You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Fizikai paraméterek és intermolekuláris kölcsönhatások<br />
Makroszkópikus fizikai paraméterek: op. fp.; oldhatóság<br />
Intermolekuláris kölcsönhatások határozzák meg<br />
Miért alacsonyabb a metán olvadás- és forráspontja az etinnél<br />
Miért van az etil-alkoholnak és éternek eltérő forráspontja<br />
Miért van az ecetsavnak és a nátrium-acetátnak magas olvadás- és forráspontja<br />
1
Intermolekuláris kölcsönhatások<br />
Kovalens kötés disszociációs energiája: 140-523 KJ mol -1 , intramolekuláris kölcsönhatás<br />
Ion-ion kölcsönhatás: ionos vegyületek, erős elektrosztatikus vonzó kölcsönhatás<br />
Magas op. és fp., gyakran bomlás az forráspont elérése előtt. NaOAc: op.: 324 °C.<br />
Intermolekuláris kölcsönhatások:
2) Hidrogén kötés: erős dipól-dipól kölcsönhatás hidrogén atom és kis elektronnegatív<br />
(O, N, F) atom nemkötő elektronpárja között. 4-38 KJ mol -1 .<br />
Inter- és intramolekuláris hidrogénkötés<br />
EN =<br />
H C S Br N O F<br />
2,1 2,5 2,5 2,8 3,0 3,5 4,0<br />
H<br />
O<br />
<br />
<br />
H<br />
<br />
O<br />
H<br />
<br />
H<br />
víz<br />
H<br />
O<br />
H<br />
100 pm<br />
180 pm<br />
H<br />
O<br />
H<br />
<br />
O HO<br />
<br />
H 3 C C<br />
C<br />
OH O <br />
ecetsav<br />
CH 3<br />
<br />
HO<br />
<br />
C<br />
O H <br />
O <br />
szalicilsav<br />
H<br />
H<br />
<br />
O C<br />
N H O C<br />
N H O C<br />
H<br />
N<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
formamid fp.: 193 °C<br />
H<br />
C<br />
O<br />
O H<br />
H<br />
O<br />
C<br />
O<br />
H<br />
H<br />
O<br />
C<br />
O<br />
H<br />
H<br />
O<br />
C<br />
O<br />
H<br />
szalicilaldehid<br />
op.: -7 °C<br />
fp.: 197 °C<br />
intramolekuláris<br />
4-hidroxibenzaldehid<br />
op.: 117 °C,<br />
fp. : magas, elbomlik<br />
Intermolekuláris hidrogén kötés<br />
3
Hidrogén kötések szerepe a DNS kettős spirál szerkezetének kialakításában.<br />
3) van der Waals erők: London féle kölcsönhatás vagy diszperziós kh. ; elektronok sűrűsége<br />
a molekula egy részén megnövekedik pillanatnyi dipólus ellentétes dipólust indukál a másik<br />
molekulában vonzó kh. az ellentétes töltések között<br />
polarizálhatóság: elektronok képessége, hogy a változó elektromos térre reagáljanak. F < Cl < Br < I<br />
Nagy molekuláknál a van der Waals erők a meghatározók; erős hidrogén kötések lehetnek<br />
4<br />
jelentősebbek.
Oldhatóság<br />
Szilárd anyag oldódása folyadékban: kristályban ható rácsenergiát, intermolekuláris vonzó<br />
kölcsönhatásokat megszünteti, rendezettből rendezetlenebb eloszlás, szolvatálás<br />
víz: nagy polaritás, kis molekula, erős hidrogén kötések, dipól-ion kölcsönhatások<br />
ionos vegyület<br />
oldódása vízben<br />
Hasonló a hasonlóban oldódik elv: ionos és poláros vegyületek poláros oldószerben,<br />
apoláros anyagok apoláros oldószerben.<br />
apoláros folyadékok elegyednek, poláros és apolárosok nem, olaj-víz<br />
metanol-víz, etanol-víz, propil-alkohol-víz minden arányban elegyednek.<br />
nagyon kis mértékben oldódik vízben<br />
5
Vonzó kölcsönhatások<br />
6
Alak és fizikai paraméterek: nem elágazó alkánok forráspontja szabályos növekedést mutat<br />
a növekvő molekulatömeggel.<br />
A láncelágazás csökkenti a forráspontot, mivel a<br />
molekula felületét csökkenti, ami a van der Waals erő<br />
csökkenéséhez vezet<br />
hexán<br />
fp.: 68.7 °C<br />
2-metilpentán<br />
fp.: 60.3 °C<br />
3-metilpentán<br />
fp.: 63.3 °C<br />
2,3-dimetilbután<br />
fp.: 58.0 °C<br />
2,2-dimetilbután<br />
fp.: 49.7 °C<br />
Olvadáspont: páros és páratlan szénatomszámú<br />
alkánokot külön kezelve monoton növekvő görbe.<br />
even-numbered<br />
monoclynic<br />
odd-numbered<br />
orthorhombic<br />
szorosabb illeszkedés<br />
a kristályrácsban<br />
7
<strong>Szerves</strong> vegyületek szerkezetvizsgálata<br />
Izolálás vagy szintézis<br />
Fizikai állandók (op., fp.), spektroszkópiai<br />
Módszerek, kromatográfia (TLC)<br />
Oszlopkromatográfia, átkristályosítás,<br />
Extrakció, szűrés<br />
8
Minőségi analízis<br />
Szén és hidrogén kimutatása (Liebig): A szén és hidrogén tartalom szén-dioxiddá és vízzé<br />
alakul 500-550 °C –on CuO-dal hevítve.<br />
z z<br />
H 2 O<br />
o o o<br />
<br />
<br />
C, H,O CuO CO2 H2O<br />
Cu2O<br />
A keletkező szén-dioxid bárium-hidroxiddal báriumkarbonát<br />
csapadékot ad.<br />
CuO + minta<br />
CO<br />
o 2<br />
o<br />
o o<br />
o<br />
oo<br />
Ba(OH) 2<br />
Ba(OH) 2 + CO 2 BaCO 3 + H 2 O<br />
Nitrogén, kén és halogének kimutatása<br />
Nitrogén tartalom(Lassaigne-próba): A szerves vegyületben lévő nitrogén nátrium-cianiddá<br />
alakul nátriummal hevítve, ami vas-cianiddal és vas(III)-kloriddal reagáltatva Berlin kék<br />
csapadékká alakul.<br />
3<br />
<br />
<br />
4<br />
Fe(CN)<br />
2<br />
Na<br />
2SO4<br />
C, H, O,N,S,Hlg NaCN Na<br />
2S<br />
NaHlg<br />
Na<br />
2 NaCN FeSO<br />
<br />
Fe(CN)<br />
2<br />
4 NaCN Na<br />
4FeCN6<br />
<br />
FeCN<br />
<br />
4 FeCl Fe FeCN<br />
12 NaCl<br />
4 6<br />
3 4<br />
6<br />
<br />
3<br />
Berlin kék<br />
9
Kén tartalom: Az ólom-acetát a vízoldható nátriumszulfidot sötétbarna ólomszulfid csapadékká<br />
alakítja.<br />
Na S Pb<br />
2<br />
OAc PbS 2 NaOAc<br />
2<br />
<br />
Halogén tartalom: a halogenid ionok ezüst-nitráttal ezüst-halogenid csapadékot képeznek.<br />
NaHlg AgNO3 AgHlg<br />
NaNO 3<br />
Belstein teszt halogénekre: rézdrótra felvitt mintát hevítve a halogéntartalom réz-halogenidekké<br />
alakul, amik zöld színnel festik a Bunsen égő lángját.<br />
z<br />
C, H, O, S, N, Hlg + Cu<br />
Mennyiségi elemzés<br />
<br />
CuHlg<br />
C, H tartalom meghatározása: Pregl módszer, a mintát oxigén jelenlétében hevítjük.<br />
minta<br />
C, H, O, S, N, Hlg<br />
Vörös izzás<br />
<br />
CuO CO 2 + H 2 O + NO x + SO 3 + CuHlg 2<br />
measured removed<br />
200°C<br />
o o o o o o o o<br />
o o o o o o<br />
O 2 Ag CuO/PbCrO 4 PbO 2<br />
Ag<br />
z<br />
o o<br />
o o<br />
o o o Ag<br />
o o<br />
z CaCl 2 /P 2 O 5<br />
o o<br />
o o<br />
z<br />
o o o<br />
f e d c b a A B<br />
halogenidek<br />
SO 3 eltávolítása<br />
megkötése AgHlg-ként<br />
NO 2 eltávolítása<br />
Víz megkötés<br />
tömegmérés<br />
NaOH/azbeszt<br />
CO 2 megkötés<br />
10
a: Fűtött Ag drót, hogy megakadályozza a víz kondenzációját.<br />
b: Ólom-oxid megköti a nitrogén-dioxidot.<br />
c: Hőátmenetet és halogéncsapdát biztosít az ezüstgyapot réteg.<br />
d: réz-oxid/ólom-kromát töltet SO 3 megkötésére(PbSO 4 )<br />
e: ezüstgyapot réteg<br />
f: 1-2 mg minta platina csónakban<br />
PbO 2 NO<br />
2<br />
Pb(NO<br />
A és B csapdázza a víz és széndioxid tartalmat, amit tömegméréssel határoznak meg..<br />
2 3<br />
)<br />
2<br />
Modern elemanalízis: Gázok elválasztása (CO 2 , H 2 O, N 2 , SO 2 ) és gázkromatográfiás elemzése<br />
vezetőképességmérő detektorral.<br />
CO 2 , H 2 O, N 2 tartalom, NO 2 tartalmat N 2 -né alakítják CuO-dal.<br />
Dumas módszer N tartalomra: CuO jelenlétében oxigén armaban égetik el a mintát.<br />
<br />
C, H, O,N CuO CO H2O<br />
N2<br />
NO<br />
x<br />
2<br />
<br />
Cu<br />
Cu NO<br />
x<br />
CuO N2<br />
eltávolítva térfogatmérés<br />
zz<br />
oo<br />
oo<br />
o o<br />
o o<br />
sample<br />
CO 2<br />
oo o o CuO o o Cu<br />
o o<br />
o o<br />
o o<br />
z z<br />
700 °C 800 °C<br />
Azotométer térfogatmérésre<br />
11