Обнаружение органических веществ

Ю.В.ГОЛУБКОВ,
Г.Н.ГОЛУБКОВА

Для поступающих в вузы, учащихся старших классов школ, лицеев, гимназий, студентов колледжей, а также для преподавателей химии

Введение

М.В.Ломоносов подчеркивал, что “химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь за химические операции”.

Во многих заданиях ЕГЭ имеется следующее: “В трех (четырех, пяти, шести и т.д.) пробирках без этикеток находятся вещества A, B, C (D, E, F и т.д.). Обнаружьте данные вещества”.

Цель предлагаемого пособия – помочь учащимся и абитуриентам в усвоении материала по органической химии. Его могут использовать учителя профильных учебных заведений, а также общеобразовательных учреждений всех видов. Пособие представляет собой многоуровневый сборник экспериментальных задач по органической химии. Оно адресовано также поступающим в вузы, учащимся старших классов общеобразовательных школ и специализированных классов, лицеев, студентам колледжей, а также преподавателям химии.

В пособие включен краткий теоретический материал, необходимый, прежде всего, для решения экспериментальных задач. В каждой из глав, начиная с главы 3, задачи распределены по темам, причем задания в них расположены в порядке возрастания сложности.

В заключительной части представлены комбинированные экспериментальные задачи. Также даны и расчетные задачи на определение формул органических веществ по данным элементного анализа. Практически каждый тип экспериментальных и расчетных задач встречается в нескольких вариантах. Часть из них можно использовать при объяснении на уроках, другую часть – в качестве заданий на дом. И, наконец, часть экспериментальных задач остается для контрольных работ.

Поскольку большинство специализированных классов работает по расширенным программам, в пособие включены некоторые экспериментальные задачи и соответствующий теоретический материал, которые выходят за рамки типовой программы по органической химии. Такие экспериментальные задачи отмечены в тексте звездочкой (*).

Пособие содержит около 100 экспериментальных задач по различным разделам органической химии (решения многих из них рассмотрены подробно) и 20 расчетных.

Для каждого класса органических веществ приведены (как правило, без комментариев) основные методы их получения и химические свойства. Методы обнаружения и разделения органических веществ рассмотрены довольно подробно, причем часто приводятся методические тонкости. Подчеркнуты особенности свойств некоторых отдельных представителей определенного класса органических веществ (например, муравьиной кислоты как предельной одноосновной карбоновой кислоты).

В пособии приведены данные о физических и физико-химических свойствах наиболее известных органических веществ. Использование этих данных, с одной стороны, необходимо для решения экспериментальных задач, с другой, и это не менее важно, демонстрирует правильность тезиса А.М.Бутлерова о том, что свойства органических веществ зависят не только от их состава, но и от строения. Для этого достаточно сравнить физические и физико-химические свойства, например, о-, м-, и п-крезола; цис- и трансизомеров 9-октадекановой кислоты (олеиновой и элаидиновой кислот соответственно); 1,2-, 1,3-, 1,4- и 2,3- бутандиола и других изомеров.

Авторы считают, что решение экспериментальных задач является заключительной стадией изучения курса химии.

Р е к о м е н д у е м а я  л и т е р а т у р а

Березин Б.Д., Березин Д.Б. Курс современной органической химии. М.: Высшая школа, 1999; Хотинский Е.С. Курс органической химии. Харьков: Изд-во Харьк. ун-та, 1955; Артеменко А.И. Органическая химия. М.: Высшая школа, 2003; Дорохова О.В., Соколова Т.В., Юмашева Л.В. Органическая химия. СПб.: Изд-во СПб гос. технич. ун-та, 2001; Каррер П. Курс органической химии. Л.: Госхимиздат, 1962; Артеменко А.Н., Тикунова И.В., Ануфриев Е.К. Практикум по органической химии. М.: Высшая школа, 1983; Бок Р. Методы разложения в аналитической химии. М.: Химия, 1984; Гельман Н.Э., Терентьева Е.А., Шанина Т.М. и др. Методы количественного органического элементного микроанализа. М.: Химия, 1987; Иоффе Б.В., Зенкевич И.Г., Кузнецов М.А., Берштейн И.Я. Новые физические и физико-химические методы исследования органических соединений. Л.: Изд-во ЛГУ, 1984; Шрайнер Р., Фьюзон Р., Кертин Д., Моррил Т. Идентификация органических соединений. М.: Мир, 1983; Сиггиа С., Хана Дж. Г. Количественный органический анализ по функциональным группам. М.: Химия, 1983; Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ. Л.: Химия. Ленингр. отд-е, 1981; Сакодынский К.И., Волков С.А. Препаративная газовая хроматография. М.: Химия, 1972; Нидерль Дж., Нидерль В. Микрометоды количественного органического анализа. М.-Л.: Госхимиздат, 1949; Формен Дж., Стокуэл П. Автоматический химический анализ. М.: Мир, 1978.

Глава I.
Методы выделения и очистки органических веществ и определение степени их чистоты

Исследование органического вещества начинается с его очистки.

§ 1. Осаждение

Осаждение – выделение одного из соединений газовой или жидкой смеси веществ в осадок, кристаллический или аморфный. Метод основан на изменении условий сольватации. Сильно понизить влияние сольватации и выделить твердое вещество в чистом виде можно несколькими методами.

Один из них состоит в том, что конечный (часто говорят – целевой) продукт переводится в солеобразное соединение (простую или комплексную соль), если только он способен к кислотно-основному взаимодействию или же комплексообразованию. Так, например, амины могут быть переведены в замещенные соли аммония:

(CH₃)₂NH + HCl  —> [(CH₃)₂NH₂]⁺Cl^–,

а карбоновые, сульфоновые, фосфоновые и другие кислоты – в соли действием соответствующих щелочей:

CH₃COOH + NaOH  —> CH₃COO^–Na⁺+ H₂O;

2CH₃SO₂OH + Ba(OH)₂  —> Ba²⁺(CH₃SO₂O)₂^– + H₂O;

CH₃P(OH)₂O + 2AgOH  —> Ag(CH₃PO₃)^2– + 2H₂O.

Соли как ионные соединения растворяются только в полярных растворителях (H₂O, ROH, RCOOH и т.д.). Чем лучше такие растворители вступают в донорно-акцепторные взаимодействия с катионами и анионами соли, тем больше энергия, выделяющаяся при сольватации, и выше растворимость. В неполярных растворителях, таких, как углеводороды, петролейный эфир (легкий бензин), CHCl₃, CCl₄ и т.п., соли не растворяются и кристаллизуются (высаливаются) при добавлении этих или подобных растворителей в раствор солеобразных соединений. Из солей соответствующие основания или кислоты могут быть легко выделены в чистом виде.

Альдегиды и кетоны неароматической природы, присоединяя гидросульфит натрия, кристаллизуются из водных растворов в виде малорастворимых соединений.

Например, ацетон (CH₃)₂CO из водных растворов кристаллизуется гидросульфитом натрия NaHSO₃ в виде малорастворимого гидросульфитного производного:

Альдегиды легко конденсируются с гидроксиламином с выделением молекулы воды:

Образующиеся при этом продукты называют оксимами. Они представляют собой жидкости или твердые вещества. Оксимы имеют слабокислотный характер, проявляющийся в том, что водород гидроксильной группы может замещаться металлом, и в то же время – слабоосновный характер, т.к. оксимы соединяются с кислотами, образуя соли типа солей аммония.

При кипячении с разбавленными кислотами происходит гидролиз, при этом освобождается альдегид и образуется соль гидроксиламина:

Таким образом, гидроксиламин является важным реактивом, дающим возможность выделять альдегиды в форме оксимов из смесей с другими веществами, с которыми гидроксиламин не реагирует. Оксимы могут использоваться также для очистки альдегидов.

Подобно гидроксиламину с альдегидами реагирует гидразин H₂N–NH₂; но т.к. в молекуле гидразина две группы NH₂, она может реагировать с двумя молекулами альдегида. Вследствие этого обычно применяют фенилгидразин С₆Н₅–NH–NH₂, т.е. продукт замещения одного водородного атома в молекуле гидразина фенильной группой C₆H₅:

Продукты взаимодействия альдегидов с фенилгидразином называют фенилгидразонами. Фенилгидразоны бывают жидкими и твердыми, хорошо кристаллизуются. При кипячении с разбавленными кислотами подобно оксимам подвергаются гидролизу, в результате которого образуется свободный альдегид и соль фенилгидразина:

Таким образом, фенилгидразин, подобно гидроксиламину, может служить для выделения и очистки альдегидов.

Иногда для этой цели применяется другое производное гидразина, в котором водородный атом замещен не фенильной группой, а группой H₂N–CO. Такое производное гидразина называется семикарбазидом NH₂–NH–CO–NH₂. Продукты конденсации альдегидов с семикарбазидом называют семикарбазонами:

Кетоны также легко конденсируются с гидроксиламином, образуя кетоксимы:

С фенилгидразином кетоны дают фенилгидразоны:

а с семикарбазидом – семикарбазоны:

Поэтому гидроксиламин, фенилгидразин и семикарбазид применяются для выделения кетонов из смесей и для их очистки в той же мере, как и для выделения и очистки альдегидов. Отделить альдегиды от кетонов этим способом, конечно, нельзя.

Алкины с концевой тройной связью взаимодействуют с аммиачным раствором Ag₂O и выделяются в виде алкинидов серебра, например:

2[Ag⁺(NH₃)₂](OH)^– + HC=CH   —> Ag–C=C–Ag + 4NH₃ + 2H₂O.

Исходные альдегиды, кетоны, алкины могут быть легко выделены из малорастворимых продуктов замещения в чистом виде.

§ 2. Экстракция

Экстракция – метод разделения, основанный на избирательном извлечении одного или нескольких компонентов анализируемой смеси при помощи органических растворителей – экстрагентов. Как правило, под экстракцией понимают процесс распределения растворенного вещества между двумя несмешивающимися жидкими фазами, хотя в общем случае одна из фаз может быть твердой (экстракция из твердых веществ) или газообразной. Поэтому более точное название метода – жидкостно-жидкостная экстракция, или просто жидкостная экстракция. Обычно в аналитической химии применяют экстракцию веществ из водного раствора при помощи органических растворителей.

Распределение вещества X между водной и органической фазами в условиях равновесия подчиняется закону равновесия распределения. Константа этого равновесия, выражаемая как отношение между концентрациями веществ в двух фазах:

K = [X]_орг/[X]_водн ,

при данной температуре есть величина постоянная, зависящая только от природы вещества и обоих растворителей. Эту величину называют константой распределения. Приближенно ее можно оценить по отношению растворимостей вещества в каждом из растворителей.

Фазу, в которую после жидкостной экстракции перешел экстрагируемый компонент, называют экстрактом; фазу, обедненную этим компонентом, – рафинатом.

В промышленности наиболее распространена противоточная многоступенчатая экстракция. Необходимое число ступеней разделения составляет обычно 5–10, а для трудно разделяемых соединений – до 50–60. Процесс включает ряд типовых и специальных операций. К первым относится собственно экстракция, промывка экстракта (для уменьшения содержания в нем примесей и удаления механически захваченного исходного раствора) и реэкстракция, т.е. обратный перевод экстрагированного соединения в водную фазу с целью его дальнейшей переработки в водном растворе или повторной экстракционной очистки. Специальные операции связаны, например, с изменением степени окисления разделяемых компонентов.

Одноступенчатую жидкостную экстракцию, эффективную лишь при очень высоком значении константы распределения K, применяют преимущественно для аналитических целей.

Аппараты для жидкостной экстракции – экстракторы – могут быть с непрерывным (колонны) или ступенчатым (смесители-отстойники) контактом фаз.

Поскольку в ходе экстракции необходимо интенсивно перемешивать две несмешивающиеся жидкости, применяют преимущественно следующие виды колонн: пульсационные (с возвратно-поступательным движением жидкости), вибрационные (с вибрирующим пакетом тарелок), роторно-дисковые (с вращающимся на общем валу пакетом дисков) и т.д.

Каждая ступень смесителя-отстойника имеет смесительную и отстойную камеры. Смешение может быть механическим (мешалки) или пульсационным; многоступенчатость достигается соединением необходимого числа секций в каскад. Секции могут собираться в общем корпусе (ящичные экстракторы). Смесители-отстойники имеют преимущество перед колоннами в процессах с малым числом ступеней или с очень большими потоками жидкостей. Для переработки больших потоков перспективны центробежные аппараты.

Преимуществами жидкостной экстракции являются низкие энергетические затраты (отсутствуют фазовые переходы, требующие подвода энергии извне); возможность получения особо чистых веществ; возможность полной автоматизации процесса.

Жидкостная экстракция применяется, например, для выделения легких ароматических углеводородов из нефтяного сырья.

Экстракция вещества растворителем из твердой фазы часто используется в органической химии для извлечения природных соединений из биологических объектов: хлорофилла из зеленого листа, кофеина из кофейной или чайной массы, алкалоидов из растительного сырья и др.

§ 3. Перегонка и ректификация

Перегонка и ректификация – важнейшие методы разделения и очистки жидких смесей, основанные на различии в составах жидкости и образующегося из нее пара.

Распределение компонентов смеси между жидкостью и паром определяется значением относительной летучести :

_ik = (y_i / x_i) : (y_k / x _k),

где x_i и x_k, y_i и y_k – мольные доли компонентов i и k соответственно в жидкости и образующемся из нее паре.

Для раствора, состоящего из двух компонентов,

где x и y – мольные доли летучего компонента в жидкости и паре соответственно.

Перегонка (дистилляция) осуществляется путем частичного испарения жидкости и последующей конденсации пара. В результате перегонки отогнанная фракция – дистиллят – обогащается более летучим (низкокипящим) компонентом, а неотогнанная жидкость – кубовый остаток – менее летучим (высококипящим). Перегонку называют простой, если из исходной смеси отгоняется одна фракция, и фракционной (дробной), если отгоняется несколько фракций. При необходимости снижения температуры процесса применяют дистилляцию с водяным паром или инертным газом, барботирующими через слой жидкости.

Различают обычную и молекулярную дистилляцию. Обычную дистилляцию проводят при таких давлениях, когда длина свободного пробега молекул во много раз меньше, чем расстояние между поверхностями испарения жидкости и конденсации пара. Молекулярную дистилляцию проводят при очень низком давлении (10^–3 – 10^–4 мм рт. ст.), когда расстояние между поверхностями испарения жидкости и конденсации пара соизмеримо с длиной свободного пробега молекул.

Обычную дистилляцию применяют для очистки жидкостей от малолетучих примесей и для разделения смесей компонентов, существенно отличающихся по величине относительной летучести. Молекулярную дистилляцию применяют для разделения и очистки смесей малолетучих и термически нестойких веществ, например при выделении витаминов из рыбьего жира, растительных масел.

Если относительная летучесть невелика (близкокипящие компоненты), то разделение смесей проводят методом ректификации. Ректификация – разделение жидких смесей на практически чистые компоненты или фракции, отличающиеся температурами кипения. Для ректификации обычно используются колонные аппараты, в которых часть конденсата (флегма) возвращается на орошение в верхнюю часть колонны. При этом осуществляется многократный контакт между потоками жидкой и паровой фаз. Движущая сила ректификации – разность между фактическими и равновесными концентрациями компонентов в паровой фазе, отвечающими данному составу жидкой фазы. Парожидкостная система стремится к достижению равновесного состояния, в результате чего пар при контакте с жидкостью обогащается легколетучими (низкокипящими) компонентами, а жидкость – труднолетучими (высококипящими). Поскольку жидкость и пар движутся навстречу друг другу (противоток), при достаточной высоте колонны в ее верхней части может быть получен почти чистый легколетучий компонент.

Ректификация может осуществляться при атмосферном или повышенном давлении, а также в условиях вакуума. При пониженном давлении снижается температура кипения и повышается относительная летучесть компонентов, что уменьшает высоту ректификационной колонны и позволяет разделять смеси термически нестойких веществ.

По конструкции ректификационные аппараты подразделяются на насадочные, тарельчатые и роторно-пленочные.

Ректификация широко применяется в промышленности для получения бензина, керосина (ректификация нефти), кислорода и азота (низкотемпературная ректификация воздуха), для выделения и глубокой очистки индивидуальных веществ (этанол, бензол и др.).

Поскольку органические вещества, в основном, термически неустойчивы, для их глубокой очистки используются, как правило, насадочные ректификационные колонны, работающие в вакууме. Иногда для получения особо чистых органических веществ используют роторно-пленочные колонны, обладающие весьма низким гидравлическим сопротивлением и малым временем пребывания в них продукта. Как правило, ректификацию в этом случае проводят в вакууме.

Ректификацию широко применяют в лабораторной практике для глубокой очистки веществ. Отметим, что перегонка и ректификация служат в то же время для определения температуры кипения исследуемого вещества, а, следовательно, дают возможность убедиться в степени чистоты последнего (постоянство температуры кипения). Для этой цели используют также специальные устройства – эбулиометры.

§ 4. Кристаллизация

Кристаллизационные методы разделения смесей и глубокой очистки веществ основаны на различии состава фаз, образующихся при частичной кристаллизации расплава, раствора, газовой фазы. Важная характеристика этих методов – равновесный, или термодинамический, коэффициент разделения, равный отношению концентраций компонентов в равновесных фазах – твердой и жидкой (или газовой):

где x и y – мольные доли компонента в твердой и жидкой (или газовой) фазах соответственно. Если x << 1, т.е. разделяемый компонент является примесью, k₀ = x / y. В реальных условиях равновесие обычно не достигается; степень разделения при однократной кристаллизации называется эффективным коэффициентом разделения k, который всегда меньше k₀.

Существует несколько методов кристаллизации.

При разделении смесей методом направленной кристаллизации контейнер с исходным раствором медленно передвигается из зоны нагрева в зону охлаждения. На границе зон происходит кристаллизация, фронт которой перемещается со скоростью движения контейнера.

Для разделения компонентов с близкими свойствами применяется зонная плавка очищаемых от примесей слитков в удлиненном контейнере, медленно движущемся вдоль одного или нескольких нагревателей. Участок слитка в зоне нагрева плавится, а на выходе из нее вновь кристаллизуется. Этот метод обеспечивает высокую степень очистки, но малопроизводителен, поэтому применяется, главным образом, для очистки полупроводниковых материалов (Ge, Si и др.).

Противоточная колонная кристаллизация производится в колонне, в верхней части которой имеется зона охлаждения, где образуются кристаллы, а в нижней – зона нагрева, где кристаллы плавятся. Кристаллы в колонне перемещаются под действием силы тяжести или с помощью, например, шнека в направлении, противоположном движению жидкости. Метод характеризуется большой производительностью и высоким выходом очищенных продуктов. Он применяется в производстве чистого нафталина, бензойной кислоты, капролактама, фракций жирных кислот и др.

Для разделения смесей, сушки и очистки веществ в системе твердое тело–газ используются сублимация (возгонка) и десублимация.

Сублимация характеризуется большим различием условий равновесия для разных веществ, что обеспечивает возможность разделения многокомпонентных систем, в частности, при получении веществ высокой степени чистоты.

§ 5. Хроматография

Хроматография – это метод разделения, анализа и физико-химического исследования веществ. Он основан на различии в скоростях движения концентрационных зон исследуемых компонентов, которые перемещаются в потоке подвижной фазы (элюента) вдоль слоя неподвижной, причем исследуемые соединения распределены между обеими фазами.

В основе всех многообразных методов хроматографии, начало которым положил М.С.Цвет в 1903 г., лежит адсорбция из газовой или жидкой фазы на твердой или жидкой поверхности раздела фаз.

В органической химии широко используются с целью разделения, очистки и идентификации веществ следующие типы хроматографии: колоночная (адсорбционная); бумажная (распределительная), тонкослойная (на специальной пластинке), газовая, жидкостная и газожидкостная.

В этих разновидностях хроматографии в контакт вступают две фазы – одна неподвижная, адсорбирующая и десорбирующая определяемое вещество, а другая – подвижная, выступающая в виде носителя этого вещества.

Обычно неподвижная фаза представляет собой сорбент с развитой поверхностью; подвижная фаза – газ (газовая хроматография) или жидкость (жидкостная хроматография). Поток подвижной фазы фильтруется через слой сорбента или перемещается вдоль этого слоя. В газожидкостной хроматографии подвижной фазой служит газ, а неподвижной – жидкость, нанесенная обычно на твердый носитель.

Гель-проникающая хроматография – вариант жидкостной, где неподвижной фазой служит гель. (Метод позволяет разделять высокомолекулярные соединения и биополимеры в большом диапазоне молекулярных масс.) Различие в равновесном или кинетическом распределении компонентов между подвижной и неподвижной фазами – необходимое условие их хроматографического разделения.

В зависимости от цели проведения хроматографического процесса различают аналитическую и препаративную хроматографию. Аналитическая предназначена для определения качественного и количественного состава исследуемой смеси.

Хроматографию осуществляют обычно с помощью специальных приборов – хроматографов, основными частями которых являются хроматографическая колонка и детектор. В момент ввода пробы анализируемая смесь расположена в начале хроматографической колонки. Под действием потока подвижной фазы компоненты смеси начинают перемещаться вдоль колонки с различными скоростями, причем хорошо сорбируемые компоненты передвигаются вдоль слоя сорбента медленнее. Детектор на выходе из колонки автоматически непрерывно определяет концентрации разделенных соединений в подвижной фазе. Сигнал детектора, как правило, регистрируется самописцем. Полученная диаграмма называется хроматограммой.

Препаративная хроматография включает разработку и применение хроматографических методов и аппаратуры для получения особо чистых веществ, содержащих не более 0,1 % примесей.

Особенностью препаративной хроматографии является использование хроматографических колонн с большим внутренним диаметром и специальных устройств для выделения и сбора компонентов. В лабораториях на колонках диаметром 8–15 мм выделяют 0,1–10 граммов вещества, на полупромышленных установках с колоннами диаметром 10–20 см – несколько килограммов. Созданы уникальные промышленные приборы с колоннами диаметром 0,5 м для получения нескольких тонн вещества ежегодно.

Потери вещества в препаративных колоннах малы, что позволяет широко использовать препаративную хроматографию для разделения небольших количеств сложных синтетических и природных смесей. Газовая препаративная хроматография используется для получения особо чистых углеводородов, спиртов, карбоновых кислот и других органических соединений, в том числе хлорсодержащих; жидкостная – для получения лекарственных средств, полимеров с узким молекулярно-массовым распределением, аминокислот, белков и т.д.

В некоторых работах утверждается, что себестоимость продуктов высокой степени чистоты, полученных хроматографически, ниже, чем очищенных дистилляцией. Следовательно, целесообразно применять хроматографию для тонкой очистки веществ, предварительно разделенных ректификацией.

§ 6. Определение степени чистоты органических веществ

Наиболее распространенным методом определения степени чистоты вещества является измерение температуры кипения при перегонке и ректификации, чаще всего используемых для очистки органических веществ. Для этого жидкость помещают в перегонную колбу (круглодонная колба с припаянной к шейке отводной трубкой), которую закрывают пробкой с вставленным в нее термометром и соединяют с холодильником. Шарик термометра должен находиться немного выше отверстия боковой трубки, через которую выходит пар. Шарик термометра, будучи погруженным в пар кипящей жидкости, принимает температуру этого пара, которую можно прочесть на шкале термометра. Если температура кипения жидкости выше 50 °С, необходимо верхнюю часть колбы закрыть теплоизоляцией. Одновременно необходимо с помощью барометра-анероида зафиксировать атмосферное давление и, в случае необходимости, сделать поправку. Если перегоняют химически чистый продукт, температура кипения остается постоянной в течение всего времени перегонки. Если же перегоняют загрязненное вещество, температура во время перегонки повышается по мере того, как удаляется более низкокипящая примесь.

Другим часто применяемым способом определения степени чистоты вещества является определение температуры плавления. Для этой цели небольшое количество исследуемого вещества помещают в запаянную с одного конца капиллярную трубочку, которую прикрепляют к термометру так, чтобы вещество находилось на одном уровне с шариком термометра. Термометр с прикрепленной к нему трубочкой с веществом погружают в какую-нибудь высококипящую жидкость, например глицерин, и медленно нагревают на слабом огне, наблюдая за веществом и за повышением температуры. Если вещество чистое, момент плавления легко заметить, т.к. вещество плавится резко и содержимое трубочки сразу становится прозрачным. В этот момент отмечают показание термометра. Загрязненные вещества обычно плавятся при более низкой температуре и в широком диапазоне.

Для контроля степени чистоты вещества можно измерить плотность. Для определения плотности жидкости или твердых веществ чаще всего пользуются пикнометром. Последний в простейшей форме представляет собой колбочку, снабженную пришлифованной стеклянной пробкой с тонким внутренним капилляром, наличие которого способствует более точному соблюдению постоянства объема при заполнении пикнометра. Объем последнего, включая капилляр, находят путем взвешивания его с водой.

Пикнометрическое определение плотности жидкости сводится к простому взвешиванию ее в пикнометре. Зная массу и объем, легко найти искомую плотность жидкости. В случае твердого вещества сначала взвешивают частично заполненный им пикнометр, что дает массу взятого для исследования образца. После этого дополняют пикнометр водой (или какой-либо другой жидкостью с известной плотностью и не взаимодействующей с исследуемым веществом) и снова взвешивают. Разность обоих взвешиваний позволяет определить объем не заполненной веществом части пикнометра, а затем объем взятого для исследования вещества. Зная массу и объем, легко найти искомую плотность вещества.

Очень часто для оценки степени чистоты органического вещества измеряют показатель преломления. Значение показателя преломления обычно приводят для желтой линии в спектре натрия с длиной волны _D = 589,3 нм (линия D).

Обычно показатель преломления определяют с помощью рефрактометра. Преимуществом этого метода определения степени чистоты органического вещества является то, что для измерения показателя преломления требуется всего несколько капель исследуемого соединения. В настоящем пособии приведены рассмотренные физические свойства важнейших органических веществ. Отметим также, что универсальным методом определения степени чистоты органического вещества является хроматография. Этот метод позволяет не только показать, насколько чистым является данное вещество, но и указать, какие конкретно примеси и в каком количестве в нем содержатся.

Печатается с продолжением