ELEMENTARNA ANALIZA JAKOŚCIOWA

Stapianie z metalicznym sodem

Do małej probówki wprowadza się kawałek metalicznego sodu i odrobinę badanej substancji. Probówkę umieszczoną w łapie ogrzewamy nad płomieniem aż do stopienia sodu i wystąpienia ciemnego żaru na dnie probówki. Ciemny żar świadczy o obecności węgla, a krople wody na ściankach probówki -
o obecności wodoru. Rozżarzoną probówkę wrzucamy do parowniczki zawierającej ok. 15 cm³ wody destylowanej. Płyn z parowniczki sączymy. Przesączu używamy do dalszych badań na siarkę, azot, fluorowce.

Próba na siarkę

Do ok. 1 cm³ badanego przesączu o silnie alkalicznym, odczynie dodajemy kroplami 0.1% roztworu nitroprusydku sodowego. Pojawienie
się ciemnopurpurowego zabarwienia (krótkotrwałego) wskazuje na zawartość siarki.

Próba na azot

Ok. 3 cm³ badanego przesączu ogrzewamy do wrzenia
z kryształkami siarczanu żelazawego. Po ochłodzeniu dodajemy rozcieńczonego kwasu siarkowego do odczynu kwaśnego. Jeżeli substancja zawiera azot występuje niebieskozielone zabarwienie. Po dłuższym czasie wydziela się osad błękitu pruskiego.

Próba na fluorowce

Jeżeli badana substancja nie zawiera azotu i siarki postępujemy następująco:

2 cm³ badanego przesączu zakwaszamy rozcieńczonym kwasem azotowym i dodajemy kilka kropli azotanu srebra. Powstanie białego lub żółtego osadu świadczy o obecności fluorowca.

Jeżeli badana substancja zawiera azot lub siarkę 2 cm³ badanego przesączu zakwaszamy rozcieńczonym kwasem siarkowym, gotujemy przez kilka minut
w celu odpędzenia siarkowodoru lub cyjanowodoru i wykonujemy próbę
z azotanem srebra.

ANALIZA ORGANICZNA

Semestr zimowy

1. WEGLOWODORY

1. Reakcja z nadmanganianem potasu

Do 0,1g badanego węglowodoru rozpuszczonego w wodzie lub acetonie dodajemy kroplami 2%-owy roztwór wodny nadmanganianu potasu i próbkę wytrząsamy. Zanik fioletowej barwy roztworu świadczy o obecności wiązania wielokrotnego.

2. Reakcja z roztworem bromu w wodzie

0,1g badanej substancji rozpuszczamy w niewielkiej ilości wody
i kroplami dodajemy 5%-owy roztwór bromu w wodzie. Odbarwienie roztworu świadczy o obecności wiązania wielokrotnego.

2. FLUOROWCOPOCHODNE

a) Reakcja z azotanem srebra

Dla związków rozpuszczalnych w wodzie używamy wodnego roztworu azotanu srebra, dla pozostałych alkoholowego roztworu azotanu srebra. Około 1 cm³ badanej substancji zakwaszamy rozcieńczonym kwasem azotowym, a następnie dodajemy kilka kropli 5%-owego wodnego lub alkoholowego roztworu azotanu srebra. Pojawienie się osadu wskazuje na obecność fluorowca (żółty - bromek lub jodek, biały - chlorek).

3. ALKOHOLE

a) Reakcja odróżniająca alkohole I-rzędowe od II- i III-rzędowych
(próba Lucasa)

4 krople badanej substancji miesza się w temperaturze 25-27⁰C z 2 cm³ odczynnika Lucasa (roztwór ZnCl₂ w stężonym HCl), zamyka probówkę korkiem i przez chwilę energicznie wstrząsa. Następnie odstawia się probówkę i obserwuje po jakim czasie pojawi się zmętnienie
i rozwarstwienie cieczy w wyniku tworzenia się chlorku alkilowego.
Dla alkoholi III-rzędowych powstaje od razu zmętnienie, a po krótkim czasie widoczne jest rozwarstwienie cieczy. Alkohole II-rzędowe reagują wolniej. Zmętnienie zachodzi po 5-ciu minutach, a rozwarstwienie po 10-ciu.

Dla alkoholi I-rzędowych reakcja nie zachodzi.

4. FENOLE

a) Reakcja bromowania

Do 0,5 cm³ nasyconego wodnego roztworu substancji dodajemy kroplami wodę bromowa aż do utrzymywania się jasnożółtej barwy. Woda bromowa odbarwia się i wydziela się produkt bromowania.

3. Próba z chlorkiem żelaza (III)

Do obojętnego rozcieńczonego roztworu wodnego lub alkoholowego badanej substancji dodajemy kroplami 2%-owy roztwór chlorku żelaza (III). Zabarwienie czerwonobrunatne wskazuje na obecność enoli,
a fioletowo-zielone lub niebieskozielone fenoli.

5. ALDEHYDY I KETONY

a) Reakcja z 2,4-dinitrofenylohydrazyną

Niewielką ilość aldehydu lub ketonu rozpuszczamy w 2 cm³ metanolu, po czym dodajemy świeżo przygotowany roztwór 2,4-dinitrofenylohydrazyny. Jeżeli osad nie wydziela się natychmiast to próbkę zostawiamy na 5-10 minut. Jeżeli po tym czasie nie wytrącił się osad próbkę ogrzewamy do wrzenia, a następnie oziębiamy pod zimną wodą, pocierając ścianki probówki bagietką.

b) Próba Tollensa

Do 2 cm³ 5% roztworu AgNO₃ dodajemy kroplę 10% roztworu NaOH
i kilka kropli 2% roztworu NH₃ i wstrząsamy dopóki przestanie się rozpuszczać osad Ag₂O. Następnie dodajemy 3 krople badanej substancji,
(w przypadku kiedy substancja jest stała i nierozpuszczalna w wodzie, 0,05 g rozpuszczamy w najmniejszej ilości alkoholu). Probówkę pozostawiamy do powstania lustra srebrowego.

4. Reakcja jodoformowa (haloformowa)

4 krople badanej substancji lub 0,1 g substancji rozpuszczamy w 2cm³ wody. Stale wstrząsając dodajemy 1 cm³ 10% roztworu NaOH, a następnie dodajemy kroplami roztworu I₂ w KI, aż do momentu uzyskania trwałej, ciemnobrązowej barwy jodu. Jeżeli po kilku minutach nie wydzieli się osad jodoformu, należy ogrzać próbkę.

Jeżeli brunatna barwa zniknie, należy ponownie dodawać roztworu I₂ w KI aż do utrzymania się barwy jodu przez ok. 2 min. Nadmiar jodu usuwamy przez dodanie kilku kropli 10% roztworu NaOH. Następnie próbkę rozcieńczamy wodą i pozostawiamy na 15 min. Wypada żółty osad jodoformu o charakterystycznym zapachu.

ANALIZA ORGANICZNA

Semestr letni

1. AMINY

1. Reakcja z ninhydyną (aminy alifatyczne)

Około 5 mg substancji rozpuszcza się w 1cm³ wody, dodaje 5 kropli
0,2%-owego roztworu ninhydryny i ogrzewa. Pojawienie się fioletowego lub niebieskiego zabarwienia wskazuje na obecność aminy alifatycznej.

2. Reakcja Riminiego (z acetonem i nitroprusydkiem sodowym)

Odrobinę badanej substancji rozpuszcza się w wodzie i dodaje 1 cm³ acetonu oraz kroplę roztworu nitroprusydku sodowego. W przypadku I-rzędowych amin alifatycznych pojawia się zabarwienie czerwonofioletowe w ciągu
ok. 2 min.

3. Reakcja z kwasem azotowym (III) - odróżnianie rzędowości amin
   i niektórych amin alifatycznych od aromatycznych

I-rzędowe aminy alifatyczne

Kilka kropel lub ok. 50 mg badanej substancji rozpuszcza się w probówce
w 0,5 cm³ 2 mol/dm³ roztwory HCl, chłodzi w wodzie z lodem i dodaje kroplami 10%-owego roztworu NaNO₂. Wydzielanie się pęcherzyków azotu wskazuje na obecność I-rzędowej aminy alifatyczne. Następnie ogrzewa się zawartość probówki do wrzenia i po ochłodzeniu wykonuje reakcje charakterystyczne dla alkoholi.

I-rzędowe aminy aromatyczne

Ok. 0,5 g lub 1 cm³ badanej aminy rozpuszcza się w 3 cm³ stężonego HCl, rozcieńcza 5 cm³ wody i chłodzi do temperatury 0⁰C. Następnie dodaje się powoli, wstrząsając i utrzymując temperaturę w granicach 0-5⁰C, roztworu
AgNO₃ aż do momentu, gdy papierek jodoskrobiowy będzie się zabarwiał na niebiesko. Roztwór soli diazoniowej dzieli się na 2 części.

Pierwszą część umieszcza się w probówce i lekko ogrzewa. O obecności
I-rzędowej aminy aromatycznej świadczy wydzielanie się pęcherzyków azotu i utworzenie fenolu o charakterystycznym zapachu.

Do drugiej części roztworu soli diazoniowej dodaje się roztworu
β-naftolu. Powstanie pomarańczowo-czerwonego barwnika azowego (reakcja sprzęgania) świadczy o obecności I-rzędowej aminy aromatycznej.

2. KWASY KARBOKSYLOWE

1. Reakcja z roztworem NaOH i NaHCO₃

1 cm³ 5%-owego roztworu NaOH oraz 1 cm³ 5%-owego roztworu NaHCO₃ umieszcza się w dwóch oddzielnych probówkach i dodaje do każdej z nich po 2 krople lub ok. 50 mg badanej substancji. Rozpuszczenie się substancji połączone z wydzielaniem się pęcherzyków powietrza (w drugim przypadku) świadczy o obecności kwasu karboksylowego.

2. Próba z papierkiem lakmusowym

Na papierek uniwersalny nanosi się kroplę badanej substancji. Pojawienie się czerwonego zabarwienia świadczy o jej kwasowym charakterze.

3. Reakcja estryfikacji

0,1 g badanej substancji ogrzewa się 2 minuty z 2 cm³ 96%-owego alkoholu
i 1 cm³ stężonego H₂SO₄, chłodzi i wlewa ostrożnie do parowniczki, zawierającej roztwór Na₂CO₃. Powstanie nierozpuszczalnej w wodzie warstwy lub wydzielenie się oleju o przyjemnym owocowym zapachu świadczy o obecności kwasu karboksylowego.

3. ESTRY

1. Reakcja tworzenia kompleksowych połączeń żelazowych kwasów hydroksamowych

Do 0,1 g badanej substancji dodaje się kroplami 0,5 cm³ nasyconego etanolowego roztworu chlorowodorku hydroksyloaminy. Następnie alkalizuje się próbę 2 mol/dm³ etanolowym roztworem NaOH, ogrzewa do wrzenia i chłodzi. Po zakwaszeniu 2 mol/dm³ roztworem HCl dodaje się parę kropli 1% roztworu FeCl₃. Wystąpienie brunatno-czerwonego do fioletowego zabarwienia wskazuje na obecność estru.

2. Hydroliza estru w obecności fenoloftaleiny

Do niewielkiej ilości badanej substancji dodaje się kroplę 0,1%-owego etanolowego roztworu fenoloftaleiny i kroplami 1%-owego roztworu NaOH aż do momentu uzyskania trwałego różowego zabarwienia, po czym wstrząsa się zawartość probówki lub lekko ogrzewa. W obecności estru różowe zabarwienie fenoloftaleiny znika.

4. CHLORKI I BEZWODNIKI KWASOWE

1. Reakcja z alkoholami

W suchej probówce umieszcza się 1 cm³ alkoholu butylowego oraz 0,1 g lub 0,2 cm³ badanej substancji. Zawartość probówki miesza się bagietką, zwilżoną stężonym H₂SO₄. Obserwuje się efekt cieplny, który jest silniejszy w przypadku chlorków kwasowych. W niektórych przypadkach reakcja nie rozpoczyna się od razu. Po jej ukończeniu wlewa się zawartość probówki do 10 cm³ roztworu 1 mol/dm³ NaOH. Wydzielenie się nierozpuszczalnego produktu reakcji w postaci oleju, często o owocowym zapachu, wskazuje na obecność chlorku lub bezwodnika kwasowego.

b) Reakcja z aniliną

W suchej probówce 0,1 g lub 5 kropli badanej substancji zadaje się 1 cm³ aniliny. Gdy reakcja jest egzotermiczna (chlorki kwasowe), próbkę pozostawia się na kilka minut w temperaturze pokojowej. Natomiast, gdy reakcja w temperaturze pokojowej nie zachodzi (bezwodniki kwasowe), zawartość probówki ogrzewa się do wrzenia i chłodzi. Następnie wylewa się ją (w obu przypadkach) do 5 cm³ wody. Powstanie osadu lub oleju świadczy o obecności chlorku lub bezwodnika kwasowego.

3. Reakcja chlorków kwasowych z azotanem srebra

Do 1 cm³ 2%-owego wodnego lub etanolowego roztworu AgNO₃ dodaje się 2 krople lub 20 mg badanej substancji, wcześniej rozpuszczonej
w jak najmniejszej objętości wody lub acetonu.

Dla chlorków kwasowych wydziela się biały, serowaty osad, fiołkowiejący na świetle, nierozpuszczalny w HNO₃, a rozpuszczalny w 10%-owym roztworze wodorotlenku amonu.

5. AMINOKWASY

1. Reakcja z roztworem NaHCO₃

Do 1 cm³ 5%-owego roztworu NaHCO₃ dodaje się ok. 50 mg badanej substancji. Rozpuszczenie się związku, połączone ze zjawiskiem perlenia potwierdza obecność aminokwasu lub kwasu karboksylowego.

2. Reakcja z HNO₂

Ok. 50 mg badanej substancji rozpuszcza się w rozcieńczonym CH₃COOH
i zadaje roztworem NaNO₂. Wydzielenie się pęcherzyków azotu może wskazywać na obecność aminokwasu.

3. Reakcja z CuSO₄

Około 50 mg aminokwasu rozpuszcza się w 2 cm³ wody i dodaje 2 cm³ CuSO₄. Pojawienie się ciemnoniebieskiego zabarwienia wskazuje
na obecność aminokwasu. Wynik reakcji należy porównać z próbą kontrolną.

4. Reakcja ninhydrynowa

Do ok. 50 mg badanej substancji, rozpuszczonej w 2 cm3 wody, dodaje się
5 kropli 0,2%-owego etanolowego roztworu ninhydryny i ogrzewa. Odczyn roztworu powinien być obojętny. Pojawienie się ciemnofioletowego, niebieskiego lub purpurowego zabarwienia wskazuje na obecność
α-aminokwasu lub aminy alifatycznej.

6. CUKRY

1. Próba Molischa (Reakcja z HCl i α-naftolem)

Ok. 20 mg badanej substancji, rozpuszczonej lub zawieszonej w 0,5 cm³ wody, miesza się z 2 kroplami 5%-owego metanolowego roztworu α-naftolu. Następnie dodaje się ostrożnie z pipetki 1 cm³ stężonego H₂SO₄ po ściankach ukośnie trzymanej probówki tak, aby kwas nie mieszał się z zawartością.
W przypadku obecności cukru prostego, złożonego lub glikozydu pojawia się na granicy warstw fioletowo-czerwony pierścień. Po zmieszaniu roztwór przyjmuje zabarwienie ciemnopurpurowe. Po ok. 2 min. rozcieńcza się zawartość probówki 5 cm³ wody, w wyniku czego powstaje ciemnofioletowy osad.

2. Reakcja z mocznikiem i HCl (odróżnianie ketoz od aldoz)

Około 20 mg badanej substancji miesza się z 0,5 cm³ roztworu mocznika
w HCl i etanolu i ogrzewa do wrzenia. Pojawienie się ciemnego zabarwienia lub osadu wskazuje na obecność ketoz.

3. Wykrywanie cukrów redukujących

Próba z odczynnikiem Fehlinga

Wydzielenie się czerwonego osadu tlenku miedziawego od razu lub po pewnym czasie wskazuje na obecność cukru redukującego. Kiedy wynik reakcji jest ujemny, próbę powtarzamy po wykonaniu hydrolizy cukru złożonego do prostego. Aby wykonać hydrolizę ogrzewamy ok. 0,1 g cukru złożonego z 2 cm³ rozcieńczonego HCl do wrzenia a następnie zobojętnia się roztworem NaOH. Następnie wykonuje się ponownie próbę odczynnikiem Fehlinga. Pozytywny wynik próby dowodzi cukru złożonego, pozbawionego przed procesem hydrolizy właściwości redukujących.

Próba z odczynnikiem Tollensa

Do 2 cm³ 5% roztworu AgNO₃ dodajemy kroplę 10% roztworu NaOH
i kilka kropli 2% roztworu NH₃ i wstrząsamy dopóki przestanie się rozpuszczać osad Ag₂O. Następnie dodajemy 3 krople badanej substancji,
(w przypadku kiedy substancja jest stała i nierozpuszczalna w wodzie, 0.05 g rozpuszczamy w najmniejszej ilości alkoholu). Probówkę pozostawiamy do powstania lustra srebrowego.

---