Wstęp

Każdy młody chemik z pewnością będzie miał do czynienia z elementami związanymi z chemia analityczną, tj: oczyszczaniem substancji chemicznych, rozdzielanie związków chemicznych, ustalanie składu ilościowego badanej substancji, ustalanie składu jakościowego badanej substancji, określanie stałych fizycznych poszczególnych składników wchodzących w skład badanych substancji, badanie struktury substancji. Najpiękniejszym, i przynoszącym najwięcej radości, zadaniem stojącym przed chemikiem jest synteza nowych związków. Realizacja tego celu może prowadzić przez syntezę znanych już substancji, które w późniejszym czasie będziemy modyfikować. W tym celu w laboratorium chemicznym będziemy przeprowadzać szereg reakcji organicznych różnego typu, takich jak: utleniania, redukcji, eliminacji, addycji, podstawiania, przegrupowania). Po zastosowaniu określonego typu rekcji otrzymaną substancję oczyszczamy i identyfikujemy. Nie będzie tajemnica stwierdzenie, że zarówno analiza i synteza nie mogą bez siebie egzystować, występują zarówno w doświadczeniach z zakresy chemii analitycznej, ja i w zakresie z chemii organicznej. Młody chemik, żeby swobodnie czuł się w laboratorium musi perfekcyjnie opanować takie techniki jak: destylacja, krystalizacja, ekstrakcja, chromatografia, ogrzewanie do określonej temperatury z wykorzystaniem chłodnicy zwrotnej, ekstrakcja, sączenie przy zmniejszonym ciśnieniu, określanie temperatury topnienia, określanie temperatury wrzenia, odparowywanie rozpuszczalnika, suszenia substancji. Przed rozpoczęciem każdej pracy w laboratorium należy znać zasady postępowania w laboratorium, Bezpieczeństwo jest zawsze najważniejsze. Dlatego przed wykonaniem oznaczenia i związanym z nim zastosowanie określonej techniki laboratoryjnej, każdy młody chemik powinien zapoznać się z materiałem teoretycznym i pracować pod okiem doświadczonego pracownika. Przygotowując się do przeprowadzenia doświadczenia należy zrozumieć cel zastosowanej techniki oraz charakterystykę stosowanych substancji.

Destylacja

Destylacja jest bardzo często stosowana metodą w laboratorium organicznym. Polega na rozdzielaniu mieszanin w skład których wchodzi wiele składników ciekłych. Oczyszczane są w ten sposób substancje lotne. Destylacja polega na odparowaniu składników wykazujących się największa lotnością przy określonym ciśnieniu i temperaturze. Następnie ma miejsce skroplenie par tego składnika i zebraniu destylatu (skroplona ciecz). Wraz ze wzrostem temperatury prężność pary wzrasta do zrównania się z ciśnieniem atmosferycznym. Ma miejsce wrzenie i parowanie podgrzewanej cieczy. Temperatura w której ciecz wrze jest równa temperaturze, w której prężność pary cieczy jest taka sama jak ciśnienie atmosferyczne. Destylacje możemy podzielić na: 

- destylacje prostą;

- destylacje z zastosowaniem pary wodnej;

- destylacje frakcyjną;

- destylacje pod niskim ciśnieniem.

Z destylacja prostą mamy do czynienia, gdy pary destylowanej cieczy skraplają się w wyniku bezpośredniego oziębiania. Zagęszczeniu ulegają składniki mieszaniny wyżej wrzącej frakcji. Kolbę stosowana podczas destylacji z cieczą oraz kamyczkami wrzennymi kładziemy na przygotowanej do tego celu łaźni wodnej. Montujemy zestaw destylacyjny składający się z nasadki destylacyjnej, chłodnicy, przedłużacza. Często stosowana jest chłodnica destylacyjna, która zawiera wyżej wymienione elementy. Chłodnice za pomocą gumowego węża podłączamy do zimnej wody, w ten sposób, że woda musi zawsze wpływać do chłodnicy niższym tubusem, zaś wypływa do zlewu niższym. W dolnej części, w pobliżu wylotu umieszczamy odbieralnik, którym najczęściej jest niewielka kolba stożkowa lub kolba okrąglodenna. Nie używa się do tego celu zlewki. Rtęć wypełniająca termometr powinna być naprzeciwko wylotu par z kolby do chłodnicy. Zawsze trzeba pamiętać o smarowaniu smarem szlifów. Ilość smaru nie powinna być zbyt duża, aby nie spowodować zanieczyszczenia destylowanej cieczy. Bardzo ważną sprawą jest dopasowanie odpowiedniej kolby destylacyjnej, tzn. aby nie była zbyt mała, ani zbyt duża. Ilość cieczy przeznaczonej do destylacji nie powinna być większa niż 2/3 objętości kolby. Dodawane kamyczki wrzenie zapewniają równomierne wrzenie. Dzięki nim z większą łatwością tworzą się pęcherzyki par. W przypadku nie dodania kamyczków wrzennych ciecz może się przegrzać. Nigdy nie należy stosować kamyczków wrzennych kilkukrotnie. W chwili destylacji temperatura już nie wzrasta. Intensywność ogrzewania musi być tak wyregulowana, aby krople przedestylowanej cieczy spadały z szybkością 2 kropel na sekundy (nigdy nie szybciej). Nie destylujemy cieczy destylacyjnej do sucha.

W czasie destylacji frakcyjnej ciecz ulega częściowemu skropleniu w kolumnie destylacyjnej. Powstaje kondensat, który opada w dół i ma kontakt z podążającym ku górze gorącą parą. Ma miejsce wymiana ciepła pomiędzy fazami. W kolumnie wykorzystywanej w destylacji frakcyjnej ma miejsce nieustanny proces skraplania i parowania. Destylacja składnika ma miejsce po ustaleniu się równowagi. Następnie destylowana jest następna frakcja. Czasami w celu uniknięcia strat w cieple stosowane są płaszcze.

Innym rodzajem destylacji jest destylacja z parą wodną. W ten sposób oczyszczamy substancje stałe lub ciekłe, które nie mieszają się z wodą i substancji lotnych, które nie mieszają się z parą wodną. W tego rodzaju destylacji wykorzystane jest prawo Daltona. W myśl prawa Daltona całkowita prężność danej pary nad niejednorodna mieszaniną to suma prężności wszystkich par składników wchodzących w skład mieszaniny. Ten rodzaj destylacji stosowany jest w procesie rozdzielania cieczy z wysokimi temperaturami wrzenia. W te sposób wyodrębniamy olejki eteryczne z organizmów roślinnych. Jeżeli destylujemy duże ilości substancji, to parę wodną wytwarzamy w specjalnym kociołku i dostarczamy do destylowanego układu. Jeżeli destylujemy niewielkie ilości, to wówczas stosujemy tzw. łapacz kropel. Największym problemem destylacji z parą wodną jest konieczność rozdzielenia otrzymanego destylatu i wody. Stosujemy odsączanie oraz suszenie w przypadku substancji stałych, zaś w przypadku substancji ciekłych konieczna jest ekstrakcja.

W laboratorium stosowana jest także destylacja pod niskim ciśnieniem. Destylowane są ciecze odznaczające się wysoka temperaturą wrzenia, tzn. około 200oC, ewentualnie ciecze, które mogą ulec rozkładowi w temperaturze niższej niż temperatura wrzenia i ciśnieniu atmosferycznemu. Przeprowadzenie takiej destylacji wymaga doświadczenia. Destylacja pod niskim ciśnieniem jest bardziej skomplikowana niż inne rodzaje destylacji.

Jedną z odmian destylacji w niskim ciśnieniu jest zastosowanie wyparki obrotowej. Stosowana jest do bardzo szybkiego pozbywania się rozpuszczalnika z roztworów związków pochodzenia organicznego. Pozbywanie się rozpuszczalnika ma miejsce w niskim ciśnieniu (pompka wodna lub membranowa). Ciepło pochodzi z łaźni wodnej. Podczas pozbywania się rozpuszczalnika kolba wypełniona rozpuszczalnikiem obraca się ruchem obrotowym. Nie stosujemy kamyczków wrzennych. Pary są schładzane spiralną chłodnicą. Czasami nie stosujemy niskiego ciśnienia. Taka sytuacja występuje w przypadku eteru dietylowego. Związek ten charakteryzuje się bardzo niska temperatura wrzenia. Usuwanie rozpuszczalnika za pomocą wyparki jest bardzo proste. Kolbe wypełnioną destylatem nakładamy na szlif wyparki zabezpieczając spinką. Włączamy wyparkę i kolba powoli nabiera szybkości. Szybkość destylacji pod niskim ciśnieniem można regulować zwiększając temperaturę panująca w łaźni wodnej. Po zakończeniu destylacji musimy najpierw otworzyć kranik na wyparce, aby zlikwidować podciśnienie, później wyłączamy pompę, silnik wyparki, likwidujemy dopływ wody i zdejmujemy kolbę ze szlifu. Usuwamy z odbieralnika usuwamy destylat. Wyparkę czyścimy acetonem przeznaczonym do tego celu.

Ekstrakcja

Ekstrakcja to metoda polegająca na wyodrębnieniu z użyciem specjalnie dobranego rozpuszczalnika jakiegoś konkretnego składnika. Rozpuszczalnik może rozpuszczać tylko związek, który chcemy wyodrębnić. Możemy w ten sposób uzyskać związki naturalne z roślin, np. z łodygi, liścia. Często bywa tak, że podczas syntezy otrzymujemy zalecany produkt wraz z innymi związkami pod różnymi postaciami. W czasie wytrząsania tego typu mieszaniny z rozpuszczalnikiem nie ulegającym zmieszaniu z wodą. Uzyskany produkt ulega ekstrakcji. Odzyskujemy go w wyniku odparowania rozpuszczalnika. W czasie ekstrakcji postępujemy zgodnie z prawem Nernsta. Związki pochodzenia organicznego lepiej rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych. Dlatego też jesteśmy w stanie ekstrahować z wodnych roztworów. W procesie ekstrakcji stosowane są rozdzielacze, który jest umiejscowiony na statywie. Przed przystąpieniem do ekstrakcji upewniamy się czy rozdzielać jest idealnie czysty i sprawdzamy czy kranik przekręca się bez problemu. Miejsca ze szlifem smarujemy delikatnie smarem. Ciecz w rozdzielaczu nie może przekroczyć ¾ jego wysokości. Po sprawdzeniu kranu przez lejek wlewamy wodny roztwór i rozpuszczalnik. Potrząsamy trzymając rozdzielacz z częścią zawierającą kranik ku górze. Po odwróceniu odkręcamy kranik, aby wyrównać ciśnienie i usunąć powietrze. Potrząsamy przez około 4 minuty. Później stawiamy rozdzielacz na statywie i odczekać aż warstwy się rozdzielą. Dolną warstwę wylewamy do odpowiedniej kolby stożkowej. W ekstrakcji wodnych roztworów stosujemy rozpuszczalnika odznaczające się mniejsza gęstością. Tego typu rozpuszczalnikiem może być eter dietylowy. Mogą być także stosowane rozpuszczalniki odznaczające się większą gęstością. Tego typu rozpuszczalnikami są: chlorek metylenu i chloroform. W przypadku stosowania rozpuszczalnika o mniejszej gęstości po wytrząsaniu dolną warstwę (woda) spuszczamy do kolby stożkowej. Z druga warstwą postępujemy tak samo. Warstwę wodną przenosimy znowu do rozdzielacza i wytrząsamy nową ilością rozpuszczalnika. Jeżeli stosujemy rozpuszczalnik o gęstości większej niż woda, po wytrząsaniu wodny roztwór może pozostać w rozdzielaczu. Dodajemy następna porcję rozpuszczalnika i wytrząsamy. Zawsze musimy wiedzieć, która warstwa jest wodna, a która organiczna.

W wyniku ekstrakcji wodą roztwór pochodzenia organicznego zawiera wodę. Musimy ją usunąć poprzez zastosowanie odpowiedniego hydratu (siarczan sodu lub magnezu). Pozostawiamy roztwór nad środkiem suszącym około 25 minut. Odsączamy środek suszący przy użyciu fałdowanego sączka i przemywamy go rozpuszczalnikiem. Rozpuszczalnik usuwamy przy zastosowaniu wyparki obrotowej. Pozostałość poddajemy krystalizacji lub destylacji.

Z materiałów roślinnych możemy wyodrębnić olejki eteryczne. To złożone substancje. W skład olejków eterycznych wchodzą: ketony, alkohole, węglowodory, aldehydy, estry. W niektórych roślinach obecny jest jeden składnik odpowiedzialny za niezapomniany zapach, np. wanilia, kminek, goździk. Zastosowanie olejków eterycznych jest bardzo duże. Są wykorzystywane w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, kosmetycznym.

Ćwiczenia z zastosowaniem destylacji i ekstrakcji

1. Destylacja parą wodną olejku goździkowego. Destylacja z kociołkiem.

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- woda destylowana;

- goździki suszone.

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- kociołek;

- chłodnica;

- nasadka destylacyjna;

- kolba okrągłodenna;

- kolby stożkowe;

- moździerz.

W moździerzu trzemy goździki. W kolbie okrągłodennej umieszczamy 10g startych goździków oraz około 300ml wody destylowanej. Kolbe łączymy poprzez nasadkę destylacyjna z chłodnicą. Ogrzewamy kociołek wypełniony woda oraz kolbę z substancją przeznaczona do destylacji. Przeprowadzamy destylację parą wodną. Destylacje przerywamy, gdy w kolbie stożkowej zbierzemy 200ml destylatu.

2. Destylacja parą wodną olejku goździkowego. Destylacja z łapaczem kropel.

Substancje wykorzystane w doświadczeniu:

- goździki suszone;

- woda destylowana

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- łapacz kropel

- chłodnica wodna;

- nasadka destylacyjna;

- kolba okrągłodenna na 500ml;

- kolby stożkowe;

- moździerz.

Starte w moździerzu goździki przenosimy do kolby okrągłodennej (10g). Dodajemy 300ml wody destylowanej. Kolba jest połączona łapaczem kropel z chłodnicą wodną. Ogrzewamy kolbę z substancją przeznaczona do destylacji. Przeprowadzamy destylację parą wodną. Destylacje jest zakończona, gdy w kolbie stożkowej zbierzemy 200ml destylatu.

3. Ekstrakcja olejku goździkowego

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- siarczan magnezu;

- chlorek metylenu;

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- kolba okrągłodenna;

- kolby stożkowe;

- lejek szklany;

- rozdzielacz.

Otrzymany po destylacji destylat przenosimy do rozdzielacza i wykonujemy ekstrakcje przy zastosowaniu chlorku metylenu. Objętość dodanego chlorku metylenu powinna wynosić około 20ml. Organiczna część suszymy nad bezwodnym siarczanem magnezu. Następnie sączymy z wykorzystaniem szklanego lejka. Nadmiar rozpuszczalnika usuwamy stosując wyparkę obrotową. W ten sposób otrzymujemy olejek goździkowy.

4. Destylacja parą wodną olejku anyżowego. Destylacja z kociołkiem.

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- woda destylowana;

- nasiona anyżku

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- kociołek;

- chłodnica;

- nasadka destylacyjna;

- kolba okrągłodenna na 500ml ze szlifem;

- kolby stożkowe;

- moździerz.

W moździerzu trzemy odpowiednia ilość anyżku. W kolbie okrągłodennej na 500ml umieszczamy 10g startych nasion anyżku oraz około 300ml wody destylowanej. Kolbe łączymy poprzez nasadkę destylacyjna z chłodnicą. Ogrzewamy kociołek wypełniony woda oraz kolbę z substancją przeznaczona do destylacji. Przeprowadzamy destylację parą wodną. Destylacje przerywamy, gdy w kolbie stożkowej zbierzemy 200ml destylatu.

5. Destylacja parą wodną olejku anyżowego. Destylacja z łapaczem kropel.

Substancje wykorzystane w doświadczeniu:

- nasiona anyżku;

- woda destylowana.

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- łapacz kropel;

- chłodnica wodna;

- nasadka destylacyjna;

- kolba okrągłodenna na 500ml;

- kolby stożkowe;

- moździerz.

Starte w moździerzu nasiona anyżku przenosimy do kolby okrągłodennej (10g). Dodajemy 300ml wody destylowanej. Kolba jest połączona łapaczem kropel z chłodnicą wodną. Ogrzewamy kolbę z substancją przeznaczona do destylacji. Przeprowadzamy destylację parą wodną. Destylacje jest zakończona, gdy w kolbie stożkowej zbierzemy 200ml destylatu.

6. Ekstrakcja olejku anyżowego

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- siarczan magnezu;

- chlorek metylenu;

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- koba okrągłodenna;

- kolby stożkowe;

- rozdzielacz;

- lejek szklany.

Otrzymany po destylacji destylat przenosimy do rozdzielacza i wykonujemy podwójną ekstrakcje przy zastosowaniu chlorku metylenu. Objętość dodanego chlorku metylenu powinna wynosić około 20ml. Fazę wodną wylewamy do zlewu pod dygestorium. Organiczna część suszymy nad bezwodnym siarczanem magnezu. Następnie sączymy z wykorzystaniem szklanego lejka. Nadmiar rozpuszczalnika usuwamy stosując wyparkę obrotową. W ten sposób otrzymujemy olejek anyżkowy.

Chromatografia cienkowarstwowa (chromatografia TLC)

Chromatografia to analityczna metoda polegająca na całkowitym rozdzielaniu substancji między dwie fazy. Proces rozdzielania substancji zachodzi nieustannie. Fazy różnią się wielkością. Faza stacjonarna jest duża i nieruchoma, zaś faza ruchoma jest mała i porusza się w tym samym kierunku. Metody chromatograficzne są lepsze niż inne metody rozdzielania substancji (destylacja, ekstrakcja). Wszystkie techniki chromatograficzne korzystają z prawa Nernsta (podział substancji pomiędzy 2 fazy ciekłe) oraz z adsorpcji substancji na fazie stacjonarnej. W Chromatografii cienkowarstwowej (chromatografii TLC) mamy do czynienia z ruchem substancji pochodzenia organicznego z różnorodną prędkością wraz z ciekłą fazą ruchomą przez warstwę adsorbenta znajdującego się na szklanej płytce lub aluminiowej blaszce. Na blaszce zachodzi adsorpcja, desorpcja, rozdział ciekłej fazy organicznej i wody. Preparatyka chromatografii cienkowarstwowej nie jest skomplikowana. Cienka szklaną kapilarą nanosimy badane roztwory na blaszkę pokryta odpowiednim absorbentem. Zazwyczaj jest to około 1 centymetr od brzegu końcowego płytki. Następnie zanurzamy blaszkę w małej ilości rozpuszczalnika w specjalnej komorze rozwijającej. Ściany tej komory obłożone są bibułą. Rozpuszczalnik wznosi się i rozwija chromatograf. Kiedy rozpuszczalnik dojdzie do wcześniej zaznaczonego punktu, wyjmujemy płytkę i suszymy. Następnie przechodzimy do analizy otrzymanego chromatogramu. W przypadku rozdzielania substancji barwnych plamki na chromatografie są widoczne gołym okiem. Jeżeli rozdzielamy substancje bezbarwne, to plamki na chromatogramie wywołujemy poprzez spryskiwanie płytki odczynnikami dającymi w reakcji z badanymi substancjami określony kolor. Dzieląc drogę, która przebyła substancja badana przez drogę, którą przebył rozpuszczalnik, otrzymamy współczynnik Rf określający przesuwanie się badanej substancji w układzie układ rozwijający- absorbent. Jeżeli współczynnik Rf jest bliski 0- to oznacza, że badana substancja adsorbuje się już na starcie rozwijania chromatogramu. Gdy współczynnik jest bliski 1- to oznacza, że badana substancja jest słabo adsorbowana i rozwija się z rozpuszczalnikiem. Współczynnik Rf zależy od: typu i budowy adsorbenta, układu rozwijającego, temperatury, nasycenia komory. Chromatografia cienkowarstwowa (chromatografia TLC) charakteryzuje się dużą czułością i szybkością przeprowadzenia rozdziału. Jest bardzo popularna i na szeroką skalę stosowana w pracowniach laboratoryjnych.

Doświadczenia z zastosowaniem chromatografii cienkowarstwowej

1. Chromatografia cienkowarstwowa barwników roślinnych

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- woda destylowana;

- toluen;

- aceton;

- etanol;

- eter naftowy;

- siarczan magnezu

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- pęseta;

- pipeta Pasteura;

- szklane kapilary;

- moździerz;

- komora chromatograficzna;

- próbówki.

Doświadczenie to jest przeprowadzane w celu rozdzielenia oraz analizy jakościowej barwników roślinnych znajdujących się w liściach. Wchodzące w skład liści barwniki roślinne są bardzo ważne w procesie metabolizmu organizmów żywych. Barwnikami roślinnymi są karotenoidy (alfa, beta, i gamma karoteny, ksantofile), chlorofile A i B. 

Kilka liści szczawiu myjemy i suszymy. Następnie trzemy w moździerzu z piaskiem i siarczanem magnezu. Mieszamy z acetonem i otrzymujemy zielony ekstrakt barwników. Przez watę wciągamy ekstrakt do pipety. Należy zwrócić uwagę na to, aby roztwór był odpowiednio zagęszczony. Następnie z wykorzystaniem cieniutkiej szklanej kapilary nanosimy ekstrakt na bibułę. Wykonuje się tę czynność, aby się wprawić. Plamki musza być malutkie i intensywnie zabarwione. Po kilku próbach nanosimy badany roztwór na płytkę. Komorą służąca do rozwijania chromatogramu może być słoik z bibułą, w którym jest eluent. Eluent tworzą toluen, eter naftowy, etanol. Umieszczamy płytkę z naniesionym roztworem w komorze i rozwijamy chromatogram. Płytkę wyjmujemy, gdy eluent dochodzi do górnej krawędzi płytki (około 1cm). Do wyjęcia chromatogramu używamy pęsety. Zaznaczamy ołówkiem czoło rozpuszczalnika i wszystkie powstałe plamki. Suszymy płytkę i obliczamy współczynnik Rf. Znając wartość beta karotenu (0,80-0,90), chlorofilu A (0,65- 0,70), chlorofilu B (0,60-0,65), ksantofilu (0,55-0,60) identyfikujemy plamki na płytce.. Na płytce mogą także pojawić się plamki substancji powstających w wyniku degradacji chlorofili.

2. Chromatografia cienkowarstwowa barwników organicznych

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- woda destylowana;

- toluen;

- aceton;

- fluoresceina;

- 1-fenylo-2-naftol;

- eter naftowy;

- czerwień metylowa

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- pęseta;

- szklane kapilary;

- komora chromatograficzna.

Doświadczenie to jest przeprowadzane w celu wykrycia barwników organicznych znajdujących się w badanej próbce.

Na płytkę pokrytą wcześniej żelem krzemionkowym nanosimy roztwory wzorcowe oraz badana próbkę. Umieszczamy płytkę w komorze chromatograficznej, w której jest eluent (mieszanina acetonu i toluenu). Następnie rozwijamy chromatogram. Płytkę wyjmujemy, gdy eluent dochodzi do górnej krawędzi płytki (około 1cm). Do wyjęcia chromatogramu używamy pęsety. Zaznaczamy ołówkiem czoło rozpuszczalnika i wszystkie powstałe plamki. Suszymy płytkę i obliczamy współczynnik Rf. Określamy skład jakościowy badanej próbki.

3. Chromatografia bibułowa barwników obecnych w tuszu mazaka. Dobór rozpuszczalników.

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- aceton;

- chloroform;

- sączki;

- etanol;

- octan etylu;

- bibuła filtracyjna;

- roztwór nasycony NaCl;

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- szalki Petriego.

Doświadczenie to jest przeprowadzane w celu wykrycia barwników zawartych w tuszu mazaka oraz dobranie najlepszego eluenta.

Wybieramy takie same dwie szalki Petriego i sączek troszkę od nich większy. Z bibuły skręconej w rurkę robimy knot i przeciągamy z przez otwór na środku sączka bibuły filtracyjnej. Dookoła knota rysujemy okrąg. Wlewamy do szalki eluent i przykrywamy sączkiem i drugą szalką Petriego. Eluent wsiąka w bibułę i rozwija chromatogram.

Krystalizacja

Krystalizacja to metoda polegająca na oczyszczaniu związków organicznych będącej w postaci stałej. Krystalizacja jest bardzo często stosowana w pracowniach laboratoryjnych. Warunkiem dobrze przeprowadzonej krystalizacji jest możliwość rozpuszczania się substancji w rozpuszczalniku pod wpływem ciepła, zaś w normalnej temperaturze oczyszczana substancja powinna być nierozpuszczalna. Bardzo ważne jest dobranie dobrego rozpuszczalnika. Oczywiście rozpuszczalnik nie może wchodzić w reakcje z oczyszczaną substancją. Podczas wybierania rozpuszczalnika powinniśmy kierować zasadą, że substancje podobne do siebie rozpuszczają się w sobie. Najważniejsza jest kwestia polarności. Substancje polarne bardzo dobrze rozpuszczają się w polarnych rozpuszczalnikach. Czasami bywa tak, że nie znamy struktury oczyszczanego związku. W takich przypadkach dobór rozpuszczalnika powinien być przeprowadzony eksperymentalnie. Podczas krystalizacji stosujemy kolbę okrąglodenną wraz z chłodnicą zwrotną. Substancje ogrzewamy na łaźni wodnej. Stosowana podczas krystalizacji chłodnica ma za zadanie blokować wydostawaniu się par rozpuszczalnika. Bardzo ważnym elementem podczas krystalizacji jest dobór odpowiedniej ilości rozpuszczalnika. W większości przypadków ilość rozpuszczalnika powinna być podana w przepisie. Jeżeli takiej informacji nie posiadamy, wówczas dodajemy małą ilość rozpuszczalnika, tzn. taką, aby tylko przykrył oczyszczaną substancje. Jeżeli ta ilość okaże się z mała, wówczas dodajemy następną porcje rozpuszczalnika. Należy, że ilość rozpuszczalnika nie powinna być za duża, gdyż obniżamy w ten sposób wydajność krystalizacji. Oczywiście podczas rozpuszczania oczyszczanej substancji i jej ogrzewania musimy pamiętać o dodaniu kamyczków wrzennych. Po przeprowadzeniu krystalizacji kamyczki wrzenie wyrzucamy, nie możemy ich ponownie zastosować. Po rozpuszczeniu oczyszczanej substancji, gorący roztwór sączymy z wykorzystaniem karbowanego sączka. Usuwamy w ten sposób kamyczki wrzenie oraz zanieczyszczenia. Nie należy dopuścić do tego, aby krystalizacja zaszła już na sączku. Dzieje się tak w przypadku bardzo stężonych substancji. W takich przypadkach wrzucamy sączek z osadem do kolby i powtarzamy krystalizację z większą ilością rozpuszczalnika. Chłodzenie gorącego roztworu powinno się odbywać stopniowo. Nagłe ochładzanie może spowodować niepożądane wydzielanie się substancji pod postacią oleju. Powstałe kryształy substancji oczyszczanej odsączamy w lejku Buchnera w zmniejszonym ciśnieniu. Aby szybciej wysuszyć powstałe kryształy kładziemy je na szkiełku zegarkowym i koło źródła światła. Musimy sprawdzić w jakiej temperaturze topnieje oczyszczana substancja, aby nie spowodować niepotrzebnej jej utraty. Aby sprawdzić czystość badanej substancji mierzymy jej temperaturę topnienia. Wartość temperatury topienia nie powinna się zmieniać w wyniku kolejnych krystalizacji. Temperaturę topnienia substancji organicznych mierzymy wykorzystując kapilary szklane, które są stopione z jednej strony. Tego typu kapilarę z badaną substancją wkładamy do kriometru. Odczytujemy temperaturę , gdy w kapilarze zaobserwujemy menisk. Nowoczesne kriometry mają możliwość zapamiętania kilku temperatur oraz możliwość regulacji wzrostu temperatury. Aby otrzymać dokładny wyniki temperatury topnienia pod koniec należy ogrzewać kapilarę bardzo wolno, około 2-3oC na minutę. Temperaturę topnienia możemy także zmierzyć przy pomocy mikroskopu zawierającego ogrzewaną podstawę. Na tego typie podstawie umieszczamy kryształy badanej substancji. Czasami się zdarza, że w czasie ogrzewania substancja badana się rozkłada. Może zmieniać barwę lub powodować wydzielanie się gazu. Należy zapamiętać, że związek zawierający jakiekolwiek zanieczyszczenia ma niższą temperaturę topnienia niż powinien mieć. Dlatego zawsze trzeba dokładnie przeprowadzić proces krystalizacji.

Doświadczenia z zastosowaniem krystalizacji

1. Krystalizacja substancji organicznej z wody. Krystalizacja substancji organicznej z etanolu. Wyznaczenie temperatury topnienia.

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- woda destylowana;

- etanol.

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- kolba okrągłodenna;

- lejek szklany;

- łaźnia wodna;

- chłodnica zwrotna;

- kolba stożkowa;

- kolba ssawkowa;

- kolba stożkowa;

- kapilara;

- lejek Buchnera.

Doświadczenie to jest przeprowadzane w celu oznaczenia temperatury topnienia badanej substancji.

Wyznaczamy temperaturę topnienia przed krystalizacją. Później ważymy określoną ilość badanego związku (około 2g) i przesypujemy do kolby okrogłodennej. Dodajemy rozpuszczalnik (woda lub etanol) i ogrzewamy pod chłodnicą do wysokiej temperatury. Jeżeli osad całkowicie się nie rozpuścił, wówczas dajemy jeszcze jedną porcję rozpuszczalnika. Używamy do tego celu szklanego lejka umieszczonego w górnej części chłodnicy. Nie możemy zapomnieć o dodaniu kamyczków wrzennych. Gdy roztwór stanie się klarowny, to możemy go sączyć na gorąco używając fałdowany sączek. Przesącz zbieramy w kolbie stożkowej. Następnie go oziębiamy i powstałe kryształki przesączamy, z wykorzystanie lejka Buchnera, w niskim ciśnieniu. Na końcu suszymy, ważymy i oceniamy wydajność przeprowadzanej krystalizacji. Możemy także zmierzyć temperaturę topnienia oczyszczonego związku i porównać z temperatura topnienia tego samego związku przed krystalizacją.

Reakcja syntezy substancji organicznych

W ostatnim czasie nastąpił gwałtowny rozwój chemii organicznej. Bardzo istotnym zagadnieniem jest planowanie przeprowadzanych syntez związków organicznych. Najciekawsze są oczywiście skomplikowane reakcje wieloetapowe. Przy podejmowaniu decyzji odnośnie w jaki sposób przeprowadzić syntezę danego związku organicznego musimy wziąć pod uwagę takie parametry jak: wydajność, czas, koszt, bezpieczeństwo przeprowadzanej syntezy. Synteza organiczna może się składać z kilku mniejszych etapów. Synteza liniowa ma miejsce, gdy z substratu, w wyniku kilku etapów otrzymujemy końcowy produkt. Synteza zbieżna polega na syntezie równoległej kilku półproduktów, które ostatecznie doprowadzą do powstania końcowego produktu. Reakcje związków organicznych dzielimy na: 

- organiczne reakcje polegające na wprowadzaniu grup funkcyjnych;

- organiczne reakcje polegające na przekształcaniu grup funkcyjnych.

Te ostatnie dzielimy na: 

- reakcje powodujące zmianę wzoru strukturalnego cząsteczki;

- reakcje powodujące zmianę konstrukcji wzoru strukturalnego.

Zmiana konstrukcji wzoru strukturalnego może odbywać się poprzez:

- zamykanie pierścienia na skutek powstawania wiązania chemicznego;

- łączenie się krótkich łańcuchów w dłuższy łańcuch;

- zmianę lokalizacji pierścienia na skutek rozrywania się i tworzenia wiązań.

Podczas zastanawiania się nad rodzajem przeprowadzanych syntez warto zapoznać się z analizą retrosyntetyczną. Tego typu synteza polega na znalezieniu we wzorze strukturalnym docelowej substancji elementów składowych, tzw. syntonów. Pojęcie "syntony" odnosi się do potencjalnego indywidua pochodzenia chemicznego, tj. rodnika, jonu, cząsteczki. Indywidua te wchodzą w reakcje i tworzą wiązania chemiczne. Rozumując w ten sposób jesteśmy stworzyć wiązanie węgiel-węgiel w etanie. Syntonami w cząsteczce tego związku są: karbokation i karboanion metylowy, ewentualnie dwa metylowe rodniki. Projektowanie reakcji organicznych w dzisiejszych czasach jest możliwe przy zastosowaniu specjalistycznych programów komputerowych.

Reakcja substytucji nukleofilowej

Reakcja substytucji nukleofilowej jest bardzo często przeprowadzana w pracowniach chemii organicznej. W reakcji tej ma miejsce wymiana grupy funkcyjnej X, która jest bezpośrednio połączona z węglem, z czynnikiem nukleofilowym. Grupa X jest akceptorem elektronów. Mogą nią być: -Cl, -I, -Br, -OSO3H, -OHR, -OH2, -NR3. Czynnikiem nukleofilowym najczęściej są cząsteczki zawierające wolne pary elektronów. Przykłady reakcji substytucji nukleofilowej to: 

- reakcja syntezy eterów przy pomocy metody Williamsoma;

- reakcja syntezy alkinów;

- reakcja hydrolizy alkalicznej;

- reakcja syntezy amin;

- reakcja syntezy halogenków alkilowych.

Reakcja substytucji nukleofilowej może zachodzić w dwóch różnych mechanizmach. Możemy mieć do czynienia z: 

- mechanizmem jednocząsteczkowego podstawienia nukleofilowego, tzw. SN1;

- mechanizmem dwucząsteczkowego podstawienia nukleofilowego, tzw. SN2;

W czasie mechanizmu jednocząsteczkowego podstawienia nukleofilowego ma mają miejsce dwa etapy. Na początku ma miejsce zerwanie wiazania C-X. etap ten zachodzi bardzo wolno, ale jest odwracalny. Powstaje karbokation. Trwałość powstałego karbokationu jest uzależniona od tego z iloma różnymi podstawnikami połączony jest węgiel (rzędowość węgla). Podczas drugiego etapu ma miejsce atak czynnika nukleofilowego na węgiel charakteryzujący się hybrydyzacją sp2. Powstaje wiązanie węgiel- czynnik nukleofolowy.

W czasie mechanizmu dwucząsteczkowego podstawienia nukleofilowego ma mają miejsce jeden etap. Zerwanie i powstanie nowego wiązania zachodzi w tym samym czasie. Czynnik nukleofilowy powoli zbliża się do cząsteczki RX. Atakuje stronę cząsteczki, w której nie ma podstawnika X. Ma miejsce stan przejściowy podczas którego czynnik nukleofilowy nie połączył się całkowicie z cząsteczką i jednocześnie podstawnik X całkowicie nie odłączył się od atomu węgla.

1. Synteza chlorku tert-butylu.

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- woda destylowana;

- chlorek wapnia;

- wodorowęglan sodu;

- tert-butanol;

- siarczan magnezu;

- kwas chlorowodorowy.

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- kolba okrągłodenna;

- lejek szklany;

- łaźnia wodna;

- rozdzielacz;

- chłodnica wodna;

- deflegmator;

- kolba stożkowa na 50ml, 100ml i 250ml.

Do rozdzielacza na 250ml przenosimy tert-butanol i kwas chlorowodorowy. Wytrząsamy substancje znajdujące się w rozdzielaczu przez około 3 minuty. Następnie pozostawiamy w spokoju na kilka minut. Postępujemy w ten sposób kilka razy w przeciągu 20 minut. Po wytrząsaniu otwieramy kurek, aby wyrównać ciśnienie panujące w rozdzielaczu z ciśnieniem atmosferycznym. Oddzielamy dolna warstwę od dolnej i dodajemy następną porcję kwasu chlorowodorowego. Wytrząsamy i czekamy aż się rozwarstwi. Dolną warstwę wylewamy, zaś górną przemywamy wodą destylowaną i 5% roztworem wodorowęglanu sodu. Warstwę organiczną suszymy nad chlorkiem wapnia lub siarczanem magnezu. Produkt surowy destylujemy w kolbie okrągłodennej z deflegmatorem. Frakcje zbieramy w temperaturze 50oC.

Uwalnianie grup funkcyjnych. Reakcje zabezpieczające grupy funkcyjne

Czasami podczas przeprowadzania reakcji syntezy musimy zabezpieczyć wrażliwe grupy funkcyjne innymi grupami pełniącymi rolę zabezpieczającą (ochronną). Tego rodzaju grupa powinna być łatwo wprowadzona do łańcucha węglowego. Powinna także charakteryzować się trwałością podczas przeprowadzania reakcji, w których pełni rolę strażnika. Proces uwalniania grup funkcyjnych powinien zachodzić łatwo i nie powinien wpływać na końcowy produkt. Najczęściej zabezpieczana grupą bywa grupa aminowa. Aby zmniejszyć reaktywność amin przeprowadzamy je w pochodne N-acylowe. Jak przekształcimy grupę aminową w grupę amidową, to zmniejszamy zasadowość azotu oraz podatność pierścienia na reakcję substytucji elektrofilowej jest mniejsza. W reakcjach acylowania stosujemy bezwodniki i chlorki kwasowe. Grypy acylowe usuwamy poprzez hydrolizę. Hydroliza amidów charakteryzuje się nieodwracalnością.

1. Synteza acetanilidu

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- woda destylowana;

- pył cynkowy;

- kwas octowy;

- bezwodnik octowy;

- anilina.

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- kolba okrągłodenna na 50 i 250ml;

- lejek szklany;

- łaźnia wodna;

- chłodnica zwrotna;

- kolba stożkowa;

- kolba ssawkowa;

- kolba stożkowa;

- zlewka;

- lejek Buchnera.

W kolbie okrągłodennej na 50ml umieszczamy anilinę, kwas octowy, bezwodnik octowy oraz pył cynkowy. Przez 30 minut ogrzewamy do wrzenia. Po upływie tego czasu zawartość kolby przelewamy do zlewki na 250ml, w której znajduje się już 150ml schłodzonej wody destylowanej. Podczas wlewania energicznie mieszamy. Zlewkę zostawiamy do ostudzenia w łaźni z lodem. Następnie sączymy produkt stosując lejek Buchnera, przemywamy wodą destylowaną. Następnie acetanilid krystalizujemy z wody, suszymy i dokonujemy pomiaru temperatury topnienia.

2. Synteza acetyloglicyny

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- woda destylowana;

- bezwodnik octowy;

- glicyna.

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- lejek szklany;

- mieszadło magnetyczne;

- kolba ssawkowa;

- kolba stożkowa;

- zlewka;

- lejek Buchnera.

Aminokwasy bez problemu mogą ulec acylowaniu grup aminowych. Doskonałym odczynnikiem do tego celu jest bezwodnik octowy. Związek ten nie wykazuje dużej lotności i jest łatwy w użyciu. Nie wydziela szkodliwego chlorowodoru. Reakcja jest przeprowadzana w wodnym środowisku. Hydroliza bezwodnika zachodzi wolno, dlatego też amina wchodzi w reakcję z bezwodnikiem octowym szybciej niż ma to miejsce w przypadku wody.

Do kolby stożkowej na 50ml dodajemy 3,7g glicyny i 20ml wody. Kolbę z zawiesiną mieszamy przy użyciu mieszadła magnetycznego. Staramy całkowicie rozpuścić osad. Do kolby powoli dodajemy bezwodnik octowy i mieszamy przez 20 minut. Reakcja zachodzi egzotermicznie, tzn. z wydzielaniem ciepła. Nie potrzebne jest dodatkowe ogrzewanie. Następnie kolbę z zawartością pozostawiamy w lodówce na noc. Po upływie tego czasu osad sączymy z wykorzystaniem lejku Buchnera i przemywamy zimną wodą destylowaną. Preparat suszymy w 100oC. Następnie dokonujemy pomiaru jego temperatury topnienia.

Estryfikacja

Estryfikacja zachodzi w wyniku reakcji alkoholi z kwasami karboksylowymi. Estry na szeroką skalę występują w przyrodzie. Zapach charakterystyczny dla jabłek, pomarańczy, bananów, ananasów zawdzięczamy właśnie estrom. Octan etylu odpowiada za zapach ananasa, mrówczan amylu odpowiada za zapach jabłka, octan amylu odpowiada za zapach banana. Tego typu estry są wytwarzane syntetycznie i są wykorzystywane w przemyśle spożywczym i kosmetycznym. Estrami są tłuszcze oraz woski. Tego typu związki to estry kwasów karboksylowych z długimi łańcuchami węglowymi oraz alkoholi z jedną grupą wodorotlenową i długim szkieletem węglowym (woski) lub gliceryny (tłuszcze). W przemyśle chemicznym estry są wykorzystywane jako rozpuszczalniki do lakierów oraz żywic. Mogą być także wykorzystane jako plastyfikatory w polimerach. Reakcja estryfikacji jest reakcją odwracalną. W czasie ogrzewania substratów dosyć szybko osiągnięty zostaje stan równowagi. Mieszanina reakcyjna zawiera kwas, alkohol oraz ester i wodę. Skład ilościowy mieszaniny reakcyjnej jest uzależniony od stałej równowagi. W pracy preparatywnej usuwana jest woda podczas destylacji. Estryfikacja nie może być przeprowadzona w przypadku, gdy substrat bierze także udział w reakcjach ubocznych. Silne kwasy nieorganiczne, takie jak: kwas siarkowy, mogą zwiększać podatność grupy karbonylowej na atak czynnika nukleofilowego. Nukleofilem jest alkohol. Tak jak wcześniej wspominano reakcja estryfikacja jest reakcją odwracalną, dlatego też w tym samym czasie zachodzi hydroliza estrów. W przypadku kwasu benzoesowego reakcja estryfikacji ma inny przebieg. Estry mogą także być otrzymywane w wyniku reakcji chlorków oraz bezwodników kwasowych z fenolami lub alkoholami, rekcji soli, pochodzących od kwasów karboksylowych, z halogenkami. Reakcja estryfikacji może zachodzić pod wpływem katalizy międzyfazowej. Dzięki tej metodzie otrzymujemy produkt z dużą wydajnością. Reakcja może być prowadzona w niskich temperaturach, z niewielkimi dodatkiem rozpuszczalnika organicznego. Katalizatorem w tego typu reakcji jest sól amoniowa lub sól fosfonowa.

1. Synteza benzoesanu 2-naftylu.

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- woda destylowana;

- wodorotlenek sodu;

- etanol;

- chlorek benzoilu;

- 2-naftol.

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- kolba ssawkowa;

- kolba stożkowa;

- kolba okrągłodenna;

- zlewki;

- lejek Buchnera;-

- chłodnica.

2- naftol dobrze rozdrobniony rozpuszczamy w roztworze NaOH. Dodajemy małą ilość wody. Jeżeli otrzymany roztwór charakteryzuje się silnym zabarwieniem, to dodajemy węgla aktywnego, mieszamy i sączymy z wykorzystaniem sączka twardego. Następnie wlewamy roztwór do kolby stożkowej na 50ml. Dodajemy chlorek benzoilu. Na końcu sączymy otrzymany produkt na lejku Buchnera. Należy pamiętać, aby czynności te wykonywać pod sprawnym wyciągiem. Otrzymany ester krystalizujemy z etanolu, suszymy, ważymy i dokonujemy pomiaru temperatury pomiaru.

3. Synteza benzoesanu fenylu

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- woda destylowana;

- fenol;

- siarczan magnezu;

- wodorotlenek sodu;

- etanol;

- chlorek benzoilu;

- chlorek benzylotietyloamoniowy;

- chlorek metylenu.

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- kolba ssawkowa;

- kolba stożkowa;

- rozdzielacz;

- cylinder miarowy;

- kolba okrągłodenna;

- zlewki;

- lejek Buchnera;

- chłodnica;

- mieszadło magnetyczne.

W kolbie stożkowej umieszczamy 20ml wody destylowanej, wodorotlenek sodu, fenol i chlorek benzylotietyloamoniowy. Uruchomiamy mieszadło magnetyczne i mieszamy zawartość kolby. Roztwór musi być transparentny. Następnie dodajemy kroplami chlorek benzoilu i chlorek metylenu. Energicznie mieszamy przez około 50minut. Mieszaninę przenosimy do rozdzielacza, warstwę organiczna po rozdzielaniu przemywamy wodorotlenkiem sodu i wodą destylowaną. Warstwę organiczna suszymy siarczanem magnezu i sączymy z wykorzystaniem sączka fałdowanego. Chlorek metylenu jest usuwany przy wykorzystaniu wyparki obrotowej. Powstały eter oczyszczamy z etanolu w procesie krystalizacji. Dokonujemy pomiary temperatury topnienia.

4. Synteza octanu izoamylu

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- woda destylowana;

- alkohol izoamylowy;

- kwas siarkowy;

- siarczan magnezu;

- wodorotlenek sodu;

- kwas octowy;

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- kolba okrąglodenna;

- kolba stożkowa;

- łaźnia wodma;

- cylinder miarowy;

- zlewki;

- chłodnica wodna;

- termometr;

- lejek szklany;

- rozdzielacz;

- kolumna Vigreux.

Octan izoamylu możemy otrzymać w wyniku reakcji estryfikacji alkoholu i kwasu karboksylowego. Reakcja biegnie zgodnie z mechanizmem Fischera. Powstały octan izoamylu ma smak bananowy. Związek ten ma szerokie zastosowanie w przemyśle kosmetycznym i spożywczym.

Do kolby okrągłodennej na 100ml przenosimy kwas octowy, kwas siarkowy i alkohol izoamylowy. Kolbe łączymy z chłodnicą wodną. Kolbę z zawartością ogrzewamy i utrzymujemy w stanie wrzenia przez około 1 godzinę. Następnie kolbę schładzamy i mieszaninę przenosimy do rozdzielacza. Dodajemy 50ml wody i wytrząsamy. Warstwę organiczną przemywamy dwa razy wodorowęglanem sodu, później wodą. Suszymy nad siarczanem magnezu. Otrzymany roztwór rozdzielamy od siarczanu magnezu wykorzystując sączek fałdowany. Przesącz zbieramy w kolbie okrągłodennej i destylujemy wykorzystując kolumnę Vigreuxa. Frakcja, która nas interesuje wrze w temperaturze 135-141oC.

Reakcje charakterystyczne dla związków z wiązaniem karbonylowym

Reakcje charakterystyczne dla wybranych grup związków przeprowadza się szybko i dosyć łatwo. Jeżeli badana substancja uzyska pozytywny rezultat, to jesteśmy w stanie przewidzieć jej strukturę. Cześć reakcji jest charakterystyczna dla określonego wiązania występującego w różnych związkach organicznych, część dla tylko określonej grupy związków.

Odczynniki wykorzystane w doświadczeniu:

- woda destylowana;

- alkohol etylowy;

- wodorotlenek sodu;

- kwas octowy;

- nitroprusydek sodu;

- chlorowodorek hydroksyloaminy;

- oranż metylowy;

- kwas chlorowodorowy;

- roztwór Fehlinga I i II; 

- amoniak;

- azotan srebra;

- 2,4-dinitrofenylohydrazyna;

- manganian potasu;

- m-dinitrobenzen.

Szkło laboratoryjne stosowane w doświadczeniu:

- próbówki;

- łaźnia wodna.

1. Próba na wykrycie wiązania karbonylowego z zastosowaniem chlorowodorkiem hydroksyloaminy.

a) Rozpuszczamy chlorowodorek hydroksyloaminy (niedużą ilość) w alkoholu etylowym, dodajemy parę kropel oranżu metylowego. Roztwór uzyskuje barwę jasnopomarańczową. Dodajemy do próbówki badaną substancję. Jeżeli barwa zmieni się na różowoczerwoną, to mamy do czynienia z wiązaniem karbonylowym. Możemy próbówkę ogrzać, jeżeli nie zauważyliśmy zachodzącej reakcji. Ta próba jest wykonywana na substancjach o charakterze obojętnym.

b) Wlewamy do próbówki 3ml 2,4-dinitrofenylohydrazonu, dodajemy także 2 krople substancji badanej. Czekamy 10 minut. Jeżeli w próbówce wydzieli się żółty osad, to mamy do czynienia z wiązaniem karbonylowym.

2. Próby na wykrycie aldehydów

a. W próbówce umieszczamy 2,5ml odczynnika Fehlinga I oraz 2,5ml odczynnika Fehlinga II, dodajemy około 0,2g badanej substancji i ogrzewamy do wrzenia. Jeżeli wydzieli się ceglastoczerwony osad, to mamy do czynienia z aldehydem.

b. Do czystej próbówki dodajemy 0,5ml 1% wodorotlenku sodu 0,5ml 1% azotanu srebra oraz parę kropel stężonego amoniaku, aby rozpuścić osad. Następnie dodajemy parę kropli badanej substancji i mieszamy. Jeżeli badana substancja nie chce się rozpuścić w wodzie, to dodajemy niewielkie ilości alkoholu etylowego. Mieszaninę ogrzewamy. Jeżeli po kilku minutach wytrąca się srebrny osad, to mamy do czynienia z aldehydem. Jest to metoda Tollensa.

c. Do badanej substancji dodajemy kilka kropli manganianu potasu (VII) do uzyskania zabarwienia, które się utrzyma w czasie. Jeżeli nastąpi zmiana zabarwienia na brunatną, to mamy do czynienia z aldehydem.

3. Próby na wykrycie ketonów

a. Badaną substancje rozpuszczamy w alkoholu etylowym. Następnie dodajemy kilka kryształków m-dinitrobenzenu oraz parę kropli 15% wodorotlenku potasu. Jeżeli pojawi się czerwonofioletowe zabarwienie, to mamy do czynienia z ketonem.

b. Badaną substancje rozpuszczamy w alkoholu etylowym. 2 krople otrzymanego roztworu mieszamy z 2 kroplami 5% nitroprusydkiem sodu. Po pewnym czasie dodajemy kroplę 30% wodorotlenku potasu. Jeżeli powstanie brunatnoczerwone zabarwienie, to mamy do czynienia z ketonem. W wynika zakwaszenia kwasem octowym zabarwienie zmienia się na czerwone.