Мы получили чистое вещество. Пусть это красивые красные кристаллы или прозрачная бесцветная жидкость. Но ведь известны тысячи веществ, образующих красные кристаллы, и еще больше бесцветных жидкостей. Как доказать, что мы получили то же вещество, что и описано в методике, по которой мы его получаем?
Существует несколько способов, которые позволяют охарактеризовать вещество. У любого твердого, кристаллического вещества есть одно свойство, которое отличает его от всех других твердых веществ — температура плавления. Например, лега-динитробензол плавится при 90°, а /ш/?а-динитробензол при 174 °С.
Но ведь температуры плавления двух (или даже нескольких) веществ могут оказаться почти одинаковыми. К примеру, температуры плавления бензил-2-нафтилкетона, 2-бензилгидроксинафталина, мета-ацетилфенола, лгега-аминоацетофенОна, бензотриазола, 1,2,4-триаминобензола (какие разные вещества!)! находятся в интервале 99—100°С. В таких случаях помогает так называемый метод смешанной пробы« Температура плавления вещества, как мы знаем, сильно зависит от степени его чистоты. Любые примеси — немного другого вещества, просто влага или пыль — понижают температуру плавления на несколько градусов.
Представим, что мы имеем неизвестное вещество, но подозреваем, что это за соединение, или же выделили из реакционной смеси продукт и хотим убедиться, что это именно тот продукт, который мы и хотели получить. В таком случае помещаем в маленькие капилляры порошки трех веществ: полученного нами, заведомо известного вещества и их смесь. Теперь, нагревая одновременно все три капилляра, определяем температуру плавления наших образцов. Возможны такие варианты: все три образца плавятся при разных температурах (значит, мы имеем два разных вещества с разными температурами плавления), образцы чистых соединений плавятся при одной температуре, а смесь — при более низкой (следовательно, имеем два разных вещества, температуры плавления которых случайно совпали), и, наконец, все три образца расплавились одновременно (мы имеем одно и то же соединение).
Жидкости идентифицируют по температурам кипения, показателю преломления, плотности, а также по численным величинам, показывающим, как быстро движется вещество по хроматографической колонке (с данным носителем и данным растворителем).
Но все эти методы используют для идентификации вещества, уже описанного в научной литературе, или же для того, чтобы охарактеризовать впервые полученное вещество, дать его «словесный портрет». С их помощью нельзя установить формулу нового соединения, «увидеть» его структуру. Тут нужны иные методы; о некоторых из них, без которых, пожалуй, сегодня не обойдется ни одна химическая лаборатория, мы расскажем в следующей главе.
Впрочем, эти методы, заимствованные химиками из физических наук, могут применяться не только для установления структуры молекулы. Посмотрите на рисунки на стр. 146 и 147. Разве нельзя использовать спектры поглощения различных соединений в качестве их «отпечатков пальцев», по которым можно «узнать» вещество?