Analisi qualitativa organica

L’analisi delle sostanze organiche è notevolmente diversa da quella delle sostanze inorganiche dovendosi, in via preliminare distinguere due casi, cioè se si tratta di riconoscere un composto già noto o se si deve caratterizzare un composto nuovo.

Nonostante i composti organici siano numerosissimi, generalmente essi possono essere raggruppati in un numero piuttosto limitato di serie omologhe.

L’individuazione della serie a cui il composto appartiene rende più semplice il riconoscimento del composto stesso. In genere la prima operazione che si compie per il riconoscimento di un composto organico è la determinazione delle costanti chimico-fisiche: il punto di fusione dei composti solidi, il punto di ebollizione dei composti liquidi. Segue la ricerca qualitativa degli elementi accertandosi se, oltre al carbonio e all’idrogeno, siano presenti altri elementi come l’azoto, lo zolfo, gli alogeni ecc. La presenza o l’assenza di tali elementi permette di escludere immediatamente intere classi di composti organici e di rendere più limitato il campo di indagine.

Ricerca del carbonio e dell’idrogeno. Se è necessario provare o confermare la presenza di tali elementi si mescola una piccola quantità di sostanza secca con ossido di rame in una provetta e si arroventa. Il carbonio si ossida così a biossido di carbonio che si riconosce per la sua proprietà di intorbidire una soluzione di idrossido di bario. L’idrogeno a sua volta si riconosce arroventando la sostanza con solfito sodico con formazione di solfuro di idrogeno riconoscibile dal suo odore caratteristico.

Ricerca di altri elementi. Per riconoscere azoto, zolfo e alogeni si ricorre al metodo di Lassaigne, che consiste nel fondere il composto in esame con sodio metallico.

Nella reazione l’azoto si trasforma in cianuro, lo zolfo si trasforma in solfuro, gli alogeni si trasformano nei corrispondenti alogenuri di sodio. Gli anioni così formati possono essere riconosciuti tramite analisi qualitativa inorganica. La presenza dell’ossigeno non si accerta tramite reazioni dirette, ma viene dedotta dall’analisi quantitativa calcolandone la percentuale per differenza, dopo la determinazione di tutti gli altri elementi presenti nella sostanza. Per ricercare il fosforo si può ossidare la sostanza con acido nitrico fumante al fine di ottenere acido fosforico che può essere riconosciuto con la reazione del molibdato.

Esame della solubilità del composto. Viene eseguita tramite alcuni solventi quali acqua, etere etilico, soluzione acquosa di idrossido di sodio al 5%, acido cloridrico al 5%, acido solforico concentrato. In base alla solubilità in questi solventi e in base agli elementi presenti nel composto in esame, si può far rientrare il composto stesso in gruppi di solubilità sulla base della seguente suddivisione:

Gruppo I. Sostanze solubili in acqua e etere dietilico: i primi termini delle serie omologhe di alcoli, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici, fenoli, esteri, anidridi, ammine, nitrili, polidrossifenoli

Gruppo II. Sostanze solubili in acqua ma non in etere: ossiacidi e acidi poliossidrilici, glicoli, alcoli poliossidrilici, poliidrossi-aldeidi e chetoni (zuccheri), alcune ammidi, acidi solfonici e solfinici, sali amminoacidi, amminoalcoli, composti poliamminici

Gruppo III. Sostanze solubili in NaOH 5%: acidi, fenoli, immidi, ossime, tioli e tiofenoli, acidi solfonici, solfinici, solforici, solfonammidi, alcuni dichetoni e β- chetoesteri

Gruppo IV. Sostanze solubili in HCl 5%: ammine primarie, ammine secondarie alifatiche , ammine terziarie, idrazine

Gruppo V. Sostanze che non contengono azoto e zolfo solubili solo in acido solforico concentrato: idrocarburi insaturi, alcuni idrocarburi aromatici polialchilati, alcoli, aldeidi, chetoni, esteri, anidridi, acetali, lattoni, alogenuri acilici

Gruppo VI. Sostanze che non contengono azoto e zolfo insolubili  in acido solforico concentrato: idrocarburi saturi alifatici, idrocarburi paraffinici ciclici, idrocarburi aromatici e loro alogeno-derivati, eteri diarilici

Gruppo VII. Sostanze contenenti azoto o zolfo, sostanze non incluse nei gruppi : I, II, III e IV: nitroso composti terziari, ammidi e derivati di aldeidi e di chetoni, nitrili, alcune ammine sostituite, nitroso, azocomposti e idrazocomposti, solfoni, alcune solfonammidi, solfuri e solfati

Una volta inserito il composto in esame in uno dei sette gruppi di solubilità, bisogna riconoscere la funzione o le funzioni presenti nel composto stesso. Pertanto si effettuano reazioni caratteristiche che indicano la presenza o l’assenza di un particolare gruppo funzionale.

Classi di composti organici e loro reazioni caratteristiche.

Idrocarburi saturi

1)     Saggio con una soluzione diluita di bromo in tetracloruro di carbonio: si forma acido bromidrico, i cui vapori si riconoscono mediante una cartina indicatrice

2)     Saggio con una soluzione acquosa di permanganato di potassio al 5%: si ha decolorazione del reattivo

Alogeno-derivati

Saggio con una soluzione alcolica di nitrato di argento: precipita l’alogenuro di argento

Aldeidi e chetoni

Saggio con 2,4-dinitrofenilidrazina: sia aldeidi che chetoni danno luogo a fenilidrazoni poco solubili. In caso di saggio positivo la presenza di aldeidi viene effettuata con reazioni caratteristiche delle aldeidi

Aldeidi

1)     Saggio con il reattivo di Schiff: questo reattivo è costituito da una soluzione di cloridrato di fucsina decolorata con biossido di zolfo: le aldeidi producono una colorazione rosa. I chetoni non reagiscono

2)     Saggio con il reattivo di Fehling: questo reattivo è costituito da una soluzione di solfato di rame che viene aggiunto a una soluzione alcalina di tartrato sodico-potassico. Le aldeidi producono una colorazione rossa perché reagiscono con il rame (II) riducendolo a rame (I) . I chetoni non reagiscono

3)     Saggio con il reattivo di Tollens: il reattivo è costituito da una soluzione di nitrato di argento in idrossido di ammonio. Le aldeidi reagiscono formando uno specchio metallico sulle pareti del recipiente causata dalla riduzione dell’argento (I) ad argento metallico. I chetoni non reagiscono

Esteri e anidridi

1)      Saggio con idrossilammina: sia gli esteri che le anidridi reagiscono formando acidi idrossammici, i quali reagiscono a loro volta con cloruro di ferro (III) formando sali complessi caratteristici, generalmente di colore violetto; i lattoni che sono esteri interni reagiscono analogamente

2)      Saponificazione con alcali: da un estere si forma un alcol e il sale dell’acido; da un estere fenolico si formano i sali dell’acido e del fenolo; da un’anidride si forma il sale dell’acido corrispondente; si distilla la soluzione alcalina e nel distillato si può riconoscere l’alcool mentre nel residuo della distillazione si può riconoscere l’acido

Alcoli

1)      Saggio con sodio: si svolge idrogeno

2)      Saggio con cloruro di acetile: gli alcoli primari e secondari formano esteri; gli alcoli terziari formano prevalentemente il cloruro alchilico

Esteri

1)      Saggio con sodio: nessuna reazione

2)      Saggio con cloruro di acetile: nessuna reazione

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Author: Chimicamo

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