Wśród metod chemicznych, a zatem takich, które wykorzystują właściwości chemiczne związków, można wyróżnić m.in. metody, takie jak:

• elementarna analiza jakościowa (próba spalania, oznaczanie heteroatomów);

• identyfikacja poprzez przynależność badanego związku do danej grupy rozpuszczalności;

• identyfikacja grup funkcyjnych.

Postępowanie w przypadku identyfikacji związków organicznych metodami chemicznymi

Oznaczenie czystości związku i stałych fizycznych (np. temperatura topnienia, temperatura wrzenia)

Jeśli badana substancja jest cieczą:

• Sprawdź temperaturę wrzenia.

• Aby to zrobić, przeprowadza się destylację. 

• Czysta ciecz wrze w wąskim zakresie temperatur, np. tylko między 78–79°C. 

• Można też zmierzyć gęstość oraz współczynnik załamania światła – te dane pomagają rozpoznać, jaka to substancja.

Jeśli badana substancja jest ciałem stałym:

• Sprawdź temperaturę topnienia. 

• Czysty związek, po rozpuszczeniu w odpowiednim rozpuszczalniku i ponownym skrystalizowaniu, będzie miał taką samą temperaturę topnienia jak wcześniej. 

• To potwierdza, że substancja jest czysta.

RiGIbRKyLMbqB

Na zdjęciu przedstawiono kriometr – przyrząd do bardzo dokładnego oznaczania temperatury topnienia i krzepnięcia roztworów. Posiada miejsce na próbkę, okular do kontrolowania stanu próbki oraz pokrętło ze skalą do ustalania temperatury.

Elementarna analiza jakościowa

Elementarna analiza jakościowa (AE) związków organicznych pozwala na wykrycie rodzajów atomów pierwiastków, które wchodzą w skład danej cząsteczki, głównie: $\mathrm{C}$, $\mathrm{H}$, $\mathrm{O}$, $\mathrm{N}$, $\mathrm{S}$, $\mathrm{P}$ oraz chlorowców. Pozwala ona sprawdzić stopień nasycenia związku organicznego. Związki nasycone spalają się jasnym płomieniem, nienasycone – lekko kopcącym płomieniem, a związki aromatyczne – mocno kopcącym płomieniem. Jest to tzw. próba spalania.

RQJDZbEw9fiev

Ilustracja przedstawia schemat jakościowej analizy pierwiastków. Do płomienia palnika włożono bagietkę z próbką. Płomień palnika na dole jest niebieski, a od bagietki w górę jest intensywnie pomarańczowy.

Wyróżnić możemy również jakościową analizę pierwiastków, która ma na celu identyfikację pierwiastków innych niż węgiel i wodór, po przekształceniu ich w jonowe związki, dobrze rozpuszczalne w wodzie. W tym celu przeprowadza się stapianie z sodem (próba Lassaigne’a). Należy pamiętać, aby stosować nadmiar sodu, ponieważ w przypadku obecności siarki i azotu, tworzenie się tiocyjanianu sodu może uniemożliwić wykrycie azotu. Efektem takiego zabiegu jest rozkład związku organicznego, a występujące w nim pierwiastki tworzą aniony.

Probówkę z tak otrzymanym stopem rozbija się, a stop alkaliczny przemywa wodą. Otrzymany roztwór poddaje się próbom analizy jakościowej nieorganicznej, która pozwala na wykrycie obecności azotu, siarki i fluorowców.

Wykrywanie azotu

Wykrywanie siarki

Jeśli po dodaniu ${\text{FeSO}}_4$ do roztworu (otrzymanego po stapianiu z sodem) wytrąci się czarny osad siarczku żelaza($\text{II}$), świadczy to o zawartości siarki w analizowanej próbce. Siarczek żelaza($\text{II}$) rozpuszcza się w rozcieńczonym kwasie siarkowym($\text{VI}$) z wydzielaniem gazowego siarkowodoru o nieprzyjemnym charakterystycznym zapachu (zgniłych jaj).

Wykrywanie fluorowców

W celu zidentyfikowania jonów fluorowców $X^{-}$, przeprowadza się reakcję z azotanem($\text{V}$) srebra($\text{I}$) i rozcieńczonym kwasem azotowym($\text{V}$). Powstanie osadu potwierdza obecność jonu $X^{-}$.

Biały osad, który łatwo ulega roztworzeniu w amoniaku, to chlorek srebra($\text{I}$), żółty trudno rozpuszczalny w amoniaku to bromek srebra($\text{I}$), żółty nierozpuszczalny w amoniaku to jodek srebra($\text{I}$). W celu zidentyfikowania jonu ${\mathrm{F}}^{-}$, należy użyć papierka cyrkono‑alizarynowego S – zmiana barwy z czerwonej na żółtą jest pozytywnym wynikiem na obecność jonu fluorkowego w badanej próbce.

Badanie rozpuszczalności

Swoje potwierdzenie znajduje tutaj zasada „podobne rozpuszcza się w podobnym”. Analizowany związek ulegnie rozpuszczaniu w rozpuszczalniku, do którego jest zbliżony budową lub charakterem. Jeśli badany związek jest polarny, rozpuści się w polarnych rozpuszczalnikach, a jeśli jest niepolarny – w niepolarnych rozpuszczalnikach. Jeśli dany związek reaguje z rozpuszczalnikiem, można określić jego chemiczny charakter – jeśli ulegnie rozpuszczeniu w rozpuszczalniku zasadowym, prawdopodobnie ma charakter kwasowy, a w wyniku reakcji tworzy rozpuszczalną sól.

Sprawdzenie rozpuszczalności pozwala na klasyfikację do grup rozpuszczalności i znacznie upraszcza dalszą identyfikację związku organicznego.

R1dsIuy7waTdq

Ilustracja przedstawia następujący schemat. U góry w czerwonej ramce umieszczono zapis: badana próbka + ${\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$ od tej ramki odchodzi linia rozdzielająca się na dwie w prawo i w lewo. Po lewej stronie nad linią znajduje się skrót nr, czyli nierozpuszczalna, a po prawej r czyli rozpuszczalna. Pod linią nr po lewej stronie zapisano 5% $\text{NaOH}$, od tego biegną dwie linie: w lewo r do 5% ${\text{NaHCO}}_{\text{3}}$, w prawo nr do 5% $\text{HCl}$. Pod 5% ${\text{NaHCO}}_{\text{3}}$ dwie linie: lewo r prowadzi do Kw1, w prawo nr do Kw2. Pod 5% $\text{HCl}$ trzy linie: w lewo r do Z, środkowa nr do R i po prawej do stężonego ${\text{H}}_{\text{2}}{\text{SO}}_{\text{4}}$. I znów dwie linie: po prawej nr prowadząca do N, do lewej r prowadząca do ${\text{H}}_{\text{3}}{\text{PO}}_{\text{4}}$ i ponownie: lewo r do O1 i w prawo nr do O2. Od głównego hasła: badana próbka + ${\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$ odchodzi linia w prawo podpisana r prowadząca do napisu eter dietylowy. Ponownie dwie linie lewa r do E1 i prawa nr do E2.

Indeks górny Tabela 1. Podział substancji organicznych na grupy rozpuszczalności Indeks górny koniec^{Tabela 1. Podział substancji organicznych na grupy rozpuszczalności}

Szeroki obszar różnych technik analizy chemicznej zajmuje się badaniem oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z materią. Określenie składu chemicznego danej substancji możliwe jest na podstawie emitowanego lub pochłoniętego (absorbowanego) przez nią promieniowania o określonej długości fali. Spektroskopia zajmuje się więc mierzeniem i interpretowaniem widmwidmo atomowewidm promieniowania elektromagnetycznego w różnych zakresach jego energii jako efektu oddziaływania z badaną substancją.

Poniżej opisano krótko niektóre rodzaje widm wybranych związków chemicznych. Kliknij na interesujący Cię kafelek i sprawdź, jak wygląda i jakie informacje niesie ze sobą dany rodzaj widma.