ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные принципы количественного элементного анализа, определение молекулярной массы и установление молекулярных формул из "Органическая химия Издание 2" Проведение качественного анализа только отвечает на вопрос — из каких атоьюв состоит исследуемое вещество. [c.17] Следующий этап исследования — количественный, или элементный, анализ. Цель элементного анализа — определение процентного содержания отдельных элементов в веществе, что вместе с установлением молекулярной массы дает возможность найти молекулярную формулу (например, С28Н24О4). Определение молекулярной формулы является первым шагом к выяснению структурной формулы, т. е. порядка связей между атомами в молекуле. [c.17] Определение азота. Азот обычно определяют по методу Дюма, сжигая вещество в токе чистого СО. с окисью меди. Весь азот вещества при этом выделяется в виде элементарного азота (N3), объем которого измеряют. [c.17] В последнее время созданы автоматические приборы (кордеры), позволяющие за 5—8 мин провести анализ вещества на содержание С, Н, N. [c.17] После сжигания навески образующиеся СО2, N2 и Н2О поступают в газовый хроматограф, который непосредственно выдает содержание С, Н, N в процентах (подробнее см. с. 106). [c.17] 07% (содержание кислорода находят по разности 100— —79,19—5,74 = 15,07). Следовательно, в молекуле этого соединения С, Н, О находятся в соотношении 79,19 5,74 15,07. [c.18] Отбрасывая десятые и сотые доли (объясняющиеся неточностью анализа), мы находим, что на 1 атом О в молекуле приходится 6 атомов Н и 7 атомов С, т. е. атомная брутто-формула вещества С7НвО. [c.18] В настоящее время для этого редко используют методы, основанные на законе Авогадро молекулярная масса равна удвоенной плотности пара вещества по водороду М =2 н- Чаще используют кри-оскопическое определение молекулярной массы (по понижению температуры замерзания раствора исследуемого вещества в определен-но.м растворителе) или эбулиоскопическое определение (по повышению температуры кипения раствора исследуемого вещества в определенном растворителе) . [c.18] Чрезвычайно удобно находить молекулярную массу масс-спектро-скопически, хотя масс-спектро.метр — слишком дорогой для этого прибор (см. гл. П1, разд. Масс-спектрометрия ). В последнее время сконструированы автоматические приборы для определения молекулярной массы, основанные на законе Генри, которые фиксируют изменение давления пара растворителя при растворении в нем навески исследуемого вещества. Масс-спектрометрическим методом значение молекулярной массы определяется с точностью до 1, а в масс-спектрометрах высокого разрешения — с точностью до 0,00001. Остальные способы дают точность 5—-10%. [c.18] зная молекулярную массу и данные элементного анализа, можно найти молекулярную брутто-формулу вещества. Следующей и наиболее сложной задачей является установление структурной формулы. Для этой цели применяют уже методы физико-химического исследования (см. гл. П1) и изучение химических реакций вещества. [c.19] В настоящее время считается общепринятым, что одна прямая линия, соединяющая два атома, обозначает одну двухэлектрониую связь (простая связь), на образование которой затрачивается по одной валентности от каждого из связанных атомов, две линии — одну четырехэлектронную связь (двойная связь), три линии — одну шестиэлектронную связь (тройная связь). [c.19] Согласно теории Вант-Гоффа, четыре валентности атома углерода в метане направлены к четырем углам тетраэдра, в центре которого находится углеродный атом, а в вершинах— атомы водорода (рис. 1, а). [c.20] Такого типа модели оказались весьма удачными и для сложных молекул. Они с успехом используются и сегодня для объяснения ряда стереохи.мических вопросов. [c.20] Теория, предложенная Вант-Гоффо.м, хотя и пригодная почти во всех случаях, не давала, однако, обоснованного объяснения типа и существа связующих сил в молекулах. Это было сделано только в XX в. (см. гл. I). [c.21] На первых этапах развития химии вновь открытым соединениям присваивались, как правило, тривиальные названия, чаще связанные с источником получения, че.м со структурой. Такие названия прочно укоренились и до сих пор являются общеприняты.ми муравьиная кислота, уксусный альдегид, ацетон, хлороформ и т. д. В химии природных соединений это часто практикуется и в наши дни. Однако количество новых соединений росло очень быстро и возникла необ-ходи.мость связывать названия со строением вещества. В связи с эти.м появились рациональные названия метилэтилкетон, диметиламин, триметилуксусная кислота, триметилкарбинол и т. п. В этих случаях, как правило, соединение рассматривают как замещенное теми или иными радикалами простейшее соединение данного ряда. [c.21] Однако для более сложных систем рациональная номенклатура была непригодна и потребовалось создание научной номенклатуры, в которой название соединения и его структура должны были однозначно соответствовать друг другу. [c.21] На последних международных съездах химиков была разработана и затем предложена (1 957 и 1965) в качестве официальной научной номенклатуры так называемая номенклатура ЮПАК (ИЮПАК, ШРАС). [c.21] В дальнейшем при изучении различных классов соединений детально будут разбираться отдельные примеры названий по номенклатуре ЮПАК. [c.22] Вернуться к основной статье