود. با مقدار نیترات کمتر ، پلیمری میدهد که به عنوان اولین پلاستیک تجارتی یعنی سلولوئید اهمیت داشت.
برای مدت زیادی نیترو سلولز بطور وسیعی در صنعت فیلم و عکاسی بکار می‌رفت. متاسفانه بسیار آتشگیر است و بتدریج تجزیه میشود و در حال حاضر ، بندرت از آن استفاده می‌گردد. سلولز را که تقریبا در همه حلالها نامحلول است، میتوان از طریق دیگر کردن گروههای هیدروکسی و تشکیل ترکیب اضافی با کربن دی‌سولفید (آنالوگ گوگردی ) انحلال پذیر کرد.
گروه عاملی جدید گزانتات نام دارد. افزایش مجدد اسید ، دوباره پلیمر نامحلول میدهد. با کنترل این فرآیند ، میتوان الیاف (ریون) یا ورق کاغذ (سلوفان) را تهیه کرد.
+ نوشته شده در پنجشنبه دوم اردیبهشت 1389ساعت 11:33 توسط ساجده علوی - زهرا شکری آغبلاغ - هاجر گلی | نظر بدهید
تشخیص الکان ها ، الکنها ، الکینها
تشخیص آلکان ها :
مقدمه:
پیوند کربن-کربن دارای ویژگی غیرعادی مخصوص به خود است.اگر چه اتم های دیگر نیزمی توانند این ویژگی را داشته باشند ولی کاربرد پیوند کربن-کربن بسیار وسیع است .به دلیل این خاصیت منحصربه فرد بیشتر از سه میلیون ترکیبات مختلف حاوی کربن به نام ترکیبات آلی در کتب شیمی گزارش شده اند.در نتیجه جمع آوری دانشی کامل از خواص همه این ترکیبات عملا بسیار سخت است.پیچیدگی ترکیبات آلی را می توان تا حدودی از طریق جمع آوری اطلاعات به دست آمده از گروه های طبیعی این ترکیبات با خواص شیمیایی مشابه تقلیل داد.
این گروه بندی ها توسط اتم یا گروهی از اتم ها که قسمتی از مولکول آلی را تشکیل می دهند شناسایی می شوند.عموما این اتم یا گره اتم را گروه عامل می نامند.پس می توان گروه عاملی را به صورت کامل تری تعریف کرد:
به هر یک از ویژگی های ساختاری که مشخص کننده یک طبقه خاص از ترکیبات آلی باشند گروه عاملی می گویند.
هر گروه عامل نسبت به بقیه مولکول های آلی دارای خواص شیمیایی جداگانه یافت می شوند
هیدروکربن ها:
ساده ترین گروه در شیمی آلی هیدروکربن ها بوده که ترکیباتی حاوی ات های کربن و هیدروژن می باشند.با توجه به خواص شیمیایی آنها به سه زیرگروه تقسیم می شوند:هیدروکربن های اشباع شده-هیدروکربن های اشباع نشده وهیدروکربن های آروماتیکی.
هیدروکربن های اشباع شده را هم چنین را هم چنین آلکان می نامنددر آلکان ها همه پیوند های کربن-کربن از نوع پیوند ساده بوده که انرژی پیوندی آن در حدود350کیلوژول می باشد.انرژی پیوند های هیدروژن-کربن در حدود 420کیلوژول است.پس آلکانها از نظر شیمیایی تقریبا بی اثر می باشد.مهم ترین واکنش آنها سوختن است که آب و دی اکسیدکربن(محصولات سوختن آلکان) تولید می شوند.
هیدروکربن های اشباع نشده دارای 2زیر گروه آلکنهاوآلکینها می باشند.آلکنها دارای یک یا چند پیوند کربن-کربن بوده وآلکینها نیز حاوی یک یا چند پیوند سه گانه کربن-کربن می باشند .پیوند های دو گانه وسه گانه که پیوند های غیر اشباع نامیده می شوند از نظر شیمیایی کاملا واکنش پذیر می باشند.
خواص فیزیکی
خواص فیزیکی آلکانها از همان الگویی که برای متان توصیف شد پیروی میکند، و با ساختمان آلکان مطابقت دارد. یک مولکول آلکان کلاً به وسیله پیوندهای کووالانسی ساخته شده است. این پیوندها یا دو اتم مشابه را به یکدیگر متصل میکنند و در نتیجه غیرقطبی می‌باشند و یا دو اتمی را به هم ربط می دهند که اختلاف الکترونگاتیوی کمی دارند و بنابراین این به مقدار جزئی قطبی هستند. علاوه بر این، این پیوندها به طریقی بسیار متقارن آرایش یافته‌اند به طوری که، قطبیت جزئی پیوند نیز حذف میشود. در نتیجه مولکول آلکان یا غیرقطبی است و یا قطبیت خیلی ضعیفی دارد.
نیروهایی که مولکولهای غیر قطبی را به همدیگر مرتبط میکنند (نیروهای وان‌دروالس) نیروهایی ضعیف و با دامنة کوتاه هستند؛ آنها فقط بین قسمتهایی از مولکولهای مختلفی که در تماس نزدیک با یکدیگرند، یعنی بین سطح مولکولها عمل می کنند بنابراین انتظار داریم در یک خانواده، هر چه مولکول بزرگتر باشد – بنابراین، سطح تماس آنها بیشتر است – نیروهای بین مولکولی قویتر باشند.
درجدول بعضی از ثابت‌های فیزیکی برای تعدادی از –n آلکانها ذکر شده است. همان‌طوری که میتوان دید، نقاط جوش و ذوب با افزایش تعداد کربن زیاد میشود. فرآیند ذوب و جوش نیاز به غلبه بر نیروهای بین مولکولی در جامد و مایع دارد؛ هر چه مولکول بزرگتر شود، نیروهای بین مولکولی زیاد شده و لذا نقطه جوش و ذوب افزایش می‌یابد.
به جز برای آلکانهای خیلی کوچک، نقطه‌جوش به ازاء افزایش یک کربن به زنجیر 20 تا 30 درجه زیاد میشود؛ درخواهیم یافت که افزایش 20 تا 30 درجه به ازاء هر کربن، نه تنها در مورد آلکانها بلکه همچنین در مورد کلیه سریهای همرده‌ای که مطالعه می‌کنیم، صادق است.افزایش در نقطه ذوب کاملاً منظم نیست، زیرا نیروهای بین مولکولی در یک بلور نه فقط بستگی به اندازه مولکولها دارد بلکه همچنین به چگونگی قرار گرفتن آنها در شبکه بلوری وابسته است.
چهار –n آلکان اول، به صورت گاز می‌باشند، اما در اثر افزایش نقطه جوش و نقطه ذوب به واسطه طولانی‌تر شدن زنجیر، سیزده آلکان بعدی مایع و آنهایی که دارای 8 کربن یا بیشتر هستند، به صورت جامدند.
در نقاط جوش آلکانهایی که ساختمانهای متفاوتی دارند ولی تعداد کربن آنها مساوی است اختلاف نسبتاً کمتری وجود دارد. در صفحات 94 ، 97 نقاط جوش ایزومرهای بوتان، پنتان و هگزان داده شده است. مشاهده می‌کنیم که در هر مورد، یک ایزومر شاخه‌ای نقطه جوش کمتری از ایزومر راست زنجیر دارد، علاوه بر این، هر چه تعداد شاخه‌ها بیشتر باشد، نقطه جوش پائین‌تر است به این جهت –n بوتان دارای نقطه جوش و ایزوبوتان میباشد. نقطه جوش –n پنتان ، ایزوپنتان با یک شاخه، و نئوپنتان با دو شاخه میباشد. در تمام خانواده‌های ترکیبات آلی، این اثر شاخه بر روی نقطه جوش مشاهده میشود. پائین آمدن نقطه جوش در اثر شاخه‌ای شدن یک پدیده قابل توجیه است: با شاخه‌ای شدن، شکل مولکول به سمت کروی شدن میل میکند، در این صورت اندازه سطح کاهش می‌یابد، در نتیجه نیروهای بین مولکولی ضعیف‌تر شده ودر دمای پائین‌تری مغلوب می شوند. به عنوان مثال، شکل ایزومرهای پنتان را با هم مقایسه کنید.طبق قاعده «همجنس، همجنس را حل میکند» آلکانها در حلالهای غیرقطبی مانند بنزین، اترو، کلروفرم حل میشوند و در آب و سایر حلالهای خیلی قطبی نامحلول‌اند. در صورتی که آلکانها را به عنوان حلال در نظر بگیریم، آلکانهای مایع، ترکیبات کم قطبی را در خود حل میکنند و ترکیبات خیلی قطبی را حل نمی‌نمایند.
با افزایش اندازه آلکانها، دانسیته نسبی زیاد میشود، اما در حدود 8/5 ثابت میماند؛ بنابراین تمام آلکانها دانسیتة کمتری از آب دارند تعجبی ندارد که تقریباً تمام ترکیبات آلی دانسیتة کمتری از آب دارند زیرا مانند،آلکانها،به طور عمده از کربن و هیدروژن تشکیل میشوند.به طور کلی، برای این که این نو ع ترکیبات از آب دانسیتة بیشتری داشته باشند باید شامل یک اتم سنگین مانند برم یا ید، یا چندین اتم نظیر کلر باشند.
Azoxybenzene and Aluminum Chloride
Procedure
Place 0.5 mL or 0.4 g of the dry compound in a clean, dry test tube; add one crystal of azoxybenzene and about 25 mg of anhydrous aluminum chloride. Note the color. If no color is produced immediately, warm the mixture for a few minutes. Wait for up to 30 min to observe any color change. If the hydrocarbon is a solid, a solution of 0.5 g of it in 2 mL of dry carbon disulfide may be used.
Positive Test
Formation of 4-arylazobenzene and aluminum chloride complex is a positive test.
Complications
Many oxygen-containing functionalities interfere with this test and produce confusing color changes
Fuming Sulfuric Acid
Aromatic Compounds
Procedure
This test must be done in a hood. Place 0.5 mL of 20% fuming sulfuric acid (hazardous) in a clean, dry test tube, and add 0.25 mL or 0.25 g of the unknown. Shake the mixture vigorously, and allow it to stand for a few minutes.
Positive Test
A positive test for the presence of an aromatic ring is complete dissolution of the unknown, evolution of heat, and minimal charring.
Complications
Caution: Use this reagent with relatively inert compounds only, such as those compounds that do not dissolve in the solubility tests with concentrated sulfuric acid. Compounds for which preliminary tests indicate strongly activating groups (OH, NH2, etc.) may be decomposed violently by fuming sulfuric acid.
تست شناسایی آلکن ها :
دید کلی
گروه عاملی آلکنها ، پیوند دو گانه کربن _ کربن است. بنابراین ، برای شناسایی یک ترکیب آلکنی ناشناخته ، بایستی نشان داده شود که واکنشهای معمولی پیوند دو گانه کربن _ کربن را انجام میدهد. به علت زیاد بودن تعداد این گونه واکنشها ، ممکن است این کار آسان به نظر برسد.
در صورت امکان ، واکنشی را به عنوان آزمون شناسایی انتخاب می‌کنیم که به سرعت و به آسانی قابل انجام باشد و به تغییر قابل مشاهده‌ای منجر شود. آزمونی را برمی‌گزینیم که چند دقیقه وقت و چند لوله آزمایش نیاز داشته باشد، آزمونی که در آن ، رنگی بوجود آید یا از بین برود، یا حبابهای گار متصاعد شود، یا رسوبی تشکیل یا حل گردد.بهترین راه شناسایی آلکنها
تجربه شنان داده است که بهترین راه شناسایی یک آلکن ، خاصیت رنگ زدایی آن در محلول برم در تتراکلرید کربن و در محلول سرد ، رقیق و خنثای پرمنگنات است. انجام هر دو آزمون آسان است. در یکی ، رنگ قرمز از بین میرود و در دیگری رنگ بنفش جای خود را به دی‌اکسید منگنز قهوه‌ای میدهد.
Bromine Test
Alkene
Alkyne
Procedure
In a hood, 0.1 g or 0.2 mL of the unknown is added to 2 mL of carbon tetrachloride, and a 5% solution of bromine in carbon tetrachloride is added drop by drop, with shaking, until the bromine color persists.
Positive Test
Discharging of the bromine color without the evolution of hydrogen bromide gas is a positive test.
Complications
Should be employed in conjunction with Baeyer test (dilute KMNO4).
Electron-withdrawing groups in the vinylic position can slow down bromine addition to the point that a negative test is erroneously produced.
Tertiary amines (like pyridine) form perbromides upon treatment with bromine and lead to false positive tests.
Aliphatic and aromatic amines discharge the bromine color without the evolution of HBr gas.
Baeyer Test
Alkene
Alkyne
Procedure
To 2 mL of water or ethanol add 0.1 g or 0.2 mL of the unknown. Then add a 2% aqueous potassium permanganate solution drop by drop with shaking until the purple color of the permanganate persists.
Positive Test
The disappearance of the purple color and the appearance of a brown suspension is a positive test.
Complications
Water insoluble compounds should be dissolved in ethanol, methanol, or acetone.
Often, the brown precipitate fails to form and the solution turns reddish-brown.
Easily oxidized compounds give a positive test:
اشکال و ابهام در شناسایی
پس از انتخاب بهترین آزمونها برای شناسایی آلکنها ، به پرسش دیگری می‌پردازیم. برم در تتراکلرید کربن را به یک ترکیب ناشناخته آلی اضافه می‌کنیم و فرض کنید رنگ قرمز از بین میرود. راستی از این پدیده چه نتیجه‌ای میتوان گرفت؟ فقط میتوان گفت که ماده ناشناس ما با برم ترکیب میشود. البته ممکن است یک آلکان باشد.
آگاهی از اینکه نوع معینی از ترکیبها با یک واکنشگر خاص و مشخص واکنش می‌دهند، خودبه‌خود کافی نیست. بلکه بایستی بدانیم کدام ترکیبهای دیگر نیز با این واکنشگر واکنش می‌دهند؟ در این مورد ، ترکیب ناشناس ممکن است یک آلکین هم باشد. همچنین ممکن است هر ترکیب دیگری که به سرعت با برم واکنش جانشینی میدهد، باشد. البته در این صورت گاز برمید هیدروژن متصاعد خواهد شد که ساده‌ترین راه تشخیص آن ، دمیدن به درون لوله آزمایش و مشاهده توده ابری تشکیل شده ، است.
همینطور ، رنگ زدایی پرمنگنات ، آلکن بودن ترکیبی را به اثبات نمی‌رساند، بلکه فقط وجود نوعی گروه عاملی اکسید شونده با پرمنگنات را نشان میدهد. ترکیب مورد آزمایش ، ممکن است یک آلکن باشد، اما احتمال اینکه آلدئید آلکین یا هر ترکیب دیگری که به سهولت اکسید میشود، نیز وجود دارد. حتی ممکن است ترکیبی باشد که حاوی مقداری ناخالصی اکسید شونده است. برای مثال ، آلکنها در چنین شرایطی اکسیده نمی‌شوند، ولی اغلب ، ناخالصیهایی دارند که اکسید شونده است. برای مثال ، الکلها ، در چنین شرایطی اکسیده نمی‌شوند، ولی اغلب ، ناخالصیهای دارند که اکسیده میشوند. برای رفع این ابهام ، میتوان از رنگ زدایی دو سه قطره از واکنشگر اطمینان حاصل کرد.
با یک آزمون شناسایی ، به ندرت میتوان نوع ترکیب مجهول را اثبات کرد. یک آزمون فقط می‌تواند شمار احتمالها را کاهش دهد، به گونه‌ای که با آزمونهای اضافی دیگری ، تصمیم گیری نهایی امکانپذیر شود. در نتیجه ، آزمون برم یا پرمنگنات برای تشخیص آلکن از آلکان ، یا آلکن از آلکیل هالید ، یا آلکن از الکل کافی است.روشی دیگر برای شناسایی آلکن
روش انحلال پذیری آلکنها در اسید سولفوریک سرد و غلیظ نیز مفید است. آزمونی که شمار زیادی از ترکیبها ، شامل مواد اکسیژن‌دار ( که نمکهای انحلال‌پذیر اکسونیوم تولید میکنند.) و ترکیباتی که به آسانی سولفوردار میشوند، به ؟آن پاسخ مثبت می‌دهند. آلکانها یا آلکیل هالیدها در اسید سولفوریک سرد و غلیظ حل نمی‌شوند. سیکلوپروپان به آسانی در اسید سولفوریک غلیظ حل میشود، اما بوسیله پرمنگنات اکسیده نمی‌شود.
الکلها و اترها نیز در اسید سولفوریک حل میشوند، اما با استفاده از پاسخ منفی این ترکیبها به آزمون برم در تتراکلرید کربن و آزمون با ید ، میتوان آنها را از آلکنها تشخیص داد، البته به شرطی که بوسیله ناخالصیها گمراه نشویم. الکلهای نوع اول و نوع دوم بوسیله ایندرید کرومیک ، ، در اسید سولفوریک آبی اکسید میشود. طی دو ثانیه محلول نارنجی شفاف به رنگ آبی مایل به سبز در آمده و سپس مات میشود.
الکلهای نوع سوم ، اترها و آلکنها به این آزمون پاسخ مثبت نمی‌دهند. آلدئیدها پاسخ مثبت می‌دهند، اما با روشهای دیگری تشخیص داده میشوند..
آلکنها ، دسته بزرگی از هیدروکربنها را شامل می شوند که به هیدروکربنهای غیر اشباع (unsaturated) موسومند. تعداد هیدروژنهای این ترکیبات ، کمتر از آلکنهای هم کربن است. آلکنها ممکن است یک یا چند پیوند دوگانه مجزا و دور از هم و یا مزدوج داشته باشند.
ساختمان پیوند دوگانه کربن- کربن در آلکنها
اتیلن
اتیلن کوچکترین عضو خانوده آلکنها و به فرمول C2H4 میباشد که دو اتم هیدروژن کمتر از آلکان هم‌کربن (اتان) دارد. ما در اینجا به بررسی ساختمان اتیلن می‌پردازیم تا با ساختار ترکیبات اشباع نشده آشنا شویم. بررسی ساختمان اتیلن به طریق کوانتوم مکانیکی نشان داده است که کربن ، برای اینکه در ساختمان اتیلن شرکت نماید، لازم است که با استفاده از اوربیتالهای 2s و دو اوربیتال 2p خود ، سه اوربیتال هیبریدی یکسان بوجود آورد که این اوربیتالهای هیبریدی ، در یک سطح قرار میگیرند، بنحوی که اتم کربن ، در مرکز یک مثلث قرار گرفته و زوایای بین اوربیتالهای هیبریدی ، 120 درجه تخمین زده شده است.
هرگاه ما چهار اتم هیدروژن و دو اتم کربن sp2 را کنار هم مرتب کنیم، شکلی ایجاد میشود که در آن ، هر اتم کربن در سه پیوند σ (سیگما) شرکت دارد. برای رسیدن به کربن به حالت اکتت ، لازم است که سومین اوربیتال 2p اتمهای کربن همپوشانی کرده ، پیوند ایجاد کنند. این پیوند که از همپوشانی اوربیتالهای p کربن ایجاد میشود، از نظر شکل و انرژی ، با پیوند σ متفاوت میباشد و به پیوند π موسوم است که از دو قسمت تشکیل شده است.
یک ابرالکترونی در بالای سطح مولکول و ابر الکترونی دیگر ، در پایین سطح قرار می‌گیرد. وقتی این ساختمان می‌تواند انجام شود که تمام اتمهای شرکت کننده در ساختمان اتیلن در یک سطح قرار گیرند. پس مولکول اتیلن لازم است یک مولکول مسطح باشد. مسطح بودن مولکول اتیلن بوسیله روشهای طیف سنجی و پراش الکترونی مورد تایید قرار گرفته است.پروپن
پروپن به فرمول C3H6 ، CH3-CH=CH2 ، دومین عضو خانواده آلکنها میباشد که سه اتم کربن با 6 اتم هیدروژن به هم متصل شده‌اند.
بوتن
بوتن به فرمول C4H8 عضو بعدی این خانوده است که برای آن ، چند نوع آرایش میتوان در نظر گرفت که در آنها ، چهار اتم کربن با هشت اتم هیدروژن طوری قرار بگیرند که قانون اکتت رعایت شده باشد. بوتن به ظاهر دارای سه ایزومر میباشد، ولی مطالعات تجربی نشان داده است که برای آلکنی به فرمول C4H8 چهار ساختمان فیزیکی کاملا متفاوت وجود دارد.
روش آیوپاک برای نامگذاری آلکنها
در روش آیوپاک ، نامگذاری آلکنها با رعایت نکات زیر انجام میشود:
خواص فیزیکی آلکنها
بطور کلی ، خواص فیزیکی آلکنها مشابه آلکانهاست. آلکنها در حلالهای غیرقطبی مانند اتر ، کلروفرم و دی‌کلرو متان محلول ولی در آب نامحلول می‌باشند و سبکتر از آب نیز می‌باشند. نقطه جوش آلکنها با افزایش تعداد کربنها افزایش می‌یابد. بجز آلکنهای کوچک ، نقطه جوش آلکنها به ازای افزایش یک اتم کربن بین 20 تا 30 درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد. همانند آلکانها ، شاخه‌دار شدن آلکنها موجب کاهش نقطه جوش میشود.
آلکنها اندکی قطبی‌تر از آلکانها هستند این قطبیت اندک در اثر خصلت الکترون دهی و الکترون گیری گروهها ایجاد می‌گردد. وقتی روی آلکنها ، گروههای القایی با قدرت بیشتر قرار می‌گیرد، ممان دو قطبی اندکی افزایش می‌یابد.تهیه آلکنها
از طریق هیدروهالوژن زدایی از هالیدهای آلکیل
هیدروهالوژن زدایی ، واکنشی است که طی آن ، از یک مولکول هالید آلکیل یک مولکول هالید هیدروژن (یک اتم هیدروژن از یک کربن و یک اتم هالوژن از کربن مجاور) برداشته میشود. این واکنش بسته به ساختمان و شرایط محلول می‌تواند از طریق دو مکانیسم متفاوت E2 و E1 انجام بگیرد.
تهیه آلکنها از طریق هالوژن ردایی از α- دی بروموآلکان
اگر دو اتم هالوژن در روی یک اتم کربن قرار گرفته باشند، ماده را دی‌هالوژنه دوقلو geminal می‌نامند و اگر دو هالوژن در روی دو اتم کربن مجاور قرار گرفته باشند، vicinal خوانده میشود. از واکنش مشتقات α- دی برومو با پودر روی در اسید استیک و طی یک واکنش هالوژن زدایی ، آلکن مربوطه تولید میشود. در این واکنش ، هر دو اتم برم آزاد میشود و آلکن تشکیل می‌گردد. روی در اسید استیک نقش احیا کننده را بازی میکند. روی اکسید میشود و هالید الکیل احیا میشود.
تهیه آلکنها از طریق آبگیری از الکلها
یکی از بهترین روشهای تهیه آلکنها ، آبگیری از الکلهاست. واکنش آبگیری از الکل در حضور کاتالیزورهای اسیدی ، معمولا برگشت پذیر بوده ، سرعت کمتری دارد. لذا جهت جلوگیری از واکنش برگشتی و برای تکمیل واکنش ، آلکن تولید شده را از محیط واکنش خارج میکنند. با توجه به این که نقطه جوش آلکنها ، پایین‌تر از نقطه جوش الکلهای مربوطه میباشد، لذا این عمل بسهولت انجام می‌گیرد. در واکنشهای آبگیری از الکلها ، معمولا از اسید سولفوریک یا اسید فسفریک غلیظ استفاده میشود.
واکنشهای شیمیایی آلکنها
اگر بخواهیم واکنشهای شیمیایی آلکنها را پیش‌بینی نماییم، لازم است ابتدا فعالیت پیوند π در آلکنها را مورد مطالعه قرار دهیم و تاثیر پیوند دوگانه روی گروههای آلکیل مجاور و برعکس را خوب بدانیم. با مطالعه واکنشهای اختصاصی پیوند دوگانه ، قادر خواهیم بود تا واکنشهای اختصاصی خیلی از آلکنها و واکنشگرهای دیگر را پیش‌بینی نماییم.
بطور کلی دو نوع واکنش در روی آلکنها انجام پذیر میباشد. دسته اول آنهایی هستند که در روی پیوند π انجام میگیرند و لذا پیوند π از بین میرود و پیوندهای جدید تشکیل می‌گردد. واکنشهای دسته دوم ، واکنشهایی هستند که در محلولهای دیگری که ارتباط خاصی با پیوند دوگانه دارند، اتفاق می‌افتند. مثل گروههای آلکیل و یا عوامل دیگری که به کربنهای sp2 متصل می‌باشند.تشخیص آلدهیدها و کتون ها :
تست ۲و۴ دی نیترو فنیل هیدرازین:
تست سدیم بی سولفیت الکلی:
تست تالنز
Tollens Test for Aldehydes and other easily oxidized functional groups
Tollens Reaction - Silver Mirror Test
Use of Tollens Reagent to Distinguish Aldehydes from Ketones
Chemical Safety Data: Tollen's reagent (MSDS)
Using Tollens' reagent (the silver mirror test)
تست فوشین
http://www.chemistry.ccsu.edu/glagovich/teaching/316/qualanal/tests/schiff.html
Test for Aldehydes - Schiff's Reagent
MSDS:schiffs aldehyde test solution
تست بندیکت
مشتق سازی الکلها :
متداولترین مشتق الکلها 3 و 5- دی نیترو بنزوات، استرها و فنیل اورتانها میباشد. ممکن است از آلفا-نفتیل اورتان هم استفاده شود ولی این آزمون برای فنلها بیشتر بکار میرود. در تمام موارد بعد از اینکه محصول جامد و خالص تهیه شد نقطه ذوب بلور را بدست آورده و با استفاده از جداول مرجع، نوع الکل را مشخص کنید.
الف) تهیه اورتان
ب) تهیه 3و5 دى نیتروبنزوات
پ) تهیه بنزوات و پارانیتروبنزوات
1- محلول سدیم هیدروکسیدانحلال پذیری فنولها در محلول سیدم هیدروکسید، در مورد فنولهایی که امکان مزدوج شدگی در باز مزدوج (آنیون فنولات) آنها زیاد است، با رنگی شدن محلول همراه است. برای مشاهده رنگ، باید مقدار کمی از فنول را در محلول سدیم هیدروکسید 10% حل نمود. انحلال بعضی فنولها با رنگی شدن همراه نیست. و تعدادی از آنها نیز در محلول سدیم هیدروکسید نامحلول هستند و بصورت رسوب می باشند.
2- فریک کلرید
فنولهای محلول در آب
چند قطره محلول آبی فریک کلرید 5/2% به یک میلی لیتر محلول آبی و رقیق فنول ( حدود 3-1% وزنی ) اضافه نمایید. در مورد بیشتر فنولها رنگ قرمز تند، آبی، ارغوانی یا سبز ظاهر می شد. بعضی رنگها بصورت گذرا هستند و برای مشاهده رنگ باید محلول خوب همزده شود و مخلوط گرد رنگی شدن معمولا فوری است. اما باید توجه داشت که رنگ محلول برای زمان زیادی پایدار نیست.فنولهای نامحلول در آب بسیاری از فنولها با روشی که پیش از این ذکر شد و به آزمایش فریک کلرید پاسخ مثبت نمی دهند و باید آزمایش را بدین ترتیب انجام داد که 20 میلی گرم از فنول جامد یا یک قطره فنول مایع را در یک میلی لیتر کلروفرم حل یا به حالت تعلیق درآورد و سپس یک قطره پیریدین و سه تا پنج قطره از محلول 1 % فریک کلرید ( حجم/ وزن ) در کلروفرم به آن اضافه نمایید.
Ferric Chloride - Pyridine Test
Phenol
Procedure
In hood: Add 4 or 5 drops or 30 - 50 mg of unknown to 2 mL of pure chloroform in a clean, dry test tube. Stir the solution. If the unknown does not dissolve, even partially, add 2 - 3 mL more chloroform and warm gently. Cool to 25oC and add 2 drops of 1% solution of anhydrous ferric chloride in chlorofrom followed by 3 drops of pyridine. Shake the test tube and note the color produced immediately.
Positive Test
The appearance of blue, violet, purple, green, or red-brown color is a positive test.
Complications
Not all phenols or enols give positive results.
Most oximes, hydroxamic acids, and sulfinic acids give a positive test
- برم / آبمحلول آبی 1 % از مجهول تهیه نمایید سپس به آن قطره قطره محلول آب برم اشباع شده اضافه نمایید و هر بار تکان دهید تا رنگ زایل شود. تشکیل رسوب به دلیل تولید محصوص استخلاف شده است که همزمان با از بین رفتن رنگ برم است به عنوان نتیجه مثبت برای این آزمایش تلقی می شود.
Bromine Water
Procedure
Dissolve 0.1 g of unknown in 10 mL of water. Add bromine water drop by drop until the bromine color is no longer discharged.
Positive Test
Discharging of the bromine color or formation of a white precipitate is a positive test.
Complications
Mercaptans react readily.
HBr is generated, but will not be observed since the reagent is aqueous.
تهیه مشتق ها
مشتقات فنولها اورتانها هستند که از واکنش فنول با ایزوسیانات تولید می شود. مشتق های دیگر برای فنولها 3 و 5- دی نیترو بنزوآت و فنول برم دار شده است.
1- ( α – نفتیل اورتان )5/0 گرم از فنول ( کاملاً خشک ) را در یک لوله آزمایش خشک بریزید و 5/0 میلی لیتر α – نفتیل ایزوسیانات به آن اضافه نمایید.
چند قطره پیریدین به عنوان کاتالیزور به مخلوط بیافزایید. اگر واکنش خود به خود صورت نگرفت، مخلوط را برای 10-5 دقیقه روی حمام بخار گرم نمایید. سپس لوله آزمایش را در بشر محتوی یخ قرار دهید و برای شروع تبلور با بهمزن شیشه یی خراش دهید. مایع روی رسوب تشکیل شده را جدا نمایید و در صورتیکه لازم است بلورها را روی بوخنر صاف نمایید. برای تخلیص محلول را در 16-5 میلی لیتر لیگروئین داغ (اتر نفت) یا هگزان حل کنید و برای جدا کردن مواد ناخواسته و دی فنیل اوره که ممکن است موجود باشد محلول را صاف نمایید ( قبلاً قیف را گرم کنید ). محلول صاف شده را سرد کنید تا اورتان متبلور شود. سپس بلورها را روی قیف بوخنر صاف نمایید.2- (3 و 5- دی نیترو بنزوآت)
فنولهای مایع5/0 گرم 3 و 5- دی نیترو بنزوئیل کلرید را در 5/0 میلی لیتر فنول حل نمایید و مخلوط را برای 5 دقیقه حرارت دهید. بگذارید محلول سرد شود و سپس 3 میلی لیتر محلول سدیم کربنات 5 % و 2 میلی لیتر آب به آن اضافه نمایید. مخلوط را بشدت بهم بزنید و چنانچه جامدی در مخلوط موجود است خرد نمایید. محصول را روی بوخنر صاف نمایید و با آب سرد بشویید. برای تخلیص آنرا بوسیله مخلوط حلال اتانول – آب متبلور نمایید.
فنولهای جامد
5/0 گرم فنول را در 3 میلی لیتر پیریدین ( خشک ) حل نمایید و 5/0 گرم 3 و 5- دی نیترو بنزوئیل کلرید به آن اضافه کنید. مخلوط را برای 15 دقیقه رفلاکس نمایید. بگذارید سرد شود و سپس آنرا به مخلوطی از 5 میلی لیتر سدیم کربنات 5 % و 5 میلی لیتر آب اضافه کنید. سپس این مخلوط را در حمام یخ بگذارید و بشدت بهم بزنید تا تمام محصول واکنش بصورت بلورهایی تشکیل شود. رسوبها را با بوخنر صاف کنید و با آب سرد بشویید و برای تخلیص آنرا با مخلوط حلال اتانول – آب متبلور نمایید.3- بروموفنول
ابتدا چنانچه محلول برم آماده موجود نیست، باید آنرا از انحلال 75/0 گرم پتاسیم برومید در 5 میلی لیتر آب و سپس 5/0 گرم برم تهیه نمایید. 1/0 گرم فنول را در یک میلی لیتر متانول یا دی اکسان حل کنید و سپس یک میلی لیتر آب اضافه نمایید. حال یک میلی لیتر مخلوط برم دار کننده را به مایع فنول بیافزایید و مخلوط را بشدت بچرخانید سپس افزایش محلول برم دار کننده را قطره قطره و در حالیکه مخلوط را می چرخانید ادامه دهید، محلول برم دار کننده را تا وقتی که رنگ محلول برم باقی بماند باید اضافه کرده ثابت ماندن رنگ برم در محلول، نشانه پایان واکنش برم دار کردن است. سپس باید 5-3 میلی لیتر آب اضافه کرد و مخلوط را بشدت تکان داد رسوبها را روی قیف بوخنر صاف نمایید و با اب بخوبی بشویید. برای تخلیص مشتق تهیه شده آنرا بوسیله مخلوط حلال متانول – آب متبلور نمایی
الکل ها دسته بزرگی از ترکیبات الی حاوی گروه هیدروکسی (OH) هستند که منبع طبیعی ان ها گیاهان بوده و در صنعت از مشتقات نفت نظیر اتیلن ساخته می شود. استفاده وسیع ان ها به عنوان حلال ̦ پاک کننده ̦ سوخت و نیز به عنوان موادی که در صنعت دارویی مصرف دارند. این ترکیبات اغلب در گروههای حلالیت N1 , S1 و یا N2 قرار دارند و به طریق زیر شناسایی می شوند:
خواص فیزیکی الکلها : دمای جوش در میان هیدروکربنها ، به نظر میرسد که عوامل تعیین کننده دمای جوش ، عمدتا وزن مولکولی و شکل مولکول باشند. در الکلها ، با افزایش تعداد کربن ، دمای جوش بالا میرود و با شاخه‌دار کردن زنجیر ، دمای جوش پایین می‌آید، اما نکته غیر عادی در مورد الکلها این است که آنها در دمای بالا به جوش می‌آیند. این دمای جوش بسیار بالاتر از دمای جوش هیدروکربنها با وزن مولکولی یکسان است و حتی از دمای جوش بسیاری ترکیبها با قطعیت قابل ملاحظه بالاتر است.
دمای جوش بالای آنها ، به علت نیاز به انرژی بیشتر برای شکستن پیوندهای هیدروژنی است که مولکولها را در کنار هم نگه داشته‌اند. حل شدن الکلها رفتار الکلها بعنوان حل شده نیز توانایی آنها برای تشکیل پیوندهای هیدروژنی را منعکس میکند. برخلاف هیدروکربنها ، الکلهای سبک با آب امتزاج‌پذیرند. از آنجا که نیروهای بین مولکولی الکلها همانند نیروهای بین مولکولی آب است، دو نوع مولکول با یکدیگر قابل اختلاط هستند. انرژی لازم برای شکستن یک پیوند هیدروژنی بین دو مولکول آب یا دو مولکول الکل ، با تشکیل یک پیوند هیدروژنی بین یک مولکول آب و یک مولکول الکل تامین میشود.تست سدیم
ترکیبات دارای هیدروژن فعال در واکنش با سدیم می توانند هیدروژن خود را ازاد کنند. بسته به نوع ترکیب این هیدروژن می تواند دوباره در محیط جذب یک مولکول دیگر شود و یا از محیط خارج شود. الکل ها در ترکیب با سدیم ̦ هیدروژن خود را به صورت گاز ازاد می کنند. این تست به ترکیبات دارای 3 تا 8 کربن جواب مثبت می دهد. الکل ها سبکتر به دلیل وجود اب در محیط به سرعت با سدیم واکنش می دهند ( این الکل ها جاذبه الرطوبه اند). الکل های سنگین تر ( بیش از 8 کربن ) به کندی واکنش می دهند به طوری که خروج گاز محسوس نیست. این تست برای هیدروژن هایی که در ترکیبات خنثی به سهولت قابل استخلاف باشد مناسب است. به عبارت دیگر هیدروژن های متصل به اکسیژن نیتروژن و یا گوگرد به این تست پاسخ مثبت می دهند.
سدیم تست مناسبی برای تشخیص هیدروژن های فعال در اجسامی که به راحتی یونیزه نمی شوند به عبارت دیگر برای ترکیبات گروههای SA ̦ A2 ̦ A1 و S2 روش مناسبی نیست.
روش کار :
در یک لوله ازمایش خشک یک میلی لیتر الکل مورد ازمایش را بریزید و به ان یک تکه کوچک سدیم بیفزایید. تشکیل حباب های هیدروژن در اطراف سدیم و خروج ان ها نشان دهنده وجود هیدروژن قابل استخلاف در ترکیب است.
تست سریک امونیوم نیترات
این معرف با ترکیباتی که دارای گروه های OH الکی هستند کمپلکس قرمز رنگ تشکیل می دهد. الکل های نوع اول دوم و سوم که کمتر از10 کربن دارند به این تست پاسخ مثبت می دهند. امینو الکل ها به دلیل افزایش PH محیط نتیجه مطلوبی نشان نمی دهند زیرا در این حالت یون سریک به صورت هیدروکسید رسوب می کند. هرچه وزن مولکولی الکل افزایش یابد شدت رنگ کمتر شده و تا حدودی به رنگ قرمز قهوه ای متمایل می شود.
در مورد الکل ها ظهور رنگ قرمز نشانه مثبت بودن واکنش است. این رنگ بسته به نوع الکل طی مدت زمان مشخصی بیرنگ می شود. زمان شپری شدن تا بیرنگ شدن کامل در شتاسایی الکل مورد استفاده قرار می گیرد. مثلا متانول طی هفت ساعت و الیل الکل طی شش دقیقه بیرنگ می شود. ازمون باید در دمای اتاق ( 25 – 20 درجه سانتیگراد ) صورت گیرد زیرا بسیاری از ترکیبات در دماهای بالاتر توسط سریم (IV) اکسید می شود.
روش کار :
اجسام محلول در ابدریک لوله ازمایش 0.5 میلی لیتر معرف فوق را با 3 میلی لیتر اب مفطر رقیق کرده و کاملا مخلوط کنید. سپس 4 تا 5 قطره از جسم مرد ازمایش را به این محلول اضافه کنید. تغییر رنگ را مورد مشاهده قرار دهید. اگر جسم جامد است بهتر است ابتدا ان را در اب حل کنید و سپس معرف را به ان بیفزایید.
اجسام نامحلول در ابدر لوله ازمایشی 0.5 میلی لیتر معرف و 3 میلی لیتر دی اکسان را مخلوط کنید. اگر رسوبی حاصل شد به ان 3 تا 4 قطره اب مقطر اضافه کنید تا محلول شفاف شود. سپس 4 تا 5 قطره از جسم مورد ازمایش را به ان بیفزایید به تغییر رنگ توجه کنید. اگر جسم جامد بود ابتدا ان را در دی اکسان حل کرده سپس معرف را اضافه کنید.
معرف جونز ( انیدرید کرومیک ̦ کروم تریوکسید )
الکل های دارای هیدروژن در موقعیت الفا نسبت به کربن حامل OH , با این معرف اکسایش می یابد. به طور کلی ترکیباتی که در ان ها گروه هیدروکسیل روی کربنی که حداقل یک هیدروژن دارد استخلاف شده باشد توسط این معرف اکسید می شوند. به عبارت دیگر الکل های نوع اول و دوم تا 27 کربن به این تست پاسخ مثبت می دهند در حالیکه الکل های نوع سوم به این تست پاسخ منفی می دهند.
روش کار :
در یک لوله ازمایش خشک یک میلی لیتر استون خالص بریزید و به ان یک قطره جسم مورد ازمایش اضافه کنید و خوب مخلوط کنید سپس یک قطره معرف به ان بیفزایید. در صورت مثبت بودن تست طی 2 تا 3 ثانیه رسوب سبز متمایل به ابی ظاهر می شود.
توجه : فنل ها و الدهیدها نیز به این تست پاسخ مثبت می دهند.
معرف لوکاس
این معرف عبارت است از مخلوط HCL غلیظ و ZnCl2 خشک. موادی که به اسانی قادرند در موضع کربن حامل گروه هیدروکسیل ویژگی کاتیونی پیدا کنند به این تست پاسخ مثبت دهند. با این ازمایش معمولا نوع الکل مشخص می شود. الکهای حاوی حداکثر تا 6 کربن به این تست پاسخ مثبت می دهند الکل هایی با تعداد کربن بیشتر از 6 عدد در این محیط حل نشده به صورت نامحلول ( دو فاز ) باقی می مانند. مکانیسم واکنش از نوع SN1 است و تولید کربوکاتیون پایدار واکنش را تسریع می کند در نتیجه الکل های نوع سوم سریعتر از الکل های نوع دوم واکنش می دهند در حالی که الکل های نوع اول در حرارت متعارفی قادر به فعل و انفعال نیستند
رنگ شیری ایجاد شده مربوط به الکیل کلرید به عنوان فاز دوم است. در بین الکل های نوع اول , الیل الکل به دلیل پایداری کاتیون الیل به معرف پاسخ مثبت می دهند.
روش کار :
در یک لوله ازمایش خشک به 4 تا 6 قطره الکل مورد ازمایش 3 میلی لیتر معرف بیفزایید. اگر محیط به سرعت کدر شود. الکل نوع سوم است در غیر این صورت در حمام اب گرم محلول را حرارت دهید. اگر پس از 5 دقیقه محلول کدری تشکیل شده الکل نوع دوم است و در صورت عدم پاسخ مثبت الکل نوع دوم است.
معرف پریدیک اسید
این معرف برای ترکیباتی که در انها عامل OH در مجاورت یک عامل OH دیگر و یا در مجاورت عامل کربونیل و یا عامل NH2 باشد همچنین در مواردی که دو گروه کربونیل در مجاورت یکدیگر قرار داشته باشد مناسب است. به عبارت دیگر این معرف برای شناسایی 1و2 دی ال ها , الفا هیدروکسی الدهیدها , الفا هیدروکسی کتون ها , 1و2 دی کتون ها و الفا هیدروکسی اسیدها به کار می رود. سرعت واکنش نیز به ترتیب ذکر شده در بالا است یعنی سرعت 1و2 گلیکولها بیشتر از همه و الفا هیدروکسی اسیدها کمتر از همه بوده و حتی گاهی جواب منفی است. اساس ازمایش حلالیت ناچیز AgIO3 در نیتریک اسید رقیق است. نقره ایدات به مقدار جزئی در نیتریک اسید حل شده در صورتی که نقره پریدات (AgIO4) در نیتریک اسید بسیار محلول است. چنانچه نیتریک اسید زیاد به کار رود نقره ایدات (AgIO3) نیز حل شده رسوب نخواهد کرد.
گاهی رنگ قهوه ای مربوط به تشکیل سیلور پرایدات (AgIO4) است که نشان دهنده جواب منفی است. این ازمایش برای اجسام محلول در اب مناسب است و برای اجسام نامحلول در اب می توان از حلال دی اکسان استفاده کرد. گروه اپوکسی نیز با پریدیک اسید قابل تشخیص است به شرط انکه مقدار کافی اسید برای هیدرولیز افزوده شود.
روش کار :
در یک لوله ازمایش 2 میلی لیتر محلول پریدیک اسید بریزید و به ان تنها یک قطره نیتریک اسید اضافه کنید. سپس یک قطر از جسم مورد ازمایش به ان افزوده پس از 10 تا 20 ثانیه تکان دادن , 1 تا 2 قطره نقره نیترات 5% به ان بیفزایید. تولید رسوب نقره یدات دلیل بر وجود عوامل OH مجاور است.
نقطه ذوب درجه حرارتی است که در آن درجه حرارت، ماده جامد به مایع تبدیل شود (درجه حرارتی که در آن فشار بخار مایع با جامد برابر گردد). در تمام مدت ذوب درجه حرارت ثابت میماند و در این درجه حرارت دو فاز در حال تعادل هستند. وجود ناخالصی در یک ماده، نقطه ذوب آنرا پایین می آورد و مخلوط دو ماده، دارای نقطه ذوبی پایین تر از هر کدام از دو ماده اولیه است.
دامنه ذوب، دمائی است که ترکیب شروع به مایع شدن میکند تا دمایی که به طور کامل مایع میشود. ترکیب خیلی خالص دامنه ذوب 5/0 درجه یا کمتر دارد. دامه ذوب ترکیبات خالص معمولی 2-1 درجه است.
خلوص ترکیب از دو طریق مشخص میشود: اول اینکه ماده خالصتر نقطه ذوب بالاتری دارد، دوم اینکه ماده خالصتر دامنه ذوب کمتری دارد یعنی بین درجه حرارت شروع و پایان ذوب اختلاف کمتری وجود دارد.
تعیین نقطه ذوب صحیح یک ترکیب آلی احتیاج به ماده کافی دارد تا با سرد و گرم کردنهای متناوب بتوان در بین فازهای مایع و جامد تعادل برقرار کرد و درجه حرارت آنرا اندازه گرفت. مقدار ماده ای که برای این عمل لازم است غالبا بیشتر از مقداری است که شیمیدان در دسترس دارد. از اینرو روشهای میکرو که چندان دقیق نیستند ولی احتیاج به مقدار ناچیزی از نمونه دارند و آسان هم هستند توسعه یافته اند. یکی از متداولترین روشها، استفاده از لوله مویین است. در کلیه روشهای میکرو نقطه ذوب را به صورت حدود تغییرات ذوب اندازه میگیرند. این حدود شامل درجه حرارتی است که عمل ذوب نمونه شروع میشود و بعد خاتمه می یابد.
در اندازه گیری نقطه ذوب با لوله مویین از گرم کن های گوناگونی استفاده میشود. این گرم کن ها از یک بشر ساده که محتوی مایعی با نقطه جوش بالاست و با چراغ گاز گرم و با دست همزده میشود، شروع شده و به وسایل کاملی میرسد که با الکتریسیته گرم میشود و بطور مکانیکی به هم میخورد.
مقدار کمی از نمونه پودر شده را در روی یک شیشه ساعت کوچک بگذارید (در صورتی که نمونه به صورت پودر نباشد با هاون چینی آنرا کاملا پودر کنید)، یک لوله مویین کاملا تمیز برداشته و به وسیله شعله یک طرف آنرا کاملا مسدود نمائید و چند بار نوک باز لوله مویین را آهسته به داخل جسم جامد بزنید. با برگرداندن لوله و با زدن سریع انتهای بسته لوله بر روی یک سطح محکم میتوان جسم جامد را به طرف انتهای بسته لوله هدایت کرد. جسم باید در انتهای بسته لوله کاملا متراکم شود. بهترین راه انجام این کار آن است که در خاتمه لوله مویین را از درون یک قطعه لوله شیشه ای بزرگتر که تقریبا به طول 60 سانتیمتر باشد، بر روی سطح محکمی رها کنید. نمونه باید به اندازه ای باشد که پس از عمل تراکم لوله مویین را تا عمق 3-2 میلی متر پر کند. این مقدار نباید بیشتر باشد. لوله مویین را به وسیله یک بند لاستیکی کوچک به گرماسنج متصل کنید. خود نمونه باید در مجاورت حباب گرماسنج باشد و بند لاستیکی در بالا ترین جا تا از سطح مایع داغ دور باشد. سپس گرماسنج را به کمک چوب پنبه سوراخداری که یک طرف آن بریده شده درداخل گرمکن قرار دهید (مطابق شکل زیر). منظور از این بریدگی آن است که درجات گرماسنج در آن حدود آشکار شوند و همچنین دستگاه یک سیستم باز باشد. (احتیاط: هرگز نباید یک سیستم بسته را حرارت داد.) با استفاده از حرارت یک چراغ کوچک بونزن به آرامی درجه حرارت مایعی را که باید گرم شود بالا ببرید (حدود 2 درجه در دقیقه) درجه ای را که ابتدا عمل ذوب مشاهده میشود و همچنین درجه ای را که در آن آخرین قسمت جامد ذوب میشود را یادداشت کنید.
1- مخزن دماسنج
2- محل نمونه
3- مایعی با نقطه جوش بالا
4- بند لاستیکی
5- چوب پنبه برش داده شده
نقطه جوش
مولکولهای مایع دائما حرکت می کنند. تعدادی از این مولکولها هنگامی که در سطح مایع هستند میتوانند به فضای بالای مایع بگریزند. مایعی را در ظرف بسته ای که هوایش تخلیه شده در نظر بگیرید. تعداد مولکولها در فاز گازی مایع افزایش می یابد تا سرعت ورود مجدد مولکولها به فاز مایع با سرعت گریزشان برابر شود، سرعت ورود مجدد متناسب با تعداد مولکولها در فاز گازی است. در این حال دیگر تغییر اساسی در دستگاه ملاحظه نمی شود و می گویند که سیستم در حال تعادل جنبشی است. مولکولها در فاز گازی به سرعت حرکت میکنند و دائما به دیواره ظرف بر می خورند و منجر به وارد کردن فشار به دیواره آن می شوند میزان این فشار در یک درجه حرارت معین را فشار بخار تعادل جسم مایع در آن درجه می نامند. این فشار بخار به درجه حرارت بستگی دارد. این بستگی به آسانی با تمایل گریز مولکولها از مایع قابل توجیه است. با ازدیاد درجه حرارت انرژی جنبشی متوسط مولکولها افزایش می یابد و فرار آنها به فاز گازی آسان میشود. سرعت ورود مجدد مولکولها نیز رو به افزایش می رود و به زودی در درجه حرارت بالاتر تعادل برقرار می شود. ولی در این حال تعداد مولکولها در فاز گازی از تعداد آنها در درجه حرارت پایین تر بیشتر است و در نتیجه فشار بخار زیادتر است.
اکنون نمونه مایعی را در نظر بگیرید که در یک درجه حرارت معین در ظرف سر گشاده ای قرار دارد و مولکولهای فاز بخار در بالای مایع می توانند از محوطه ظرف خارج شوند. بخاری که در بالای این نمونه است از مولکولهای هوا و نمونه تشکیل شده است. طبق قانون فشارهای جزئی دالتون، فشار کل (خارجی) در بالای مایع برابر با فشارهای جزئی نمونه و هوا است:
هواP + نمونهP = کلP
فشار جزئی نمونه برابر با فشار بخار تعادل آن در درجه حرارت معین است. اگر درجه حرارت بالا رود (بدین ترتیب فشار بخار تعادل نمونه زیاد میشود)، تعداد مولکولهای نمونه در فضایی که در بالا و نزدیک مایع است افزایش می یابد و در نتیجه مقداری از هوا جابجا میشود. در درجه حرارت بالا فشار جزئی نمونه درصد بیشتری از فشار کل را تشکیل میدهد. با ازدیاد بیشتر درجه حرارت این عمل ادامه می یابد تا فشار بخار تعادل با فشار خارجی برابر شود و در این حال تمام هوا کاملا از ظرف خارج میشود. تبخیر بیشتر باعث جابجا شدن مولکولهای گازی نمونه خواهد شد. با توجه به این حقایق به این نتیجه میرسیم که فشار بخار تعادل یک نمونه یک حد نهایی دارد که به وسیله فشار خارجی معین میشود. در این حد سرعت تبخیر به مقدار زیادی افزایش می یابد (که با تشکیل حباب در مایع آشکار میشود) و این مرحله را عموما شروع جوشش می دانند. نقطه جوش یک مایع درجه حرارتی است که در آن فشار بخار مایع کاملا برابر با فشار خارجی شود. چون نقطه جوش مشاهده شده مستقیما به فشار خارجی بستگی دارد، از این جهت باید در گزارش نقطه جوش، فشار خارجی هم قید شود (مثلا نقطه جوش 152 درجه سانتیگراد در فشار 752 میلی متر جیوه). معمولا نقطه جوش استاندارد را در فشار آتمسفر (760 mm Hg) تعیین میکنند.
نقاط جوش برای شناسایی مایعات و برخی از جامداتی که در حرارت پایین ذوب میشوند، مفید هستند. جامداتی که در حرارت بالا ذوب میشوند معمولا آنقدر دیر میجوشند که نمیتوان به راحتی درجه جوش آنها را اندازه گرفت.
بخش عملی
اندازه گیری نقطه جوش به روش میکرو:
انتهای دو لوله مویین تمیز یک میلی متری را به وسیله حرارت شعله بسته و به هم متصل کنید و در حدود سه یا چهار میلی متر پایین تر آنرا صاف ببرید مانند شکل 1 (1- محل اتصال 2- محل برش).
یک لوله شیشه ای 4 میلی متری مطابق شکل 2 تهیه کنید و آنرا با یک حلقه لاستیکی به یک گرما سنج متصل کنید حدود 2 قطره از مایع مورد آزمایش را به کمک پیپت مویین در انتهای لوله 4 میلی متری قرار دهید و لوله مویین جوش را در آن داخل کنید چنانچه سطح نمونه مایع در زیر محل اتصال لوله مویین باشد آنقدر از نمونه اضافه کنید تا سطح مایع به بالای اتصال برسد. گرماسنج و لوله های متصل به آنرا در داخل حمامی که بتوان آنرا گرم کرد قرار دهید و مواظب باشید که حلقه لاستیکی در بالای سطح مایع باشد. درجه حرارت را به سرعت بالا ببرید تا حبابهای تند و مداومی از لوله مویین جوش خارج شود. در این حال حرارت را قطع کنید. با سرد شدن تدریجی حمام سرعت خروج حباب کم میشود. در لحظه ای که خروج حباب کاملا متوقف میشود و مایع شروع به بالا رفتن از داخل لوله مویین میکند درجه حرارت گرما سنج را یادداشت کنید. این درجه، نقطه جوش نمونه مایع است.
فنولها ترکیبات اسیدی هستند که قدرت اسیدی آنها از کربوکسیلیک اسیدها کمتر است این امر در مورد فنولهایی که دارای استخلافهای نیترو هستند صدق نمی کند. برخی از آزمایشهایی که در شناسایی فنولها مورد استفاده قرار می گیرد در زیر امده است.
