تحديد الألدهيدات والكيتونات غير المعروفة

المصدر: لارا الحريري وأحمد باسابرين من جامعة ماساتشوستس أمهيرست ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

1. اختبار DNPH للألدهيدات والكيتونات العطرية التوسع

   في هذا المختبر ، ستستخدم اختبار DNPH واختبار Tollens واختبار اليودوفورم لتحديد اثنين من الألدهيدات أو الكيتونات غير المعروفة. ستستخدم البيوتانون والبنزالديهايد كمركبات معروفة للتأكد من أن الاختبارات تعمل كما هو متوقع.

   ستبدأ المختبر باختبار DNPH ، والذي يعتمد على التفاعل بين 2،4-dinitrophenylhydrazine ، أو DNPH ، والألدهيدات والكيتونات. عندما تجمع بين DNPH والألدهيد أو الكيتون في بيئة حمضية ، فإنهم يخضعون لتفاعل تكثيف لتشكيل الهيدرازون المقابل. ثم يترسب الهيدرازون من المحلول. إذا كان الراسب أحمر إلى برتقالي ، فإن الألدهيد أو الكيتون كان عطريا. إذا كان لونه برتقاليا إلى أصفر ، فإن الألدهيد أو الكيتون كان غير عطري أو أليفاتي.

   • ارتد معطف المختبر ونظارات السلامة وقفازات النتريل. ملاحظة: العديد من المواد الكيميائية في هذا المختبر سامة أو أكالة أو قابلة للاشتعال ، لذلك ستقوم بإجراء هذا المختبر في غطاء الدخان. قم بتغيير القفازات إذا حصلت على أي مواد كيميائية عليها.
   • احصل على قارورة من كل مركب معروف واختر مركبين غير معروفين لتحليلهما. اكتب رموز المجهولين في دفتر ملاحظات المختبر.
   • ضع ملصقات على دورق سعة 250 مل للنفايات المائية ودورق سعة 600 مل للماصات المستعملة. ضع العديد من ماصات باستور النظيفة في دورق آخر واحصل على المزيد كلما احتجت إليها.
   • احصل على أربعة أنابيب اختبار صغيرة في رف وقم بتسميتها بالأسماء المركبة الأربعة أو الرموز واسم الاختبار الأول.
   • أحضر دورق سعة 50 مل وأسطوانة متدرجة إلى غطاء الكاشف واحصل على 8 مل من محلول DNPH.
   • استخدم أربع ماصات باستور لوضع 3-4 قطرات من كل مركب في أنبوب الاختبار الخاص به. ملاحظة: لا تعيد استخدام الماصات أثناء هذا المختبر لأن التلوث المتبادل سيؤدي إلى إبطال نتائج الاختبار.
   • أضف 2 مل من محلول DNPH إلى أحد أنابيب الاختبار واخلطه جيدا بقضيب زجاجي. اشطف القضيب الزجاجي جيدا بالماء منزوع الأيونات فوق دورق النفايات المائية لإزالة جميع آثار الكيتون أو الألدهيد.
   • أضف 2 مل من محلول DNPH إلى كل من أنابيب الاختبار الثلاثة الأخرى بنفس الطريقة. تأكد من تنظيف القضيب الزجاجي جيدا بعد كل واحدة. عند الانتهاء ، اترك المحلول لمدة 15
     دقيقة.
   • أثناء الانتظار ، قم بالإعداد للترشيح الفراغي واملأ دورق سعة 250 مل بالماء منزوع الأيونات.
   • بعد 15 دقيقة ، افحص الرواسب في أنابيب الاختبار. ملاحظة: يحتوي البنزالديهايد على مجموعة عطرية ، لذلك يجب أن ترى مادة صلبة حمراء إلى برتقالية في أنبوب الاختبار الخاص به. البيوتانون أليفاتي ، لذلك يجب أن ترى مادة صلبة برتقالية إلى صفراء في أنبوب الاختبار الخاص به. سجل النتائج في دفتر ملاحظات المختبر الخاص بك.

     الجدول 1: DNPH و Tollen' و Iodoform

     مركب	DNPH	Tollens'	اليودوفورم	الذوبان في الماء	Hydrazone m.p.
     بوتانوني
     بنزالديهايد

     انقر هنا لتنزيل الجدول 1
   • قارن المواد الصلبة من المركبات المجهولة بالمركبات المعروفة. لكل مجهول ، سجل ما إذا كانت هذه المادة الصلبة أكثر حمراء برتقالية ، مثل البنزالديهايد ، أو أكثر برتقالية صفراء ، مثل البيوتانون.
   • استخدم ماصة باستور نظيفة لتبليل ورق الترشيح الخاص بإعداد الترشيح الفراغي بالماء منزوع الأيونات وجمع المادة الصلبة من أحد الأشياء المجهولة عن طريق الترشيح الفراغي. اشطف أي مادة صلبة متبقية في الأنبوب بالماء منزوع الأيونات.
   • اغسل المادة الصلبة على ورق الترشيح ب 10 مل من الماء منزوع الأيونات.
   • التقط كمية صغيرة من المادة الصلبة بقضيب زجاجي نظيف وقم بتلطيخها على ورق الأس الهيدروجيني. إذا كان الرقم الهيدروجيني أقل من 6.5 ، اشطف المادة الصلبة ب 10 مل أخرى من الماء منزوع الأيونات. استمر في شطف المادة الصلبة وفحص درجة الحموضة حتى تتراوح بين 6.5 و 7.
   • قم بتسمية زجاج ساعة صغير للمجهول وانقل ورق الترشيح بعناية والصلب إلى زجاج الساعة حتى يجف.
   • اشطف قمع Büchner جيدا بالماء منزوع الأيونات ، وتخلص من المرشح في نفايات محلول DNPH ، وأعد تجميع إعداد الترشيح الفراغي بقطعة جديدة من ورق الترشيح.
   • اجمع واغسل المواد الصلبة من المركب الثاني غير المعروف ومن المركبين المعروفين بنفس الطريقة.
   • اترك المواد الصلبة الأربعة في غطاء الدخان حتى تجف (1 ساعة).
2. اختبار تولينستوسيع

   عندما تجمع بين الألدهيد والفضة ثنائية الأمين (I) ، أو كاشف Tollens ، يتم تقليل الكاشف إلى الفضة المعدنية والأمونيا. إما أن تغلف الفضة الجزء الداخلي من وعاء التفاعل أو تترسب كمادة صلبة سوداء ، لذلك من السهل رؤية حدوث التفاعل.

   يصعب تأكسد معظم الكيتونات من الألدهيدات وبالتالي لا تتفاعل مع كاشف Tollens. بالنسبة لهذا المختبر ، يمكنك افتراض أنه إذا ظهرت الفضة ، فإن المركب هو ألدهيد. إذا لم تظهر الفضة ، فإن المركب هو كيتون.

   يحتوي محلول كاشف Tollens على قاعدة قوية ويجب التخلص منه خصيصا لتجنب تكوين منتج تحلل متفجر. تعامل معها بعناية وتذكر وضع نفايات اختبار Tollens في الحاوية المخصصة.

   • ضع أنابيب الاختبار المستخدمة في دورق وقم بتسمية أربعة أنابيب جديدة بالأسماء أو الرموز المركبة واختبار Tollens.
   • أحضر دورق نظيف سعة 50 مل وأسطوانة متدرجة سعة 5 مل إلى غطاء الكاشف واحصل على 4 مل من كاشف Tollens.
   • استخدم ماصات نظيفة لوضع 3-4 قطرات من كل مركب في أنبوب الاختبار الخاص به.
   • أضف 1 مل من كاشف Tollens إلى كل أنبوب اختبار واخلط المحاليل جيدا بقضيب زجاجي نظيف ، واشطف القضيب جيدا بالماء منزوع الأيونات بين الأنابيب. اضبط رف الأنابيب على الجانب واتركه لمدة 10
     دقائق.
   • أثناء الانتظار ، احصل على حوالي 100 مل من الماء في دورق سعة 150 مل وضعه على لوح تسخين. ضع مشبك صغير من 3 شوكات فوق الدورق
   • افحص أنبوب البنزالديهايد بعد 10 دقائق. ملاحظة: يجب أن يكون للبنزالديهايد نتيجة إيجابية ، كما هو موضح في فيلم فضي أو راسب. إذا كنت لا ترى نتيجة إيجابية في أنبوب البنزالديهايد ، فقم بتأمين مقياس حرارة في أنبوب الاختبار وقم بتسخينه في الحمام المائي عند 35 درجة مئوية لمدة 5 دقائق. يجب أن يظهر بعد ذلك الفيلم الفضي أو الترسيب. سجل هذه النتيجة في دفتر ملاحظات المختبر الخاص بك.
   • لن يتفاعل بوتانون مع كاشف تولينز. ملاحظة: أنبوب البوتانون هو مثال على نتيجة اختبار تولينز السلبية. سجل هذا في دفتر ملاحظات المختبر الخاص بك.
   • تحقق من أنابيب المجهول الخاصة بك. إذا رأيت مرآة فضية أو راسب ، فقم بتسجيل نتيجة اختبار Tollens إيجابية لهذا المجهول. إذا لم تقم بذلك ، قم بتسخين الأنبوب في الحمام المائي لمدة 5 دقائق وتحقق مرة أخرى. إذا كان الاختبار لا يزال سلبيا، فسجل هذه النتيجة في دفتر ملاحظات المختبر.
   • عند الانتهاء ، قم بإيقاف تشغيل لوح التسخين وتخلص من محاليل اختبار Tollens في حاوية النفايات المناسبة. ضع الأنابيب المطلية بالفضة في صندوق التجميع للتنظيف الحمضي وضع الباقي في دورق الدورق الخاص بك.
3. اختبار اليودوفورم لكيتونات الميثيل توسيع

   عندما تجمع بين اليود وكيتون الميثيل في قاعدة مائية, اليود يحل محل هيدروجين ألفا ميثيل. ينتج عن تفاعل الإضافة والقضاء متبوعا بنقل البروتون شكل اليودوم وأنيون الكربوكسيلات. اليودوفورم غير قابل للذوبان في الماء ، لذلك سترى راسب أصفر إذا كان المركب الذي تختبره هو كيتون الميثيل. إذا لم يكن كيتون الميثيل ، فسوف يتحول محلول الاختبار في النهاية إلى اللون البني بسبب اليود غير المتفاعل.

   • قبل اختبار اليودوفورم ، تحقق من قابلية ذوبان جميع المركبات الأربعة في الماء. قم بتسمية أربعة أنابيب اختبار نظيفة بالأسماء أو الرموز المركبة و H₂O. قم بتسمية أربعة أنابيب اختبار أخرى بالأسماء المركبة و CHI₃.
   • استخدم ماصات باستور النظيفة لوضع 3-4 قطرات من كل مركب في أنبوب الاختبار الخاص به.
   • أضف 2 مل من الماء منزوع الأيونات إلى كل أنبوب مسمى. تخلط جيدا بقضيب زجاجي نظيف. نظف القضيب جيدا بالماء منزوع الأيونات بين الأنابيب.
   • انتظر بضع دقائق حتى تستقر السوائل قبل تقييمها. ملاحظة: البيوتانون قابل للذوبان بشكل معتدل في الماء ، لذلك يجب أن ترى القليل من الفصل أو لا ترى أي فصل. البنزالديهايد قابل للذوبان بشكل ضئيل في الماء ، وكثافته أعلى قليلا من الماء. يجب أن ترى طبقة صغيرة في الجزء السفلي من الأنبوب.
   • افحص المجهول بحثا عن طبقات سائلة وسجل نتائج جميع المركبات الأربعة في دفتر المختبر الخاص بك.
   • أضف 2 مل من الماء منزوع الأيونات إلى أنبوب البيوتانون وأي كيتونات قابلة للذوبان في الماء واخلطها جيدا بقضيب زجاجي نظيف. ملاحظة: إذا كان لديك كيتون غير معروف غير قابل للذوبان في الماء ، أضف بدلا من ذلك 2 مل من 1،2-ثنائي ميثوكسي إيثان واخلطه جيدا بقضيب زجاجي نظيف.
   • الآن ، قم بإجراء اختبار اليودوفورم ، وهو مخصص للكيتونات فقط. استخدم دورق نظيف سعة 50 مل وأسطوانة صغيرة متدرجة للحصول على 4 أو 6 مل من 3 M هيدروكسيد الصوديوم ، اعتمادا على ما إذا كان لديك كيتونان أو ثلاثة كيتونات لاختبارها.
   • صب ~ 10 مل من كاشف اليودوفورم في دورق آخر سعة 50 مل.
   • أضف 2 مل من 3 M هيدروكسيد الصوديوم إلى كل أنبوب كيتون واخلطه جيدا ، وقم بتنظيف القضيب الزجاجي جيدا بالماء منزوع الأيونات بين كل أنبوب.
   • احصل على ماصة باستور نظيفة وأضف كاشف اليودوفورم بالتنقيط إلى أنبوب البيوتانون ، مع التقليب المتكرر حتى ترى راسب أصفر. ملاحظة: البيوتانون هو كيتون ميثيل ، لذلك سينتج عنه نتيجة إيجابية.
   • اشطف القضيب الزجاجي بالماء منزوع الأيونات وابدأ في إضافة كاشف اليودوفورم بالتنقيط إلى الكيتون الأول أو الوحيد غير المعروف مع التقليب المتكرر. استمر في إضافة الكاشف حتى يترسب اليودوفورم الأصفر ، كما رأيت مع البيوتانون ، أو يظل المحلول بنيا ، حتى بعد تقليبه جيدا. ملاحظة: هذا الأخير هو نتيجة سلبية.
   • إذا كان لديك كيتون آخر غير معروف ، فقم بتنظيف القضيب الزجاجي جيدا وكرر الاختبار باستخدام الكيتون الثاني.
   • عند الانتهاء ، تخلص من المحاليل المحتوية على اليود في حاوية النفايات المناسبة.
   • بمجرد أن تجف المواد الصلبة من اختبار DNPH ، قم بقياس درجة انصهار كل مادة صلبة وسجلها في دفتر المختبر الخاص بك. ضع المواد المذابة المتبقية في حاوية النفايات لمشتقات DNPH الصلبة.
   • تخلص من السوائل العضوية المتبقية ومخاليط الألدهيد المائية في حاويات النفايات المعتادة.
   • اشطف ماصات باستور المستخدمة في الألدهيدات والكيتونات بالأسيتون قبل وضعها في النفايات الزجاجية. صب النفايات المائية في البالوعة بماء الصنبور الجاري. نظف الأواني الزجاجية الخاصة بك ، ووضع معدات المختبر بعيدا ، واجمع أي قمامة في غطاء الدخان وتخلص منها قبل المغادرة.
4. النتائجتوسيع
   • حدد مركباتك غير المعروفة. هناك ستة خيارات: الأسيتوفينون ، والبيوتانال ، و 3-ميثيل -2-بوتانون ، والبنتانال ، و 2-البنتانون ، و 3-البنتانون.
   • انظر إلى نتائج DNPH. إذا كان الراسب أحمر إلى برتقالي ، فإن الألدهيد أو الكيتون غير المعروف يكون عطريا. إذا كان أصفر ، فإن المجهول هو أليفاتي. ملاحظة: نظرا لأن مركبا واحدا محتملا فقط هو العطري ، فإن الراسب الأحمر يعني أن المجهول كان أسيتوفينون. كتأكيد ، يجب أن تكون قد شاهدت أيضا اختبار Tollens السلبي واختبار اليودوفورم الإيجابي.
   • يعني الراسب الأصفر في اختبار DNPH أن المجهول يمكن أن يكون أيا من المركبات الخمسة الأخرى.
   • انظر إلى نتائج اختبار Tollens. إذا رأيت مرآة فضية أو راسب رمادي فضي في أنبوب الاختبار ، فإن المركب المجهول هو ألدهيد. إذا لم تر أي تغيير ، فإن المركب المجهول هو كيتون. إذا كان المجهول الخاص بك هو الألدهيد ، فقد يكون خماسيا أو بيوتانال.
   • قارن نقطة انصهار مشتق الهيدرازون المجهول بقيم الأدبيات لكل ألدهيد لمعرفة أيهما كان.
   • إذا كان اختبار تولينز سلبيا وأظهر اختبار DNPH مركبا أليفاتيا ، فقد يكون المجهول 3-ميثيل -2-بيوتانون أو 2-بنتانون أو 3-بنتانون.
   • تحقق من نتائج اختبار اليودوفورم لتضييقه. إذا رأيت اليودوفورم الأصفر الصلب ، كان المركب عبارة عن كيتون ميثيل. إذا رأيت محلولا بنيا ، فهو لم يكن كيتون ميثيل.
   • واحد فقط من الكيتونات الأليفاتية ليس كيتون ميثيل ، لذلك إذا رأيت محلولا بنيا ، فإن المجهول هو 3-البنتانون. إذا رأيت رواسب يودوفورم أصفر من المحلول وكان اختبار DNPH يحتوي أيضا على راسب أصفر ، فإن المجهول هو 3-ميثيل -2-بوتانون أو 2-بنتانون.
   • استخدم نقطة انصهار مشتق الهيدرازون المجهول لمعرفة كيتون الميثيل الذي لديك.