Ποιες πληροφορίες πρέπει να γνωρίζετε καθορίζουν τον χημικό τύπο μιας άγνωστης ένωσης;
1. Στοιχειώδης σύνθεση:
* ποιοτική ανάλυση: Αυτό σας λέει ποια στοιχεία υπάρχουν στην ένωση. Οι τεχνικές περιλαμβάνουν:
* Δοκιμές φλόγας: Η παρατήρηση του χρώματος της φλόγας όταν θερμαίνεται ένα δείγμα μπορεί να εντοπίσει ορισμένα στοιχεία (π.χ. νάτριο, κάλιο).
* φασματοσκοπία (π.χ., IR, NMR, φασματομετρία μάζας): Αυτές οι τεχνικές μπορούν να εντοπίσουν λειτουργικές ομάδες και στοιχεία αναλύοντας την αλληλεπίδραση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με την ένωση.
* Ποσοτική ανάλυση: Αυτό σας λέει τις σχετικές ποσότητες κάθε στοιχείου στην ένωση. Οι μέθοδοι περιλαμβάνουν:
* στοιχειακή ανάλυση: Ένα δείγμα καίγεται και οι ποσότητες προϊόντων όπως CO2, H2O και οξείδια αζώτου μετριούνται για τον προσδιορισμό των ποσοστών μάζας του άνθρακα, του υδρογόνου, του οξυγόνου και του αζώτου.
* περίθλαση ακτίνων Χ: Μπορεί να καθορίσει την ακριβή διάταξη των ατόμων σε ένα κρύσταλλο, παρέχοντας πληροφορίες σχετικά με τη σύνθεση και τη δομή.
2. Πρόσθετες πληροφορίες:
* Μοριακό βάρος: Η γνώση της μοριακής μάζας της ένωσης μπορεί να βοηθήσει στην μείωση των δυνατοτήτων.
* Δομή: Εάν έχετε κάποιες πληροφορίες σχετικά με τη δομή της ένωσης (π.χ., από περίθλαση ακτίνων Χ ή άλλες δομικές τεχνικές), μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό της διάταξης των ατόμων και επομένως στον τύπο.
* Φυσικές ιδιότητες: Ιδιότητες όπως το σημείο τήξης, το σημείο βρασμού, η διαλυτότητα και η πυκνότητα μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό της ένωσης και να παρέχουν ενδείξεις σχετικά με τον τύπο της.
* Χημικές αντιδράσεις: Η παρατήρηση του τρόπου με τον οποίο η άγνωστη ένωση αντιδρά με άλλες χημικές ουσίες μπορεί να σας βοηθήσει να συμπεράνετε τις λειτουργικές ομάδες και τον πιθανό χημικό τύπο.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε ότι έχετε μια λευκή, κρυσταλλική ένωση.
1. στοιχειακή ανάλυση: Βρέθηκε ότι περιέχει 40% άνθρακα, 6,7% υδρογόνο και 53,3% οξυγόνο.
2. Μοριακό βάρος: Η μοριακή μάζα καθορίζεται ότι είναι 180 g/mol.
3. φασματοσκοπία: Η φασματοσκοπία IR υποδηλώνει την παρουσία μιας ομάδας καρβονυλίου (C =O).
Με την ανάλυση αυτών των πληροφοριών, μπορείτε να συμπεράνετε τον χημικό τύπο. Η εμπειρική φόρμουλα (απλούστερη αναλογία πλήρους αριθμού των στοιχείων) είναι CH2O. Το μοριακό βάρος υποδηλώνει έναν μοριακό τύπο C6H12O6.
Οι πρόσθετες πληροφορίες από τη φασματοσκοπία (καρβονυλική ομάδα) δείχνουν μια πιθανή δομή όπως η γλυκόζη.
Σημείωση: Μερικές φορές, ακόμη και με όλες αυτές τις πληροφορίες, ίσως να μην είναι δυνατόν να προσδιοριστεί ο ακριβής χημικός τύπος. Η ένωση μπορεί να είναι ένα μείγμα ή να έχει πολλαπλά ισομερή, καθιστώντας την πρόκληση να εντοπιστεί ο συγκεκριμένος τύπος.
