Открытие азота, серы и галоидов в органическом веществе

Для обнаружения присутствия азота, серы или галоидов обычно необходимо полностью разрушить органическое вещество прокаливанием со щелочью, например с натронной известью. При этом сера и галоиды переходят в неорганические соли – сульфиды и хлориды (бромиды, йодиды), а б о льшая часть азота выделяется в виде аммиака. Все эти образовавшиеся вещества могут быть обнаружены обычными ионными реакциями. Галоиды часто удается отщепить и перевести в соли галогенводородных кислот также действием металлического натрия на спиртовой раствор испытуемого вещества (способ Степанова). Для одновременного открытия азота, серы хлора, брома и йода в органических соединениях удобен предложенный Лассенем метод прокаливания вещества с металлическим натрием. При этом сера и галоиды связываются так же, как и при их прокаливании со щелочью, азот же частично образует с углеродом и натрием цианистую соль:

С_nH_mNSCl ­¾® NaCN + Na₂S + NaCl

Если в органическом соединении содержится галоген, то образуется легко открываемая обычными методами соответствующая натриевая соль.

При содержании в органическом соединении азота образуются цианиды, легко обнаруживаемые по образованию комплексного цианида – берлинской лазури.

Если в органическом соединении содержатся азот и сера (что характерно, например, для тиомочевины, а также цистеина), то они легко идентифицируются по появлению красной окраски при добавлении к раствору продуктов прокаливания солей железа (III): это по существу качественная реакция на образование роданид-иона CNS^-.

Открытие серы основано на переводе полученного сульфида натрия в нерастворимый в щелочах сернистый свинец буро-черного цвета:

Pb(NO₃)₂ + 4NaOH ¾® 2NaNO₃ + 2H₂O + Pb(ONa)₂

Na₂S + Pb(ONa)₂ + 2H₂O ¾® PbS¯ + 4NaOH

Нитропруссид натрия Na₂[Fe(CN)₅NO] образует с сернистым натрием нестойкое комплексное соединение фиолетового цвета, которому приписывают строение Na₂[Fe(CN)₅ONSNa].

Если при пробе на галоиды (после прокаливания с натрием) не удалены кипячением с азотной кислотой присутствующие в растворе H₂S и HCN, то добавление азотнокислого серебра может дать черный осадок Ag₂S или белый осадок AgCN; этот последний по характеру и цвету совершенно схож с хлористым серебром, но не темнеет на свету за несколько минут как AgCl.

Перманганат калия в кислой среде окисляет ионы галоидов до свободных галоидов:

2MnO₄- + 10I^- (Cl^-, Br^-) + 16H⁺ ¾® 2Mn²⁺ + 5I₂ (Cl₂, Br₂) + 8H₂O

Бром и йод, легко растворяясь в органических растворителях, окрашивают их в характерный цвет.

Примечание. Некоторые органические вещества (CH₃NO₂, CHCl₃, CCl₄, соли диазония, ди- и тринитросоединения) при прокаливании с металлическим натрием иногда реагируют бурно, со взрывом.

Материалы: какое-либо органическое соединение, содержащее указанные элементы (например, анилин, его хлоргидрат, тиомочевина, сульфаниловая кислота, мочевина, йодоформ); натрий металлический; азотнокислый свинец (10%-ный водный раствор); нитропруссид натрия (свежеприготовленный 0,5%-ный водный раствор); сернокислое железо закисное (железный купорос); хлороформ или бензол.

Методика проведения: несколько кристаллов или капель исследуемого вещества помещают в узкую пробирку (из стеклянной трубки), держа ее наклонно, и кладут туда же (немного выше) кусочек очищенного от корки и высушенного фильтровальной бумагой металлического натрия размером с пшеничное зерно.

Держа пробирку почти горизонтально (в деревянном зажиме), сначала нагревают натрий до его расплавления; затем поворачивают пробирку вертикально, чтобы капля горячего натрия упала на вещество (осторожно, ВСПЫШКА!), после чего нагревают смесь до красного каления. Горячую пробирку быстро опускают в ступку с 5-6 см³ дистиллированной воды так, чтобы пробирка растрескалась. Эту операцию следует проводить за стеклянной дверцей вытяжного шкафа или же работать в защитных очках.

Черные кусочки плава хорошо измельчают пестиком, переливают содержимое ступки в пробирку, нагревают до кипения; отфильтровывают щелочную жидкость через маленький складчатый фильтр и используют ее для проб на серу, азот и галоиды. Жидкость должна быть бесцветной; желтая или коричневая ее окраска указывает на неполноту разрушения исходного вещества. В этом случае опыт надо повторить с новой порцией того же вещества.