有機元素定性分析基本介紹

有機分析的一個分支學科，指有機化合物中碳、氫、氧、氮、硫、鹵素、磷、硅、硼和有關(guān)金屬元素的定性分析，不僅能提供關(guān)于有機物的組成和鑒定方法的信息，而且在結(jié)構(gòu)分析中對質(zhì)譜法、紅外光譜、紫外光譜和核磁共振譜圖的解釋是不可缺少的。定性分析通常分兩步進行:先使有機物分子破壞，變成無機離子;然后用適當?shù)脑噭┗騼x器分析方法檢驗生成的無機離子。通常破壞有機物都是應用較強的試劑，因此對于試樣的本性要有初步了解，例如有無爆炸性或劇毒，以便采取適當?shù)姆雷o措施。

把有機化合物加到灼熱的金屬鈉中就起猛烈的反應，其中的碳、氫、氧、氮、硫、鹵素生成碳、一氧化碳、二氧化碳、氰化鈉、硫化鈉和鹵化鈉。當金屬鈉不足時，氮和硫生成硫氰化鈉。但金屬鈉過量時，硫氰化鈉又分解為氰化鈉和硫化鈉:

NaCNS+2Na─→NaCN+Na2S

使用過多的金屬鈉將使萃取液的堿性太強，應該避免。熔化物用水萃取后，檢驗萃取液中的陰離子。如果用金屬鉀代替金屬鈉則效果更好。

鈉熔法的缺點是氮往往會漏檢，特別是低沸點的胺、胺鹽和酰胺以及有爆炸性的化合物(例如重氮鹽和多硝基物等)。改進的方法是預先在試樣中加入少量的萘或蔗糖;或改用其他的活性金屬代替鈉。再如，對于沸點很低的試樣使用鈉熔法往往也有困難。用鎂和碳酸鉀的混合物作熔劑，可克服這些缺點。

鋅-碳酸鈉熔化法 此法中含硫物生成的硫化鋅不溶于水，因此需要在濾渣中檢驗硫:

ZnS+2H+─→Zn2++H2S

H2S+Pb2+─→PbS↓+2H+

碳酸鋰在熱水中的溶解度比碳酸鉀或碳酸鈉小，用水萃取后可以濾去，以免以后酸化萃取液時產(chǎn)生大量的二氧化碳氣,將氰化氫、硫化氫、鹵化氫帶走。因此,用碳酸鋰代替碳酸鉀或碳酸鈉可以進行微量分析。

將有機化合物在氧氣中燃燒，使所含的元素變成相應的氧化物,用加有幾滴30%過氧化氫的2%氫氧化鈉溶液吸收(分析金屬元素有時改用2%鹽酸或2%硝酸作吸收液)。然后檢驗吸收液中的離子。這種方法的優(yōu)點是試樣用量小、分解完全和操作簡單，可以在錐形燒瓶或分液漏斗中進行，但需要配一個特制的磨口塞子，在塞子下面熔接一段鉑絲(有時也可用鎳絡絲代替)。把試樣(難分解的試樣，例如某些有機氟或硅化合物應該混入少量的過氧化鈉)用一小塊濾紙包好后，系在鉑絲上。在氧瓶中裝好吸收液和充滿氧氣(有時不充氧氣就在空氣中進行也可)后,用火點著濾紙，放進瓶中,迅速塞緊塞子，燃燒完畢后放冷，搖勻。

用鈉熔法和鋅-碳酸鈉熔化法分解的試樣 其中的元素可用以下方法鑒定:①硫可用亞硝基鐵氰化鈉法(式1)、乙酸鉛法(式2)、疊氮鈉法(式3):

S2-+【Fe(CN)5NO】2-─→【Fe(CN)5NOS】4- (1)

S2-+Pb2+─→PbS (2)

(3)

② 氮可用對硝基苯甲醛-鄰二硝基苯法(式4和5)、4,4′-二氨基聯(lián)苯-乙酸銅法(式6):

(4)

(5)

③ 氮和硫可用硫氰化鐵法(式7):

3CNS-+Fe3+─→Fe(CNS)3 (7)

④ 氯可用鹵化銀法(式8),溴可用氧化法(式9)，碘用亞硝酸氧化法(式10)，氟用茜素-氯化鋯法(式11):

Cl-+Ag+─→ AgCl (8)

2Br-+Cl2─→ Br2+2Cl- (9)

(10)

⑤ 砷可用硫化砷法(式12)、砷酸銀法(式13):

(12)

(13)

⑥ 磷可用磷鉬酸銨法(式14)、鉬藍法(式15):

(NH)PO·12MoO·HO+2HN

⑦ 硅用硅鉬藍法(式16和17):

(NH)SiO·12MoO+2HN

⑧ 硼可用姜黃法(式18):

用氧瓶法分解的試樣 其中的元素可用以下方法鑒定:① 硫可用硫酸鋇法(式19)、玫瑰紅酸銀法(式20和21):

(19)

(20)

紅棕色 (21)

② 氮可用二苯胺法(式22):

4NO+8H2O (22)

有機化合物中的氧一般不直接分析，也沒有簡單的分析方法。如有必要可將試樣在氮氣流中灼燒到950~1000°C，使分解物通過1100~1150°C的炭粒，氧變?yōu)橐谎趸細?然后在120°C與五氧化二碘反應:

C+O─→CO

5CO+I2O5─→5CO2+I2

鈉珠法分析氮與硫 試樣與新制的鈉珠和甲苯放在一起加熱，氮變成氨，硫變成硫化鈉。前者可用石蕊試紙檢驗，后者酸化后用乙酸鉛試紙檢驗。

拜耳斯坦法檢驗氯、溴、碘 含氯、溴、碘的有機物與氧化銅在煤氣燈的氧化焰中一起灼燒，可以產(chǎn)生綠色的火焰。由于氟化銅不能揮發(fā)，不能使焰色變綠。此法非常靈敏，但不可靠，原因為:①鹵素作為雜質(zhì)存在，也能使燈焰顯綠色;②揮發(fā)性很強的試樣在氧化銅沒有灼熱前已揮發(fā)殆盡，因而漏檢;③許多不含鹵素的化合物，例如脲、硫脲、吡啶、喹啉或某些羧酸，由于能產(chǎn)生揮發(fā)性的銅鹽，也使焰色變綠。

硝酸銀試紙檢磷法 膦化合物在鈉熔法中有磷化氫氣生成，可使硝酸銀試紙變黑。這是分析膦化合物的簡便方法，但是膦酸酯類必須預先在試樣中加入蔗糖，然后進行鈉熔法。

汞的分析有機汞化合物在鈉熔法中往往容易揮發(fā)，可與無水碳酸鈉混勻后加熱，生成的汞蒸氣可使白色的碘化亞銅迅速變成猩紅色或桃紅色:

Hg+CuI─→HGI+Cu

本法十分靈敏,但如有氨氣或硫化氫氣產(chǎn)生時有干擾;前者可用焦硫酸鉀消除，后者則用氧化鉛去除。

其他的金屬元素 把試樣灼燒成灰分后，進行化學分析或儀器分析。