有机元素定性分析

[拼音]：youji yuansu dingxing fenxi

[外文]：organic elemental qualitative analysis

有机分析的一个分支学科，指有机化合物中碳、氢、氧、氮、硫、卤素、磷、硅、硼和有关金属元素的定性分析，不仅能提供关于有机物的组成和鉴定方法的信息，而且在结构分析中对质谱法、红外光谱、紫外光谱和核磁共振谱图的解释是不可缺少的。定性分析通常分两步进行：先使有机物分子破坏，变成无机离子；然后用适当的试剂或仪器分析方法检验生成的无机离子。通常破坏有机物都是应用较强的试剂，因此对于试样的本性要有初步了解，例如有无爆炸性或剧毒，以便采取适当的防护措施。

试样的分解

钠熔法

把有机化合物加到灼热的金属钠中就起猛烈的反应，其中的碳、氢、氧、氮、硫、卤素生成碳、一氧化碳、二氧化碳、氰化钠、硫化钠和卤化钠。当金属钠不足时，氮和硫生成硫氰化钠。但金属钠过量时，硫氰化钠又分解为氰化钠和硫化钠：

NaCNS+2Na─→NaCN+Na₂S

使用过多的金属钠将使萃取液的碱性太强，应该避免。熔化物用水萃取后，检验萃取液中的阴离子。如果用金属钾代替金属钠则效果更好。

钠熔法的缺点是氮往往会漏检，特别是低沸点的胺、胺盐和酰胺以及有爆炸性的化合物（例如重氮盐和多硝基物等）。改进的方法是预先在试样中加入少量的萘或蔗糖；或改用其他的活性金属代替钠。再如，对于沸点很低的试样使用钠熔法往往也有困难。用镁和碳酸钾的混合物作熔剂，可克服这些缺点。

锌－碳酸钠熔化法

此法中含硫物生成的硫化锌不溶于水，因此需要在滤渣中检验硫：

ZnS+2H⁺─→Zn²⁺+H₂S

H₂S+Pb²⁺─→PbS↓+2H⁺

碳酸锂在热水中的溶解度比碳酸钾或碳酸钠小，用水萃取后可以滤去，以免以后酸化萃取液时产生大量的二氧化碳气，将氰化氢、硫化氢、卤化氢带走。因此，用碳酸锂代替碳酸钾或碳酸钠可以进行微量分析。

氧瓶法

将有机化合物在氧气中燃烧，使所含的元素变成相应的氧化物，用加有几滴30％过氧化氢的2％氢氧化钠溶液吸收（分析金属元素有时改用2％盐酸或2％硝酸作吸收液）。然后检验吸收液中的离子。这种方法的优点是试样用量小、分解完全和操作简单，可以在锥形烧瓶或分液漏斗中进行，但需要配一个特制的磨口塞子，在塞子下面熔接一段铂丝(有时也可用镍络丝代替)。把试样（难分解的试样，例如某些有机氟或硅化合物应该混入少量的过氧化钠）用一小块滤纸包好后，系在铂丝上。在氧瓶中装好吸收液和充满氧气（有时不充氧气就在空气中进行也可）后，用火点着滤纸，放进瓶中，迅速塞紧塞子，燃烧完毕后放冷，摇匀。

元素的鉴定

用钠熔法和锌－碳酸钠熔化法分解的试样

其中的元素可用以下方法鉴定：

（1）硫可用亚硝基铁氰化钠法(式1)、乙酸铅法(式2)、叠氮钠法(式3)：

S^2-+[Fe(CN)₅NO]^2-─→[Fe(CN)₅NOS]^4- (1)

S^2-+Pb²⁺─→PbS (2)

　　 (3)

（2）氮可用对硝基苯甲醛－邻二硝基苯法(式4和5)、4，4′－二氨基联苯－乙酸铜法（式6）：

　　 (4)　　 (5)

（3）氮和硫可用硫氰化铁法（式7）：

3CNS^-+Fe³⁺─→Fe(CNS)₃ (7)

（4）氯可用卤化银法(式8)，溴可用氧化法(式9)，碘用亚硝酸氧化法(式10)，氟用茜素－氯化锆法(式11)：

Cl^-+Ag⁺─→ AgCl (8)

2Br^-+Cl₂─→ Br₂+2Cl^- (9)

　　 (10)

（5）砷可用硫化砷法（式12）、砷酸银法（式13）：

　　 (12)

　　 (13)

（6）磷可用磷钼酸铵法（式14）、钼蓝法（式15）：(NH₄)₃PO₄·12MoO₃·xH₂O+2H₂N

（7）硅用硅钼蓝法（式16和17）：(NH₄)₂SiO₃·12MoO₃+2H₂N

（8）硼可用姜黄法（式18）：

用氧瓶法分解的试样

其中的元素可用以下方法鉴定：

（1）硫可用硫酸钡法（式19）、玫瑰红酸银法（式20和21）：

　　 (19) (20)

红棕色　　 (21)

（2）氮可用二苯胺法（式22）：

4NO+8H₂O (22)

氧的分析

有机化合物中的氧一般不直接分析，也没有简单的分析方法。如有必要可将试样在氮气流中灼烧到950～1000°C，使分解物通过1100～1150°C的炭粒，氧变为一氧化碳气，然后在120°C与五氧化二碘反应：

C+O─→CO

5CO+I₂O₅─→5CO₂+I₂

钠珠法分析氮与硫

试样与新制的钠珠和甲苯放在一起加热，氮变成氨，硫变成硫化钠。前者可用石蕊试纸检验，后者酸化后用乙酸铅试纸检验。

拜耳斯坦法检验氯、溴、碘

含氯、溴、碘的有机物与氧化铜在煤气灯的氧化焰中一起灼烧，可以产生绿色的火焰。由于氟化铜不能挥发，不能使焰色变绿。此法非常灵敏，但不可靠，原因为：

（1）卤素作为杂质存在，也能使灯焰显绿色；

（2）挥发性很强的试样在氧化铜没有灼热前已挥发殆尽，因而漏检；

（3）许多不含卤素的化合物，例如脲、硫脲、吡啶、喹啉或某些羧酸，由于能产生挥发性的铜盐，也使焰色变绿。

硝酸银试纸检磷法

膦化合物在钠熔法中有磷化氢气生成，可使硝酸银试纸变黑。这是分析膦化合物的简便方法，但是膦酸酯类必须预先在试样中加入蔗糖，然后进行钠熔法。

汞的分析

有机汞化合物在钠熔法中往往容易挥发，可与无水碳酸钠混匀后加热，生成的汞蒸气可使白色的碘化亚铜迅速变成猩红色或桃红色：

Hg+CuI─→HgI+Cu

本法十分灵敏，但如有氨气或硫化氢气产生时有干扰;前者可用焦硫酸钾消除，后者则用氧化铅去除。

其他的金属元素

把试样灼烧成灰分后，进行化学分析或仪器分析。