Методы исследования органических соединений

Для выделения, очистки, анализа и идентификации органических соединений используют химические и физико-химические методы исследования. Конечным результатом этих исследований является установление структуры и свойств органических соединений. Многие из используемых в органической химии методов являются универсальными, применяемыми в разных областях химии. С некоторыми из них вы уже познакомились в курсе химии основной школы.

Зачем необходимо очищать вещества? Какие методы очистки веществ вам известны?
Что такое смесь и чем она отличается от химического соединения? Какие вы знаете способы разделения смесей и как практически очистить вещество?
Что такое идентификация веществ? Приведите примеры ее практического осуществления.

Для исследования органических веществ и получения точных данных относительно их строения и свойств прежде всего необходимо их очистить.

1. Для очистки органических соединений используются уже известные вам традиционные методы.

• Отстаивание и фильтрация.

• Перегонка (дистилляция) — способ, основанный на разных температурах кипения в системе: жидкость → пар (испарение) → жидкость (конденсация). Современные устройства для перегонки — ректификационные колонки, позволяющие разделять вещества, температура кипения которых отличается всего лишь на несколько градусов.

• Возгонка — метод, при котором используется способность ряда веществ переходить из твердого состояния в парообразное, минуя жидкое. Этот эффективный способ очистки в органической химии применяют крайне редко.

• Кристаллизация и перекристаллизация — способы очистки, основанные на растворимости и температурах кипения и плавления веществ: твердая фаза → жидкость (растворение) → твердая фаза (выпаривание и кристаллизация).

• Экстракция основана на разделении веществ путем распределения их между не- смешивающимися жидкостями в делительной воронке, куда помещают водный раствор органического вещества и малополярные органические растворители (эфир, бензол и др.). При встряхивании делительной воронки с растворами органическое вещество из водного слоя переходит в слой органического растворителя. Таким образом отделяют органические вещества от неорганических, а последние — друг от друга. В научных лабораториях и на заводах существуют автоматические приборы для проведения многократной и сложной экстракции.

• Хроматография — распространенный метод очистки веществ в органической химии, основан на различиях адсорбционных свойств веществ, т. е. на различной поглощаемости компонентов смеси определенным веществом — адсорбентом. Основы этого метода заложил русский ученый М.С. Цвет (1903). Существуют различные виды хроматографии, широко применяемые в лабораториях и на производствах. Для проведения хроматографии используют разные установки. В наиболее наглядном и простом виде этот процесс проходит в хроматографической колонке и в тонком слое сорбента (см. рис. 12, а, б). При помощи хроматографии можно разделять и идентифицировать жидкие и газовые смеси, что бывает невозможно сделать другими методами. В лаборатории используют также хроматографию на бумаге, с помощью которой разделяют и идентифицируют малые количества веществ (см. рис. 12, в).

Виды хроматографии

Все описанные выше методы используются и для идентификации, и для очистки органических веществ как в лаборатории, так и в промышленности.

Продолжение >>>