Визначення молекулярної ваги органічних речовин

Дані кількісного елементарного аналізу дозволяють обчислити тільки одну з кратних формул речовини, відповідних даному складу. Так, наприклад, якщо знайдено, що органічна речовина містить 54,54 % С, 9,09 % Н і 36,37 % О, то його найпростіша формула буде С2Н4О. Така формула відповідає, зокрема, оцтовий альдегід. Проте знайдений процентний склад має не тільки ацетальдегід, а й аль – доль (С4Н8О2), паральдегід (C6H12O3) і метальдегід (C8H16O4). Ці речовини мають відповідно подвоєний, потроєний і учетверенное молекулярний вага порівняно з ацетальдегі – будинок. Очевидно, що для встановлення справжньої емпіричної формули речовини необхідно знати його молекулярна вага.

Численні методи визначення молекулярної ваги поділяються на дві групи: 1) визначення молекулярної ваги речовини, що знаходиться в газоподібному стані, і 2) визначення молекулярної ваги речовини, що знаходиться в розчиненому вигляді.

Найбільш поширений метод першої групи (метод В, Мейєра) полягає в тому, що зважену пробу речовини швидко випаровують у попередньо нагрітій посудині. Внаслідок випаровування речовини з посудину – а витісняється певну кількість повітря, який збирають над водою в градуйований газометр.

Визначивши щільність пари, обчислюють молекулярна вага речовини за відомою формулою М = 2d.

Подібними методами можна визначати молекулярну вагу тільки таких речовин, які можуть переходити в пари без розкладання. Однак значне число органічних речовин має занадто високі температури кипіння або навіть розкладається нижче температури кипіння. Тому хіміка – органіка більше цікавлять методи визначення молекулярної ваги речовини в розчиненому вигляді, засновані на законах осмотичного тиску. Безпосереднє визначення осмотичного тиску дуже складно; тому зазвичай вимірюють такі величини, що залежать від осмотичного тиску: підвищення температури кипіння або зниження температури замерзання розчинів (депресію температури плавлення сумішей).

При оцінці отриманих даних потрібно мати на увазі, що при різних концентраціях розчину внаслідок можливої асоціації розчиненої речовини можуть виходити різні значення вимірюваних величин. Речовини, що містять гідр – оксільную групу, наприклад спирти, в більшості випадків схильні до асоціації в розчинниках, що не містять гідр – оксільной групи. Крім того, правильно визначити зниження температури замерзання можна тільки в тому випадку, якщо вимерзає чистий розчинник, що спостерігається не завжди. Само собою зрозуміло, що для диссоциирующих речовин не можна вживати розчинники, викликають дисоціацію, так як визначається молекулярна вага виявиться нижче його дійсного значення.

При визначенні молекулярного ваги речовини як з підвищення температури кипіння (ебуліоскопічна метод), так і по зниженню температури замерзання (кріоскопічна метод) необхідно застосовувати особливо чутливий термометр – термометр Бекмана, що дозволяє проводити відліки температури з точністю неменшою, ніж 0,005 °С. Вельми зручний метод визначення молекулярної ваги по депресії температури плавлення камфори (Раст), що є по суті видозміна кріоскопічна методу. У зв’язку з тим, що камфора володіє досить високою температурою плавлення (172 °С) і надзвичайно великий моляр ної депресією (- 40 °С), цим методом можна з задовільною точністю визначати молекулярні ваги дуже багатьох речовин. Для проведення визначення достатньо кількох міліграмів речовин; відлік температури проводиться за допомогою звичайного термометра з точністю до 0,5 °С.

Слід мати на увазі, що величина А для камфори постійна при додаванні більше 0,2 моль досліджуваної речовини на 1 кг камфори. Зі зменшенням вмісту добавки величина А поступово зростає до 50 °С.

Маючи дані повного кількісного елементарного аналізу речовини і знаючи його молекулярна вага, можна легко встановити справжню емпіричну формулу сполуки.

Посилання на основну публікацію