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檢測硝基甲烷的化學試驗法


實驗室k / 2018-10-26

用1,2-萘醌-4磺酸的試驗法
       硝基甲烷和苛性堿的酒精溶液反應,會產(chǎn)生酸式硝基化合物的水溶堿金屬鹽:

CH3NO2+NaOH → CH2=NO2Na+H2O

1,2-萘醌-4-磺酸系活性NH2-和CH2-基團的通用試劑,可和酸式中所含CH2-基團發(fā)生反應。它和硝基甲烷堿性溶液的反應,可以寫成如下:

       這個對-醌型的反應產(chǎn)物是藍-紫色的。這一反應中可用氧化鈣代替苛性堿。
       硝基乙烷和其它脂族及芳族一硝基化合物同樣會在堿性介質(zhì)中產(chǎn)生酸式硝基化合物,但它們都不含有活性CH2-基團,因此不和1,2-萘醌-4-磺酸發(fā)生顯色反應。如果只有小量硝基甲烷存在,大量的硝基乙烷,硝基丙烷等會阻止硝基甲烷和1,2-萘醌-4-磺酸的反應。重量百分率為12.5%而可在64.6°沸騰的硝基甲烷可和甲醇形成共沸混合物,而更高級的硝基烷類卻不和甲醇形成共沸混合物。上述缺點可利用這一事實使之避免。
       操作手續(xù)    用一微量試管,將待試物的酒精溶液一滴與5%1,2-萘醌-4-磺酸(鈉鹽)的水溶液一滴混和,然后再和氧化鈣數(shù)毫克搖蕩?;蛏罨驕\的藍或紫色將會出現(xiàn),其深度決定于硝基甲烷的存在量。
       鑒定限度:0.6微克  硝基甲烷

轉(zhuǎn)化成甲醛的試驗法
       抗酸水不溶的伯硝基烷類會產(chǎn)生水溶的酸式堿金屬鹽,加入稀酸后,伯硝基烷可從其中再生:

RCH2NO2+OH- → RCH=NO2-+H2O          (1)
RCH=NO2-+H+ → RCH2NO2          (2)

       如果作為離子反應來看,反應(1)和(2)應該是立即可以發(fā)生的,但并不如此。因此,式(2)所示硝基烷類的再生,乃是僅屬于兩個部分反應所得的凈結(jié)果。首先為快速反應(3)產(chǎn)生了伯硝基烷的酸式。第二步系一緩慢的異構化反應(4),它的速度決定了全部過程進行的速度:

RCH=NO2-+H+ → RCH=NO2H          (3)
RCH=NO2H → RCH2NO2          (4)

       RCH=NO2H的中間形成而并不立即進行異構化,這是反應(3)-(4)只可在化學計量算好的酸量下實現(xiàn),但仍不是定量地可以實現(xiàn)的原因。如堿金屬鹽用過量的強無機酸處理,硝基烷并不再生,代之者卻是分解而產(chǎn)生醛類、亞硝酸、胲和二氧化碳。分解反應(5)可以表示醛的形成;這是牽涉到酸式硝基烷的:

2RCH=NO2H → 2RCHO+H2O+N2O          (5)

這個反應可向前進行到足以適用于從伯硝基烷類產(chǎn)生醛類的基礎。
       在硝基甲烷一例中,反應(5)導致產(chǎn)生甲醛,這是可用其和濃硫酸及鉻變酸的顯色反應作出檢定的。由于硝基甲烷是能產(chǎn)生甲醛的唯一硝基烷,下列的試驗對于硝基甲烷來說,就成為特效的了。
       操作手續(xù)    取待試物的酒精溶液一滴,在一微量試管中用2%NaOH酒精溶液一滴處理。數(shù)分鐘后,加入新配成的鉻變酸在濃硫酸中的懸浮液3~4滴,而將混合物放入水浴中溫熱。視硝基甲烷的存在量,將會有或深或淺的紫色出現(xiàn)。
       鑒定限度:2.5微克  硝基甲烷


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