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有机官能团分析

原创
关键字: 有机官能团分析
发布时间:2023-12-22 10:07:00
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官能团是决定有机化合物化学性质的原子或原子群。常见的官能团有羟基、羧基、醚键、醛基、羰基等。有机化学反应主要发生在官能团上,官能团对有机化合物的性质起着决定性的作用。官能团,如- x、- oh、- cho、- cooh、- no2、- so3h、- nh2和RCO-,决定卤化烃、醇或酚、醛、羧酸、硝基化合物或亚硝酸盐、磺酸、胺和酰胺的化学性质。

作为可靠的第三方检测机构,中析研究所实验室可以提供有机官能团的测试和定量分析。欢迎与中析研究所的工程师联系咨询。

有机官能团分析

有机官能团测试

烷烃测试

一般来说,烷烃没有合适的定性测试方法,但从元素定性分析和溶解度测试的结果推断,主要根据物理常数(沸点、密度、折射率等)和光谱特征进行鉴定。

烯烃和炔烃测试

烯烃和炔烃在物理状态上与烷烃相似。由于结构中双键和氢的数量减少,燃烧时经常产生黑烟。烯烃和炔烃只溶于浓硫酸,属于N族。

常用的检测方法有:溴的四氯化碳试验和高锰酸钾试验。

卤化烃测试

除C1~C2氯烷烃和C1溴化烃外,卤代烃均为无色液体(氟烷烃除外)。大多数芳香族卤化物是带有芳香气味的无色液体。

如果元素定性分析已经知道化合物分子中含有卤素,则可以通过硝酸银醇溶液试验和碘化钠-丙酮溶液试验推断出它是哪一种卤素。

有机含氧化合物测试

酒精化合物测试

醇的特征性官能团是羟基。根据连接不同碳原子的羟基,它们可以分为伯醇、仲醇和叔醇。根据分子中羟基的数量,还可分为一元醇、二羟基醇和多羟基醇。所以,首先要检测它是否有醇羟基,然后区分伯、仲、叔醇,以及它是否是多羟基醇。

酚类化合物测试

除间酚和间取代卤化酚外,其他酚均为固体。单酚类物质有强烈的气味。除硝基酚外,大多数纯酚应是无色的,苯酚带的颜色往往是氧化引起的。单酚在水中的溶解度很小,随着苯环上羟基的增加,其在水中的溶解度增大。

三氯化铁法和溴水法是苯酚检测中常用的两种方法。

羰基化合物测试

羰基化合物包括醛类和酮类。由于醛类和酮类都有羰基,它们可以与羰基试剂发生加成缩合反应。例如,它们可以与羟胺反应生成肟,与肼缩合形成腙。醛类很容易被弱氧化剂氧化,因为羰基上有活性氢,这是醛类与酮类的区别。

羧酸及其衍生物测试

C2以下的一元脂肪酸为液体,二元或多羧酸和芳香酸为固体。C1~C2单酸有强烈的刺激性酸味,C4~C6酸有难闻的气味,C7以上酸的难闻气味逐渐减少。C1~C4单羧酸溶于水,也溶于醚。较低的二元酸和多酸可溶于水,但不溶于醚。

羧酸的试验方法有:碘酸钾-碘化钾试验和羟酸铁试验。

羧酸衍生物如酯类、酰卤类、酸酐类、胺类等均可产生相应的羟肟酸,它们的存在通过铁羟肟酸试验来检验。

有机含氮化合物测试

胺类化合物测试

含氮化合物,如果其水溶液呈碱性,或其在盐酸中的溶解度大于其在水中的溶解度,或其水溶液中含有卤素离子或其他酸根离子,则该化合物可能是胺或其盐。剩下的问题是确定它是伯胺、仲胺还是叔胺,这通常是通过欣斯伯格试验和亚硝酸试验来确定的。

硝基化合物测试

硝基烷烃和硝基芳烃不仅可以从简单的物理性质和外观来判断,还可以从酸性基团(伯、仲硝基化合物具有弱酸性基团)来判断。然而,在氢氧化铁和氢氧化钠丙酮试验中,许多硝基化合物可以是中性的。

有机硫化合物测试

常见的含硫化合物有硫醇、硫酚、硫醚、黄嘌呤等。

硫醇和硫酚测试

这些化合物大多是液体,气味非常难闻,在水中几乎没有溶解度。它们均可溶于5%NaOH溶液,但不溶于5%NaHCO3。硫醇和噻吩与铅钠反应生成黄铅盐。如果它们与硫相互作用,就会形成硫化铅黑色沉淀。

磺酸测试

氢氧化钠-氢氧化镍试验

亚硫酸氢钠是由磺酸和氢氧化钠共晶形成的

反应产物用盐酸酸化,即释放出二氧化硫。当二氧化硫遇到涂有氢氧化镍的滤纸时,反应生成黑色的NiO(OH)。2

黑色NiO(OH)2与醋酸联苯胺相遇时变蓝

其他硫化物如硫脲与氢氧化钠共晶生成硫化钠,酸化生成硫化氢,与Ni(OH)2生成黑色NiS,与铜磺酸不同,不与醋酸联苯胺反应。

硫酰胺也可以用这种方法进行检测,并与其他硫化物进行区分

定量分析

官能团的定量分析主要解决两个问题:

通过定量测定样品中某一组分的特征官能团,从而确定该组分在样品中的百分比含量。

通过对物质特征官能团的定量测定,确定分子中特征官能团的百分比和数量,从而确定或验证化合物的结构。

有机官能团的定量分析可分为化学法和仪器法。

化学法

化学法是利用官能团的特征化学反应,通过测量试剂的消耗量或其中一种反应产物的形成来进行的。测量的物质包括酸、碱、氧化剂、还原剂、水分、沉淀物、气体或有色物质等。

酸碱滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法、水分测定法、气体测量法、比色分析

仪器方法

紫外可见分光光度法

所有在分子中含有共轭不饱和键或芳香环的有机化合物在紫外线区(200-400 nm)具有特征性吸收。

红外光谱法

有机官能团具有红外吸收特性。例如,酮基的特征吸收为1725 ~ 1700 cm-1,甲基的特征吸收为1385~1370 cm-1。在特征吸收处,根据朗伯-比尔定律,可以用红外光谱法测量官能团。

核磁共振光谱学

质子磁共振波谱(见NMR)通常用于有机官能团的定量分析。光谱上的化学位移和耦合常数是定性指标,而吸收峰面积是定量指标。它直接反映了这些质子的数量,并与样品的浓度成正比。

其他方法

此外,中析研究所还采用质谱法、色谱法、色谱-质谱法、电化学分析等方法对官能团进行定量分析。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外).

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实验仪器

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