1-Introduzione ai saggi - e-Lavagna di Davide Fusco

LABORATORIO DI CHIMICA ORGANICA 

I.T.I.S “J.F. Kennedy” PN 

A.s. 2008/2009 ‐ classe 3^A/B spec: chimica 

Insegnanti: Lupo Maria Teresa, Valentinis Paola, Fusco Davide. 

Tecniche e saggi per il  

riconoscimento dei  

composti organici 

Autore: Fusco Davide. Pordenone, 20 0ttobre 2008.

Classificazione sostanze 

Prima del 1830 

Sostanze  organiche  ➸  estratte  unicamente  da  tessuti  di  

organismi viventi (animali o vegetali). 

Queste  hanno  loro  peculiari  caratteristiche,  diverse  da  sostanze  che  

provengono da fonti inanimate (tesi dei Vitalisti). 

Un  duro  colpo  al  vitalismo  venne  dato  nel  1828  da  Friedrich  

Wöhler,  che  sintetizzò  artificialmente  l’urea e  scoprì  che  aveva  

medesime  proprietà chimico‐fisiche  di  quella  estratta  dall’urina.  

Partì  da  O=C=N ‐ Ag +   +  NH4Cl  pensando  di  ottenere  O=C=N ‐ NH4 +   

(cianato d’ammonio). 

Tuttavia il nome  “sostanze  organiche” rimase  perché  esse  sono  strettamente  legate  agli  

organismi viventi, costituiscono matrici come capelli, pelle, ossa, sangue, unghie, denti, vasi  

sanguigni, legno, foglie, etc. 

Così  come  le  sostanze  inorganiche  sono  tipiche  dei  materiali  inanimati  come  minerali  

(inorganiche per eccellenza), poi es. ferro, vetro, acqua, oro, argento, roccia, aria, cemento,  

etc.

Distinzione odierna: 

Sostanze  organiche:    costituite  da  scheletro  di  atomi  C  e  H,  

sono anche presenti eteroatomi (O, N, S, P, Si).  

Questi atomi si organizzano in modo da formare delle famiglie  

di  composti  (gruppi  funzionali),  i  cui  membri  mostrano  

caratteristiche chimico‐fisiche simili.  

Es. alcani, alcoli, o più complessi, zuccheri, amminoacidi, etc. 

Sostanze inorganiche: non c’è scheletro C‐H, anche se possono  

contenere un atomo di carbonio (es. CO2, CO, CS2, CCl4). 

Altri esempi: Au, Hg, FeS2, NaCl, PbS, MgO, K2SO4, NaNO3. 

Sostanze metallorganiche o organo‐metalliche: parte organica  

coordinata  da  ione  metallico  (alcalini,  alcalino‐terrosi  o  di  

transizione). 

Esempio: complessi Metallo‐EDTA. 

Come distinguerle? 

Esiste un semplice saggio per distinguerle: Prova al coccio 

Principio: si osserva il comportamento che hanno le sostanze riscaldate su fiamma; 

tale comportamento è dovuto ai tipi di legami presenti nella molecola: 

Riepilogo classificazione legami: 

s i   c a l c o l a n o   l e   d i f f e r e n z e   d i   e l e t t r o n e g a t i v i t à   s e c o n d o   P a u l i n g 

Se: ΔE 

Esecuzione pratica prova al coccio 

Si  utilizza  un  coccio  di  porcellana  (es.  proveniente  da  piatto  frantumato),  si  

pone un po’ di sostanza solida, si afferra il coccio attraverso forbici anatomiche  

o lo si pone su reticella e si scalda su bunsen (gradualmente) per non più di 3‐4  

minuti. 

Risultato del saggio: 

sostanze  organiche  ➠  i  legami  si  scindono,  la  sostanza  sublima  sottoforma  di  CO2  

(essendoci  C),  lascia  un  residuo  carbonioso  (che  sublima  tutto  per  prolungato  

riscaldamento). 

sostanze  inorganiche  ➠  la  sostanza  spesso  resta  tal  quale,  può  imbrunire,  anche  

sublimare, ma non lasciano mai un residuo carbonioso. 

sostanze  metallorganiche  ➠  presentano  ambedue  gli  aspetti,  parte  carbonizzerà  e  

parte no; è la più difficile da valutare. 

Per confermare il risultato, si pone il residuo in una provetta contenente 2 dita di H2O. 

Risultato del saggio: 

sostanze organiche ➠ il residuo carbonioso ha MM  MMH2O, deposizione sul fondo provetta. 

sostanze metallorganiche ➠ parte galleggia e parte si deposita. 

N.B.  osservare  bene  ciò  che  accade nella combustione, alcune  sostanze  si comportano  in  

maniera articolare, facilmente riconoscibile. 

!

Di cosa ci occupiamo? 

La prova al coccio, idealmente, si colloca prima della suddivisione delle discipline “chimica  

organica” e “analisi qualitativa di cationi e anioni”. 

Per assurdo, vi potrebbe essere assegnato un campione incognito  e, solo  dopo  la prova al  

coccio, decidere se analizzarlo all’interno della discipline: 

Chimica analitica qualitativa 

(sostanze inorganiche) 

Chimica organica ‐ saggi ‐ 

(sostanze organiche e organo‐ 

metalliche) 

Tralasciando le sostanze metallorganiche, perché in numero molto ridotto e meno importanti  

di  quelle  organiche  (a  parte  alcuni  antibiotici,  penicilline  e  cefalosporine),  nella  nostra  

disciplina eseguiremo dei saggi sulle: 

S O S T A N Z E 

ORGANICHE

Si parte con i saggi! 

1) Porta il cappello! 

2) è di sesso femminile! 

3) Porta gli occhiali. 

è Claire!

Analogamente... 

1) Faccio disgregazione: non c’è azoto né zolfo, ci sono gli alogeni (cloruri). 

Si tratta di un alogenuro alchilico o acilico, aromatico o alifatico. 

2) Faccio prove miscibilità: è perfettamente miscibile con H2O! 

Scarto  l’ipotesi  aromatici,  si  tratta  di  alogenuro  alcilico  o  acilico  

alifatico. Alchilico o acilico? 

3) Faccio l’indice di rifrazione. 

È il cloruro acilico!

Quadro sui saggi 

1) S O L U B I L I T À / M I S C I B I L I T À 

È  il  saggio  più  generale,  non  è  mirato  cioè  al  riconoscimento  della  molecola  particolare  e  

nemmeno della classe di composti. 

Consente, invece, l’esclusione di intiere classi di composti. 

es. se il composto è solubile in H2O ➜ da escludersi idrocarburi (alcani, alcheni, alchini, aromatici). 

Principio: un soluto  si scioglie in un dato solvente  se le polarità  

della due molecole (cioè la cariche globali) sono simili. 

Se  non  sono  simili,  si  ha  una  repulsione  elettrostatica  e  

non si può avere dissoluzione nel solvente. 

Il simile scioglie il simile 

Similia similibus solvuntur 

(alchimista medievale)


Tale  principio  rimane  valido  anche  oggi,  ma,  in  realtà,  la  solubilità/miscibilità  non  dipende  

esclusivamente dalla polarità, ma anche da: 

A ‐ Temperatura In  generale  tende  ad  aumentare  con  l’aumento  della  

temperatura,  ma  dipende  dalla  sostanza  (alcune  presentano  

comportamento opposto). 

B ‐ Purezza 

Es. a 40 °C,  HOOC‐CH2‐CH2‐COOH (Acido succinnico) 

in H2C‐C(=O)‐CH2 (Acetone), ha solubilità 7 g / 100 g. 

Se presenti le impurezze: 

5% H2O ➜ S = 13 g / 100 g; 

5% CCl4 ➜ S = 6.2 g / 100 g; 

5% CH3OH ➜ S = 9.3 g / 100 g; 

etc.


C ‐ Costituzione chimica 

C1 ‐ Polarità:   

Come si può misurare la polarità di una molecola? 

s i   c a l c o l a n o   l e   d i f f e r e n z e   d i   e l e t t r o n e g a t i v i t à   s e c o n d o   P a u l i n g 

Se: ΔE 


C ‐ Costituzione chimica 

C 3   ‐   V a r i a z i o n e   M M   i n   s e r i e   o m o l o g a :   

es. alcol etilico CH3CH2OH ➜ completamente miscibile in H2O. 

alcol cetilico ➜ insolubile in H2O 

. 

Pertanto, va tenuto conto della MM, o meglio del numero di atomi di C: 

Se  la  struttura  carboniosa  (o  idrofobica)  è  limitata  a  2‐3  C  ➜  il  gruppo  polare  o  

idrofilico (es. O‐H) influenza e determina la polarità della molecola. 

Se  la struttura carboniosa (o idrofobica)  supera i 3‐4 C oppure sono  presenti nuclei  

aromatici ➜ il gruppo polare o idrofilico (es. O‐H) ha minor (o nessuna) influenza sulla  

polarità dell’intera molecola. 

C4 ‐ Isomeria strutturale:  

Più gli isomeri sono ramificati ➜ meno legami intermolecolari ➜ più solubili.

2) MISURA pH (di soluzioni acquose) 

È un  saggio  che ci permette  di escludere qualche  altra classe  di composto  (qualora il pH sia  

neutro) od orientarci su poche classi di composti (qualora sia acido o basico). 

In generale (poi cambierà nel caso di particolari molecole): 

pH  7: ammine, immine, nitrili. 

pH=7: sostanze neutre polari.  

3) Disgregazione o saggio di Lassaigne 

È un  saggio  che rileva la presenza di  atomi peculiari  (presenza atomi  N,  S o  X),  non esclude  

molte classi di composti, ma si rivela fondamentale una volta raccolti tutti i dati. 

4) Punto di fusione e indice di rifrazione 

Sono dati utili soprattutto alla fine delle analisi, quando si conosce già il gruppo funzionale. 

Attraverso tabelle o database, si può stabilire il nome e la struttura esatta della molecola.

Indice di rifrazione 

Premessa 

Questa  tecnica  verrà  applicata  solamente  alle  sostanze  liquide;  con  altri  strumenti  è  

possibile applicarla anche a gas e solidi (analisi minerali). 

Cos’è? 

È una grandezza tipica di molte sostanze organiche (non per tutte è definibile), che si  

misura in base all’interazione fra una radiazione elettromagnetica e la sostanza stessa. 

A cosa serve? 

A  controllare  la  purezza  di  sostanze  o  la  concentrazione  di  soluzioni.  Si  applica  

nell’analisi del sangue e delle urine, nel controllo delle sostanze zuccherine nei succhi di  

frutta,  nel  grado  alcolometrico  di  sostanze  spiritose,  per  sofisticazioni di  olio, latte  e  

burro.

F e n o m e n o   d e l l a   r i f r a z i o n e 

Mai osservato?

F e n o m e n o   d e l l a   r i f r a z i o n e 

La luce, finché si muove in un unico mezzo omogeneo, ha una sua velocità costante: 

se il mezzo è il vuoto, la velocità è di 3*10 8  m/s; 

se il mezzo è  l’acqua, la velocità è di 2,25*10 8  m/s; 

in aria, si ha una velocità di 2*10 8  m/s. 

Se la luce, però, passa da un I mezzo ad un II mezzo, essa cambia la sua velocità e la sua  

direzione: si verifica il fenomeno della rifrazione.

Poniamo: I mezzo=aria, II mezzo=vetro. 

L’onda elettromagnetica che colpisce il vetro è detta raggio  

incidente e forma con la normale l’angolo di incidenza î: 

L’onda  elettromagnetica che  cambia  direzione  e  velocità è  

detta  raggio  rifratto  e  forma  con  la  normale  l’angolo  di  

rifrazione ř: ř 

La rifrazione può avvenire se soddisfa le condizioni: 

a) i mezzi devono essere trasparenti; 

b) la luce non deve avere direzione perpendicolare al mezzo che colpisce, cioè l’angolo  

di incidenza dev’essere diverso da 0. 

Aria 

Vetro 

î

L’indice di rifrazione è definito matematicamente dalla legge di Snell: un raggio di luce  

si  rifrange  in  modo  tale  che  il  rapporto  fra  il  seno  dell’angolo  di  incidenza  e  il  seno  

dell’angolo di rifrazione sia costante. 

n = 

sen i 

sen r 

Una relazione più generale, valida per qualsiasi mezzo, è: 

Tale  relazione  dice  che  al  crescere  dell’angolo  di  

incidenza, cresce anche quello di rifrazione.  

Questa relazione vale solo se il I mezzo è il vuoto. 

n r 

n i 

= sen i 

sen r 

L’indice  di  rifrazione  dipende  dalla  lunghezza  d’onda  della  radiazione  e  dalla  

temperatura; pertanto queste grandezze vanno specificate: 

n 20 D 

Se consideriamo costanti la lunghezza d’onda e la temperatura, nonché la natura del I  

mezzo  (perché  si  useranno  sempre  quelli),  l’unica  variabile  è  la  natura  del  II  mezzo:  

l’indice di rifrazione di una sostanza dipende dalla struttura della sostanza stessa.

Essendo  funzione  della  struttura  del  composto,  la  misura  dell’indice  di  rifrazione  

permette di distinguere fra isomeri di struttura, cioè composti con medesima formula  

bruta, ma diversa struttura.  

Es. C4H10O 

H3C‐CH2‐CH2‐CH2‐OH 

n 20 D= 1.3992 

H3C‐CH2‐O‐CH2‐CH3 

n 20 D= 1.3526

Letture con il rifrattometro di Abbe 

1) Accendere il termostato e verificare che sia impostato alla temperatura di 20 °C; 

2) Accendere  la  lampada  ai  vapori  di  sodio  e  aspettare  qualche  minuto  affinché  

l’emissione sia costante; 

3) Azzeramento con H2O: ci si deve  assicurare che lo strumento sia tarato eseguendo  

una misura con H2O distillata, che deve risultare avere n 20 D=1.333.  

Si apre il morsetto e si separano i prismi, si pongono 2‐3 gocce sul prisma fisso  

(senza mai toccare il vetro flint con il contagocce), si chiude il morsetto. 

si  guarda  nell’oculare  e  si  vedono  2  oggetti:  una  scala  graduata  in  basso  

(doppiamente graduata) e un cerchio con una croce più in alto, dove si distingue  

una zona chiara da una più scura.

si  gira  la  vite  del  rifrattometro  

graduata,  fino  a  quando  nel  cerchio  

n o n  s i  o t t i e n e  u n a  l i n e a  d i  

demarcazione netta fra la zona chiara  

e scura. 

Si gira la vite posta più in basso fino a quando la linea di demarcazione fra zona  

chiara e zona scura non cada al centro della croce. 

si esegue la lettura sulla scala superiore, che deve risultare 1.3333, altrimenti lo  

strumento va posizionato su tale valore. 

4) Lettura della sostanza: si asciugano i prismi unicamente con ovatta (mai altri tipi di  

panni), si pongono 2‐3 gocce del campione con pipetta (rigorosamente asciutta), si  

chiude il morsetto e, analogamente a prima, si mette a fuoco a linea di demarcazione  

con la vite più in alto e si centra la croce con la vite più in basso. Si esegue la lettura  

sulla scala superiore. 

5) Si  puliscono  i  due  prismi  con  dell’alcol  etilico  e  ovatta,  si  spegne  la  lampada  e  il  

termostato.

1-Introduzione ai saggi - e-Lavagna di Davide Fusco

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